(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンの排出ガスで蒸気タービンが駆動するコンバインドサイクル発電システムであって、
原料油を常圧蒸留手段で蒸留して得られた常圧残渣油を溶剤抽出して脱れき油である軽質分と脱れき残渣である重質分とに分離する溶剤抽出手段と、
この溶剤抽出手段にて得られた軽質分に対して、軽質分中に存在する金属を除去するための水素化脱メタル装置と、
前記ガスタービンを有し、このガスタービンが前記水素化脱メタル装置で処理された軽質分を燃料として駆動するように構成されたガスタ−ビン発電部と、
前記蒸気タービン及びこの蒸気タービンを駆動させる蒸気を発生するボイラー部を有し、このボイラー部が前記ガスタ−ビンから排出される高温排出ガス及び前記溶剤抽出手段にて得られた重質分を熱源として前記蒸気を発生するように構成された蒸気タ−ビン発電部と、を備えたことを特徴とするコンバインドサイクル発電システム。
【請求項２】
ガスタービンの排出ガスで蒸気タービンが駆動するコンバインドサイクル発電システムであって、
原油を常圧蒸留手段で蒸留して得られた常圧残渣油を減圧蒸留して軽質分と重質分とに分離する減圧蒸留手段からなる第１の分離手段と、
この第１の分離手段にて得られた重質分を、溶剤抽出する溶剤抽出手段により更に軽質分と重質分とに分離する第２の分離手段と、
前記ガスタービンを有し、このガスタービンが前記第１の分離手段にて得られた軽質分及び前記第２の分離手段にて得られた軽質分を燃料として駆動するように構成されたガスタ−ビン発電部と、
前記蒸気タービン及びこの蒸気タービンを駆動させる蒸気を発生するボイラー部を有し、このボイラー部が前記ガスタ−ビンから排出される高温排出ガス及び前記第２の分離手段にて得られた重質分を熱源として前記蒸気を発生するように構成された蒸気タ−ビン発電部と、を備えたことを特徴とするコンバインドサイクル発電システム。
【請求項３】
前記第１の分離手段にて得られた前記軽質分または前記第２の分離手段にて得られた前記軽質分のうちの一方を前記ガスタ−ビンの主燃料として、また他方を前記ガスタ−ビンの補助燃料として用いることを特徴とする請求の範囲第２項記載のコンバインドサイクル発電システム。
【請求項４】
前記溶剤抽出手段にて得られた脱れき残渣は、粉砕されかつ水と混合されてスラリ−化され、そして、形成されたスラリ−を前記蒸気タ−ビン発電部の前記ボイラ−部の燃料とすることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項記載のコンバインドサイクル発電システム。
【請求項５】
前記ボイラ−部は排熱回収ボイラ−と燃料燃焼ボイラ−とを含み、前記ガスタ−ビンから排出される前記高温排出ガスを前記排熱回収ボイラ−の熱源とし、前記重質分を前記燃料燃焼ボイラ−の熱源とすることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載のコンバインドサイクル発電システム。
【請求項６】
前記蒸気タ−ビン発電部は、前記排熱回収ボイラ−で発生した蒸気により前記蒸気タ−ビンが駆動される第１の蒸気タ−ビン発電部と、前記燃料燃焼ボイラ−で発生した蒸気により前記蒸気タ−ビンが駆動される第２の蒸気タ−ビン発電部とを含むことを特徴とする請求の範囲第５項記載のコンバインドサイクル発電システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば原油や製油所で発生する重油や残渣油を用いてコンバインドサイクル発電を行うシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
製油所で発生する残渣油は、硫黄濃度や粘度の調整を実施した後、重油として石油火力発電所で利用されている。この石油火力発電所では重油をボイラ−の熱源として活用し、高圧の水蒸気を発生させ、スチ−ムタ−ビンを稼働させているが、現状の技術レベルでは高位発熱量換算（ＨＨＶ）で３６％程度の熱効率が限界とされている。
【０００３】
