JPH02212593A - 重質炭化水素供給原料の変換方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、少なくとも５２０℃の沸点を有する少なくと
も２５重量％の炭化水素からなる重質アスファルテン含
有炭化水素供給原料をそれより低い沸点の生成物に変換
する方法に関するものである。

熱分解は、重質アスファルテン含有炭化水素供給原料を
それより低い平均沸点を有する生成物に変換するのに適
した方法である。熱分解はかなり簡単な方法であって、
供給原料を適当な温度まで予熱すると共に予熱された供
給原料を熱分解帯域に移送することからなっており、こ
こで熱分解が生ずる。熱分解帯域の出口で流出物を一般
に急冷して熱分解反応を停止させ、かつ流出物を分別し
て１種もしくはそれ以上の蒸留フラクションと残留物と
を得る。残留物は熱分解生成物中に存在するほぼ全部の
アスファルテンを含有するが、一般にもはや処理されず
に精製所もしくは市販燃料として処分される。

この方法の重要な特徴は、適当な希釈剤と配合して得ら
れた燃料にたとえば粘度、硫黄含有量、密度およびコン
ラドソン炭素数のような所望の生成物特性を与えた後の
熱分解残油の安定性に関する。熱分解が過度になると、
アスファルテンおよび油の特性が変化してスラッジを形
成することが知られている。スラッジ形成は、特にアス
ファルテン含有供給原料の加熱分解の際に生ずる。供給
原料が脱アスフアルト化されておりかつ脱アスファルト
油を熱分解する場合、極めて高い変換率においてのみ、
成る程度のスラッジが形成する。基本的にスラッジは、
分解残油を配合して燃料を生成させた際に分解油および
／または燃料に熔解しないコークス粒子からなっている
。スラッジ形成が成る特定限界を越えると、燃料は市販
燃料の仕様に一致しなくなる。

スラッジを防止する方法は、熱分解処理の程度を緩和す
ることにある。したがって、供給原料の種類に応じ、熱
分解の程度は、重質炭化水素（すなわち５２０℃以上の
沸点を有する炭化水素）の変換率が約３０重量％以下に
なるよう選択される。

スラッジ形成の問題は、この変換率レベルにて回避され
る。この場合、蒸留物に関する収率は最適でないことが
明らかであろう、スラッジ形成を防止する他の方法は、
熱分解処理の前に供給原料を脱アスフアルト化すること
である。この場合は、３０重量％より高い変換率レベル
が得られる。しかしながら、除去されたアスファルテン
は蒸留物の生成にもはや貢献せず、したがってこの場合
も蒸留物に関する収率は最適でない。

蒸留物に関する収率を最大化させようと試みるバッチ法
は、コークス形成が遅延する。この方法において、供給
原料は、いわゆるコーカードラム内に滞留して分解しか
つ蒸留物およびコークスを生成する。重質生成物を循環
させ、かつコーカードラムがコークスで満たされた際、
処理を他のコーカードラムで継続する。したがって、コ
ーカードラムはバッチ式に充填／排出される。コークス
形成遅延をバッチ式に操作し、かつ処理せねばならない
固体コークスが多かれ少なかれこの方法の欠点となるこ
とは明白である。

本発明は、不安定な残留物およびバッチ式操作の問題を
伴わず、かつ蒸留物の収率を増大させながら変換率を向
上させる方法を提供する。

したがって本発明は、少なくとも５２０℃の沸点を有す
る少なくとも２５重量％の炭化水素からなる重質アスフ
ァルテン含有の炭化水素供給原料をそれより低い沸点を
有する生成物に変換するに際し、炭化水素供給原料を予
熱し、５２０　’Ｃ以上の沸点を有する炭化水素の少な
くとも３５重量％の変換率を得るよう前記予熱された供
給原料を熱分解帯域に通過させ、熱分解帯域からの流出
物を１種もしくはそれ以上の蒸留フラクションおよび残
留フラクションに分離し、かつ残留フラクションを脱ア
スフアルト化してアスファルトと脱アスファルト油とを
得ることを加熱分解する重質アスファルテン含有の炭化
水素供給原料の変換方法を提供する。

得られるアスファルトは熱分解反応の間に形成されうる
固体コークス粒子を含有し、脱アスファルト油は殆んど
アスファルテンを含有せず、かっ熱分解帯域から流出物
を分離して得られる残留フラクションよりも低い粘度と
低い密度と低いコンラドソン炭素数とを有する。脱アス
ファルト油は何ら安定性の問題を示さず、市販燃料の製
造に配合成分として直接使用することができ、或いは異
なる目的に使用することもできる。

本発明の方法に使用される重質炭化水素供給原料は、少
なくとも５２０℃の沸点を有する炭化水素（５２０℃゛
炭化水素）の少な（とも２５重量％からなっている。５
２０℃゛炭化水素の比率が低い場合、安定性の問題は生
じにくいと思われる。

