(57)【要約】  技術分野：油およびガスの生成  要旨：本方法は、管状炉１内で初期炭化用原料を加熱することと、再循環物との混合のために初期炭化用原料を気化器２に供給し、管状炉４内で炭化用の二次原料を生成することと、炭化室５へとそれを供給することとを含む。それは、ガス、ガソリン、炭化した軽質軽油および重軽軽油、ならびに蒸留残渣を生成する分別蒸留のために生成された炭化生成物を炭化室５から精留塔３へと供給することを含む。また、前述の精留塔の底にて質量交換装置へ冷却した重質軽油を供給することも含む。ここで、冷却した軽質軽油は、精留塔上部の熱交換器へと供給されることに留意されたい。前述の軽油の量は、前述の軽油および蒸留残渣の要求される量および質に従って変化する。炭化した重質軽油は、再循環物として使用される。  効果：プロセスの作業効率の拡大、軽油留分の量および質の完全な制御、耐用年数の延長【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石油残渣のディレードコーキングの方法であって、
コーキングのための一次原料を加熱することと、
再循環物と混合させるために前記一次原料を気化器に供給して、コーキングのための二次原料を生成することと、
前記二次原料を加熱し、コーキングチャンバに供給することと、
分留のために、前記コーキングチャンバからの前記コークキング生成物を精留塔に供給し、塔底液に加えて、ガス、ガソリン、軽質および重質コーキング軽油を得ることと、
冷却した重質軽油を、前記精留塔の下部にある質量交換装置へ冷却した供給することと、を含み、
冷却した軽質軽油が前記精留塔の上部にあるガス交換装置に供給されること
を特徴とする、方法。
【請求項２】
前記供給される冷却した軽質軽油および重軽軽油の量が、得られる前記軽質軽油および重軽軽油と塔底液との要求される量および質に応じて変化することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記重質コーキング軽油が、再循環物として使用されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石油精製産業に関し、より詳細には、石油コークスおよび軽油留分を得ることを目的とした、ディレードコーキングのプロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
高硫黄含有量を有するコークスがコーキングのプロセスにおいて得られる。特に石油残渣の再処理における、多くのディレードコーキング装置の開発は、蒸留留分：ガソリン、軽質および重質コーキング軽油を可能な最大量得ることに向けられている。さらに、高品質のモーター燃料は、水素化触媒（hydro-catalytic）プロセス−油圧洗浄、接触分解、および水素化分解を使用することにより得られる蒸留物から生成される。したがって、得られるコーキング生成物は、一定の質の要求に対応しなければならない。コーキングのガソリン（初期沸点１８０℃の留分）は、油圧洗浄に送られ、次いで市販のガソリンの高オクタン価成分を得ることで改質が施される。軽質コーキング軽油（１８０−３５０℃の留分）は、ディーゼル燃料を得ると、油圧洗浄に供される。したがって、軽質軽油中の高沸点留分の含有量の高さが、油圧浄化触媒の浸炭およびその早期再生に寄与するため、軽質軽油に対する最終沸点に関する要求が存在する。重質コーキング軽油（＞３５０℃の留分）は、硫黄供給原料のコーキングの過程において油圧洗浄に供され、次いで、ハイオクガソリンを得ると接触分解に供される。または、ディーゼル燃料を得ると水素化分解に供される。したがって、高レベルのコーキング能力を決定する、重質軽油中の高沸点留分が、使用される触媒の早期浸炭にもつながるため、重質軽油に対しても最終沸点に関する厳格な要求が存在する。バブルポイントの温度に関しても重質軽油に対する要求が存在する。この理由は、第一に、３５０℃までの温度で沸騰する低沸点留分は、ディーゼル燃料の生成のために使用される軽質軽油の収率を低下させるため、第二に、これらの低沸点留分は、水素化触媒（hydro-catalytic）プロセスにおけるバラストであり、それらは、装置をオーバーロードさせ、最終生成物の収率を低下させるためである。水素化触媒（hydro-catalytic）プロセスの触媒の表面上に堆積されるコークス粒子、いわゆるカーバイドの含有量に関する、重質軽油および塔底液に対する特に厳格な要求が存在する。カーバイド含有量が高い場合（例えば、＞０．１％）、そのような生成物は、水素化触媒（hydro-catalytic）プロセスに対して使用できず、ボイラ燃料の成分としてのみ使用することができる。