一方ガスタ−ビン発電ではガス燃焼によるタ−ビン駆動と高温排ガスの熱回収によるスチ−ムタ−ビン駆動とを組み合わせたコンバインドサイクル発電システムが開発されている。このコンバインドサイクル発電は、燃料ガスを燃焼させて得た燃焼ガスによりガスタ−ビンを回して発電を行うと共に、ガスタ−ビンの高温排ガスから排熱を回収してスチ−ムを発生し、スチ−ムタ−ビンを回して発電を行うものであり、高位発熱量換算で４８％程度の熱効率が達成されており、エネルギ−の有効利用が可能である。
【０００４】
従来、ガス化複合発電に関する技術として、特開平９−３１７４０７号公報に記載されたものが知られている。この公報には、重質油から例えば加熱分離や常圧蒸留により軽質燃料を分離してこれでガスタ−ビンを作動させ、残りの重質分は同ガスタ−ビン排気と共に排気再燃ボイラの燃料に使用し、ここで生成する蒸気で蒸気タ−ビンを駆動するようにした技術が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
例えば製油所で発生する残渣油や重油等の高沸点留分（重質燃料）中には、処理することでガスタ−ビンの燃料として充分に使用可能な油分があるのにもかかわらず、上述の公報の技術ではこれらを全てスチ−ムタ−ビンのボイラ用燃料として使用しており、高沸点留分が最大限に使用されておらず、エネルギ−効率をさらに向上できる余地がある。
【０００６】
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、常圧残渣油を高い効率で電気エネルギ−に変換することのできるコンバインドサイクル発電システムを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るコンバインドサイクル発電システムは、ガスタービンの排出ガスで蒸気タービンが駆動するコンバインドサイクル発電システムであって、
原料油を常圧蒸留手段で蒸留して得られた常圧残渣油を溶剤抽出して脱れき油である軽質分と脱れき残渣である重質分とに分離する溶剤抽出手段と、
この溶剤抽出手段にて得られた軽質分に対して、軽質分中に存在する金属を除去するための水素化脱メタル装置と、
前記ガスタービンを有し、このガスタービンが前記水素化脱メタル装置で処理された軽質分を燃料として駆動するように構成されたガスタ−ビン発電部と、
前記蒸気タービン及びこの蒸気タービンを駆動させる蒸気を発生するボイラー部を有し、このボイラー部が前記ガスタ−ビンから排出される高温排出ガス及び前記溶剤抽出手段にて得られた重質分を熱源として前記蒸気を発生するように構成された蒸気タ−ビン発電部と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また他の発明はガスタービンの排出ガスで蒸気タービンが駆動するコンバインドサイクル発電システムであって、
原油を常圧蒸留手段で蒸留して得られた常圧残渣油を減圧蒸留して軽質分と重質分とに分離する減圧蒸留手段からなる第１の分離手段と、
この第１の分離手段にて得られた重質分を、溶剤抽出する溶剤抽出手段により更に軽質分と重質分とに分離する第２の分離手段と、
前記ガスタービンを有し、このガスタービンが前記第１の分離手段にて得られた軽質分及び前記第２の分離手段にて得られた軽質分を燃料として駆動するように構成されたガスタ−ビン発電部と、
前記蒸気タービン及びこの蒸気タービンを駆動させる蒸気を発生するボイラー部を有し、このボイラー部が前記ガスタ−ビンから排出される高温排出ガス及び前記第２の分離手段にて得られた重質分を熱源として前記蒸気を発生するように構成された蒸気タ−ビン発電部と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
第２の分離手段を用いた場合、前記第１の分離手段にて得られた前記軽質分または前記第２の分離手段にて得られた前記軽質分のうちの一方を前記ガスタ−ビンの主燃料として、また他方を前記ガスタ−ビンの補助燃料として用いることができる。また溶剤抽出手段を用いた場合、前記溶剤抽出手段にて得られた脱れき残渣は、粉砕されかつ水と混合されてスラリ−化され、そして、形成されたスラリ−を前記蒸気タ−ビン発電部の前記ボイラ−の燃料とする。
【００１２】
前記ボイラ−部は排熱回収ボイラ−と燃料燃焼ボイラ−とを含み、前記ガスタ−ビンから排出される前記高温排出ガスを前記排熱回収ボイラ−の熱源とし、前記重質分を前記燃料燃焼ボイラ−の熱源とすることが好ましい。この場合前記蒸気タ−ビン発電部は、前記排熱回収ボイラ−で発生した蒸気により前記蒸気タ−ビンが駆動される第１の蒸気タ−ビン発電部と、前記燃料燃焼ボイラ−で発生した蒸気により蒸気タ−ビンが駆動される第２の蒸気タ−ビン発電部とを含むようにしてもよい。