便利な供給原料は原油の大気圧残油（いわゆる長残油）
を含む。好適には、供給原料は３７．５重量％より多い
、より好ましくは７５重量％より多い、特に有利には９
０重量％より多い５２０℃゛炭化水素で構成される。極
めて便利な供給原料は原油の減圧残油（いわゆる短残油
）である。

勿論、たとえば合成ガスから合成原油を製造する際に得
られる異なる原料の大気圧もしくは減圧残油を、本発明
の方法に使用することができる。

所望ならば、重質供給原料は接触熱分解により得られる
サイクル油および／またはタールサンドおよびシェール
油から得られる残油で構成することができる。

供給原料はアスファルテンを含有する。特記しない限り
、本明細書における「アスファルテン」という用語はＩ
Ｐ１４３の方法と同様にして測定されるがＣ３炭化水素
を用いて決定されるＣ３−アスファルテンを意味する。

アスファルテン含有量を表わす他の方法は、ＩＰ１４３
に従ってＣ？−アスファルテンを使用するｅｃｓ−アス
ファルテンに関する数値はＣ？−アスファルテンよりも
大であることが了解されよう。

この方法はアスファルテンを含有しない供給原料を用い
て行ないうるが、アスファルテンを含有しない供給原料
の熱分解は安定性の問題および／またはスラッジ形成を
生ずる傾向の低いことが観察される。典型的な脱アスフ
ァルト油のアスファルテン含有量は５重量％未満である
。本発明の方法の供給原料におけるアスファルテン含有
量は、その由来する原料に応じて変化することがある。

好適には、供給原料におけるＣ３−アスファルテン含有
量は、改変ＩＰ１４３法により測定して５〜５０重量％
の範囲である。

熱分解帯域中に移送する前に、供給原料を予熱する。一
般に、これは１つもしくはそれ以上の炉もしくは炉セク
ションで行なわれ、ただし熱交換チューブもしくはコイ
ルを設けて、ここに予熱すべき供給原料を通過させる。

供給原料を予熱する温度は好ましくは３５０〜６００℃
である。

このように予熱された供給原料を熱分解帯域に通過させ
る。供給原料は、分解帯域中に上方向もしくは下方向に
、通過させることができる。好ましくは、流動は上方向
である。供給原料は、たとえば米国特許第１．８９９．
８８９号公報に記載されたような空容器として構成され
る分解帯域に通過させることができる。好ましくは、熱
分解帯域を、内在物（ｉｎｔｅｒｎａｌｓ　）を有する
浸漬容器に位置せしめる。内在物は好ましくは穿孔板の
形態である。

この種の浸漬容器において、内在物は分室を与え、これ
によりバックミキシングの発生を減少させる。

極めて適する浸漬容器はヨーロッパ特許出願第７６５６
号に記載されている。内在物に関しより詳細な情報につ
いては、この特許出願明細書が参照される。

本発明は、５２０℃゛炭化水素の高変換率を与える。こ
のことは、蒸留フラクションに関する収率が高いことを
意味する。好ましくは、５２０“Ｃ＋炭化水素の変換率
は３５〜７０重量％である。３０重量％未満の変換率に
おいて殆んど安定性の問題が生じないのに対し、７０重
重合より高ければ残留フラクションは粘稠となりかつコ
ークスが多量となって、その取扱いが極めて面倒になる
。４０〜６０重量％の５２０℃“炭化水素の変換率にて
、極めて良好な結果が得られた。

熱分解は一般に、たとえば水素のような還元性ガスの不
存在下で行なわれる。熱分解は水蒸気の存在下に行なう
ことができる。熱分解を行ないうる条件は変化すること
ができる。所望の変換率が得られるよう温度と圧力と滞
留時間とを任意に調整することができるであろう、一方
では高温度と短い滞留時間にて、かつ他方ではより低い
温度であるがより長い滞留時間にて、同じ変換率が得ら
れることは当業者に明らかであろう、さらに、分解反応
は吸熱的であり、したがって浸漬分解の場合には分解帯
域にわたり温度が低下する傾向を有する。したがって、
当業者は所望の変換レベルが得られるよう分解帯域にお
ける条件を選択することができるであろう。適する熱分
解条件は３５０〜６００℃の温度、１〜１００バールの
圧力かつ０．５〜６０ｍ１ｎの滞留時間を包含する。滞
留時間は常温供給原料に関するものである。

熱分解帯域からの流出物を急冷した後に、これを１つも
しくはそれ以上の蒸留フラクションと残留フラクション
とに分離するのが有利である。急冷は、流出物をより冷
たい急冷液と接触させて行なうことができる。適する急
冷液は比較的軽質の炭化水素油、たとえばガソリンまた
は流出物から得られる循環冷却残留フラクションを包含
する。

