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JPH0452316B2 - - Google Patents
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JPH0452316B2 - - Google Patents

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JPH0452316B2
JPH0452316B2 JP58231094A JP23109483A JPH0452316B2 JP H0452316 B2 JPH0452316 B2 JP H0452316B2 JP 58231094 A JP58231094 A JP 58231094A JP 23109483 A JP23109483 A JP 23109483A JP H0452316 B2 JPH0452316 B2 JP H0452316B2
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JP
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hydrogen
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heavy
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JP58231094A
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JPS60123591A (en
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Nobumitsu Ootake
Koji Kuri
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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Priority to FR8407804A priority patent/FR2556000B1/en
Priority to NL8402008A priority patent/NL8402008A/en
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Priority to US06/931,964 priority patent/US4770764A/en
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は重質炭化水素を原料としてガス状オレ
フイン及び単環芳香族炭化水素を製造する方法に
関し、さらに詳しくは、重質炭化水素を水素又は
硫化水素を含む水素の存在下に熱分解し、得られ
た分解生成物から高沸点物を分離除去したのち、
水蒸気熱分解するか、あるいは水素と触媒の存在
下に水素化処理後、水蒸気熱分解して、ガス状オ
レフイン及び単環芳香族炭化水素を高収率で取得
する方法に関するものである。 従来、石油化学工業における基礎原料であるエ
チレン、プロピレン、ブタジエンなどのガス状オ
レフイン及びベンゼン、トルエン、キシレンなど
の単環芳香族炭化水素の製造においては、油田ガ
スや石油精製副生品であるナフサのような軽質炭
化水素が主に用いられてきた。これらのうちナフ
サは、前記のガス状オレフイン及び単環芳香族炭
化水素の収率が高く、その上低価値の重質燃料油
の副生量が少ないことから、特に優れたものとし
て取り扱われてきた。 しかしながら、近年石油化学工業の急激な発展
やモータリゼーシヨンの進行などによるナフサの
ような軽質炭水素の供給不足、原油の重質化にと
もなう軽質炭水素得率の低下、さらには原油価格
の高騰などの諸要因によつて、好まし熱分解原料
として石油精製より供給される軽質炭化水素の量
が不足するようになり、またその価格が高騰して
きたため、それを原料としてガス状オレフイン及
び単環芳香族炭化水素を得ることの経済性は著し
く低下してきている。 したがつて、このような産業構造的問題を解決
するために、近年、より重質な炭化水素油である
灯油、軽油、減圧蒸留軽油などを用いて水素化処
理を行つたのち、水蒸気熱分解することによつて
石油化学原料を製造する試みが種々なされてい
る。しかしながら、これらの方法においては、原
料として用いる各種の油が石油製品として入手さ
れるものであつて、原料供給の事情は前記のナフ
サのような軽質炭水素の場合と同様である。 他方、重質炭化水素である減圧蒸留残渣を溶剤
脱歴し、その脱歴油に減圧蒸留軽油を混合して水
素化処理する方法が知られており、この水素化処
理油を水蒸気熱分解して石油化学原料を製造する
ことが考えられる。しかしながら、この溶剤脱歴
方法は、アスフアルテンを含む脱歴残渣が多量に
副生し、この残渣の有効利用の問題が残るととも
に、石油化学原料の取得率を大幅に向上させるこ
とができない。 さらに、常圧蒸留残渣のような重質炭化水素を
少しでも有利に石油化学原料に導く方法として、
粒状の触媒を反応器内に充てんして行う固定床又
は流動床方式の水素化分解方法により積極的に減
圧蒸留残渣分を減少させる方法を利用することも
種々提案されている。しかしながら現在のとこ
ろ、残渣分中に含まれるアスフアルテンや重金属
などのために、触媒寿命の短縮が免れず、しかも
水素消費量が増大するなどの理由で、経済性の高
い技術はまだ実現していない。 また、重質炭化水素を積極的に軽質化する方法
として、熱分解法を適用し、石油化学原料となる
処理油を得る方法も考えられる。しかしながら、
従来知られている熱分解方法によつて高度の軽質
化を達成しようとすると、いわゆる著しいコーキ
ング現象が生じて操業を停止せざるを得なくなる
ため、この方法は通常コーキングがあまり問題と
ならない程度の軽質化に適用されるにすぎない。
したがつて、この点を改良するために、水素を用
いて行う、いわゆるハイドロビスブレーキング法
が提案されているが、水素圧を300Kg/cm2という
高圧にした場合でも十分なコーキング抑制効果は
得られない。また、積極的にコークスを生成させ
ながら軽質化を行う、いわゆるコーカー法も提案
されているが、多量に副生するコークスの処置の
問題に加えて、過分解によるガス量の増加のた
め、軽質油の収率低下がまぬがれない。その上、
得られる熱分解軽質油は芳香族分、オレフイン成
分が多く、品質の悪いものとなるという欠点があ
つて、このものを水蒸気熱分解用の処理油に供す
るには、苛酷な水素化処理を行う必要がある。 このように従来技術では、重質油の接触的処理
により高沸点物を軽質化しようとしても、油中に
含まれる硫黄や重金属などの不純物はもちろんの
こと、特に塩基性高分子化合物の存在により触媒
の酸性能が著しく低下する結果、触媒の酸性に起
因する分解活性が持続しないという問題があり、
また炭化水素を無触媒下で熱分解する方法では、
反応速度はその分子量が大きいほど大であること
が知られているが、分解時に副次的に生ずるコー
クス生成や重縮合反応速度も大きいため、分解率
を高めることは反応操作上極めて困難である。 したがつて、重質炭化水素からガス状オレフイ
ン及び単環芳香族炭化水素を製造する種々の方法
のうち、常圧蒸留残渣や減圧蒸留残渣などの重質
炭化水素を供給原料とする場合は、いずれも技術
的問題や経済的問題は未解決の状態である。 本発明者らは、このような従来法のもつ欠点を
克服し、重質炭化水素を原料として用い、経済的
かつ高収率でガス状オレフイン及び単環芳香族炭
化水素を製造する方法について鋭意研究を重ねた
結果、遷移金属化合物及び超微細粒状物質を加え
た重質炭化水素を、水素又は硫化水素を含む水素
の存在下で熱分解処理し、回収した軽質化炭化水
素油から高沸点物を分離除去したのち、そのまま
水蒸気熱分解するか、あるいは水素と水添触媒の
存在下に水素化処理して回収された水素化処理油
を水蒸気熱分解することによつて、重質炭化水素
から経済的かつ高収率で有用な石油化学原料を取
得することができると同時に、残渣の劣質化を抑
制し、その量は著しく低減できることを見出し、
この知見に基づいて本発明を完成するに至つた。 すなわち、本発明は、(A)重質炭化水素に、
フアインセラミツクスと気相炭素化物質から成る
群より選ばれた平均粒子径約5〜500mμの超微細
粒状物質及び油溶性遷移金属化合物を加え、水素
又は硫化水素を含む水素の存在下で該重質炭化水
素を熱分解処理し、軽質化炭化水素油を回収する
工程、(B)軽質炭化水素油から高沸点物を分離
除去する工程、及び(C)高沸点物を分離除去し
た炭化水素油を単独又は他の石油留分と混合して
水蒸気熱分解し、ガス状オレフイン及び単環芳香
族炭化水素を回収する工程から成ることを特徴と
する重質炭化水素からのガス状オレフイン及び単
環芳香族炭化水素の製造方法、並びに前記の
(A)工程、(B)工程、(C)高沸点物を分離し
た炭化水素油を水添触媒の存在下に水素化処理
し、水素化処理油を回収する工程、及び(D)水
素化処理油を単独又は他の石油留分と混合して水
蒸気熱分解し、ガス状オレフイン及び単環芳香族
炭化水素を回収する工程から成ることを特徴とす
る重質炭化水素からのガス状オレフイン及び単環
芳香族炭化水素の製造方法を提供するものであ
る。 本発明方法において用いる重質炭化水素とは、
原油又は原油の常圧蒸留残渣若しくは減圧蒸留残
渣であり、けつ岩油、タールサンド抽出油、石炭
液化油なども包含する。このような重質炭化水素
には、通常硫黄化合物、窒素化合物、アスフアル
テン、重金属などの不純物やそのままでは石油化
学原料への転換が不可能な沸点の高い重質留分が
多量に含まれており、これらの量及び質は原油の
生産油井によつて大きく異なる。しかしながら、
本発明に従えば、これら原料種を選ばずに実施で
き、しかも重質炭化水素として転換する留分が多
いほど、例えば、大気圧で沸点520℃以上の留分
が多いほど経済的効果が大きい。 本発明方法は、重質炭化水素に油溶性遷移金属
化合物及び超微細粒状物質を加え、水素又は硫化
水素を含む水素の存在下で該重質炭化水素を熱分
解する工程、高沸点物を分離する工程及び水蒸気
熱分解する工程の3工程から構成されるか、ある
いは高沸点物を分離除去する工程と水蒸気熱分解
する工程との間に水素化処理工程を有する4工程
から構成されるものであり、従来技術に比べて次
のような特徴を有している。 すなわち、本発明方法における熱分解工程にお
いては、原料である重質炭化水素に加える遷移金
属化合物及び超微細粒状物質と、水素又は硫化水
素を含む水素との効果により、副反応である重縮
合化反応及びコークス生成反応が抑制され、かつ
装置特に反応帯域におけるスケーリング(コーキ
ング)が防止され、その結果重質炭化水素から経
済的かつ安定的に、その上高収率で有用な軽質油
を取得することができ、しかも軽質油及び高沸点
残留物の性状劣化を防止しうるという大きなメリ
ツトが生じる。このことは、特に重質原油として
知られているミナス原油や大慶原油などのパラフ
イン基原油の常圧蒸留残渣油や減圧蒸留残渣油を
用いた場合に発揮される。すなわち、これらの重
質残渣油は、従来、コーキングなどにより高度の
軽質化分解が比較的困難とされてきた重質油類で
あるが、本発明により、性状としてパラフイニツ