【発明の実施の形態】
本発明は、原油や製油所での残渣油等の原料油を常圧蒸留手段で蒸留して得られた常圧残渣油をさらに軽質分と重質分とに分離し、軽質分をガスタ−ビン発電部の燃料として用いると共に、重質分と前記ガスタ−ビンから排出される高温排出ガスを蒸気タ−ビン発電部の熱源として用いてコンバインドサイクル発電を行うことを特徴するものである。
【００１３】
続いて本発明の第１の実施の形態について図１の概略構成図に基づいて説明する。先ずこの実施の形態のコンバインドサイクル発電システムの一例について簡単に説明すると、図１中１は常圧蒸留手段であり、この後段には常圧蒸留手段にて得られた軽質油の処理プロセス（図示せず）と、本発明が適用される、常圧蒸留手段にて得られた常圧残渣油の処理プロセスとが設けられている。
【００１４】
前記常圧残渣油の処理プロセスは、加熱炉１１と減圧蒸留塔１２とからなる第１の分離手段をなす減圧蒸留手段１０と、減圧蒸留手段１０の後段に設けられたガスタ−ビン発電部２０及び蒸気タ−ビン発電部３０と、蒸気タ−ビン発電部３０の後段に設けられた、排気ガスに対して脱硫、脱硝を行う排ガス処理設備（ＦＧＴ）４とを備えている。
【００１５】
前記減圧蒸留塔１２は減圧設備により塔内が所定の圧力に減圧されるようになっており、加熱炉１１にて所定の温度に加熱された常圧残渣油を塔中央部より供給して所定の圧力の下で蒸留を行い、常圧残渣油中の軽質分と重質分とを沸点の違いを利用して分離し、塔頂部より軽質分を回収し、塔底より重質分を回収するように構成されている。
【００１６】
また前記ガスタ−ビン発電部２０はガスタ−ビン２１と発電機２２とを備えており、燃料油を酸素（あるいは空気）と反応させて燃焼させ、得られた燃焼ガスをガスタ−ビン２１に導くことにより当該タ−ビン２１が回転されて発電機２２にて発電が行われるように構成されている。さらにガスタ−ビン２１にて排出された高温排出ガスが後述する蒸気タ−ビン発電部３０のボイラ−部３１に熱源として供給されるように構成されている。
【００１７】
前記蒸気タ−ビン発電部３０はボイラ−部３１とタ−ビン３２と発電機３３とを備えており、燃料油とガスタ−ビン２１からの高温排出ガスがボイラ−部３１において水を加熱するための熱源として用いられ、ここで得られた蒸気によってタ−ビン３２が回転されて発電機３３にて発電が行われるように構成されている。
【００１８】
このようなシステムでは先ず常圧蒸留手段１により原油等の原料油を常圧蒸留して軽質油と常圧残渣油とに分離する。前記軽質油に対しては、図示しない処理プロセスにて例えば水素化精製プロセスやガソリン製造プロセス等の処理を行い、こうしてＬＰＧやガソリン，灯油，軽油等を得る。
【００１９】
一方前記常圧残渣油は加熱炉１１において所定の温度まで加熱された後、減圧蒸留塔１２にて所定の条件下で減圧蒸留され、塔頂部より得られる軽質分（ＶＧＯ）はガスタ−ビン２１に燃料として供給され、塔底部より得られる重質分である減圧残渣油（ＶＲ）はボイラ−３１に燃料として供給される。
【００２０】
こうしてガスタ−ビン発電部２０では、前記軽質分を燃料としてガスタ−ビン２１が回転されて発電が行われ、ガスタ−ビン２１にて排出された高温排出ガスはボイラ−部３１に供給される。一方蒸気タ−ビン発電部３０では、前記重質分と前記高温排出ガスとをボイラ−部３１の熱源としてタ−ビン３２が回転されて発電が行われる。
【００２１】
図２はボイラ−部３１の一例を示すものであり、このボイラ−部３１は、前記高温排出ガスにより水を加熱するための例えば排熱回収ボイラ−３１ａと重質分を燃焼させて水を加熱するための燃焼ボイラ−３１ｂとからなり、排熱回収ボイラ−３１ａ燃焼ボイラ−３１ｂにより発生した水蒸気を蒸気タ−ビン発電部３０のタ−ビン３２に導くように構成されている。仮に排熱回収ボイラ−３１ａ内にて重質分を燃焼させると、排熱回収ボイラ−３１ａの伝熱面に燃焼残渣が付着して熱回収率が低下するため、高温排出ガスにより水蒸気を発生させる箇所と重質分を燃焼させて水蒸気を発生させる箇所とは別々の方が好ましい。また排熱回収ボイラ−３１ａにて発生させた水蒸気と燃焼ボイラ−３１ｂにて発生させた水蒸気とは、共通のタ−ビンに供給する代わりに、別々のタ−ビンに供給してもよい。また蒸気タ−ビン発電部３０において排出された排ガスは排気処理設備４に送られここでＳＯx は石コウとして、またＮＯx はアンモニアで還元されて窒素として回収される。
