(57)【要約】【課題】炭化水素系重質原料の一部を軽質成分に効率良く分解するとともに、炭化水素系重質原料の熱分解を行う上で重要な因子である熱分解過酷度を決定する一次及び二次熱分解部での反応温度と反応時間の制御を簡便かつ精度良く行う。【解決手段】密閉された反応容器１３が鉛直方向に延びて設けられる。この反応容器１３内の下部に一次熱分解部１１が設けられ、この一次熱分解部１１で炭化水素系重質原料を超臨界水とともに加熱し混合して、炭化水素系重質原料の一部を軽質成分に分解し気化させる。また反応容器１３内の上下方向の中央部から上部にかけて二次熱分解部１２が設けられ、この二次熱分解部で１２上記気化した軽質成分を更に加熱して、軽質成分の一部を改質成分に分解する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直方向に延びて設けられ密閉された反応容器と、
前記反応容器内の下部に設けられ炭化水素系重質原料を超臨界水とともに加熱し混合して前記炭化水素系重質原料の一部を軽質成分に分解し気化させる一次熱分解部と、
前記反応容器内の上下方向の中央部から上部にかけて設けられ前記気化した軽質成分を更に加熱して前記軽質成分の一部を改質成分に分解する二次熱分解部と
を備えた炭化水素系重質原料の改質装置。
【請求項２】
一次熱分解部が、反応容器の下部周壁に設けられ前記反応容器の下部を加熱する第１加熱手段と、前記反応容器の下部内周面及び下面から間隔をあけて前記反応容器の下部に収容され上面に開口部が形成された熱分解容器と、この熱分解容器に炭化水素系重質原料を供給する原料供給手段と、前記熱分解容器内の前記炭化水素系重質原料中に超臨界水を供給して前記炭化水素系重質原料をバブリングにより混合する混合手段とを有し、
二次熱分解部が、前記反応容器の上下方向の中央部周壁から上部周壁にかけて設けられ前記反応容器の上下方向の中央部から上部にかけて前記熱分解容器内より高い温度に加熱する第２加熱手段を有する請求項１記載の炭化水素系重質原料の改質装置。
【請求項３】
混合手段が、反応容器の上部から挿入されたアッパパイプ部と、上端が前記アッパパイプ部の下端に接続され前記反応容器の上部から上下方向の中央部にかけて螺旋状又は蛇行状に形成された熱交換パイプ部と、上端が前記熱交換パイプ部に接続され下端が熱分解容器内の炭化水素系重質原料に挿入されたロアパイプ部とを有する請求項２記載の炭化水素系重質原料の改質装置。
【請求項４】
熱分解容器からオーバフローした残油の一部をガス化して混合手段の超臨界水に混合するガス化手段を更に備えた請求項２又は３記載の炭化水素系重質原料の改質装置。
【請求項５】
鉛直方向に延びる密閉された反応容器内の下部に設けられた一次熱分解部で炭化水素系重質原料を超臨界水とともに加熱し混合して前記炭化水素系重質原料から軽質成分を分解して気化させる工程と、
前記反応容器内の上下方向の中央部から上部にかけて設けられた二次熱分解部で前記気化した軽質成分を更に加熱して改質成分に分解する工程と
を含む炭化水素系重質原料の改質方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石油精製において生じた重質油（例えば、蒸留残渣）、天然重質油（例えば、オイルシェール）、プラスチック廃棄物、石炭、コールタール等の炭化水素系重質原料を改質処理する装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の炭化水素系重質原料の改質装置としては、重質油の一部を部分酸化反応によりガス化させ、その熱を利用して残りの重質油の熱分解を行う装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に示された炭化水素系重質原料の改質装置では、ガス化部で炭化水素系重質原料の一部を燃焼させることにより加熱するとともに炭化水素系重質原