クな性状であるという優れた特徴をそのまま生か
して、高度に軽質化分解することが可能となる。
したがつて、次の工程である分離工程において常
圧残留や減圧蒸留などで得られる軽質化した留分
は、さらに水素化処理する工程を通さないで直接
水蒸気熱分解に供して石油化学原料を得ることが
十分可能となるので、水素化処理装置などの設備
が不要となり、その上水素消費量も少なくてすむ
などの大きな効果が生じる。しかも分離工程で分
離除去される高沸点残渣油は、原油から直接得ら
れる重油類とほぼ同様に液体燃料として、本プロ
セスを実施する場合の燃料源としてあるいは一般
のボイラーなどで十分使用できる。 さらに、本発明方法において、分離工程の後、
高沸点物を分離除去した軽質化留分を水素化処理
する工程に供給する場合、重質炭化水素に含まれ
ている水素化用触媒にとつて被毒となる物質類が
予め除去されることになり、水素化処理工程にお
ける多環芳香族類の環の水添処理を、触媒の活性
と寿命を高いレベルに維持して行うことができ
る。このことにより、水蒸気熱分解工程における
石油化学原料の高収率が保証されることはもちろ
んのこと、水蒸気熱分解反応器への炭素の析出も
著しく減少して反応器の再生間隔が長くなるなど
大きな経済的効果が生まれる。その上、水素化処
理された熱分解処理油は、分留することなく水蒸
気熱分解することも十分可能であるので、石油化
学原料が高収率で得られ、かつ副生燃料油も少な
いという特徴もある。 本発明方法における熱分解工程においては、油
溶性の遷移金属化合物若しくはこれらの遷移金属
化合物が水素又は硫化水素及び熱の作用により転
化した水素化触媒作用を有する物質と、平均粒子
径約5〜500mμの範囲にある超微細粒状物質とが
重質炭化水素中に存在していることが必要であ
る。これら2種の成分は、前もつて特別な調製を
施して複合体にしておく必要はなく、それぞれ
別々に原料である重質炭化水素に加えておくだけ
で十分である。すなわち、それぞれを別々に加え
ておいても、反応帯域又は反応帯域の前段階で該
遷移金属化合物が反応して、水素化触媒作用を有
する物質へ転化する際、該超微細粒状物質と相互
作用して、所定機能を発揮する物質系へ自動的に
変化していくと考えられる。加えられた超微細粒
状物質は、重質炭化水素中で分散状態で存在する
ことが必要である。ここでいう“分散状態”と
は、液体中に固体粒子が実質的に存在する状態又
は液相である連続相中に固相が不連続に分布した
状態を意味し、ゾル、コロイド、スラリー又はペ
ースト状態と呼ばれるものが含まれる。 また、所定の機能を有する物質系として、本発
明によつて得られた熱分解生成物、又は熱分解生
成物を蒸留などにより分別した重質残渣をそのま
ま再使用することもできるし、あるいはこれらか
ら分離、回収された固形物を再使用することもで
きる。 前記の油溶性の遷移金属化合物において、遷移
金属とは元素周期律表におけるすべての遷移元素
が含まれるが、特にバナジウム、クロム、鉄、コ
バルト、ニツケル、銅、モリブデン、銀、タング
ステンの中から選ばれる金属及びこれらの混合物
から成る群の中から選ばれるものが好ましい。 これらの遷移金属を含む化合物の中で油溶性化
合物としては、例えばシクロペンタジエニル基、
アリル基などを配位子として含むいわゆるπ−錯
体、有機カルボン酸化合物、有機アルコキシ化合
物、アセチルアセトネート錯体などのジケトン化
合物、カルボニル化合物、有機スルホン酸又は有
機スルフイン酸化合物、ジチオカーバメート錯体
などのキサンチン酸化合物、有機ジアミン錯体な
どのアミン化合物、フタロシアニン錯体、ニトリ
ル又はイソニトリル化合物、ホスフイン化合物な
どがある。特に好ましい油溶性の化合物として
は、油への溶解性が高く、窒素、硫黄などのヘテ
ロ元素を含まず、しかも水素化触媒作用物質への
転化が比較的容易なステアリン酸、オクチル酸な
どの脂肪族カルボン酸の化合物が挙げられる。ま
た、化合物の分子量が小さい方が、必要とする遷
移金属量に対して使用する量が少なくてすむので
好ましい。 重質炭化水素中に分散状態で存在しうる平均粒
子径約5〜500mμ範囲の超微細粒状物質は、従来
の当分野で通常知られている固体触媒類や固体触
媒類に使われる担体類、及びこれらの単なる粉砕
物類に比べて、次に示すような優れた効果を示
す。すなわち、(1)反応帯域において高い分散性と
大きな自由運動が確保でき、局在しない均一な反
応の場を与えうること、(2)反応帯域に帯留するこ
とが少なく、付着や堆積した重縮合物、例えばア
スフアルテン、コークスプレーカーサー、コーク
スなどを高分散、浮遊させた状態で容易に反応帯
域外に排出して、該反応帯域での閉塞現象を起こ
させないこと、(3)遷移金属化合物から形成される
水素化触媒作用物質同士の凝集を防止し、高分散
させて、該水素化触媒作用物質の活性を高くする
ことなどが挙げられる。その上該超微細粒状物質
の最大の特徴とするところは、従来の実質的に多
孔質である固体触媒類及び担体類に比べて、外表
面積が極端に大きいことである。従来の固体触媒
類及び担体類は、粉砕しても通常数μ〜数+μの
範囲に広く分布し、外表面積は極めて小さく、効
果として期待しうるところは、ほとんど細孔内部
での内表面である。しかしながら、反応が該細孔
内部で起こる場合は、反応物質の拡散速度が問題
になり、粒子の中心部と表面近傍とで反応物質に
濃度勾配ができて、反応の場として不均一とな
る。したがつて、有効係数が常に問題となり、細
孔分布、粒砕粒子径分布などの物理構造がおおい
に性能に影響してくる。しかも、重質炭化水素を
原料として使用する場合、含有されているアスフ
アルテン様物質、重金属を含むポルフイリン様物
質、及び生成してくるコークスプレカーサー、コ
ークスなどの分子量が大きい物質類が、細孔内部
まで入りきれず、表面近傍の細孔を閉塞させやす
くなつて、実質的には細孔に依存する内表面は、
ほんのわずかしか機能せず、期待されるほどの効
果が得られない。 これに対して、本発明における超微細粒状物質
は、実質的に多孔質でないか、又は多孔質である
ことを期待しない物質系であり、広い外表面のみ
が有効に作用することによつて所定の効果を発揮
する。その粒径は小さくなればなるほど外表面積
は飛躍的に大きくなり、例えば10〜50mμの粒径
の場合、約300〜60m2/gにもなつて、効果の程
度も極めて優れたものとなる。このような性状を
満足しうる超微細粒状物質にはフアインセラミツ
クス及び気相炭素化物質がある。このフアインセ
ラミツクスの例としては、超微粒子のケイ酸、ケ
イ酸塩、アルミナ、チタニアなどを挙げることが
できる。これらの中で超微粒子のケイ酸、ケイ酸
塩について説明すると、これらは俗称ホワイトカ
ーボンと呼ばれる多種類の物質群であり、ハロゲ
ン化ケイ素の熱分解、ケイ酸含有物の熱分解、有
機ケイ素化合物の熱分解などによる乾式製造法、
及びケイ酸ナトリウムの酸による分解、ケイ酸ナ
トリウムのアンモニア塩類又はアリカリ塩類によ
る分解、ケイ酸ナトリウムよりアルカリ土類金属
ケイ酸塩を生成せしめたのち酸による分解、ケイ
酸ナトリウム溶液をイオン交換樹脂に作用させる
イオン交換、オルガノゲルの加圧分解、ハロゲン
化ケイ素の水による分解、ケイ酸ナトリウム溶液
の過リン酸石灰製造工程において副生するケイフ
ツ酸による分解、天然ケイ酸又はケイ酸塩を利用
する製造、ケイ酸ナトリウムを水酸化カルシウム
のような水酸化物又は塩化カルシウム又は塩化ア
ルミニウム又はアルミン酸ナトリウムと反応させ
る方法、石英又はシリカゲルと水酸化カルシウム
とをオートクレーブ中で処理する方法などによる
湿式製造法により合成される。このようにして得
られたフアインセラミツクスの粒子径は、電子顕
微鏡により測定でき、種類により異なるが約5〜
50mμの範囲内であり、その表面積については、
電子顕微鏡で測定される粒子径より算出される外
表面積とガス吸着法(BET法)によつて求めら
れる比表面積とがほぼ一致し、約50〜400m2/g
の範囲内にある。 一方、気相炭素化物質の例としては、カーボン
ブラツク、熱分解炭素などが挙げられる。この気
相炭素化物質は、フアインセラミツクスと異な
り、燃焼させることができるので、軽質化反応後
の生成物の重質残渣分をボイラー燃料などに利用
する場合には有利となる。 液相又は固相炭素化物質は、粒子径が大きすぎ
て本発明方法で用いるには不適当であるのに対
し、この気相炭素化物質は、生成してくる粒子径
が、本発明の粒子径範囲に入つてくるものが大部
分であるので、そのまま使用することができる。
このうち、カーボンブラツクは、気相炭素化物質
として生成される広範囲の種類を包含し、その製
造法として、オイルーアーネス法、ガスフアーネ
ス法、チヤンネル法、サーマル法、アセチレンブ
ラツク法、副生カーボンブラツク法、ランプブラ
ツク法などがある。 このような炭素質物質の粒子径は、電子顕微鏡
により測定でき、種類により異なるが、約9〜
500mμ、サーマル法を除けば約9〜100mμの範囲
内であり、その表面積は、電子顕微鏡で測定され
る粒子径より算出される外表面積とガス吸着法
(BET法)によつて求められる比表面積とは、ほ
ぼ一致し約5〜400m2/gの範囲内にある。 以上のように、本発明に使用される超微細粒状
物質は、概ね当分野において知られている固体触
媒及び担体類に比べると、比較的特殊な方法によ
つて人工的に合成されるものである。 本発明における超微細粒状物質は原料である重
質炭化水素に加える場合、そのまま直接加えても
よいし、別の媒体に分散させた濃縮液を加えても
よい。この超微細粒状物質を加えた液は、分散性
を向上させるためかくはん機、超音波、ミルなど
を用いる機械的操作を施してもよいし、さらに分
散剤、例えば中性又は塩基性のホスフオネートや
フエネート、カルシウム又はバリウムのスルホン
酸塩のような金属塩、こはく酸イミドやコハク酸
エステル、ベンジルアミン、ポリポーラー型高分
子化合物などを加えてもよい。 本発明方法において、前記の遷移金属化合物及
び超微細粒状物質を重質炭化水素に別々に加える
場合、該遷移金属化合物の添加量は、金属に換算
して重質炭化水素の重量に基づき好ましくは10〜
1000ppm、より好ましくは50〜500ppmの範囲内
であり、また該超微細粒状物質の添加量は、重質
炭化水素の重量に基づき好ましくは0.05〜10%、
より好ましくは0.1〜3%の範囲である。 また、前記2種類の成分を所定の機能を発揮す
る物質系に前もつて調製する場合にも、それぞれ
の量が前記の範囲になるように用いることが望ま
しい。 遷移金属化合物の量が、金属に換算して重質炭
化水素に対して10ppm未満であり、超微細粒状物
質の量が0.05重量%未満の場合は副反応である重
縮合化反応及びコークス生成反応の十分な抑制効
果が得られず、かつ十分なスケーリング(コーキ
ング)防止効果が得られない。一方、遷移金属化
合物の量が、金属に換算して1000ppmを超え、超
微細粒状物質の量が10重量%を超えると、これら
の量の割には効果の向上が認められず、むしろ好
ましくない副反応や反応帯域における固/液相分
離及びそれに伴う閉塞現象を起こすおそれがあ
る。 本発明方法における熱分解条件は、原料として
用いる重質炭化水素や、それに加える遷移金属化
合物及び超微細粒状物質の性状や添加量によつて
左右されるが、反応温度としては400〜550℃の範
囲、好ましくは430〜520℃の範囲が用いられる。
この温度範囲を越える高温度領域では、熱分解が