【００２２】
本実施の形態では常圧残渣油を減圧蒸留してさらに軽質分と重質分とに分離することに特徴があるが、このように減圧蒸留を行うのは次のような理由に因る。つまり石油はある温度以上に加熱すると熱分解を起こして品質の劣化等を招くが、本システムでは常圧蒸留の残渣油を原料としているので常圧での沸点が高く、前記熱分解を防ぐためには低温で蒸留を行う必要があり、比較的低温で油を気化するように蒸留塔の内部の圧力を低下させなけばならないからである。
【００２３】
また減圧蒸留により得られる軽質分は、ガスタ−ビン２１での良好な噴霧特性を得るためにその粘度を１３０℃で２０ｓｃｔ以下特に１０ｓｃｔ以下にすることが望ましい。一方重質分（減圧残渣油）はボイラ−部３１の燃料に用いるのである程度の流動性が必要であり、例えば減圧残渣油の粘度は３００℃で５０ｓｃｔ以下特に３０ｓｃｔ以下にすることが望ましい。
【００２４】
ここで軽質分やの減圧残渣油粘度は前記減圧蒸留塔１２の減圧蒸留条件により依存するので、これらの粘度が所定の範囲になるように蒸留圧力や蒸留温度等の条件を決定することが望ましく、この条件になるように常圧残渣油は加熱炉１１にて所定の温度に加熱され、減圧蒸留塔１２の内部が減圧設備により減圧される。さらには減圧残渣油を冷却すると流動性が低下するので、減圧蒸留後冷却せずにボイラ−部３１に供給される。
【００２５】
このように本実施の形態では、常圧残渣油を減圧蒸留しているので沸点の高い常圧残渣油を熱的安定性が高い状態で軽質分と重質分とに分離することができる。また減圧蒸留を所定の条件下で行なうことによりこれらの粘度を所定の範囲とすることができ、しかも冷却されると極めて難移動性物質となり、燃料として供給することが困難になる減圧残渣油を高温状態で高い流動性を保ちながらボイラ−部３１に供給しているので輸送性に問題を生じるおそれがない。このため利用価値の低い常圧残渣油をガスタ−ビン発電部２０や蒸気タ−ビン発電部３０の燃料として用いることができる。
【００２６】
また前記軽質分をガスタ−ビン発電部２０の燃料とする一方、前記重質分及びガスタ−ビン２１の高温排出ガスを蒸気タ−ビン発電部３０の熱源としてコンバインドサイクル発電を行っているので、発電効率をさらに向上させることができる。さらに当該システムを製油所内に設置すれば、コンパクトで高効率な石油製油所と発電所の複合事業体が可能となり、石油製油所と発電所のエネルギ−効率の最大化を図ることができる。
【００２７】
続いて本発明の第２の実施の形態について図３を用いて説明する。本実施の形態が上述の実施の形態と異なる点は、常圧残渣油を溶剤抽出して軽質分である脱れき油と重質分である脱れき残渣とに分離することである。本実施の形態の常圧残渣油の処理プロセスでは、溶剤抽出塔５１と溶剤蒸発部５２とからなる第１の分離手段である溶剤抽出手段５０と、溶剤抽出手段５０の後段に設けられた例えば水素化脱メタル装置５３からなる脱金属手段と、水素化脱メタル装置５３の後段に設けられたガスタ−ビン発電部２０及び蒸気タ−ビン発電部３０と、蒸気タ−ビン発電部３０の後段に設けられた排ガス処理設備４とを備えており、前記ガスタ−ビン発電部２０及び蒸気タ−ビン発電部３０、排ガス処理設備４は上述の実施の形態と同様に構成されている。
【００２８】
前記溶剤抽出塔５１は常圧残渣油及び例えばプロパン等の溶剤を供給して、これら常圧残渣油と溶剤とを撹拌翼５１ａを回転させながら向流接触させ、常圧残渣油中の軽質分と重質分とを溶剤に対しての溶解度の違いにより、溶剤に溶解する軽質分と溶解しない重質分とに分離するように構成されている。また前記溶剤蒸発部５２は例えば蒸留により軽質分と溶剤とを分離するように構成されている。さらに前記水素化脱メタル装置５３は、例えば脱金属能の高い触媒からなる触媒床を備えた処理塔の中に、前記脱れき油を高圧の水素ガスと共に供給し、触媒の存在下で脱れき油中の金属が結合されている部分を水素により切る。そして金属が除去された脱れき油を低圧ドラムに導いてその圧力を急激に低下させることにより気体分を液体分から分離させ、ガスタ−ビン用脱れき油が得られる。この水素化脱メタル装置には脱硫機能を有する触媒を共存させることもある。