料のガス化を行い、１次熱分解部で炭化水素系重質原料を収容するとともにガス化部から供給される熱のうち第１熱交換器で調整した後の熱を受けることにより内部の温度をガス化部の温度より低い１次分解温度に維持して炭化水素系重質原料の一部を軽質成分に分解し、更に２次熱分解部で上記軽質成分を収容するとともにガス化部から供給される熱のうち第１熱交換器及び第２熱交換器で調整した後の熱を受けることにより内部の温度をガス化部の温度より低くかつ１次分解温度より高い２次分解温度に維持して上記軽質成分の一部を改質成分に分解するように構成される。また上記１次熱分解部には、反応容器内の上限方向の途中に位置し反応容器外から供給される炭化水素系重質原料を収容する熱分解容器が設けられる。更に上記１次分解温度は３８０〜４５０℃であり、２次分解温度は４５０〜５５０℃であり、ガス化部の雰囲気温度は８００〜１２００℃である。
【０００３】
このように構成された炭化水素系重質原料の改質装置では、ガス化部から供給された熱を第１熱交換器で調整することにより、１次分解温度を、ガス化部の温度より低い特定の狭い温度範囲内に安定的に制御できる。また２次分解温度についてもガス化部から供給される熱を第１熱交換器及び第２熱交換器で調整することにより、ガス化部の温度より低く、かつ１次分解温度より高い特定の狭い温度範囲内に安定的に制御できる。この結果、種々の炭化水素系重質原料の特性に応じた１次分解温度及び２次分解温度を選定できるので、１次熱分解部で炭化水素系重質原料が過度に熱分解されるのを防止でき、また２次熱分解部で軽質成分が過度に熱分解されるのを防止できる。従って、灯油や軽油等の基材となる軽質油を多く含む改質生成物が得られるので、軽質油の収率を向上できるようになっている。
【特許文献１】特開２００６−１０４２６０号公報（請求項１、２及び６、段落［００１１］、段落［００１２］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の特許文献１に示された炭化水素系重質原料の改質装置では、８００〜１２００℃で部分酸化を行い、この熱を利用して１次熱分解を３８０〜４５０℃で行っているけれども、８００〜１２００℃と高い温度のガスの持つ熱を利用して、３８０〜４５０℃という１次熱分解時の反応温度を調整することは、熱交換器で熱を奪ったとしても、その温度差が非常に大きいため、１次分解温度の調節操作が極めて難しいという不具合があった。
また、上記従来の特許文献１に示された炭化水素系重質原料の改質装置では、１次熱分解時に、熱分解容器内の炭化水素系重質原料が静置された状態からオーバフローにより抜き出されるだけであるため、熱分解容器内での炭化水素系重質原料の滞留時間は炭化水素系重質原料が均一な状態で制御されているとはいえない。このため、熱分解が進んで熱分解過酷度が上がると、熱分解残油（ピッチ）が生成され、更に熱分解過酷度が上がると、コークスが発生してしまい、目的とする主製品の収率が低下したり、装置の運転に支障をきたす問題点もあった。
本発明の目的は、炭化水素系重質原料の一部を軽質成分に効率良く分解できる、炭化水素系重質原料の改質装置及びその改質方法を提供することにある。
本発明の別の目的は、炭化水素系重質原料の熱分解を行う上で重要な因子である熱分解過酷度を決定する一次及び二次熱分解部での反応温度と反応時間の制御を簡便かつ精度良く行うことができる、炭化水素系重質原料の改質装置及びその改質方法を提供することにある。ここで、熱分解過酷度とは、熱分解反応に与える反応熱量の度合いをいう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、図１に示すように、鉛直方向に延びて設けられ密閉された反応容器１３と、反応容器１３内の下部に設けられ炭化水素系重質原料を超臨界水とともに加熱し混合して炭化水素系重質原料の一部を軽質成分に分解し気化させる一次熱分解部１１と、反応容器１３内の上下方向の中央部から上部にかけて設けられ上記気化した軽質成分を更に加熱して軽質成分の一部を改質成分に分解する二次熱分解部１２とを備えた炭化水素系重質原料の改質装置である。