進みすぎコークスの生成及びガスの発生が著しく
なり軽質化すべき原料も実質的に無くなるし、ま
た、この温度範囲を下回る低温度領域では、熱分
解速度が著しく遅くなる傾向がある。 反応圧力としては、30Kg/cm2〜300Kg/cm2、好
ましくは50Kg/cm2〜250Kg/cm2の範囲が用いられ
る。 この熱分解は回分式、連続式のいずれでも操作
しうるが、反応時間又は反応器内の重質炭化水素
の滞留時間としては、1分〜2時間の範囲、望ま
しくは、3分〜1時間の範囲がよい。これらの処
理条件は、それぞれが単独に適正値をとるのでは
なく、相互に関連するので、場合により好適範囲
が変えることがある。さらに、熱分解を実施する
上で好ましい水素の量は、原料重質炭化水素に対
する容積比が100〜5000Nm3/Kであり、さら
に好ましくは、500〜2000Nm3/Kの範囲にな
るように供給し、一般には、消費した水素量に見
合う分だけ補給して運転することが望ましい。こ
の供給される水素としては、純度の高い水素で
も、水素を多く含有する混合ガスでも使用でき
る。また硫化水素を含む水素を使用する場合も、
全量で前記した量に見合う分の量を使用すればよ
いが、硫化水素含有量は約1〜10モル%であるが
好ましい。 連続式に反応させる場合の反応装置型式は、管
型反応器、塔型反応器、槽型反応器のいずれも採
用できるが、それらにおいては超微細粒状物質を
充填床や沸騰床にしないで、分散状態のまま懸濁
反応させることが望ましい。懸濁反応の方が、反
応器構造が簡単であり、反応の温度コントロール
が容易であり、また、性能の経時変化がなく、コ
ーキングによる閉塞現象も起きにくい。加えて、
高温、短時間反応が比較的容易になるので、空塔
速度を大きくとれ、単位処理量が大きくなり、し
かも、核水添のような水素化活性をおさえ、化学
的水素消費量を比較的小さくできる。 本発明における分離工程は、前記の熱分解工程
で回収した軽質化炭水素油の中から高沸点物を分
離除去して次の工程の水蒸気熱分解工程あるいは
水素化処理工程に供給するために必要である。こ
の工程で分離除去された高沸点物は、燃料源とし
て使用することができる。高沸点物の分離方法と
しては、通常用いられる高圧ガス分離、常圧蒸
留、減圧蒸留、さらには、溶剤脱歴なども採用す
ることができる。また、本工程においては必要に
応じ、ナフサ留分(沸点200℃までの留分)や灯
軽油留分(沸点200〜343℃留分)や減圧軽油留分
(沸点343〜545℃)などに分留し、分離されたこ
れらの各種軽質化留分は、直接又は別途水素化処
理したのち、水蒸気熱分解を行うこともできる。 本発明方法において、水素化処理工程を実施す
る場合に用いる水添触媒としては、石油留分及び
重油の水素化処理用触媒として公知のものを用い
ることができ、好ましくは周期表第b族金属及
び第族金属の中から選ばれたそれぞれ1種以上
の金属を含む触媒、例えばニツケル−モリブデ
ン、コバルト−モリブデン、ニツケルータングス
テンなどの金属種を無機質多孔性担体に担持させ
たものを用いることが望ましい。これらの金属種
は通常酸化物又は硫化物として用いられ、また無
機質多孔性担体としては、例えばアルミナ、シリ
カ、シリカ−アルミナ、ゼオライト、ゼオライト
含有アルミナ、アルミナ−ボリア、シリカ−アル
ミナ−チタニアなどが挙げられる。 これらの触媒は、アルフアルテンや金属などの
触媒の被毒物質は除去した熱分解処理油の水素化
処理に用いられるため、担体の物理的性状として
表面積が大きいほど活性は良いが、高金属含有油
処理触媒のように、大細孔径の細孔容積を特に大
きくする必要はない。 この工程における水素化処理条件は、原料の重
質炭化水素及び触媒の性状によつて任意に選択さ
れうるが、反応温度は250〜480℃、好ましくは
300〜450℃の範囲である。反応温度が480℃を越
えると副反応の熱分解が進みすぎて、触媒上への
炭素の沈着の増大、ガス発生の増加にともなう水
素消費量の増加や液収率の減少が認められ、一方
250℃未満では反応速度が著しく小さくなる。ま
た反応圧力は30〜300Kg/cm2、好ましくは50〜250
Kg/cm2の範囲であつて、触媒の水素化能と大きく
関係する。さらに液空間速度(LHSV)は0.1〜
5.0hr-1、好ましくは0.2〜3.0hr-1の範囲であり、
また水素の供給量は、水素化処理原料油に対する
容積比が200〜2000Nl/lの範囲である。これら
の条件は、それぞれが単独で適正値をとるのでは
なく、相互に関連しあうものであつて、原料油の
性状や触媒活性はもちろんのこと、次の工程の水
蒸気熱分解工程からの要請に応じて好適範囲が選
択される。 分離工程により高沸点物を分離除去した熱分解
生成油若しくは水素化処理工程により回収した水
素化処理油は、水蒸気熱分解工程の原料油として
使用されるが、目的に応じて分留した各留分をそ
れぞれ又は、他の石油留分と混合して水蒸気熱分
解を行うことも可能である。 本発明方法における水蒸気熱分解工程に用いら
れる水蒸気熱分解の様式としては特に制限がな
く、種々の様式を採用することができ、既存のナ
フサ分解炉である外熱管式熱分解炉をそのままか
又は若干の改造を加えて用いることもできる。 この水蒸気熱分解工程における反応条件は、水
蒸気/水素化処理重量比が0.2〜2.0、好ましくは
0.4〜1.5の範囲、熱分解温度が700〜900℃、好ま
しくは750〜900℃の範囲、滞留時間が0.05〜2.0
秒、好ましくは0.1〜0.6秒の範囲である。 この水蒸気熱分解反応によつて得られた生成物
は、分解管から急冷熱交換器へ導いて熱回収した
のち、生成物を分離、精製してガス状オレフイン
及び単環芳香族炭化水素、副生燃料油及び他の副
生水素及び炭化水素を得る。 本発明方法を実施するに当り、熱分解工程、高
沸点物の分離除去工程、水素化処理工程などに用
いる水素については、それぞれの工程から分離さ
れる水素ガスを、場合によつては含有する硫化水
素やアンモニアを除去したのち、循環して各工程
に供給して、通常は消費した水素の分だけ補給す
ることが望ましい。この場合、水素源として、水
蒸気熱分解で副生する水素、又は副生炭化水素ガ
スや副生燃料油などの水蒸気改質などで得られる
水素を充当させることもできる。 次に本発明の実施態様を添附図面に従つて具体
的に説明するが、本発明はこれらによつて限定さ
れるものではない。 第1図及び第2図は、本発明方法を実施するた
めの工程図のそれぞれ異なつた例であつて、第1
図の工程に従つて本発明方法を説明すると、遷移
金属化合物及び超微細粒状物質を加えられた原料
の重質炭化水素は供給ポンプにより昇圧されてラ
イン1により、水素又は硫化水素を含む水素はコ
ンプレツサーにより昇圧されてライン2によりそ
れぞれ熱分解装置3に導入され、ここで重質炭化
水素は軽質化され、得られた軽質化生成物は、ラ
イン4を通つて急冷されるとともに、高圧気液分
離器5に送られる。この高圧気液分離器は通常ホ
ツトセパレーターとコールドセパレーターの2段
から成り、コールドセパレーターからの水素リツ
チガスはライン6により排出され、必要ならば所
定の圧へ昇圧されたのち、熱分解装置3に循環さ
れる。ホツトセパレーター、コールドセパレータ
ーからの液は、特に予熱する必要はなく、ライン
7により常圧フラツシユ装置8に供給される。次
にこの常圧フラツシユ装置8の下部から取出管9
により取り出された常圧蒸留残渣はさらに減圧フ
ラツシユ装置10に送られて処理される。減圧フ
ラツシユ装置10は、操作温度を下げるために真
空発生装置を付属して減圧にて操作し、場合によ
つては水蒸気を塔底より吹き込んで油の分圧を下
げる水蒸気蒸留を補助手段として使用できる。常
圧フラツシユ装置8からの常圧留出油と減圧フラ
ツシユ装置10からの減圧留出油は、それぞれラ
イン11及び12よりオフガスを除いたのち、そ
れぞれライン13及び14を通つて混合されライ
ン15に導入される。一方、減圧フラツシユ装置
10の下部から取出管16により取り出された減
圧蒸留残渣は、そのまま液体燃料として使用して
もよいが、固形物分離器17に導入され、固形物
分離操作を受けてもよい。固形物分離器17は、
例えば、遠心分離器、ろ過器、溶剤沈降器及びこ
れらの組合せから成るものである。減圧蒸留残渣
の一部又は固形物又はさらに清浄化、乾燥操作
(図示していない)した固形物はライン18を経
て原料の重質炭化水素に加えられ循環使用され
る。固形物分離器17において固形物の大部分を
除いた減圧蒸留残渣液は、ライン19により排出
され、液体燃料として使用できる。ライン15に
導入された留出油は、供給ポンプにより昇圧さ
れ、水素化処理装置20に供給され、水素ライン
21からのコンプレツサーにより昇圧された水素
によつて水素化される。水素化処理物は所定の温
度に熱交換などによつて冷却され、ライン22を
経て、高圧気液分離器23に送られて気液に分離
される。分離された水素リツチガスはライン24
を経て、必要ならば所定の圧へ昇圧されたのち、
水素化処理装置20に循環される。一方、水素化
処理液状物はライン25を通り落圧され、気液分
離液26に導入され、蒸気圧の高井オフガスをラ
イン27から排出したのち、ライン28を経て水
蒸気熱分解装置29に送られる。ここで水蒸気に
より熱分解され、その分解生成物はライン30に
より取り出され、冷却、分離、精製されてガス状
オレフイン、単環芳香族炭化水素、副生水素、副
生燃料油などとして回収される。 第2図の工程図は、水素化処理工程を必要とし
ない場合を示し、第1図の図中符号20〜28が
省略された工程図となる。 次に実施例によつて本発明をさらに詳細に説明
するが、本発明はこれらの例により限定されるも
のではない。 実施例 1 ミナス原油の減圧蒸留残油(沸点520℃以上の
留分100重量%)を原料油に用いて、内径40mm、
高さ100mmの槽型高圧容器に3枚羽根タービン型
かくはん翼を3個装着したかくはん機を取り付け
た反応器を有する流通式高圧装置を用いて熱分解
した。原料油に加える成分として、オクチル酸ニ
ツケルをニツケルとして原料油に対して200ppm、
オイルフアーネス法カーボンブラツク〔電子顕微
鏡(E.M.)による平均粒子径20mμ、BET法によ
る比表面積120m2/g〕を原料油に対し2重量%
それぞれ加え、原料油を十分にかきまぜて反応塔
へ供給した。反応条件としては、温度495℃、圧
力200Kg/cm2、滞留時間(コールド液ベース)20
分、水素/原料油比2000Nl/lを採用し、かく
はん機の回転数は1000rpmで熱分解を行つた。 得られたガス成分を除いた熱分解生成物は、常
圧及び減圧蒸留により沸点520℃以上の高沸点物
を分離除去した。 沸点520℃未満の蒸留留出液は、外熱管式分解
装置を用いて、入口温度550℃、出口温度830℃、
出口圧力0.8Kg/cm2G、水蒸気/油重量比1.0、滞
留時間0.2秒の条件で水蒸気熱分解し、オレフイ
ン及び単環芳香族炭化水素を得た。 実施結果として、熱分解工程において回収した
生成物は、原料油として、C1〜C4のガス量が5.8
重量%、液状炭化水素量が94.2重量%であり、ア
スフアルテン(ヘキサン不溶でテトラヒドロフラ
ン可溶として定義)量が2.1重量%、コークス
(テトラヒドロフラン不溶として定義)量が1.0重
量%であつた。加えて、反応器内壁面コーキング
量(スケーリング量)は、原料油の総供給重量に
対して40ppmと非常に少なかつた。また、水素消
費量は、原料Kg当たり110Nlであつた。次の分離