【００２９】
この実施の形態では常圧残渣油は溶剤抽出塔５１において溶剤と向流接触されることにより軽質分と重質分である脱れき残渣とに分離され、軽質分は塔頂より溶剤と共に回収され、脱れき残渣は塔底より回収される。前記軽質分を含む溶剤は溶剤蒸発部５２に供給され、ここで溶剤が除去され、得られた脱れき油（ＤＡＯ）は水素化脱メタル装置５３へ供給される。そして当該装置５３で脱れき油に含まれる金属等の不純物を除去した後、脱れき油はガスタ−ビン２１に燃料として供給され、一方溶剤抽出塔５１の塔底部より回収された脱れき残渣はスラリ−化処理部１３にて粉砕され、水と混合されてスラリ−とされ、ガスタ−ビン２１の高温排出ガスと共にボイラ−部３１に熱源として供給されて、上述の実施の形態と同様にガスタ−ビン発電部２０及び蒸気タ−ビン発電部３０において発電が行われる。
【００３０】
このシステムにおいて水素化脱メタル装置５３が用いられているのは、脱れき油をより多く得ようとすると、軽質分中に金属不純物が存在し、このように軽質分に金属分が混入するとガスタ−ビン２１の腐食の原因となってしまうからである。
【００３１】
本実施の形態では常圧残渣油を溶剤抽出によりさらに脱れき油と脱れき残渣とに分離することに特徴があるが、脱れき油の抽出効率が高いので、この溶剤抽出を行うことにより他の分離方法に比べてガスタ−ビン２１の燃料を多く回収することができる。
【００３２】
また溶剤抽出塔５１では、溶剤としては例えばプロパンやイソブタン，ｎ−ブタン，ｎ−ペンタン等の溶剤が用いられ、常圧残渣油の性状によりこれら溶剤の種類が選択される。また操作条件で重要なのは温度及び溶剤比であるが、これら温度及び溶剤比はＤＡＯの回収率や溶剤に対しての選択性を考慮して、常圧残渣油の性状に応じて決定される。
【００３３】
さらに本実施の形態では脱れき残渣の流動性を考慮して、当該脱れき残渣の粘度を３００℃で５０ｓｃｔ以下特に３０ｓｃｔ以下にすることが望ましい。この脱れき残渣の粘度は溶剤抽出率で決定されるが、溶剤抽出率は溶剤の種類や溶剤比、温度等により調整できるので、脱れき残渣の粘度が所定の範囲になるようにこれらが決定される。この実施の形態では水素化脱メタル装置５３を用いない構成としてもよいし、水素化脱メタル装置５３の代わりにカ−ボン吸着ユニットや脱塩装置あるいはそれらの組み合わせなどを用いてもよい。
【００３４】
このように本実施の形態では、常圧残渣油を溶剤抽出しているので脱れき油を高い効率で分離することができ、ガスタ−ビン発電の効率を高めることができる。また溶剤抽出を所定の条件下で行なうことにより脱れき残渣の粘度を調整でき、当該脱れき残渣を蒸気タ−ビン発電部３０の燃料として用いることができる。この結果常圧残渣油を原料とするコンバインドサイクル発電が可能となり、常圧残渣油を発電に有効に利用できて、高い発電効率を得ることができる。
【００３５】
続いて本発明の第３の実施の形態について図４を用いて説明する。本実施の形態が上述の実施の形態と異なる点は、触媒を用いた接触分解により常圧残渣油を軽質分と重質分とに分離することである。本実施の形態の常圧残渣油の処理プロセスは、常圧残渣油を触媒により接触分解する第１の分離手段である接触分解手段をなす接触分解装置６と、この後段に設けられたガスタ−ビン発電部２０及び蒸気タ−ビン発電部３０と、蒸気タ−ビン発電部３０の後段に設けられた排ガス処理設備４とを備えており、前記ガスタ−ビン発電部２０及び蒸気タ−ビン発電部３０、排ガス処理設備４は上述の実施の形態と同様に構成されている。
【００３６】
前記接触分解装置６は、管径の小さいライザ−６１内の下方側から加熱炉１１で例えば３００℃付近に加熱された常圧残渣油及び触媒供給部６０からの触媒を搬送流体例えば油蒸気及び水蒸気と共に高速で上方側に通過させ、ライザ−６１の上端に連続する管径の大きいディスエンゲ−ジャ６２にて断面積の急激な増大を利用して触媒と蒸気とに分離し、その蒸気である分解油分を精留塔（常圧蒸留塔）６３にて蒸留するものである。この接触分解装置６では、常圧残渣油が触媒の存在の下に分解してその分解油中のガソリンと，軽油や灯油と、ＳＬＯ（スラリ−オイル）とを沸点の違いにより分離し、これらの内ガソリンは精留塔６３の上段より回収され、常圧蒸留手段１の軽質分と共に処理される。