この請求項１に記載された炭化水素系重質原料の改質装置では、一次熱分解部１１で炭化水素系重質原料を超臨界水とともに加熱し混合すると、炭化水素系重質原料の一部が軽質成分に分解されて気化し、二次熱分解部１２で上記気化した軽質成分を更に加熱すると、軽質成分の一部が改質成分に分解される。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、更に図１に示すように、一次熱分解部１１が、反応容器１３の下部周壁に設けられ反応容器１３の下部を加熱する第１加熱手段２１と、反応容器１３の下部内周面及び下面から間隔をあけて反応容器１３の下部に収容され上面に開口部が形成された熱分解容器１４と、この熱分解容器１４に炭化水素系重質原料を供給する原料供給手段１６と、熱分解容器１４内の炭化水素系重質原料中に超臨界水を供給して炭化水素系重質原料をバブリングにより混合する混合手段１７とを有し、二次熱分解部１２が、反応容器１３の上下方向の中央部周壁から上部周壁にかけて設けられ反応容器１３の上下方向の中央部から上部にかけて熱分解容器１４内より高い温度に加熱する第２加熱手段２２を有することを特徴とする。
この請求項２に記載された炭化水素系重質原料の改質装置では、第１加熱手段２１により反応容器１３内の熱分解容器１４を加熱し、第２加熱手段２２により反応容器１３内の二次熱分解部１２を熱分解容器１４内より高い温度に加熱した状態で、炭化水素系重質原料を原料供給手段１６により熱分解容器１４に連続的に供給するとともに、超臨界水を混合手段１７により連続的に供給すると、熱分解容器１４内の炭化水素系重質原料は超臨界水のバブリングにより混合される。これらの炭化水素系重質原料と超臨界水とは熱分解容器１４内で一定時間滞留し、熱分解して超臨界水相に移行する軽質成分からなる生成油と、熱分解せずに熱分解容器１４内に液相状態のまま残る重質成分からなる残油とに分離される。熱分解せずに熱分解容器１４内に残った残油は熱分解容器１４からオーバフローして反応容器１３の下端から排出される。一方、熱分解して超臨界水相に移行した生成油は超臨界水とともに気化して二次熱分解部１２へと移動し、第２加熱手段２２により更に加熱されて、生成油の一部が高温の水蒸気により更に分解されて改質成分となり、反応容器１３の上端から排出される。
【０００７】
請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明であって、更に図１に示すように、混合手段１７が、反応容器１３の上部から挿入されたアッパパイプ部１７ａと、上端がアッパパイプ部１７ａの下端に接続され反応容器１３の上部から上下方向の中央部にかけて螺旋状又は蛇行状に形成された熱交換パイプ部１７ｂと、上端が熱交換パイプ部１７ｂに接続され下端が熱分解容器１４内の炭化水素系重質原料に挿入されたロアパイプ部１７ｃとを有することを特徴とする。
この請求項３に記載された炭化水素系重質原料の改質装置では、熱分解容器１４内で熱分解して超臨界水相に移行した生成油が、超臨界水とともに気化して二次熱分解部１２へと移動し、第２加熱手段２２により更に加熱されるとともに、熱交換パイプ部１７ｂ内を通る超臨界水と熱交換して、生成油の一部が高温の水蒸気により更に分解されて改質成分となり、反応容器１３の上端から排出される。
【０００８】
請求項４に係る発明は、請求項２又は３に係る発明であって、更に図２に示すように、熱分解容器１４からオーバフローした残油の一部をガス化して混合手段１７の超臨界水に混合するガス化手段５１を更に備えたことを特徴とする。