工程での常圧蒸留によるGO-(沸点343℃>)留
分は、出発原料油に対して45.2重量%、減圧蒸留
によるVGO(沸点343〜520℃)留分は、出発原料
油に対して29.0重量%であり、減圧蒸留残渣
(VR)は、20.0重量%であつた。したがつて、熱
分解工程での軽質化率としては、 (1−生成物中の沸点520℃以上の留分割合/原料油中
の沸点520℃以上の留分割合)× 100重量%より、80重量%となり、また沸点520℃
未満の軽質化した液留分の得率は、GO-とVGO
とを加えた74.2重量%となる。最終工程の水蒸気
熱分解における結果は、出発原料油当りの主化学
原料(主ガス状オレフイン及び単環芳香族炭化水
素)収率とともに、第1表に示す。 実施例 2 実施例1と同様の熱分解工程と分離工程とを行
い得られた沸点520℃未満の蒸留液を原料油とし、
コバルト酸化物として4重量%、モリブデン酸化
物として14重量%を含む表面積240m2/g、細孔
容積0.53ml/gのアルミナ担持コバルト−モリブ
デン触媒を固定床反応器に充填した内径18mmθの
流通式水素化反応装置を用いて、予備硫化を施し
たのち、水素/原料油比1000Nl/l、温度390
℃、圧力150Kg/cm2、LHSV1.0hr-1の条件下で水
素化処理し、水素化処理油を回収した。 回収した水素化処理油は、実施例1と同様に外
熱管式分解装置を用いて、入口温度550℃、出口
温度830℃、出口圧力0.8Kg/cm2G、水蒸気/油重
量比1.0、滞留時間0.2秒の条件で水蒸気熱分解
し、オレフイン及び単環芳香族炭化水素を得た。 実施例結果として、熱分解結果と分離結果とは
実施例1と同じであり、次の工程の水素化処理工
程におけるガス成分を除いた水素化処理油の収率
は、水素化処理工程での原料油に対して99.3重量
%であつた。この回収された水素化処理油の性状
を、分離工程後の沸点520℃未満の軽質化炭化水
素油の性状とともに第2表に示す。水素化処理油
を最終工程の水蒸気熱分解にかけた結果は、出発
原料油当たりの主化学原料(主ガス状オレフイン
及び単環芳香族炭化水素)収率とともに、第1表
に示す。 比較例 1 熱分解工程において、原料油に2種類の成分を
加えないこと以外は、実施例1と同様に実施した
が、運転初期2時間程度で反応器のコーキングに
よる閉塞現象が生じ、安定運転を実施できなかつ
た。安定な運転が行える熱分解条件下での沸点
520℃未満の液留分の得率は34.1重量%であり実
施例1と比べると半分以下であつた。 熱分解工程において安定運転できたガス成分を
除いた熱分解生成物を、分離工程において常圧及
び減圧蒸留したのち、沸点520℃未満の蒸留留出
液は、実施例2と同様に水素化処理工程及び水蒸
気熱分解工程の操作を施した。水蒸気熱分解の結
果を、出発原料油当りの主化学原料(主ガス状オ
レフイン及び単環芳香族炭化水素)収率とともに
第1表に示す。 比較例 2 熱分解工程として実施例2と同一の水素化処理
装置を用い、ニツケル酸化物として6重量%、タ
ングステン酸化物として19重量%を含む表面積
230m2/g細孔容積0.37ml/gの70重量%シリ
カ/30重量%アルミナ担持ニツケル−タングステ
ン触媒を使用し、運転初期に触媒活性劣化が著し
くない条件として、温度380℃、反応圧力200Kg/
cm2G、LHSV0.5hr-1、水素/原料油比2000Nl/
lの条件を採用して実施した。この場合の沸点
520℃未満の液留分の得率は、16.5重量%にすぎ
なかつた。この得られた液留分を実施例1と同様
に水蒸気熱分解工程の操作を施した。水蒸気熱分
解の結果を、出発原料油当りの主化学原料(主ガ
ス状オレフイン及び単環芳香族炭化水素)収率と
ともに、第1表に示す。 実施例1、2と比較例1、2との結果から明ら
かなように、本発明方法は、重質炭化水素を分解
して、水蒸気熱分解へ供給する原料得率を高率で
得て、石油化学原料収率を高く得る方法として優
れていることが分る。 しかも、本発明の分離工程で得られた沸点520
℃以上の残渣油の動粘度は150℃で22cstと低く、
また熱天秤によるその燃焼性は、原料油のミナス
減圧蒸留残渣油と変えることがなく、燃料油とし
て十分使用可能である。 実施例 3 大慶原油の減圧蒸留残油(沸点520℃以上の留
分100重量%)を原料油に用いて、実施例1と同
一の流通式高圧装置により熱分解した。 原料油に加える成分として、ナフテン酸銅を銅
として500ppm、湿式法ケイ酸〔平均粒子径15mμ
(E.M.法)、比表面積210m2/g(BET法)〕を2
重量%それぞれ加え、原料油を十分にかきぜて反
応器へ供給した。 反応条件としては、温度490℃、圧力150Kg/cm2
滞留時間(コールド液ベース)20分、水素/原料
油比2000Nl/lを採用し、かくはん機の回転数
1000rpmで熱分解を行つた。 得られたガス成分を除いた熱分解生成物は、常
圧及び減圧蒸留により沸点520℃以上の高沸点物
を分離除去した。 沸点520℃未満の蒸留留出液は、外熱管式分解
装置を用いて、入口温度550℃、出口温度830℃、
出口圧力0.8Kg/cm2G、水蒸気/油重量比1.0、滞
留時間0.2秒の条件で水蒸気熱分解し、オレフイ
ン及び単環芳香族炭化水素を得た。 熱分解工程及び分離工程の結果として、軽質化
率は、81.4重量%、沸点520℃未満の軽質化した
液留分の得率は、76.0重量%、コークス生成量
は、1.4重量%であり、熱分解工程での反応器内
壁面コーキング量は、原料油の総供給重量に対し
て20ppmと非常に少なかつた。また、熱分解工程
での水素消費量は、原料Kg当り100Nlであつた。
最終工程の水蒸気熱分解における結果は、出発原
料当りの主化学原料(主ガス状オレフイン及び単
環芳香族炭化水素)収率とともに、第1表に示
す。 実施例 4 アラビアンライト原油の減圧蒸留残油(沸点
520℃以上の留分100重量%)を原料油に用いて、
実施例1と同一の流通式高圧装置により熱分解し
た。 原料油に加える成分として、バナジウムアセチ
ルアセトネートをバナジウムとして500ppm、乾
式法ケイ酸〔平均粒子径12mμ(E.M.法)、比表面
積230m2/g(BET法)〕を3重量%それぞれ加
え、原料油を十分にかきぜて反応器へ供給した。 反応条件としては、温度480℃、圧力200Kg/
cm2、滞留時間(コールド液ベース)25分、水素/
原料油比2000Nl/lを採用し、かくはん機の回
転数は1000rpmで熱分解を行つた。 得られたガス成分を除いた熱分解生成物は、常
圧及び減圧蒸留により沸点520℃以上の高沸点物
を分離除去した。 沸点520℃未満の蒸留留出液は、外熱管式分解
装置を用いて、入口温度550℃、出口温度830℃、
出口圧力0.8Kg/cm2G、水蒸気/油重量比1.0、滞
留時間0.2秒の条件で水蒸気熱分解し、オレフイ
ン及び単環芳香族炭化水素を得た。 熱分解工程及び分離工程の結果として、軽質化
率は、74.7重量%、沸点520℃未満の軽質化した
液留分の得率は、68.9重量%、コークス生成量
は、1.0重量%であり、熱分解工程での反応器内
壁面コーキング量は、原料油の総供給重量に対し
て200ppmと非常に少なかつた。また、熱分解工
程での水素消費量は、原料Kg当り170Nlであつ
た。最終工程の水蒸気熱分解における結果は、出
発原料油当りの主化学原料(主ガス状オレフイン
及び単環芳香族炭化水素)収率とともに、第1表
に示す。 実施例 5 実施例4と同様の熱分解工程と分離工程とを行
い得られた沸点520℃未満の蒸留液を原料油とし、
予備硫化を施したニツケル酸化物として4重量
%、モリブデン酸化物として14重量%を含む表面
積230m2/g、細孔容積0.60ml/gのアルミナ担
持ニツケル−モリブデン触媒を用いて実施例2と
同じ流通式水素化反応装置により水素化処理を行
つた。反応条件は、水素/原料油比1000Nl/l、
温度400℃、圧力200Kg/cm2、LHSV0.8hr-1を採
用した。 回収した水素化処理油は、外熱管式分解装置を
用いて、入口温度550℃、出口温度830℃、出口圧
力0.8Kg/cm2G、水蒸気/水素化処理油重量比
1.0、滞留時間0.2秒の条件で水蒸気熱分解し、オ
レフイン及び単環芳香族炭化水素を得た。 実施結果として、熱分解結果と分離結果とは実
施例4と同じであり、次の工程の水素化処理工程
におけるガス成分を除いた水素化処理油の収率
は、水素化処理工程での原料油に対して99.0重量
%であつた。この回収された水素化処理油の性状
を、分離工程後の沸点520℃未満の軽質化炭化水
素油の性状とともに第2表に示す。水素化処理油
を最終工程の水蒸気熱分解にかけた結果は、出発
原料油当りの主化学原料(主ガス状オレフイン及
び単環芳香族炭化水素)収率とともに、第1表に
示す。
The present invention relates to a method for producing gaseous olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons using heavy hydrocarbons as raw materials, and more specifically, pyrolyzing heavy hydrocarbons in the presence of hydrogen or hydrogen containing hydrogen sulfide, After separating and removing high boiling point substances from the obtained decomposition products,
The present invention relates to a method for obtaining gaseous olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons in high yields by steam pyrolysis or by steam pyrolysis after hydrogenation treatment in the presence of hydrogen and a catalyst. Conventionally, in the production of gaseous olefins such as ethylene, propylene, and butadiene, which are basic raw materials in the petrochemical industry, and monocyclic aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene, oil field gas and naphtha, which is a byproduct of oil refining, have been used. Light hydrocarbons such as Among these, naphtha is treated as particularly superior because it has a high yield of the gaseous olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons mentioned above, and also produces