【０００３】
蒸留物の生産を増加させるために、ディレードコーキング用の設備が、コーキングチャンバにおいて、可能な最小（時にはゼロ）の再循環物比かつ可能な最小圧力で利用される。そのような技術パラメーターでのディレードコーキング用の設備の操作は、重質コーキング軽油（３５０℃以上の温度で沸騰する留分）の収率の向上に著しく寄与する。一方で、上記の点に加えて、最終沸点が著しく上昇し、高分子量多環式芳香族炭化水素、樹脂、アスファルテン、および有機金属化合物の含有量に加えてコーキング能力も増加する。重質コーキング軽油の尾端留分に含まれるこれらの高分子炭化水素は、油圧洗浄および水素化分解のために使用される触媒の迅速な不活性化を決定付ける。
【０００４】
石油残渣のディレードコーキングの方法は既知であり、精留塔から得られる重質コーキング軽油の最終沸点の調節という目的のため、およびその結果としてその質を向上するため、還流として塔の底部において供給される「冷」重質軽油の量を増加させることが提案される（非特許文献１）。結果として、重質軽油において含まれる最高沸点留分が、凝縮され、再循環物を形成し、精留塔の底部で未加工の（主要な）原料と共に炉を介して二次原料としてコーキングチャンバへと供給される。このようにして、最高沸点留分の一部は、重質コーキング軽油から除去され、これは、その質の向上につながり、自動車燃料を得るためのその後の水素化触媒（hydro-catalytic）プロセスの有利な効果を有する。
【０００５】
この方法の本質的な欠点は、冷還流量が精留塔の底部（立方体）に供給される際に、重質コーキング軽油の最終沸点が低下するという事実にもかかわらず、同時に還流率が増加し、これが、より高いエネルギー消費をもたらし、未加工の原料の生産性を低下させ、重質軽油の収率を低下させるという状況である。それに加え、コーキングチャンバから精留塔に導入されるコークス粒子は、二次原料へと引き込まれ、炉へと入った後、その早期浸炭を引き起こす。
【０００６】
本出願の目的に最も近い方法は、一次原料の加熱、気化器における軽質留分および重質残渣へのその分画、コーキングプロセスの気液生成物とともに精留塔における軽質留分の蒸留、予熱混合物のその後のコーキングによる精留塔の蒸留中に得られる、再循環物−塔底液との気化器からの重質残渣の混合、を含む、石油残渣のディレードコーキング方法である。塔底液の量および質は、精留塔の底部にて質量交換装置に給水するための還流として供給される冷重質軽油の量を変化させることによって調節され、それにより、塔底液は、質量交換装置を備える気化器の上部へと供給される（特許文献１）。
【０００７】
この方法は、第一に、精留塔の底から抽出され、再循環物として一次原料との混合のために気化器へ送られる塔底液の（密度、コーキング能力、および留分の組成に関する）質の調節に向けられる。この方法において、主精留塔において形成される塔底液は、塔の底から取り出され、一次原料と混合して二次原料の生成、炉内での加熱、コーキングのためのコーキングチャンバへの供給のため、再循環物として気化器へと供給される。精留塔の下部にある質量交換装置へと投与される冷却軽油の供給の構成、気化器の上部への精留塔の底からの塔底液の供給、および気化器の底部への投与される蒸気の供給の構成は、気化器の底からの残渣（二次原料）の重量を増加させることにつながり、結果としてコークスの生成を増加させ、消費電力を低減することにつながる。
【０００８】
