(57)【要約】  原油又は原油と常圧残渣油との混合油が通油される原油流動接触分解反応装置と、反応生成物蒸留設備と、を備えたことを特徴とする石油の処理装置。
2017149728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原油又は原油と常圧残渣油との混合油が通油される原油流動接触分解反応装置と、反応生成物蒸留設備と、を備えたことを特徴とする石油の処理装置。
【請求項２】
プレフラクショネーターと、原油流動接触分解反応装置と、反応生成物蒸留設備と、を備えたことを特徴とする石油の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石油の処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的な石油精製においては、原油を常圧蒸留装置（Ｃｒｕｄｅ  Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ  Ｕｎｉｔ、以下「ＣＤＵ」と記載する）において常圧蒸留し、軽質ガス、ＬＰＧ、軽質ナフサ、重質ナフサ、灯油及び軽油などの各留分に分離する。
また、常圧蒸留で生じる常圧残留残渣油の付加価値を高めるべく更に処理する場合には、ＣＤＵの下流に残渣油流動接触分解装置（Ｒｅｓｉｄ  Ｆｌｕｉｄ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｃｒａｃｋｉｎｇ、以下「ＲＦＣＣ」と記載する）を設けて残渣油の軽質化を行い、ガソリンや軽油留分、ケミカル用途の軽質留分の製造が行われている。
ここで、原油をＣＤＵ内の常圧蒸留塔で分留する為には、常圧蒸留塔の上流に原油加熱炉を設け、該加熱炉で燃料を焚いて、約３５０℃程度まで原油を加熱し、白油留分を蒸発させた後に、常圧蒸留塔に導入する。
このように、石油精製においては、ＣＤＵと、ＲＦＣＣとを備えた設備が一般に用いられる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３２８０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の石油精製設備は、原油加熱炉において膨大なエネルギーを必要とする。石油精製工程において、省エネルギー化することが望まれるが、これまで原油は、まずＣＤＵ内の原油加熱炉で加熱された上で分留することが常識とされていた。【０００５】
本発明者らが鋭意検討した結果、原油を直接ＲＦＣＣに通油することにより、従来の設備が有していた原油加熱炉を含むＣＤＵ相当の設備を省略でき、消費エネルギーを大きく削減できることを見出した。
本発明は消費エネルギーを大きく削減できる石油の処理装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様は、原油又は原油と常圧残渣油との混合油が通油される原油流動接触分解反応装置と、反応生成物蒸留設備と、を備えたことを特徴とする石油の処理装置である。
本発明の第２の態様は、プレフラクショネーターと、原油流動接触分解反応装置と、反応生成物蒸留設備と、を備えたことを特徴とする石油の処理装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、消費エネルギーを大きく削減できる石油の処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態の一例を示す図。
【図２】本発明の実施形態の一例を示す図。
【図３】本発明の実施形態の一例を示す図。
【図４】本発明の実施形態の一例を示す図。
【図５】本発明に対する比較例の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の石油の処理装置の好ましい実施形態について説明する。但し、本発明はこれらの実施形態に限定されない。