【００３７】
また接触分解手段にて得られた軽質分（分解油）に相当する軽油や灯油は精留塔６３の中段より回収され、ガスタ−ビン２１に燃料として供給される。一方接触分解手段にて得られた重質分（重質油）に相当するＳＬＯは精留塔６３底部より回収され、図示しない濾過装置により微細な固体となって混入している触媒が分離された後、ガスタ−ビン２１の高温排出ガスと共にボイラ−部３１に熱源として供給される。こうして上述の実施の形態と同様にガスタ−ビン発電部２０及び蒸気タ−ビン発電部３０において発電が行われる。
【００３８】
本実施の形態では常圧残渣油を接触分解してさらに軽質分と重質分とに分離することに特徴があるが、接触分解装置６では常圧残渣油の性状により触媒の種類が選択される。また接触分解における分解反応は、常圧残渣油の性状や触媒の種類、反応条件等により異なるので、これらのパラメ−タは適宜決定される。
【００３９】
このように本実施の形態では常圧残渣油を接触分解しているので、常圧残渣油より高オクタン価のガソリンを回収することができる上、オレフィンアロマを多く含む従来石油製品としては価値の低い軽油や灯油はガスタ−ビン発電部２０の燃料として用いることができ、さらにＳＬＯは濾過処理後蒸気タ−ビン発電部３０の燃料として用いることができる。この結果ガソリンの生産とコンバインドサイクル発電とを組み合わせて行うことができ、常圧残渣油をエネルギ−源として有効活用できる。
【００４０】
続いて本発明の第４の実施の形態について図５を用いて説明する。本実施の形態が上述の実施の形態と異なる点は、常圧残渣油を減圧蒸留により軽質分と重質分（減圧残渣油）とに分離し、前記軽質分をさらに接触分解してガソリン，ＬＣＯ（ライトサイクルオイル：沸点が灯油から軽油の範囲のもの），ＨＣＯ（ヘビ−サイクルオイル：沸点が軽油から重油の範囲のもの），ＳＬＯ（スラリ−オイル）に分離することである。
【００４１】
本実施の形態の常圧残渣油の処理プロセスは、減圧蒸留手段１０と、この後段に設けられた接触分解装置６と、この後段に設けられたガスタ−ビン発電部２０及び蒸気タ−ビン発電部３０と、蒸気タ−ビン発電部３０の後段に設けられた硫黄回収ユニット４とを備えている。前記減圧蒸留手段１０や接触分解装置６、ガスタ−ビン発電部２０及び蒸気タ−ビン発電部３０、排ガス回収設備４は上述の実施の形態と同様に構成されている。
【００４２】
この実施の形態では、常圧残渣油を加熱炉１１において所定の温度まで加熱した後、減圧蒸留塔１２にて所定の条件下で減圧蒸留し、塔頂部より得られる軽質分は接触分解装置６に供給される。接触分解装置６では精留塔６３の上段からガソリンが、また中段から軽油や灯油が得られ、軽質分である軽油や灯油はガスタ−ビン２１に燃料として供給される。また精留塔６３の底部から得られた重質分は、減圧蒸留塔１２の塔底部より得られる減圧残渣油である重質分と共にボイラ−部３１に熱源として供給される。
【００４３】
本実施の形態では減圧蒸留と接触分解とを組み合わせたことに特徴があるが、減圧残渣油はボイラ−部３１の熱源に用いるので、例えば図２で説明したように燃料燃焼ボイラ−の熱源として用いるのである程度の流動性が必要であり、このため減圧蒸留塔１２の減圧蒸留は減圧残渣の粘度が所定の範囲になるように、蒸留圧力や蒸留温度が決定される。さらに減圧残渣は流動性の低下を抑えるため、減圧蒸留後冷却せずにボイラ−部３１に供給される。また高粘性の減圧残渣にＳＬＯを加え、粘度を調整した後ボイラ−に供給される場合もある。なお接触分解手段６からのＳＬＯをボイラ−３１の燃料として利用しない構成としてもよい。
【００４４】
このように本実施の形態では減圧蒸留と接触分解とを組み合わせて常圧残渣油を分解しているので、ガソリンの生産とコンバインドサイクル発電とを組み合わせて行うことができ、常圧残渣油をエネルギ−源として有効活用できて、高い発電効率を得ることができる。この場合減圧蒸留塔１２の後段に水素化精製装置を設け、減圧蒸留塔１２で得られた軽質分を水素化精製装置で脱硫処理し、この軽質分を接触分解するようにしてもよい。なおここでいう水素化精製装置は、先に述べた水素化脱メタル装置と同様の構成であるが、触媒として脱硫機能を有する触媒を共存させている。