この方法は、稼動するコーキングチャンバからの泡状での移動の場合、精留塔の底からの塔底液は、気化器における質量交換装置上に堆積するコークス粒子を含み得、それらの動作を妨害し、それによってコークス粒子が二次原料と一緒に炉内に入り、これがそれらの浸炭につながり、したがってディレードコーキング装置のオーバーホール間の期間をより短くすることにつながるという点で欠点を有する。この方法は、装置から抽出される軽質軽油の量および質の調節を提供していない。この方法における冷却軽油の量の変化は、還流率における変化につながる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】ロシア連邦特許  ＲＦ  ２００３年８月１０日  ２２０９８２６号  ＭＰＫ  С１０В５５／００
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】G. M. Sieli, A. Faegh, S. Shimoda, “Fine regulation of the coking behavior”. ? Oil-Gas Technologies, 2008, No. 1, p. 74-77
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本方法の目的は、還流率が独立した得られる軽油留分（軽質軽油および二種類の重質軽油）の質の調節に対する可能性を有する二種類の重質軽油を得ることに加え、気化器の質量交換装置および反応炉のコイルの浸炭を、それらにおけるコークス粒子の侵入を排除することによって減少させることにより、石油残渣のディレードコーキング用装置のオーバーホールの間隔を延長することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る石油残渣のディレードコーキングの方法は、コーキング用の一次原料を加熱し、再循環物と混合させるために、一次原料を気化器に供給して二次原料を生成し、二次原料を加熱してコーキングチャンバに供給し、分留のためにコーキングチャンバからのコークキング生成物を精留塔に供給し、塔底液に加え、ガス、ガソリン、軽質および重質コーキング軽油を得て、精留塔の下部にあるガス交換装置に冷却した軽質軽油を供給し、精留塔の下部にある質量交換装置に冷却した重質軽油を供給することを含む。
【００１３】
供給される冷却した軽質軽油および重軽軽油の量は、得られる軽質軽油および重軽軽油ならびに塔底液の要求される量および質に応じて変化させられる。
【００１４】
重質軽油は、再循環物として使用される。特に、冷却した重質コーキング軽油は、重質軽油の最終沸点の調節のための還流として使用され、冷却した軽質コーキング軽油は、重質軽油のバブルポイントの温度の調節のために使用される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本方法の実施のためのディレードコーキング用装置の原理図が、図面に示される。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本装置は、一次原料を加熱するための管型炉１、質量交換装置を有する気化器２、精留塔３、管型炉４、コーキングチャンバ５、ストリッピング６、冷却器７を備える。
【００１７】
本方法は、以下のように実現される。一次原料は、管型炉１および／または熱交換器において加熱され、気化器２へと供給されるが、その上部が主精留塔３から重質コーキング軽油を再循環物させるよう受け取る。得られる二次原料（再循環物と一次原料との混合物）は、管型炉４において加熱され、交互に操作するコーキングチャンバ５のうちの１つへと供給される。コーキングの結果として形成される蒸留生成物は、分留用の精留塔３への塔頂のガス管を介して供給される。ガスおよび不安定なガソリンは、塔の頂部から抽出される。ガソリンの質を調節するために、不安定なガソリンの一部は、ライブ還流の形態で最初のトレイに送られる。軽質および重質コーキング軽油は、ストリッピング６を介して主精留塔からのオフストリームの形態で抽出される。ストリッピング６からのおよび冷却器７後の重質軽油の大部分は、最終生成物の形態で装置から抽出され、その一部は冷媒として塔頂のガス管へと供給される。塔３のアキュムレータからの冷却済重質油は、洗浄液として、および重質コーキング軽油の最終沸点を調節するため、精留塔の底部において最初の質量交換装置へと供給される。冷却済軽質コークキング軽油の調節された量が、重質軽油のバブルポイントの温度、および、その結果として、軽質コーキング軽油の最終沸点の調節のために、精留塔３の上部の質量交換装置へ供給される。