【００１０】
＜第１実施形態＞
第１実施形態は、原油を通油する原油流動接触分解反応装置と、反応生成物蒸留設備と、を備えたことを特徴とする石油の処理装置である
第１実施形態によれば、原油を、原油流動接触分解装置（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｒｕｄｅ  Ｆｌｕｉｄ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｃｒａｃｋｉｎｇ、以下「ＤＣＦＣＣ」と記載することがある。）に通油して分解し、分解後に反応生成物蒸留設備で蒸留する。
ＤＣＦＣＣは原油を流動接触分解する原油流動接触分解反応装置と、そこからの反応生成物を分留・精製する反応生成物蒸留設備とから構成される。
第１実施形態では、原油をＣＤＵを通さずに直接ＤＣＦＣＣに通油する。この態様においては、従来のように原油加熱炉を含むＣＤＵを設ける必要がないので、ＣＤＵにおいて消費されていた分の消費エネルギーを大幅に削減できる。新規に石油精製プラントを建設する際には、建設コストを削減でき、設備面積も小さくすることができる。さらに、既に原油加熱炉を含むＣＤＵが設けられている場合にも、ＣＤＵでの処理を行わずに直接ＤＣＦＣＣに通油するようにラインを整備することにより、消費エネルギーを削減できると共に既設ＣＤＵ関連設備の改造が不要となり製油所全体の増強改造コストの削減にも寄与する。
より具体的には、例えば、１００，０００ＢＰＳＤの原油を処理する場合には、ＣＤＵに通油する従来の工程に比べて約４０ＭＷの燃料消費量を削減することができる。
【００１１】
石油処理装置では、通常、原油はＣＤＵ内の加熱炉により加熱され、まずＣＤＵ内の常圧蒸留塔において沸点の差により、ガス、ＬＰＧ、ナフサ、灯油、軽油及び残油留分に分離される。これまでの石油の処理装置においては、ＣＤＵを備えた設備を設けることが当業者にとって常識であった。
一方で、石油の処理装置において、加熱炉における燃料費が運転費に占める割合が最も大きい。このため、加熱炉での加熱量を削減する事は運転費を左右する重要な要因であった。
【００１２】
本発明者らが鋭意検討した結果、驚くべきことに、原油を直接ＤＣＦＣＣに通油した場合に、ナフサやオレフィン等の収量が格段に向上することが見出された。
本実施形態によれば、ＣＤＵにおいて消費するエネルギーを大きく削減できるとともに、高い収量でナフサやオレフィン等を得ることができる。
以下、本実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１３】
第１実施形態は、図１に示すように、原油を通油する原油流動接触分解反応装置と、反応生成物蒸留設備と、を備えている。
第１実施形態では、原油を直接ＤＣＦＣＣに通油し、原油を流動接触分解する。
「流動接触分解」とは、原油と流動状態に保持されている触媒とを接触させ、ガソリンや軽質オレフィンを主体とした軽質な炭化水素に分解することを意味する。
尚、反応器で生成する分解生成物は全てガス状の炭化水素となる。
原油と接触した触媒は、反応によって生じるコークが付着し、反応活性が低下するので、反応器にて反応生成物と分離後に付帯する触媒再生塔に送られて、そこに吹き込まれた空気によってコークを燃焼させて再生される。
ＤＣＦＣＣにおいては、上記の触媒再生時に再生塔で発生する熱を利用して、反応器に通油された原油を蒸発・分解させるので、原油を処理する為にＣＤＵで必要とした原油加熱炉に相当する加熱炉が不要となる。
第１実施形態は、図１に示すように、２５０℃程度まで予熱した原油をライン１１を介して原油流動接触分解装置（ＤＣＦＣＣ）に通油する。
【００１４】
ＤＣＦＣＣにおいて、流動接触分解に用いられる触媒としては、例えばシリカ・アルミナ触媒、ゼオライト触媒などが挙げられる。これらの触媒は市販品を用いてもよい。