この請求項４に記載された炭化水素系重質原料の改質装置では、ガス化手段５１で生成されたガスを混合手段１７の超臨界水に供給するので、熱分解容器１４内で炭化水素系重質原料の熱分解を更に効率良く行うことができる。
【０００９】
請求項５に係る発明は、図１に示すように、鉛直方向に延びる密閉された反応容器１３内の下部に設けられた一次熱分解部１１で炭化水素系重質原料を超臨界水とともに加熱し混合して炭化水素系重質原料から軽質成分を分解して気化させる工程と、反応容器１３内の上下方向の中央部から上部にかけて設けられた二次熱分解部１２で上記気化した軽質成分を更に加熱して改質成分に分解する工程とを含む炭化水素系重質原料の改質方法である。
この請求項５に記載された炭化水素系重質原料の改質方法では、一次熱分解部１１で炭化水素系重質原料を超臨界水とともに加熱し混合すると、炭化水素系重質原料の一部が軽質成分に分解されて気化し、二次熱分解部１２で上記気化した軽質成分を更に加熱すると、軽質成分の一部が改質成分に分解される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、反応容器内の下部に設けられた一次熱分解部で炭化水素系重質原料を超臨界水とともに加熱し混合して炭化水素系重質原料の一部を軽質成分に分解し気化させ、反応容器内の上下方向の中央部から上部にかけて設けられた二次熱分解部で上記気化した軽質成分を更に加熱して軽質成分の一部を改質成分に分解するように構成したので、炭化水素系重質原料の一部を軽質成分に効率良く分解できる。
また反応容器の下部を加熱する第１加熱手段を反応容器の下部周壁に設け、上面に開口部が形成された熱分解容器を反応容器から間隔をあけて反応容器の下部に収容し、この熱分解容器に原料供給手段が炭化水素系重質原料を供給し、熱分解容器内の炭化水素系重質原料中に超臨界水を供給する混合手段が炭化水素系重質原料をバブリングにより混合し、反応容器の上下方向の中央部から上部にかけて熱分解容器内より高い温度に加熱する第２加熱手段を反応容器の上下方向の中央部周壁から上部周壁にかけて設ければ、炭化水素系重質原料の熱分解を行う上で重要な因子である熱分解過酷度を決定する一次及び二次熱分解部での反応温度と反応時間の制御を簡便かつ精度良く行うことができる。
【００１１】
また混合手段のアッパパイプ部を反応容器の上部から挿入し、上端がアッパパイプ部の下端に接続された熱交換パイプ部を反応容器の上部から上下方向の中央部にかけて螺旋状又は蛇行状に形成し、上端が熱交換パイプ部に接続されたロアパイプ部を熱分解容器内の炭化水素系重質原料に挿入すれば、更に一次及び二次熱分解部での反応温度と反応時間の制御を簡便かつ精度良く行うことができる。
更に熱分解容器からオーバフローした残油の一部をガス化手段によりガス化して混合手段の超臨界水に混合すれば、熱分解容器内で炭化水素系重質原料の熱分解を更に効率良く行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１に示すように、炭化水素系重質原料の改質装置は、鉛直方向に延びて設けられ密閉された反応容器１３と、反応容器１３内の下部に設けられた一次熱分解部１１と、反応容器１３内の上下方向の中央部から上部にかけて設けられた二次熱分解部１２とを備える。炭化水素系重質原料としては、石油精製において生じた重質油（例えば、蒸留残渣）、天然重質油（例えば、オイルシェール）、プラスチック廃棄物、石炭、コールタール等が挙げられる。また反応容器１３は、この実施の形態では、熱伝導性の良好なステンレス鋼等の金属により上面及び下面が閉止された円筒状に形成される。
【００１３】