a small amount of low-value heavy fuel oil as a by-product. Ta. However, in recent years, there has been a shortage of light hydrocarbons such as naphtha due to the rapid development of the petrochemical industry and the progress of motorization, a decline in the yield of light hydrocarbons due to heavier crude oil, and a sharp rise in crude oil prices. Due to various factors, the amount of light hydrocarbons supplied from petroleum refining as a preferred raw material for pyrolysis has become insufficient, and its price has soared. The economics of obtaining family hydrocarbons have declined significantly. Therefore, in order to solve these industrial structural problems, in recent years, after hydrogenation treatment using heavier hydrocarbon oils such as kerosene, light oil, and vacuum distilled light oil, steam pyrolysis Various attempts have been made to produce petrochemical raw materials by. However, in these methods, the various oils used as raw materials are obtained as petroleum products, and the circumstances of supplying raw materials are the same as in the case of light hydrocarbons such as naphtha. On the other hand, a method is known in which the vacuum distillation residue, which is a heavy hydrocarbon, is deasphalted with a solvent, and the deasphalted oil is mixed with vacuum distillation light oil to be hydrotreated, and this hydrotreated oil is subjected to steam pyrolysis. It is conceivable to produce petrochemical raw materials by using However, in this solvent deasphalting method, a large amount of deasphalting residue containing asphaltene is produced as a by-product, and the problem of effective utilization of this residue remains, and the yield of petrochemical raw materials cannot be significantly improved. Furthermore, as a method for guiding heavy hydrocarbons such as atmospheric distillation residues to petrochemical raw materials,
Various proposals have been made to actively reduce the vacuum distillation residue by a fixed-bed or fluidized-bed hydrocracking method in which a reactor is filled with a granular catalyst. However, at present, a highly economical technology has not yet been realized, as the asphaltene and heavy metals contained in the residue inevitably shorten the catalyst life, and increase hydrogen consumption. . Furthermore, as a method of actively lightening heavy hydrocarbons, it is also possible to apply a pyrolysis method to obtain treated oil that can be used as a petrochemical raw material. however,
If a conventional pyrolysis method were used to achieve a high degree of lightening, so-called severe coking would occur, forcing the operation to be shut down. It only applies to lightening.
Therefore, in order to improve this point, a so-called hydrovisbreaking method using hydrogen has been proposed, but even when the hydrogen pressure is as high as 300 kg/cm 2 , it does not have a sufficient coking suppression effect. I can't get it. In addition, the so-called coker method has been proposed, in which coke is actively produced and lightened, but in addition to the problem of disposing of a large amount of coke produced as a by-product, the increase in the amount of gas due to excessive decomposition causes light A decrease in oil yield cannot be avoided. On top of that,
The resulting pyrolyzed light oil has many aromatic and olefin components and is of poor quality, and in order to use it as a treated oil for steam pyrolysis, it must be subjected to severe hydrogenation treatment. There is a need. In this way, with conventional technology, even if it is attempted to lighten high boiling point substances by catalytic treatment of heavy oil, it is not only possible to reduce impurities such as sulfur and heavy metals contained in the oil, but also due to the presence of basic polymer compounds in particular. As a result of the marked decline in the acid performance of the catalyst, there is a problem that the decomposition activity caused by the acidity of the catalyst does not last.
In addition, in the method of thermally decomposing hydrocarbons without a catalyst,
It is known that the reaction rate increases as the molecular weight increases, but it is extremely difficult to increase the decomposition rate due to the high coke formation and polycondensation reaction rate that occur as a by-product during decomposition. . Therefore, among the various methods for producing gaseous olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons from heavy hydrocarbons, when heavy hydrocarbons such as atmospheric distillation residues and vacuum distillation residues are used as feedstock, In both cases, technical and economic issues remain unresolved. The present inventors have endeavored to overcome the drawbacks of such conventional methods and to develop a method for producing gaseous olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons economically and in high yields using heavy hydrocarbons as raw materials. As a result of repeated research, heavy hydrocarbons containing transition metal compounds and ultrafine particulate matter are thermally decomposed in the presence of hydrogen or hydrogen containing hydrogen sulfide, and high-boiling point products are extracted from recovered light hydrocarbon oil. After separating and removing the oil, heavy hydrocarbons can be separated from heavy hydrocarbons by steam pyrolysis, or by steam pyrolysis of the recovered hydrotreated oil by hydrogenation in the presence of hydrogen and a hydrogenation catalyst. We have discovered that it is possible to obtain useful petrochemical raw materials economically and in high yields, while at the same time suppressing the deterioration of the residue and significantly reducing its amount.