【００４５】
続いて本発明の第５の実施の形態について図６を用いて説明する。本実施の形態が上述の実施の形態と異なる点は、常圧残渣油を第１の分離手段である減圧蒸留手段１０により軽質分と重質分とに分離し、前記重質分をさらに第２の分離手段である溶剤抽出手段５０により溶剤抽出して軽質分（いわば重質軽油）である脱れき油と重質分（いわば重質重油）である脱れき残渣とに分離し、脱れき油を前記減圧蒸留手段１０にて得られた軽質分と共にガスタ−ビン２１に供給される点にある。前記脱れき残渣はボイラ−部３１の熱源として用いられる。この場合ガスタ−ビン油として減圧蒸留により得られた軽質分を１００％用いるかあるいは当該軽質分を主燃料とし（つまり５０％以上とし）、脱れき油を補助燃料として（つまり５０％以下として）もよい。またこの逆に脱れき油を１００％用いるかあるいは当該脱れき油を主燃料とし、前記減圧蒸留手段１０にて得られた軽質分を補助燃料としてもよい。さらにまたガスタ−ビン２１を２基以上設け、一のガスタ−ビンには減圧蒸留により得られた軽質分を、他のガスタ−ビンには脱れき油を供給するようにしてもよい。
【００４６】
なお本実施の形態では脱れき残渣にある程度の流動性が必要であり、脱れき残渣の粘度が所定の範囲になるように溶剤抽出率が調整される。溶剤抽出手段５０での抽出効率が低い場合はスラリ−化処理装置７を設けず、溶剤抽出塔５１の脱れき残渣をそのままボイラ−部３１の燃料に用いるようにしてもよい。
【００４７】
続いて本発明の第６の実施の形態について図７を用いて説明する。本実施の形態が上述の実施の形態と異なる点は、常圧残渣油を減圧蒸留手段１０により軽質分と重質分（減圧残渣油）とに分離し、前記重質分をさらに第２の分離手段である熱分解手段により熱分解して軽質分と重質分とに分離することである。
【００４８】
前記熱分解手段８０は、加熱炉８１と、ソ−カドラム８２と、常圧蒸留塔８３とを備えている。減圧蒸留手段１０にて得られた減圧残渣油は加熱炉８１にて例えば４００〜４７０℃に加熱され、軽質分と重質分とに熱分解する。この場合減圧残渣油が加熱炉８１を通過する時間と加熱温度とにより分解率が調整される。ソ−カドラム８２は液溜めであり、加熱炉８１を通った加熱処理油はこのソ−カドラム８２に滞留して分解の時間を稼いでいる。ソ−カドラム８２を出た加熱処理油は簡易な常圧蒸留塔８３に供給され、ここで軽質分である分解軽油と重質分である分解重油とに分離される。
【００４９】
前記分解軽油は前記減圧蒸留手段１０にて得られた軽質分と共にガスタ−ビン２１に燃料として供給され、前記分解重油はガスタ−ビン２１の高温排出ガスと共にボイラ−部３１に熱源として供給される。こうして上述の実施の形態と同様にガスタ−ビン発電部２０及び蒸気タ−ビン発電部３０において発電が行われる。前記分解軽油及び前記減圧蒸留手段１０にて得られた軽質分はいずれかを単独でガスタ−ビン２１の燃料として用いてもよいし、いずれか一方を主燃料、他方を補助燃料として用いてもよい。
【００５０】
なお減圧残渣油の熱分解が進行し過ぎると分解油が不安定となってカ−ボンの析出等の問題が生じるため、分解軽油の回収率を高め、かつ分解油の不安定化を抑えるように加熱炉８１での加熱温度やソ−カドラム８２での滞留時間が決定される。
【００５１】
このように本実施の形態では減圧蒸留と熱分解とを組み合わせて常圧残渣油を分解しているので、この実施の形態においても常圧残渣油を原料としてコンバインドサイクル発電を行うことができ、常圧残渣油をエネルギ−源として有効活用できて、高い発電効率を得ることができる。
【００５２】
なおこの実施の形態において、加熱手段８０の常圧蒸留塔８３の後段に減圧蒸留塔を設け、常圧蒸留塔８３で得られた分解残渣を更に減圧蒸留してその軽質分をガスタ−ビン２１の燃料として用い、減圧残渣油をボイラ−部３１に熱源として供給するようにしてもよい。
【００５３】
続いて本発明の第７の実施の形態について図８を用いて説明する。本実施の形態が上述の実施の形態と異なる点は、常圧残渣油を上述実施の形態と同様の第１の分離手段である熱分解手段８０により軽質分（分解軽油）と重質分（分解重油）とに分離し、分解重油を第２の分離手段である減圧蒸留塔９により減圧蒸留してさらに軽質分と重質分とに分離することである。即ち常圧残渣油は熱分解手段８０において加熱されて分解軽油と分解重油とに熱分解され、分解軽油は例えば常圧蒸留の軽質分と共に処理されて燃料油として回収される。ただしこの分解軽油をガスタ−ビン２１に燃料として供給するようにしてもよい。