【００１８】
還流として供給される冷却した軽質軽油および重軽軽油の量は、得られる軽質軽油および重軽軽油ならびに塔底液の要求される量および質に応じて変化させられる。
【００１９】
冷却後、塔底液は、商用製品として精留塔３の底部から抽出される。
【００２０】
このように、本方法は、同時に二つの重質軽油留分である、水素化分解または油圧洗浄、および、さらには接触分解のために送ることができる重質コーキング軽油、ならびに、その質に応じて、水素化触媒（hydro-catalytic）プロセスのための原料として、またはボイラ燃料の成分としてのいずれかで使用することができる塔底液、を得ること、およびそれらの質調節することを可能にする。これにより、再循環物比が変化することはない。
【００２１】
精留塔の下部にある還流量の増加は、コーキングチャンバ由来のコーキング蒸留物からの最も重質の沸点留分の凝縮を促進する。その結果として、重質軽油の最終沸点が下がり、その密度、コーキング能力、および多環芳香族炭化水素の含有量が減少する。それとともに、重質軽油の希釈の結果として、レリーフが、塔の底部から抽出される塔底液の機能的組成において生じ、その密度、コーキング能力、およびカーバイド含有量も減少する。
【００２２】
精留塔の上部の質量交換装置への冷却した軽質軽油の調節された量の供給の構成は、重質コーキング軽油のバブルポイントの温度および軽質軽油の最終沸点のそれぞれを調節することを可能にする。
【００２３】
したがって、コーキングへと引き込まれる再循環物する留分の量は、気化器へと供給される重質コークキング軽油の量によって厳密に調節されるため、供給されるコーキング軽油の質的特性の調節は、再循環物比の変化に関与しない。
【００２４】
本方法について、以下の実施例により説明する。
【００２５】
（プロトタイプに基づく）実施例１
工業用装置において、原料はコーキングされ、その特性は表１に示されている。原料は、２７０℃の温度まで熱交換器において加熱され、次いで、気化器の底部へと供給される。ここで、気化器の上部において、再循環物としての塔底液は、原料について１０％の量で主精留塔から供給される。気化器においてそのような方法で形成された二次原料は、５００℃の温度へと炉において加熱され、コーキングのためコーキングチャンバのいずれかへと供給される。コーキングチャンバにおけるコーキングの生成物は、主精留塔の下部へと塔頂のガス管を介して供給される。精留塔の下部にある上部質量交換装置の最も重質の沸点のコーキング生成物の凝縮のために、冷重質コーキング軽油の供給は、一次原料について１０％の量で下還流として構成される。コーキング（塔底液）のすべての凝縮された重質沸点生成物は、一次原料との混合のため再循環物して気化器へ送られ、非凝縮軽質沸点生成物は分留のため精留塔の上部へと供給され、ガス、ガソリン、軽質および重質コーキング軽油を得る。オーバーホール間の期間は、２７５日であった。オーバーホール間の期間の長さに加え、コーキングのプロセスにおいて得られた軽油留分の収率および質は、表２に示される。
【００２６】
コーキングの結果として、重質軽油の収率は、２８．２％であった。それは、低密度および低レベルのコーキング能力を有するが、３５０℃までに沸騰する留分の３７体積％を含み、これは、ディーゼル燃料の生成のための原料として使用される軽質軽油の収率（２７．１質量％）に悪影響を及ぼした。
【００２７】
（本方法に基づく）実施例２
図に示される技術的図に係る、その特性が表１に示される石油原料のコーキングを行った。所与の原料は、２７０℃の温度へ熱交換において加熱され、次いで、気化器へと供給され、その上部トレイで再循環物としての重質コーキング軽油が、一次原料について１０％の量で供給される。気化器の底からの得られた二次原料は、５００℃の温度へと炉において加熱され、次いで、コーキングのためコーキングチャンバのいずれかに供給される。コーキングの生成物は、塔頂のガス管を介して精留塔の底部へと供給される。装置から抽出される重質コーキング軽油の終了沸点の調節のために、一次原料について１０％の量でより下部の還流としての冷却した重質軽油の供給は、精留塔の底部の最初の質量交換装置へと構成される。精留塔の上部にある質量交換装置において重質コーキング軽油のバブルポイントの温度の調節のため、一次原料について２０％の量で冷却した軽質コーキング軽油の供給（上部還流）が構成された。オーバーホール間の期間の長さに加え、それによって得られる軽油留分の収率および質は、表２において提供される。