Based on this knowledge, we have completed the present invention. That is, the present invention provides (A) a heavy hydrocarbon,
Fine ceramics and ultrafine particulate materials with an average particle diameter of about 5 to 500 mμ selected from the group consisting of gas-phase carbonized materials and an oil-soluble transition metal compound are added, and the heavy (B) A step of separating and removing high boiling point substances from the light hydrocarbon oil; (C) A hydrocarbon oil from which high boiling point substances have been separated and removed. Gaseous olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons from heavy hydrocarbons are characterized by comprising a step of steam pyrolysis of the mixture alone or with other petroleum fractions to recover gaseous olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons. A method for producing aromatic hydrocarbons, and step (A), step (B), and step (C) in which hydrocarbon oil from which high boiling point substances have been separated is hydrotreated in the presence of a hydrogenation catalyst to produce a hydrogenated oil. and (D) a step of steam pyrolyzing the hydrotreated oil alone or by mixing it with other petroleum fractions to recover gaseous olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons. The present invention provides a method for producing gaseous olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons from heavy hydrocarbons. The heavy hydrocarbons used in the method of the present invention are:
Crude oil or the residue of atmospheric distillation or vacuum distillation of crude oil, and also includes shale oil, tar sands extracted oil, coal liquefied oil, and the like. Such heavy hydrocarbons usually contain large amounts of impurities such as sulfur compounds, nitrogen compounds, asphaltenes, and heavy metals, as well as heavy fractions with high boiling points that cannot be converted into petrochemical raw materials as they are. , their quantity and quality vary greatly depending on the oil well producing the crude oil. however,
According to the present invention, it can be carried out regardless of the type of raw material, and the economic effect is greater as more fractions are converted as heavy hydrocarbons, for example, more fractions with a boiling point of 520°C or higher at atmospheric pressure. . The method of the present invention involves adding an oil-soluble transition metal compound and ultrafine particulate matter to heavy hydrocarbons, and thermally decomposing the heavy hydrocarbons in the presence of hydrogen or hydrogen containing hydrogen sulfide, and separating high-boiling substances. It consists of three steps: a step of decomposition and a step of steam pyrolysis, or it consists of four steps with a hydrogenation step between the step of separating and removing high boiling point substances and the step of steam pyrolysis. It has the following features compared to the conventional technology. That is, in the thermal decomposition step in the method of the present invention, polycondensation, which is a side reaction, occurs due to the effect of the transition metal compound and ultrafine particulate matter added to the heavy hydrocarbon raw material and hydrogen or hydrogen containing hydrogen sulfide. Reactions and coke-forming reactions are suppressed and scaling (coking) in the equipment, especially in the reaction zone, is prevented, so that useful light oils are economically and stably obtained from heavy hydrocarbons, as well as in high yields. This has the great advantage of being able to prevent deterioration of the properties of light oil and high boiling point residues. This is especially true when using atmospheric distillation residue oil or vacuum distillation residue oil of paraffin base crude oil such as Minas crude oil and Daqing crude oil, which are known as heavy crude oils. In other words, these heavy residual oils are heavy oils that have conventionally been considered relatively difficult to decompose to a high degree of lightness through coking, etc., but with the present invention, they can be made into a type of heavy oil with an excellent property of parafinic properties. It becomes possible to utilize the characteristics as they are and perform highly lightweight decomposition.