【００５４】
一方分解重油は減圧蒸留塔９にて所定の条件下で減圧蒸留されて軽質分と重質分とに分離され、軽質分はガスタ−ビン２１に燃料として供給され、重質分はガスタ−ビン２１の高温排出ガスと共にボイラ−部３１に熱源として供給される。本実施の形態では常圧残渣油を熱分解したことに特徴があるが、減圧蒸留塔９で得られる軽質分はガスタ−ビン２１に燃料として供給されるため、その粘度は噴射性を考慮して決定することが望ましい。また減圧残渣はボイラ−部３１に燃料として供給されるため、その粘度は流動性を考慮して決定することが望ましい。このため減圧蒸留塔９における減圧蒸留は、軽質分及び重質分の粘度が所定の範囲となるように、蒸留圧力や蒸留温度を制御して行うことが望ましい。
【００５５】
以上において、常圧残渣油を第１の分離手段により重質分と軽質分とに分解する実施の形態として、第１の分離手段が減圧蒸留手段、溶剤抽出手段、接触分解手段、熱分解手段の場合を取り上げて説明したが、第１の分離手段は、図３に水素化脱メタル装置として説明したと同様の水素化分解手段であってもよく、この場合水素化分解手段で得られた軽質分がガスタ−ビン２１に燃料として供給され、水素化分解手段で得られた重質分がボイラ−部３１に熱源として供給される。更に第１の分解手段が減圧蒸留手段である場合には、その後段の第２の分離手段としては第５、６の実施の形態として取り上げた溶剤抽出手段や熱分解手段に限らず、水素化分解手段であってもよい。また第１の分離手段が水素化分離手段である場合、第２の分離手段が接触分解手段であってもよい。
【００５６】
また第１の分離手段及び／または第２の分離手段が、接触分解手段、熱分解手段または水素化分解手段のいずれかである場合、その分解手段にて得られた軽質油の一部分をガソリン、灯油またはディ−ゼル油として使用してもよい。
【００５７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、常圧残渣油をさらに軽質油と重質油とに分離し、前記軽質油をガスタ−ビン発電部の燃料として用い、前記重質油とガスタ−ビンの高温排出ガスを蒸気タ−ビン発電部の熱源として用いてコンバインドサイクル発電を行っているので、常圧残渣油をエネルギ−源として有効活用し、高い発電効率を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法の第１の実施の形態を実施するためのコンバインドサイクル発電システムの一例を示す概略構成図である。
【図２】ボイラー部の一例を示す概略構成図である。
【図３】本発明方法の第２の実施の形態を実施するためのコンバインドサイクル発電システムの一例を示す概略構成図である。
【図４】本発明方法の第３の実施の形態を実施するためのコンバインドサイクル発電システムの一例を示す概略構成図である。
【図５】本発明方法の第４の実施の形態を実施するためのコンバインドサイクル発電システムの一例を示す概略構成図である。
【図６】本発明方法の第５の実施の形態を実施するためのコンバインドサイクル発電システムの一例を示す概略構成図である。
【図７】本発明方法の第６の実施の形態を実施するためのコンバインドサイクル発電システムの一例を示す概略構成図である。
【図８】本発明方法の第７の実施の形態を実施するためのコンバインドサイクル発電システムの一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１          常圧蒸留塔
１０        減圧蒸留手段
２０        ガスタ−ビン発電部
２１        ガスタ−ビン
３０        蒸気タ−ビン発電部
３１        ボイラ−
５０        溶剤抽出手段
５３        水素化脱メタル装置
６          接触分解装置
８０        熱分解手段
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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