一次熱分解部１１は、反応容器１３の下部周壁に設けられた第１加熱手段２１と、反応容器１３の下部内周面及び下面から間隔をあけて反応容器１３の下部に収容された熱分解容器１４と、この熱分解容器１４に炭化水素系重質原料を供給する原料供給手段１６と、熱分解容器１４内の炭化水素系重質原料中に超臨界水を供給して炭化水素系重質原料をバブリングにより混合する混合手段１７とを有する。第１加熱手段２１は、この実施の形態では、反応容器１３の下部周壁の外周面に沿って設けられたヒータであって、反応容器１３内の下部の熱分解容器１４内を３８０〜４５０℃に加熱するように構成される。なお、第１加熱手段を反応容器の下部周壁内に埋設してもよい。熱分解容器１４の上面には開口部１４ａが形成される、即ち熱分解容器１４は上面が開口し下面が閉止されかつ反応容器１３の内径より小さい外径を有する円筒状に形成される。また熱分解容器１４は熱伝導性の良好なステンレス鋼等の金属により形成されることが好ましい。
【００１４】
更に熱分解容器１４を反応容器１３から間隔をあけて反応容器１３の下部に収容するには、次のような構造とすることが好ましい。外径が反応容器１３の内径より小さく形成され内径が熱分解容器１４の外径より大きく形成されかつ上面及び下面が開放された円筒部材（図示せず）を反応容器１３の下部に反応容器１３と同心状に収容する。この円筒部材の内周面に円周方向に所定の間隔をあけて複数の受け具（図示せず）を固着し、熱分解容器１４の外周面に上記複数の受け具に対向するように複数の止め具（図示せず）を固着する。そして熱分解容器１４を円筒部材に挿入して止め具を受け具に固定する。このように熱分解容器１４を反応容器１３から間隔をあけて反応容器１３の下部に収容することにより、熱分解容器１４の温度を反応容器１３の下部壁面の温度より低くして、即ち熱分解容器１４内の炭化水素系重質原料が高温の反応容器１３の下部周壁の影響を受けるのを無くして、熱分解容器１４内の炭化水素系重質原料がコークス化するのを防止するためである。
【００１５】
原料供給手段１６は、反応容器１３外に設けられた炭化水素系重質原料を供給する原料ポンプ１６ａと、基端が原料ポンプ１６ａに接続され、反応容器１３の周壁を貫通して他端が熱分解容器１４の開口部から熱分解容器１４内に挿入された原料供給管１６ｂとを有する。原料供給管１６ｂ内の炭化水素系重質原料には少量の熱水が混合され、この熱水の温度は上記原料の熱分解温度以下の温度に設定される。上記熱水の混合量は炭化水素系重質原料１００重量％に対して１重量％以上であることが好ましい。また原料供給管１６ｂのうち反応容器１３外に配索された部分から反応容器１３の周壁への貫通部にかけて原料供給管１６ｂを被覆するジャケット管１６ｃが設けられ、このジャケット管１６ｃ内には冷却水が流れるように構成される。このようにジャケット管１６ｃ内に冷却水を流すことにより、原料供給管１６ｂ内の炭化水素系重質原料が高温の反応容器１３の周壁の影響を受けるのを無くして、原料供給管１６ｂ内の炭化水素系重質原料がコークス化するのを防止するためである。またジャケット管１６ｃは反応容器１３内に連通するように構成される。これによりジャケット管１６ｃ内を流れる冷却水は高温の反応容器１３の周壁により加熱され水蒸気となって反応容器内に放出され、熱分解容器１４内で熱分解して超臨界水相或いは水蒸気相に移行した生成油に混合される。
【００１６】
混合手段１７は、反応容器１３の上部から挿入されたアッパパイプ部１７ａと、上端がアッパパイプ部１７ａの下端に接続された熱交換パイプ部１７ｂと、上端が熱交換パイプ部１７ｂに接続され下端が熱分解容器１４内の炭化水素系重質原料に挿入されたロアパイプ部１７ｃとを有する。反応容器１３外には超臨界水或いは高圧水蒸気を製造する超臨界水製造設備１７ｄが設けられ、この設備１７ｄにアッパパイプ部１７ａの基端が接続される。また熱交換パイプ部１７ｂは反応容器１３の上部から上下方向の中央部にかけて螺旋状に形成される。更に二次熱分解部１２は、反応容器１３の上下方向の中央部周壁から上部周壁にかけて設けられた第２加熱手段２２を有する。第２加熱手段２２は、この実施の形態では、反応容器１３の上部周壁の外周面から上下方向の中央部周壁の外周面に沿って設けられたヒータであって、反応容器１３内の上部から上下方向の中央部の間を、熱分解容器１４内より高い温度の４５０〜５５０℃に加熱するように構成される。