Therefore, in the next separation process, the lightened fraction obtained by residual pressure or vacuum distillation is directly subjected to steam pyrolysis without going through a further hydrotreating process to produce petrochemical raw materials. Since it becomes possible to obtain hydrogen gas sufficiently, facilities such as a hydrogenation treatment apparatus are not required, and furthermore, the amount of hydrogen consumed can be reduced, which brings about great effects. Moreover, the high-boiling point residual oil separated and removed in the separation process can be used as a liquid fuel in almost the same way as heavy oils obtained directly from crude oil, and can be used as a fuel source when carrying out this process or in general boilers. Furthermore, in the method of the present invention, after the separation step,
When supplying a light fraction from which high boiling point substances have been separated and removed to a hydrotreating process, substances contained in heavy hydrocarbons that are poisonous to the hydrogenation catalyst must be removed in advance. Therefore, the hydrogenation treatment of polycyclic aromatic rings in the hydrogenation process can be carried out while maintaining the activity and life of the catalyst at a high level. This not only guarantees a high yield of petrochemical raw materials in the steam pyrolysis process, but also significantly reduces carbon deposition in the steam pyrolysis reactor, increasing the regeneration interval of the reactor, etc. A large economic effect will be generated. Furthermore, hydrotreated pyrolysis oil can be subjected to steam pyrolysis without fractional distillation, so petrochemical raw materials can be obtained in high yields and there is little by-product fuel oil. It also has some characteristics. In the thermal decomposition step in the method of the present invention, an oil-soluble transition metal compound or a substance having a hydrogenation catalytic effect obtained by converting these transition metal compounds by the action of hydrogen or hydrogen sulfide and heat, and an average particle size of about 5 to 500 mμ are used. It is necessary that ultrafine particulate matter in the range of . These two components do not need to be specially prepared in advance to form a composite, and it is sufficient to add them separately to the heavy hydrocarbon raw material. That is, even if each is added separately, when the transition metal compound reacts in the reaction zone or at a stage before the reaction zone and is converted into a substance having a hydrogenation catalytic effect, they interact with the ultrafine particulate material. It is thought that the material system will automatically change into a material system that performs the specified function. It is necessary that the added ultrafine particulate material be present in a dispersed state in the heavy hydrocarbon. The term "dispersed state" as used herein means a state in which solid particles are substantially present in a liquid or a state in which a solid phase is discontinuously distributed in a continuous liquid phase, such as a sol, colloid, slurry or This includes what is called a paste state. Further, as a material system having a predetermined function, the thermal decomposition products obtained by the present invention or the heavy residues obtained by fractionating the thermal decomposition products by distillation etc. can be reused as they are, or these It is also possible to reuse the solids separated and recovered. In the above-mentioned oil-soluble transition metal compounds, the transition metals include all transition elements in the periodic table of elements, but are particularly selected from vanadium, chromium, iron, cobalt, nickel, copper, molybdenum, silver, and tungsten. metals selected from the group consisting of metals and mixtures thereof are preferred. Among these transition metal-containing compounds, examples of oil-soluble compounds include cyclopentadienyl groups,
So-called π-complexes containing allyl groups as ligands, organic carboxylic acid compounds, organic alkoxy compounds, diketone compounds such as acetylacetonate complexes, carbonyl compounds, organic sulfonic acid or organic sulfinic acid compounds, xanthines such as dithiocarbamate complexes Examples include acid compounds, amine compounds such as organic diamine complexes, phthalocyanine complexes, nitrile or isonitrile compounds, and phosphine compounds. Particularly preferred oil-soluble compounds include fatty acids such as stearic acid and octylic acid, which are highly soluble in oil, do not contain heteroelements such as nitrogen and sulfur, and are relatively easy to convert into hydrogenation catalytic substances. Examples include compounds of the group carboxylic acids. Further, it is preferable that the molecular weight of the compound is small because the amount to be used relative to the required amount of transition metal can be reduced. Ultrafine particulate materials with an average particle diameter in the range of about 5 to 500 mμ that can be present in a dispersed state in heavy hydrocarbons are conventional solid catalysts or carriers used for solid catalysts commonly known in the art; And compared to these mere pulverized products, it shows the following excellent effects. In other words, (1) high dispersion and large free movement can be ensured in the reaction zone, providing a uniform reaction field without localization, and (2) there is little zoning in the reaction zone, eliminating the possibility of attached or deposited polycondensation. (3) Formed from transition metal compounds, such as asphaltene, coke spray cursor, coke, etc., can be easily discharged out of the reaction zone in a highly dispersed and suspended state to prevent clogging in the reaction zone. Examples include preventing the agglomeration of the hydrogenation catalytic substances and highly dispersing them to increase the activity of the hydrogenation catalytic substances. Moreover, the most important feature of the ultrafine particulate material is that it has an extremely large external surface area compared to conventional substantially porous solid catalysts and supports. Even when conventional solid catalysts and supports are pulverized, they are usually widely distributed in the range of several micrometers to several + micrometers, and the outer surface area is extremely small, and the expected effect is mostly on the inner surface inside the pores. be. However, when a reaction occurs inside the pores, the diffusion rate of the reactant becomes a problem, and a concentration gradient of the reactant is created between the center of the particle and the vicinity of the surface, resulting in a non-uniform reaction site. Therefore, the effective coefficient is always a problem, and physical structures such as pore distribution and crushed particle size distribution greatly affect performance. Moreover, when heavy hydrocarbons are used as raw materials, substances with large molecular weights such as asphaltene-like substances, porphyrin-like substances containing heavy metals, and coke precursors and coke that are generated can reach the inside of the pores. The inner surface, which is essentially dependent on the pores, becomes more likely to block the pores near the surface.
It only works a little and doesn't have the desired effect. On the other hand, the ultrafine particulate material in the present invention is a material system that is not substantially porous or is not expected to be porous, and only the large outer surface acts effectively to obtain a certain shape. Demonstrates the effect of As the particle size becomes smaller, the outer surface area becomes dramatically larger; for example, in the case of a particle size of 10 to 50 mμ, the outer surface area becomes about 300 to 60 m 2 /g, and the degree of effect is extremely excellent. Fine ceramics and gas-phase carbonized materials are examples of ultrafine particulate materials that can satisfy such properties. Examples of fine ceramics include ultrafine particles of silicic acid, silicates, alumina, titania, and the like. Among these, ultrafine particles of silicic acid and silicates are a group of many types of substances commonly called white carbon, and are used for thermal decomposition of silicon halides, thermal decomposition of silicic acid-containing substances, and organic silicon compounds. Dry manufacturing method such as thermal decomposition of
and decomposition of sodium silicate with acid, decomposition of sodium silicate with ammonia salts or alkali salts, generation of alkaline earth metal silicate from sodium silicate and then decomposition with acid, and conversion of sodium silicate solution into ion exchange resin. Ion exchange, pressurized decomposition of organogel, decomposition of silicon halide with water, decomposition of sodium silicate solution with silica by-product in the lime superphosphate production process, production using natural silicic acid or silicate. , by a wet manufacturing method such as by reacting sodium silicate with a hydroxide such as calcium hydroxide or calcium chloride or aluminum chloride or sodium aluminate, or by treating quartz or silica gel with calcium hydroxide in an autoclave. be synthesized. The particle size of the fine ceramics thus obtained can be measured using an electron microscope, and varies depending on the type, but is approximately 5 to
It is within the range of 50mμ, and its surface area is
The outer surface area calculated from the particle size measured with an electron microscope and the specific surface area determined by the gas adsorption method (BET method) are approximately 50 to 400 m 2 /g.
is within the range of On the other hand, examples of gas-phase carbonized substances include carbon black, pyrolytic carbon, and the like. Unlike fine ceramics, this gas-phase carbonized material can be combusted, which is advantageous when the heavy residue of the product after the lightening reaction is used as boiler fuel or the like. Liquid phase or solid phase carbonized substances have too large a particle size and are unsuitable for use in the method of the present invention, whereas this vapor phase carbonized substance has a particle size that is similar to that of the present invention. Since most of them fall within the particle size range, they can be used as is.
Among these, carbon black includes a wide range of types produced as gas-phase carbonized substances, and its manufacturing methods include oil-arnece method, gas furnace method, channel method, thermal method, acetylene black method, and by-product carbon black. There are methods such as the Lampblack method and the Lampblack method. The particle size of such carbonaceous substances can be measured using an electron microscope, and varies depending on the type, but is about 9 to
500 mμ, within the range of approximately 9 to 100 mμ excluding the thermal method, and the surface area is the outer surface area calculated from the particle size measured with an electron microscope and the specific surface area determined by the gas adsorption method (BET method). is almost the same and is within the range of about 5 to 400 m 2 /g. As described above, the ultrafine particulate material used in the present invention is generally synthesized artificially by a relatively special method compared to solid catalysts and supports known in the art. be. When the ultrafine particulate material in the present invention is added to the raw material heavy hydrocarbon, it may be added directly as it is, or a concentrated solution dispersed in another medium may be added. The liquid containing the ultrafine particulate material may be subjected to mechanical manipulation using a stirrer, ultrasonic waves, a mill, etc. to improve dispersibility, or may be further treated with a dispersant such as a neutral or basic phosphonate or Metal salts such as phenates, calcium or barium sulfonates, succinimides, succinic esters, benzylamine, polypolar polymer compounds, and the like may be added. In the method of the present invention, when the transition metal compound and the ultrafine particulate material are added separately to the heavy hydrocarbon, the amount of the transition metal compound added is preferably based on the weight of the heavy hydrocarbon in terms of metal. Ten~
1000 ppm, more preferably in the range of 50 to 500 ppm, and the amount of ultrafine particulate material added is preferably 0.05 to 10%, based on the weight of heavy hydrocarbons.