必要に応じ流出物を急冷した後、この流出物を１つもし
くはそれ以上のＭＷＩフラクシゴンと残留フラクション
とに分離する。蒸留フラクションは、たとえばガス（Ｃ
＋−４炭化水素）、ガソリン、中間留分および必要に応
じ１種もしくはそれ以上の減圧蒸留物を包含する。得ら
れる残留フラクションは重質５２０℃゛炭化水素を含有
する。

上記したように、得られる残留フラクションは極めて粘
性である。所望ならば、残留フラクションを希釈剤と配
合して、得られる混合物の取扱いを容易化させることも
できる。適する希釈剤はカッター油、たとえばガソリン
、ガス油およびその他の直留および接触熱分解の両者か
ら得られる炭化水素流を包含する。混合物の取扱いはよ
り容易となるが、この希釈剤の添加の欠点は脱アスフア
ルト工程にかけねばならない容積が増大することにある
。希釈剤の添加が有利であるかないかを評価するには、
経済的考慮が決定的である。

残留フラクションの脱アスフアルト化は常法で行なうこ
とができる。溶剤脱アスフアルト化が当業界で知られて
いる。この工程においては残留フラクションを一般に、
パラフィン系化合物を含有する軽質炭化水素溶剤、好ま
しくはＣ５〜８パラフイン系炭化水素、より好ましくは
ブタン、ペンタンおよび／またはヘキサン、特にペンタ
ンである抽出媒体で自流処理する。回転円盤型接触器も
しくはプレートカラムを使用することができ、残留フラ
クションを頂部から流入させると共に抽出媒体を底部か
ら流入させる。パラフィン系化合物は抽出媒体中に溶解
して、装置の頂部から抜取られる。抽出媒体に不溶性で
あるアスファルトンは装置の底部から抜取られる。脱ア
スフアルト化の条件は好適には１．５〜８，０重量／重
量の全溶剤対残留フラクションの比、１〜５０バールの
圧力、および１６０〜２３０℃の温度である。これらの
条件は、極めて重質のアスファルトの生成を可能にする
。この種の重質アスファルトの取扱いを可能にするため
、アスファルトに対するカッター油の添加が望ましい。

好適には脱アスフアルト化は、残留フラクションにおけ
るアスファルトンの３５重量％以上が除去されるように
行なわれる。好ましくは、５０重量％以上、より好まし
くは８０重量％以上のアスファルテンが除去される。

好ましくは、残留フラクションの１５重量％以上がアス
ファルトとして回収される。これは全固体粒子の完全除
去と大部分のアスファルテンの除去とを確保する。かく
して、得られた脱アスファルト油は密度、コンラドソン
炭素数および粘度に関し優れた性質を有し、したがって
燃料の製造に使用する際に何らの問題も生じない、供給
原料の種類および熱分解の変換率レベルに応じて、便利
には１５〜５０重量％、好ましくは２０〜４５重量％の
残留フラクションがアスファルトとして分離される。

上記したように、脱アスフアルト工程から得られる脱ア
スファルト油は残留燃料として使用することができ、或
いは残留燃料用の配合成分として使用することもできる
。燃料の詳細は、好ましくは脱アスファルト油をいわゆ
るカッター油と配合して、得られる混合物を所望の生成
物仕様に合致させるようなものである。詳細は安定性に
間するだけでなく、たとえばコンラドソン炭素含有量、
粘度および密度のような他の特性にも関係する。

脱アスファルト油の他の有用な用途は、水添処理または
水添熱分解法、接触熱分解法または加熱分解法に対する
供給物としての油の使用を包含する。

好適にはアスファルトは、たとえば流動床燃焼ユニット
にて或いは気化燃料の形態で燃焼させることができる。

アスファルトの他の有用な用途は、合成ガスもしくは燃
料ガスを生成させるためのガス化装置に対する供給物と
しての用途である。

以下、本発明を実施例によりさらに説明する。

１施■ 加熱されるコイルを備えたパイロットプラント装置で熱
分解実験を行ない、供給原料をコイルと浸漬容器とに通
過させた。供給物の供給速度は、加熱コイルにおける滞
留時間（低温供給原料に対する）が２分間となりかつ浸
漬容器における滞留時間が３８分間となるように選択し
た。これら実験においては、温度を所望の変換率に応じ
て変化させた。浸漬容器の後に熱交換器を配置し、かつ
分別装置を配置して浸漬容器からの流出物を冷却し、次
いで流出物を気体（Ｃ４〜４）フラクションとガソリン
（Ｃｓ−１６５℃）フラクションとガス油（１６５−３
５０℃）フラクションと残留（３５０℃”）フラクショ
ンとに分離した。