なお、第２加熱手段を反応容器の上部周壁内から上下方向の中央部周壁内にかけて埋設してもよく、熱交換パイプ部は螺旋状ではなく蛇行状に形成してもよい。また図１の符号１８は反応容器１３の下端に接続された残油排出管であり、符号１９は反応容器１３の上端に接続された生成油排出管である。更に反応容器１３内の圧力は１０〜５０ＭＰａの範囲内に設定される。反応容器１３内の圧力を１０〜５０ＭＰａの範囲内に設定したのは、この圧力範囲が熱分解反応場の熱安定性と、生成油或いは熱分解残渣等の熱分解生成物のハンドリングが容易に行える圧力範囲であるという理由に基づく。
【００１７】
このように構成された改質装置を用いて炭化水素系重質原料を改質する方法を説明する。
先ず第１加熱手段２１により反応容器１３内の下部の熱分解容器１４内を３８０〜４５０の温度に加熱し、第２加熱手段２２により反応容器１３内の上部から上下方向の中央部の間を、熱分解容器１４内より高い４５０〜５５０℃の温度に加熱し、更に原料供給手段１６のジャケット管１６ｃに冷却水を流す。この状態で、少量の熱分解温度以下の熱水と混合した炭化水素系重質原料を原料供給管１６ｂを通して熱分解容器１４に連続的に供給するとともに、超臨界水を混合手段１７のアッパパイプ部１７ａ、熱交換パイプ部１７ｂ及びロアパイプ部１７ｃを通して熱分解容器１４に連続的に供給する。このとき熱分解容器１４内の炭化水素系重質原料は超臨界水のバブリングにより混合される。これらの炭化水素系重質原料と超臨界水とは熱分解容器１４内で一定時間滞留し、熱分解して超臨界水相或いは水蒸気相に移行する軽質成分からなる生成油と、熱分解せずに熱分解容器１４内に液相状態のまま残る重質成分からなる残油とに分離される。熱分解せずに熱分解容器１４内に残った残油は熱分解容器１４からオーバフローして反応容器１３の最下部に溜り、残油排出管１８を通って排出される。この残油には、重質油とこの重質油が重合した超重質油とが含まれる。一方、熱分解して超臨界水相或いは水蒸気相に移行した生成油は超臨界水中に溶解又は気化して或いは水蒸気中に気化して二次熱分解部１２へと移動し、第２加熱手段２２により更に加熱されるとともに、熱交換パイプ部１７ｂ内を通る超臨界水或いは水蒸気と熱交換して、生成油の一部が高温の水蒸気により更に分解されて改質成分となり、生成油とともに生成油排出管１９を通って排出される。
【００１８】
なお、熱分解容器１４内での炭化水素系重質油の反応時間は、炭化水素系重質原料の供給量と熱分解収率に対応した熱分解容器１４の容積とを変更することにより調整され、熱分解容器１４内での炭化水素系重質油の反応温度は、熱分解容器１４に供給する超臨界水の温度及び流量を変更することにより調整される。また二次熱分解部における反応時間は、超臨界水或いは水蒸気の流量で決定されるけれども、反応容器１３の二次熱分解部１２に所定量の充填物を詰めて二次熱分解部１２の内容積を変えることにより調整することも可能である。更に二次熱分解部１２では、この二次熱分解部１２での熱分解反応と一次熱分解部１１での熱分解反応とに必要な熱量の最終調整を行える。具体的には、反応容器１３内の上部から上下方向の中央部にかけて螺旋状の設けられた熱交換パイプ部１７ｂへの超臨界水の流通条件と第１及び第２加熱手段２１，２２の温度との熱バランスを制御することにより、二次熱分解部１２の温度と一次熱分解部１２の温度が調整される。このように炭化水素系重質原料の熱分解を行う上で重要な因子である熱分解過酷度を決定する一次及び二次熱分解部１１，１２での反応温度と反応時間の制御を簡便かつ精度良く行うことができる。
【００１９】
＜第２の実施の形態＞
図２は本発明の第２の実施の形態を示す。図２において図１と同一符号は同一部品を示す。