これらの中でも、エチレン、プロピレン等オレフィン類が高い収量で得られることから、ゼオライト触媒を添加する事が好ましい。
【００１５】
ＤＣＦＣＣでは、７００℃程度の高温の触媒と接触させて５６０〜５７０℃の反応温度にて原油を分解する。原油の蒸発や反応に必要な熱は、ＤＣＦＣＣの再生塔で発生する触媒再生時の熱によって賄う。
ＤＣＦＣＣにおける、流動接触分解の反応帯域の出口温度は、５００℃以上６００℃以下であることが好ましく、５２０℃以上５７０℃以下であることがより好ましい。
流動接触分解における原油と触媒の接触時間は、１．５秒以上１０秒以下であることが好ましく、２〜８秒であることがより好ましい。
【００１６】
ＤＣＦＣＣにより分解した成分は、ライン１２を通じて反応生成物分留設備に導入し、蒸留を行う。同分留設備では、沸点により、軽質ガス、ＬＰＧ、プロピレン、ナフサ、中間留分、残渣油等の各留分に分離する。分離された各留分は、必要により改質などの処理を行い、それぞれ石油製品基材として適宜用いることができる。
【００１７】
第１実施形態によれば、高い収量でプロピレン等のオレフィン類を得ることができる。例えば、１００，０００ＢＰＳＤの原油を第１実施形態で処理する場合には、原料油中のナフサ留分由来のオレフィン類に加え、重油留分の分解により生成するナフサ留分の更なる分解によりプロピレンをはじめとするオレフィン類を得ることができるためである。
従来のＣＤＵと重油脱硫装置とを備えた製油所で精製する場合に比べて、年間約３４万トンものプロピレンを増産することができる。
【００１８】
＜第２実施形態＞
第２実施形態は、前記第１実施形態と、従来のＣＤＵ設備を併用する実施形態である。即ち、第２実施形態は、ＣＤＵと、ＤＣＦＣＣと、を備えている。
第２実施形態においては、ＣＤＵで得られた常圧蒸留残渣油と、原油とを混合して、ＤＣＦＣＣに通油して分解し、前記分解後に反応生成物蒸留設備で精製する。第２実施形態について、図２を参照して説明する。
【００１９】
第２実施形態では、２００，０００ＢＰＳＤのうち、１００，０００ＢＰＳＤをＣＤＵで分解し、残りの１００，０００ＢＰＳＤと、ＣＤＵで得られた常圧蒸留残渣油とをＤＣＦＣＣで分解する。
図２に示すように、ＣＤＵで得られた３９．５ｋＢＤの常圧蒸留残渣油を、ライン２１を通じて原油と混合し、１３９．６ｋＢＤの原油と常圧蒸留残渣油との混合油をＤＣＦＣＣに通油する。
【００２０】
より具体的には、第２実施形態では、ＤＣＦＣＣに通油された１３９．５ｋＢＤの前記混合油、３０．１ｋＢＤの軽質油（炭素数；３）と、２９．４ｋＢＤのＬＰＧと、５８．２ｋＢＤのナフサと、２４．１ｋＢＤのＬＣＯと、６．６ｋＢＤのＤＣＯとに分解される。
【００２１】
軽質油（炭素数；３）とＬＰＧは、ライン２２を介してＣＤＵにより精製されたＬＰＧと混合され、プロピレン回収装置（ＰＲＵ）に送られる。
【００２２】
ナフサは水素化脱硫精製触媒を充填した触媒層を備えた水素化脱硫装置（図２中のＣＣＧ−ＨＤＳ）により、水素化脱硫処理する。
第２実施形態では、ＤＣＦＣＣにより精製された３０．１ｋＢＤの軽質油（炭素数；３）と、２９．４ｋＢＤのＬＰＧと、ＣＤＵにより精製された２．０ｋＢＤのＬＰＧ、との合計６２．０ｋＢＤから、３０．１ｋＢＤのプロピレンと、２７．９ｋＢＤの混合ＬＰＧを得ることができる。
【００２３】
第２実施形態は、従来のＣＤＵの設備を併用する実施形態である。第２実施形態に用いるＣＤＵ及び水素化脱硫精製触媒を充填した触媒層を備えた水素化脱硫装置（図２中のＮＨ−ＨＤＳ及びＫＲ−ＨＤＳ）は、従来用いられていた設備を利用できる。  
【００２４】
第２実施形態によれば、２００，０００ＢＰＳＤの原油から、３０．１ｋＢＤものプロピレンを精製することができる。
【００２５】
＜第３実施形態＞