【００２８】
表から理解されるように、プロトタイプ（実施例１）と比較して重質軽油の収率は少し減少しているが、上部還流の供給の構成は、３５０℃までの温度にて沸騰しており、その中の留分の含有量を、３７体積％から２０体積％まで低減することにつながっている。このような重質軽油は、水素化分解により、モーター燃料を得るための原料として使用することができる。
【００２９】
それに加え、軽質軽油の収率は、プロトタイプと比較して増加している。
【００３０】
精留塔の底部から、一次原料について７％の量で塔底液が抽出され、これは、それ中の微細なカーバイド粒子含有量を考慮し、水素化分解によりディーゼル燃料を得るために使用することができる。
【００３１】
このように、所与の実施例は、本方法が、軽質軽油の収率だけでなく、保証された品質特性を有する最大３０．４％の重質軽油（重質コーキング軽油および塔底液）の全収率（プロトタイプにおいて、重質軽油の収率は２８．２％である）も増加させることを可能にすることを示す。
【００３２】
（本方法に基づく）実施例３
この場合、課題は、実施例２と比較して重質軽油の収率を増加させることであり、これは、その質に起因し、水素化分解のための原料として使用することができた。
【００３３】
この目的のため、実施例２に類推して、一次原料のコーキングが行われたが、最大５体積％の精留塔の下部にある質量交換装置の還流のために供給された重質軽油の量が低減し、これによって、精留塔の上部にある質量交換装置の還流のために供給された軽質軽油の量は、実施例２と同様に推移している。
【００３４】
コーキングの結果が表２に示される。
【００３５】
実施例３から理解されるように、実施例２と比較してより下部の還流、すなわち、精留塔の下部にある最初の質量交換装置に供給される還流の量の低減が、次いで供給される重質コーキング軽油の留分組成物の重量の増加につながっており、これはコーキング蒸留物からの高沸点留分のより下部の凝縮による：より下部の還流の１０％を供給する場合に、５００℃より高い温度で沸騰する留分の含有量が１０体積％であったならば、下部の還流５％が供給される際、５００℃より高い温度で沸騰する留分の含有量が１４％まで増加している。しかし、同時に、供給される上部の還流量が変化されない際、実施例３に係る、３５０℃までの温度で沸騰する留分の重質軽油における含有量が、２０体積％（実施例３）から最大１６体積％まで低減し、これは、重質コーキング軽油の収率を増加させる。これにより、同時に、塔底液の重量が増加し、その収率が減少している。塔底液におけるかなり高いカーバイドの含有量（０．１２％）は、起こり得る触媒の不活性化により、水素化触媒（hydro-catalytic）プロセスのための原料として純粋な形態でそれを使用することはできない。したがって、それは、ボイラ燃料の成分として、または、カーバイドの濃度を減少させるため、塔の側部から抽出される、重質軽油との予備混合後の接触分解のための原料としてのいずれかで使用することができる。
【００３６】
（本方法に基づく）実施例４
課題は、水素化分解のための原料として使用するために重質軽油の質を維持することによって、実施例２と比較して軽質軽油の収率を高めることであった。実施例１−３と同様の原料が、実施例２と同様の方法にてコーキングが行われた。精留塔の下部にある質量交換装置への還流として加えられる重質軽油の量は、実施例２と同様に推移しているが、その時点で供給される上部の（軽質軽油の）還流の量は１５％であった。
【００３７】
コーキングの結果は表２に示される。
【００３８】