この実施の形態では、熱分解容器１４からオーバフローした残油の一部をガス化して混合手段１７の超臨界水に混合するガス化手段５１を更に備える。このガス化手段５１は、鉛直方向に延びる筒状の密閉容器５１ａと、この容器５１ａ内を３７０℃以上に加熱する第３加熱手段５１ｂとを有する。この密閉容器５１ａの下面には残油排出管１８が接続され、密閉容器５１ａの上面にはガス供給管５１ｃの基端が接続される。ガス供給管５１ｃの先端は混合手段１７のアッパパイプ部１７ａに接続される。また密閉容器５１ａには酸素又は空気と超臨界水とが供給される。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。
【００２０】
このように構成された改質装置を用いて炭化水素系重質原料を改質する方法を説明する。
ガス化手段５１の密閉容器５１ａ内を第３加熱手段５１ｂにより３７０℃以上に加熱した状態で、密閉容器５１ａに残油排出管１８から残油を供給するとともに、酸素又は空気と超臨界水とを供給すると、上記残油と酸素又は空気とが超臨界水中で反応して水素を主成分とするガスが生成される。このガスをガス供給管５１ｃを通して混合手段１７のアッパパイプ部１７ａに供給することにより、熱分解容器１４内で炭化水素系重質原料の熱分解を更に効率良く行うことができる。上記以外の動作は第１の実施の形態の動作と略同様であるので、繰返しの説明を省略する。
【実施例】
【００２１】
次に本発明の実施例を詳しく説明する。
＜実施例１＞
図２に示す改質装置を実施例１とした。
【００２２】
＜試験及び評価＞
実施例１の改質装置において、一次熱分解部１１の熱分解容器１４内の温度が４４０℃となり、二次熱分解部１２の温度が４６０℃となり、反応容器１３内の圧力が２２ＭＰａとなるように、第１及び第２加熱手段２１，２２を調整した。また超臨界水製造設備１７ｄから熱分解容器１４に単位時間当りに供給される超臨界水の重量をＷとし、原料ポンプ１６ａにより熱分解容器１４に単位時間当りに供給される炭化水素系重質原料１６の重量をＴとするとき、Ｗ／Ｔが４となるように超臨界水製造設備１７ｄ及び原料ポンプ１６ａを調整した。上記条件でガス化手段５１から水素を主成分とするガスを吹き込みながら、アスファルトを炭化水素系重質原料とする熱分解を行った。その結果、表１に示す組成の生成物を得た。なお、表１における各成分の収率は、供給したアスファルト１００重量％に対して得られた割合である。またガス化手段から供給されたガス（水素）は収率から除いた。更に表１において、『ガス』は生成油のうち炭素数４以下の炭化水素成分をいい、『ナフサ』は炭素数５以上の炭化水素であって沸点１８０℃未満の成分をいい、『軽油』は沸点１８０℃以上かつ３６０℃未満の成分をいい、『高沸点油』は沸点３６０℃以上かつ５５０℃未満の成分をいい、『アスファルト』は沸点５５０℃以上の成分をいい、『ピッチ』は熱分解残油をいう。
【００２３】
【表１】
2008208170.tif 000003
【００２４】
表１から明らかなように、原料アスファルト１００重量％からアスファルトより軽質な油成分を６１重量％も生成できることが分った。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明第１実施形態の炭化水素系重質原料の改質装置を示す構成図である。
【図２】本発明第２実施形態の炭化水素系重質原料の改質装置を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２６】
１１  一次熱分解部
１２  二次熱分解部
１３  反応容器
１４  熱分解容器
１４ａ  開口部
１６  原料供給手段
１７  混合手段
１７ａ  アッパパイプ部
１７ｂ  熱交換パイプ部
１７ｃ  ロアパイプ部
２１  第１加熱手段
２２  第２加熱手段
５１  ガス化手段
【図１】
2008208170.tif 000004
【図２】
2008208170.tif 000005