重質油熱分解方法およびその装置
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- 【要約】
【課題】 各機器の機能を集約し、機器間の配管のほとんどを省略し、イニシャルコストを低減することができる熱分解プロセスによる重質油熱分解方法およびその装置を提供する。
【解決手段】 重質油を壁面に沿ってフィルム状に流下させ、このフィルム状の重質油に高温気体を噴射して、重質油を熱分解する。その際に発生する燃焼ガスは、排ガス対策を施して大気に放出する。また、アップグレードされた軽質油は、装置の容器の下部に集めて取り出す。
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- 【特許請求の範囲】
【請求項１】 重質油を壁面に沿ってフィルム状に流下させ、該フィルム状の重質油に高温気体を噴射して、重質油を熱分解することを特徴とする重質油熱分解方法。
【請求項２】 容器（１）の内部に鉛直方向に二重管が複数配設され、二重管の外筒（３）の上部外側には重質油槽（７）、上部壁面には重質油槽（７）に連通する複数の細孔（６）が形成され、二重管の内筒（９）は、前記外筒（３）の内面に向けて高温気体を噴射する細孔を有する多孔質金属チューブで構成されていることを特徴とする重質油熱分解装置。
【請求項３】 容器（２１）の内部に鉛直方向に矩形の熱分解チャンバー（２３）と多孔質チャンバー（２９）が交互に対向して複数配設され、前記熱分解チャンバー（２３）の上部は重質油槽（２７）とされ、その槽（２７）の壁面には多数の細孔（２６）が形成され、前記多孔質チャンバー（２９）の両壁面は、熱分解チャンバー（２３）の壁面に向けて高温気体を噴射する細孔を有する多孔質金属板で構成されていることを特徴とする重質油熱分解装置。
- 【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、重質油熱分解方法およびその装置に係り、詳しくは熱分解プロセスによる重質油熱熱分解方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】原油の常圧蒸留または減圧蒸留によりガソリン、ＬＰガス、灯油、軽油等が精製されるが、同時に多量の重質油である残油が発生する。残油処理プロセスは投資額が膨大であるため、より効率的で経済的な処理方法が要求されている。重質油を分解してガソリン、灯油、軽油等にアップグレーデイングするプロセスとしては触媒を用いる流動接触分解プロセス、水素気流中で触媒を使用する水素化分解プロセスおよび高温で無触媒の熱分解プロセスの３種類に大きく区分される。熱分解プロセスは、触媒を用いることなく高温下で重質油を熱分解するプロセスである。これまで、原料油である残油の粘度低下を目的とするもの（ビスブレーキング法）、分解ガス・軽質油とコークスを製造することを目的とするもの（コーキング法）、軽質油とピッチに変換することを目的とするもの（ユリカ法）等が実用化されている。
【０００３】従来の熱分解法としてはビスブレーキング法が主流となっている。すなわち、このビスブレーキング法は、例えば、工業加熱Vol.21,No.8、67頁に記載されているように、原料油を昇圧し、予熱した後、加熱炉内に設置されたチューブ内で温度430〜480℃，圧力10〜20kg/cm2のコーキングを起こさない比較的ゆるやかな条件で熱分解反応を行う。加熱炉を出た分解油は過分解を抑え、分解反応をとめるためにクエンチオイルによって急冷される。急冷された分解生成物はつづく精留塔で、ガス、ナフサ、分解軽油および分解残油に分けられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ビスブレーキング法は、上述したように加熱油の昇圧、予熱、加熱炉での熱分解反応、クエンチオイルによる急冷、精留塔での分離などを行うために、各種熱交換機器および各機器間の配管などを必要とし、イニシャルコストが大となる。本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、各機器の機能を集約し、機器間の配管のほとんどを省略し、イニシャルコストを低減することができる熱分解プロセスによる重質油熱分解方法およびその装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した課題を次のように解決した。すなわち、重質油を壁面に沿ってフィルム状に流下させ、このフィルム状の重質油に高温気体を噴射して、重質油を熱分解する。その際に発生する燃焼ガスは、排ガス対策を施して大気に放出する。また、アップグレードされた軽質油は、装置の容器の下部に集めて取り出す。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
（実施例１）図１は、本発明による第１の実施例の壁面薄膜流下型重質油熱分解装置の概念図であり、図２は、図１のＡ部の拡大図である。
【０００７】図１および図２に示すように、装置の容器１の内部には、二重管が鉛直方向に複数配設され、容器１の下部には精製重質油出口ノズル２が接続されている。