理解されるように、上部還流の量を低減させることによって、密度および最終沸点によりその重量を増加させつつ、一次原料について軽質軽油の収率を１．６％増加させた。これにより、同時に、重質軽油の収率が減少し、当然、その質が変化した。密度は、０．９５１７ｇ／ｃｍ３、最大０．９５４１ｇ／ｃｍ３まで増加し、コーキング能力は、０．３１から０．４９に増加し、最大３５０℃までで沸騰する留分の含有量は、２０体積％から９体積％に減少した。
【００３９】
このように、以下の表２におけるデータから、精留塔の下部にある重質軽油と、塔の上部にある軽質軽油との二つの還流構成は、生産の必要性に応じて、塔から抽出される生成物の収率および質の両方を調節することができる。したがって、例えば接触分解用の装置のための原料として、重質コーキング軽油の生産を増加させることが要求される際、および、同時にファーネス油の成分として使用される塔底液の生成を低減するため、重質軽油の底部還流量を減少させることが必要である（実施例２および３）。これにより、同時に、精留塔から抽出される重質軽油および塔底液の質が変化する：接触分解の原料として許容可能な要求の範囲内での重質軽油において、密度およびコーキング能力が増加し、留分の組成はより重質（５００℃以上の温度で沸騰する留分という内容）となり、塔底液の密度およびコーキング能力も増加し、その留分の組成はより重質となる。
【００４０】
一方、例えば、ディーゼル燃料の生成のために使用される軽質コーキング軽油の収率を増加させること、および、同時に、重質コーキング軽油において３５０℃までの温度で沸騰する留分（すなわち、いわゆるディーゼル燃料留分）の含有量を低減させることが要求される際、上部の還流量を減少させることが必要である（実施例２および４）。それにより、軽質コーキング軽油の収率は、密度、留分の組成における重量の増加により、２９．９％から３１．４％へと増加し、同時に、重質軽油における３５０℃までの温度で沸騰する留分の含有量は、２０体積％から９体積％へと低減した。
【００４１】
このように、本方法の使用は、再循環物としての重質コーキング軽油の使用、および、商用製品がコーキングプロセスにおける塔底液の関与を排除するような、コークス粒子を含む、精留塔の底部からの塔底液の抽出が、気化器の質量交換トレイへと、ならびに反応炉およびその浸炭において、コークス粒子（カーバイド）の浸透が起こり得ることを防ぐという事実によって、プロトタイプと比較して、石油残渣のディレードコーキングを実施するための装置のオーバーホール間の時間を増加させることを可能にするであろう。
【００４２】
さらに、本ディレードコーキング方法は、物理化学的品質特性において異なり、使用の具体的な分野を有する二種類の重質コーキング軽油：その後の接触分解を伴う水素化分解または水素化精製により自動車燃料を得ることができる、精留塔の側部から抽出される重質コーキング軽油、および、その質に応じて水素化触媒（hydrocatalytic）プロセスにおける原料としてまたはボイラ燃料の成分としてのいずれかで使用することができる塔底液の取得を保証する。
【００４３】
さらに、本方法における重質コーキング軽油の総収率は、プロトタイプに係る方法におけるものよりも高い。これは、プロトタイプに係る方法においては、塔底液が、コークス、ガス、およびガソリンのさらなる量の形成を伴う一次原料との混合におけるコーキングにおいて含まれるが、本方法においては、塔底液は、最終生成物の形態で装置から抽出されるということによる。
【００４４】
さらに、本方法は、得られる軽質軽油、重質軽油、および塔底液の質と量との両方を調節することが可能であり、したがって、プロトタイプに係る方法においては、精留塔の下部にある質量交換装置へ供給される冷却軽油の量が変化する際、還流比も変化するが、前述の調節は、還流率のいかなる変化にも関連付けられない。
【００４５】
（表１）
コーキング用一次原料の特性（西シベリアおよびＡｒｌａｎｓｋ油のタール油混合物）
2014527571.tif 000003
【００４６】
（表２）
精留塔から抽出された軽油留分の収率および特徴
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【図１】
2014527571.tif 000005
【国際調査報告】
2014527571.tif 000006
2014527571.tif 000007