第３実施形態は、例えば、原油処理能力が１５０，０００ＢＰＳＤの既設の製油所に、原油処理能力が５０，０００ＢＰＳＤのＤＣＦＣＣを導入して、原油処理能力を２００，０００ＢＰＳＤに増強する実施形態である。ＤＣＦＣＣを導入することにより、既設のＣＤＵの改造をすることなく、原油処理量を増やすことができる。
第３実施形態は、前記第２実施形態と同様に、ＣＤＵとＤＣＦＣＣを備えた石油処理装置を用いた実施形態であって、２００，０００ＢＰＳＤの原油を処理するにあたり、１５０．０ｋＢＤの原油をＣＤＵに通油し、残りの５０．０ｋＢＤの原油をＤＣＦＣＣに通油する形態である。
第３実施形態を、図３を用いて説明する。
【００２６】
第３実施形態においては、ＣＤＵで得られた５９．３ｋＢＤの常圧蒸留残渣油を、ライン２１を通じて５０ｋＢＤの原油と混合し、１０９．３ｋＢＤの原油と常圧蒸留残渣油との混合油をＤＣＦＣＣに通油する。
ＤＣＦＣＣに通油された１０９．３ｋＢＤの前記混合油、２４．４ｋＢＤの軽質油（炭素数；３）と、２２．４ｋＢＤのＬＰＧと、４９．９ｋＢＤのナフサと、１７．８ｋＢＤのＬＣＯと、５．１ｋＢＤのＤＣＯとに分解される。
【００２７】
軽質油（炭素数；３）とＬＰＧは、ライン２２を介してＣＤＵにより精製されたＬＰＧと混合され、プロピレン回収装置（ＰＲＵ）に送られる。
【００２８】
ナフサは水素化脱硫精製触媒を充填した触媒層を備えた水素化脱硫装置（図３中のＣＣＧ−ＨＤＳ）により、水素化脱硫処理する。
第３実施形態では、ＤＣＦＣＣにより精製された２４．４ｋＢＤの軽質油（炭素数；３）と、２２．４ｋＢＤのＬＰＧと、ＣＤＵにより精製された３．０ｋＢＤのＬＰＧ、との合計５０．６ｋＢＤから、２４．４ｋＢＤのプロピレンと、２２．２ｋＢＤの混合ＬＰＧを得ることができる。
第３実施形態によれば、２００，０００ＢＰＳＤの原油から、２４．４ｋＢＤものプロピレンを精製することができる。
【００２９】
＜第４実施形態＞
第４実施形態は、プレフラクショネーターと、原油流動接触分解反応装置と、反応生成物蒸留設備とを備えたことを特徴とする石油の処理装置である。
プレフラクショネーターは、沸点の低い物質をある程度除く操作をする蒸留塔である。プレフラクショネーターで、ＬＰＧからナフサまでの軽質留分と重質油の２つの留分に分け、重質油をＤＣＦＣＣに通油する。
【００３０】
図４に示すように、原油をライン１１を通じてプレフラクショネーターに通油する。プレフラクショネーターにおいて、炭素数５〜７程度以下のナフサより軽い軽質留分と、それより重い重質油とに分留する。プレフラクショネーターで分留された軽質留分は、ライン１５を介して反応生成物蒸留設備に入り、流動接触分解による反応生成物と共に分留される。
【００３１】
プレフラクショネーターに通油後に得られた重質油をライン１３を通じて原油流動接触分解反応装置に通油し、流動接触分解する。
原油流動接触分解反応装置により分解した成分は、ライン１４を通じて反応生成物分留設備に導入し、蒸留を行う。同分留設備では、沸点により、軽質ガス、ＬＰＧ、プロピレン、ナフサ、中間留分、残渣油等の各留分に分離する。分離された各留分は、必要により改質などの処理を行い、それぞれ石油製品基材として適宜用いることができる。
【００３２】
＜比較例１＞
図４に、２００，０００ＢＰＳＤの原油全量をＣＤＵで分留し、常圧残渣留分を水素化脱硫装置とＲＦＣＣで分解する比較例を示す。この場合には、図４に示すとおり、２００，０００ＢＰＳＤの原油から精製されるプロピレンの量は１８．５ｋＢＤと、上記第２〜３実施形態に比べて低い収量であった。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明によれば、大きく消費エネルギーを削減し、さらに、商品価値の高い軽質留分を高い収量で生産することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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