【０００８】二重管の外筒３の上部外面には、上面板４と下面板５が平行して接続されている。この上面板４と下面板５の間に位置する外筒３の壁面には、多数の細孔６が形成されている。上面板４と下面板５の間は重質油槽７とされ、重質油入口ノズル８が接続されている。二重管の内筒９は、多孔質金属チューブとされ、各チューブ９の下端は高温気体ヘッダー１０に接続され、上端は塞がれている。高温気体ヘッダー１０には高温気体供給ノズル１１が接続されている。多孔質金属チューブ９には、多孔質金属材料またはＭＦ(Micro Filtration）、ＵＦ（Ultra Filtration）サイズまでの細孔サイズを有する金属膜材料が使用される。なお、 ＭＦは精密濾過で数μ〜０．１μ程度、ＵＦは限外濾過で１μ〜０．０１μ程度の細孔サイズを意味する。なお、内筒９の上面は、外筒３の細孔最上端より若干高くされている。
【０００９】次に、上記重質油熱分解装置の動作について説明する。
【００１０】まず、重質油入口ノズル８から重質油槽７に重質油を供給する。次に、多孔質金属チューブ９内に高温気体供給ノズル８、高温気体ヘッダー１０を介して高温（３００〜１０００℃）の空気、酸素または窒素等の気体を吹き込み、チューブ９の細孔から均質にそれぞれ二重管の外筒３の内面に向けて噴射する。これにより、二重管の外筒３の内面上部から壁面に沿ってフィルム状に流下する重質油は、上記高温気体の吹き付けにより熱分解する。
【００１１】その際、二重管内の温度は、重質油の着火温度以上となるため、重質油の一部は燃焼する。この二重管内の燃焼ガスは、排ガス対策を施して大気に放出するか、廃熱ボイラーに送り発電する。砂漠であればこの電力は海水淡水化等へ利用することができる。
【００１２】アップグレードされた軽質油は、装置の容器１の下部に集められ、精製重質油出口ノズル２から取り出される。回収される軽質油の種類（高分子の鎖の長さ）および性状は、図２に示す二重管間隔Δｔ、吹き込み気体の流量、温度等により調整される。
（実施例２）図３は、本発明による第２の実施例の壁面薄膜流下型重質油熱分解装置の概念図であり、図４は、図３のＢ部の拡大図である。
【００１３】図３および図４に示すように、装置の容器２１の内部には、矩形の熱分解チャンバー２３と多孔質チャンバー２９とが鉛直方向に交互に複数配設され、容器２１の下部には精製重質油出口ノズル２２が接続されている。
【００１４】熱分解チャンバー２３の上部は重質油槽２７とされ、その両壁面には多数の細孔２６が形成されている。重質油槽２７は重質油ヘッダー２４に接続され、重質油ヘッダー２４には重質油入口ノズル２８が接続されている。
【００１５】多孔質チャンバー２９は、その両壁面が多孔質金属板で構成され、その下端は高温気体ヘッダー３０に接続されている。高温気体ヘッダー３０には高温気体供給ノズル３１が接続されている。多孔質金属板には、多孔質金属材料またはＭＦ(Micro Filtration）、ＵＦ（Ultra Filtration）サイズまでの細孔サイズを有する金属膜材料が使用される。なお、多孔質チャンバー２９の上面は、熱分解チャンバー２３の細孔最上端より若干高くされている。
【００１６】次に、上記重質油熱分解装置の動作について説明する。
【００１７】まず、重質油入口ノズル２８から重質油槽２７に重質油を供給する。次に、多孔質チャンバー２９内に高温気体供給ノズル３１、高温気体ヘッダー３０を介して高温（３００〜１０００℃）の空気、酸素または窒素等の気体を吹き込み、多孔質チャンバー２９の両壁面の多孔質金属板の細孔から均質にそれぞれ熱分解チャンバー２３の両壁面に向けて噴射する。
【００１８】これにより、熱分解チャンバー２３の重質油槽２７から壁面に沿ってフィルム状に流下する重質油は、上記高温気体の吹き付けにより熱分解する。
【００１９】その際、熱分解チャンバー２３と多孔質チャンバー２９間の温度は、重質油の着火温度以上となるため、重質油の一部は燃焼する。この両チャンバー２３，２９間の燃焼ガスは、排ガス対策を施して大気に放出するか、廃熱ボイラーに送り発電する。
【００２０】アップグレードされた軽質油は、装置の容器２１の下部に集められ、精製重質油出口ノズル２２から取り出される。回収される軽質油の種類（高分子の鎖の長さ）および性状は、図４に示す熱分解チャンバー２３と多孔質チャンバー２９間の間隔Δｔ、吹き込み気体の流量、温度等により調整される。
【００２１】
【発明の効果】本発明による重質油熱分解装置は、以上のように構成されているため、従来のビスブレーキング法等に比べてイニシャルコストを著しく低減できる。
- 【公開番号】特開２０００−８０４９（Ｐ２０００−８０４９Ａ）
【公開日】平成１２年１月１１日（２０００．１．１１）
【発明の名称】重質油熱分解方法およびその装置
【発明者】
【氏名】松村 修三
【氏名】米田 昌司
【氏名】伝田 六郎
- 【出願番号】特願平１０−１７４７３２
【出願日】平成１０年６月２２日（１９９８．６．２２）
【出願人】
【識別番号】５９２２６４０５３
【氏名又は名称】松村 修三
【識別番号】０００００４２１５
【氏名又は名称】株式会社日本製鋼所
- 【代理人】
【識別番号】１０００７０２１９
【弁理士】
【氏名又は名称】若林 忠 （外４名）
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