２．０〜２．２のペンタン：残留フラクションの重量比
、約２．０ｋｇ残留フラクシジン／ｈの供給速度、およ
び４０バールの圧力で操作する回転円盤接触器にて脱ア
スフアルト実験を行なった。

接触器における温度は１７０〜２１０℃の範囲で変化さ
せた。

これら実験において、種々異なる供給原料を使用した：
すなわち中近東産の短残油（供給原料■）、ベネズエラ
産の短残油（供給原料Ｈ）、および北海産の短残油（供
給原料ＩＩＩ）、これら供給原料の幾つかの特性を下記
第１表に示す。

実ＪｉＬＬ 上記供給原料１を用いて熱分解実験を行なった。

熱分解条件およびこれら実験の結果を第■表に示す。

得られた３５０’Ｃ”残留フラクシジンを２．　０ｋｇ
／ｈの供給原料速度と２．０のペンタン／３５０℃０残
留フラクシツンの重量比と４０バールの圧力と１８０℃
の平均温度とにより脱アスフアルト工程にかけた場合、
次の収率および第■表に示す性質を有する脱アスファル
ト油（ＤＡＯ）およびアスファルト（ＡＳＰ）が得られ
た。

；　　　　　　　ω 実１１１− 他の供給原料を用いて熱分解実験を行ない、上記第■表
の結果を得た。

本発明にしたがう実験、すなわちそれぞれ実験ｋｌＯ，
ｉｉ、１３．および１４で得られた３５０℃゛残留フラ
クションを２．０ｋｇ／ｈの供給原料速度と２．０のペ
ンタン／３５０℃３フラクションの重量比と４０バール
の圧力と１８５℃の平均温度とにおける脱アスフアルト
工程にかけた場合、次の収率にて第７表に示した性質を
有する脱アスファルト油（ＤＡＯ）とアスファルト（Ａ
ｓＰ）とが得られた。

、ミロ： の目の。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）少なくとも５２０℃の沸点を有する少なくとも２
   ５重量％の炭化水素からなる重質アスファルテン含有の
   炭化水素供給原料をそれより低い沸点を有する生成物に
   変換するに際し、炭化水素供給原料を予熱し、５２０℃
   以上の沸点を有する炭化水素の少なくとも３５重量％の
   変換率を得るよう前記予熱された供給原料を熱分解帯域
   に通過させ、熱分解帯域からの流出物を１種もしくはそ
   れ以上の蒸留フラクションおよび残留フラクションに分
   離し、かつ残留フラクションを脱アスファルト化してア
   スフアルトと脱アスファルト油とを得ることを特徴とす
   る重質アスファルテン含有の炭化水素供給原料の変換方
   法。 （２）炭化水素供給原料が原油の減圧残油である請求項
   １記載の方法。 （３）供給原料を３５０〜６００℃の温度まで予熱する
   請求項１または２記載の方法。 （４）予熱された供給原料を熱分解帯域中に上方向に通
   過させる請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。 （５）熱分解帯域を内在物を含む浸漬容器に位置せしめ
   る請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。 （６）内在物が穿孔板からなる請求項５記載の方法。 （７）熱分解帯域内に存在する条件が３５０〜６００℃
   の温度、１〜１００バールの圧力および０．５〜６０ｍ
   ｉｎ．の平均滞留時間である請求項１〜６のいずれか一
   項に記載の方法。 （８）熱分解帯域における少なくとも５２０℃の沸点を
   有する炭化水素の変換率が３５〜７０重量％、特に４０
   〜６０重量％である請求項１〜７のいずれか一項に記載
   の方法。 （９）Ｃ＿３＿〜＿８パラフィン系炭化水素を用いて残
   留フラクションを脱アスファルト化する請求項１〜８の
   いずれか一項に記載の方法。 （１０）パラフィン系炭化水素がブタン、ペンタンおよ
   び／またはヘキサン、特にペンタンからなる請求項９記
   載の方法。 （１１）脱アスファルト化を１．５〜８重量／重量の全
   溶剤／残留フラクションの比、１〜５０バールの圧力お
   よび１６０〜２３０℃の温度にて行なう請求項１〜１０
   のいずれか一項に記載の方法。 （１２）脱アスファルト油をカッター油と配合する請求
   項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。 （１３）脱アスファルト油を接触熱分解する請求項１〜
   １１のいずれか一項に記載の方法。 （１４）脱アスファルト油を水添処理もしくは水添熱分
   解する請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。 （１５）脱アスファルト油を加熱分解する請求項１〜１
   １のいずれか一項に記載の方法。（１６）アスファルト
   を流動床燃焼ユニットで燃焼させる請求項１〜１５のい
   ずれか一項に記載の方法。 （１７）アスファルトをガス化させて合成ガスを得る請
   求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。 （１８）アスファルトを乳化燃料の製造に使用する請求
   項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。