More preferably, it is in the range of 0.1 to 3%. Further, even when the two types of components are prepared in advance to form a material system that exhibits a predetermined function, it is desirable to use the amounts of each within the ranges described above. If the amount of transition metal compound is less than 10 ppm based on heavy hydrocarbons in terms of metal, and the amount of ultrafine particulate matter is less than 0.05% by weight, polycondensation reaction and coke formation reaction which are side reactions A sufficient suppressing effect cannot be obtained, and a sufficient scaling (caulking) preventing effect cannot be obtained. On the other hand, if the amount of the transition metal compound exceeds 1000 ppm in terms of metal, and the amount of ultrafine particulate matter exceeds 10% by weight, no improvement in effectiveness is observed in relation to these amounts, which is rather undesirable. There is a risk of side reactions, solid/liquid phase separation in the reaction zone, and associated clogging phenomena. The thermal decomposition conditions in the method of the present invention depend on the properties and amounts of the heavy hydrocarbon used as a raw material and the transition metal compound and ultrafine particulate matter added thereto, but the reaction temperature is 400 to 550°C. A range of 430-520°C is used.
In a high temperature range exceeding this temperature range, thermal decomposition progresses too much and the production of coke and gas becomes significant, and there is virtually no raw material to be lightened, while in a low temperature range below this temperature range, thermal decomposition The speed tends to be significantly slower. The reaction pressure used is in the range of 30Kg/ cm2 to 300Kg/ cm2 , preferably 50Kg/ cm2 to 250Kg/ cm2 . This thermal decomposition can be carried out either batchwise or continuously, but the reaction time or residence time of heavy hydrocarbons in the reactor is in the range of 1 minute to 2 hours, preferably 3 minutes to 1 hour. A range of is good. These processing conditions do not each take an appropriate value independently, but are related to each other, so the preferable range may change depending on the case. Further, in carrying out thermal decomposition, the preferable amount of hydrogen is supplied so that the volume ratio to the raw material heavy hydrocarbon is in the range of 100 to 5000 Nm 3 /K, more preferably in the range of 500 to 2000 Nm 3 /K. However, in general, it is desirable to operate by replenishing the amount of hydrogen that corresponds to the amount of hydrogen consumed. As the supplied hydrogen, either highly pure hydrogen or a mixed gas containing a large amount of hydrogen can be used. Also, when using hydrogen containing hydrogen sulfide,
It is sufficient to use a total amount corresponding to the above-mentioned amount, but the hydrogen sulfide content is preferably about 1 to 10 mol%. The reactor type for continuous reaction can be a tube reactor, tower reactor, or tank reactor, but in these, the ultrafine particulate matter is not made into a packed bed or boiling bed, but dispersed. It is desirable to carry out the suspension reaction in this state. Suspension reaction has a simpler reactor structure, it is easier to control the temperature of the reaction, there is no change in performance over time, and clogging due to coking is less likely to occur. In addition,
Since high-temperature, short-time reactions are relatively easy, superficial velocity can be increased, unit throughput can be increased, and hydrogenation activities such as nuclear hydrogenation can be suppressed, making chemical hydrogen consumption relatively small. can. The separation step in the present invention is necessary for separating and removing high boiling point substances from the light hydrocarbon oil recovered in the pyrolysis step and supplying it to the next step, the steam pyrolysis step or the hydrotreating step. It is. The high boilers separated and removed in this step can be used as a fuel source. As a method for separating high-boiling substances, commonly used high-pressure gas separation, atmospheric distillation, vacuum distillation, and solvent deasphalting can be employed. In addition, in this process, as necessary, naphtha fraction (boiling point up to 200℃), kerosene fraction (boiling point 200-343℃), vacuum gas oil fraction (boiling point 343-545℃), etc. These various light fractions that have been fractionated and separated can be directly or separately subjected to hydrogenation treatment, and then subjected to steam pyrolysis. In the method of the present invention, the hydrogenation catalyst used when carrying out the hydrotreating step can be a known catalyst for hydrotreating petroleum fractions and heavy oil, preferably metals from group b of the periodic table. Catalysts each containing one or more metals selected from group metals, such as nickel-molybdenum, cobalt-molybdenum, and nickel-tungsten, supported on an inorganic porous carrier can be used. desirable. These metal species are usually used as oxides or sulfides, and examples of inorganic porous carriers include alumina, silica, silica-alumina, zeolite, zeolite-containing alumina, alumina-boria, silica-alumina-titania, etc. It will be done. These catalysts are used for hydrogenation of thermally cracked oil from which poisonous substances such as alpha-artene and metals have been removed, so the larger the surface area of the carrier, the better the activity. Unlike oil treatment catalysts, there is no need to particularly increase the pore volume of large pores. Hydrotreating conditions in this step can be arbitrarily selected depending on the heavy hydrocarbon raw material and the properties of the catalyst, but the reaction temperature is 250 to 480°C, preferably
It is in the range of 300-450℃. When the reaction temperature exceeds 480°C, thermal decomposition of side reactions progresses too much, increasing carbon deposition on the catalyst, increasing hydrogen consumption due to increased gas generation, and decreasing liquid yield.
If the temperature is lower than 250°C, the reaction rate will be significantly reduced. The reaction pressure is 30 to 300Kg/cm 2 , preferably 50 to 250Kg/cm 2 .
It is in the range of Kg/cm 2 and is largely related to the hydrogenation ability of the catalyst. Furthermore, the liquid hourly space velocity (LHSV) is 0.1~
5.0hr -1 , preferably in the range of 0.2 to 3.0hr -1 ,
Further, the amount of hydrogen supplied is in the range of a volume ratio of 200 to 2000 Nl/l to the hydrotreated raw material oil. Each of these conditions does not take an appropriate value on its own, but they are interrelated, and include not only the properties of the raw oil and catalytic activity, but also the requirements from the next step, the steam pyrolysis step. A suitable range is selected depending on. Pyrolysis product oil from which high-boiling substances have been separated and removed in the separation process or hydrotreated oil recovered in the hydrotreating process are used as feedstock oil in the steam pyrolysis process, but each distillate is fractionated depending on the purpose. It is also possible to carry out steam pyrolysis of the fractions individually or in mixtures with other petroleum fractions. The steam pyrolysis method used in the steam pyrolysis step in the method of the present invention is not particularly limited, and various methods can be adopted. It can also be used with some modification. The reaction conditions in this steam pyrolysis step include a steam/hydrogenation weight ratio of 0.2 to 2.0, preferably
The range of 0.4-1.5, the thermal decomposition temperature is 700-900℃, preferably the range of 750-900℃, the residence time is 0.05-2.0
seconds, preferably in the range of 0.1 to 0.6 seconds. The products obtained by this steam pyrolysis reaction are guided from the cracking tube to a quenching heat exchanger for heat recovery, and then separated and purified to produce gaseous olefins, monocyclic aromatic hydrocarbons, and Raw fuel oil and other by-product hydrogen and hydrocarbons are obtained. When carrying out the method of the present invention, the hydrogen used in the thermal decomposition process, the separation and removal process of high-boiling substances, the hydrogenation process, etc. may contain hydrogen gas separated from each process as the case may be. After removing hydrogen sulfide and ammonia, it is desirable to circulate the hydrogen sulfide and ammonia and supply it to each process, usually replenishing the amount of hydrogen consumed. In this case, the hydrogen source may be hydrogen by-produced by steam pyrolysis, or hydrogen obtained by steam reforming of by-product hydrocarbon gas or by-product fuel oil. Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited thereto. FIGS. 1 and 2 are different examples of process diagrams for carrying out the method of the present invention.
To explain the method of the present invention according to the steps shown in the figure, raw material heavy hydrocarbon to which a transition metal compound and ultrafine particulate matter have been added is pressurized by a feed pump, and hydrogen or hydrogen containing hydrogen sulfide is pumped through line 1. The pressure of the heavy hydrocarbons is increased by the compressor and introduced into the thermal cracker 3 through lines 2, where the heavy hydrocarbons are lightened, and the resulting lightened products are rapidly cooled through line 4 and It is sent to separator 5. This high-pressure gas-liquid separator usually consists of two stages: a hot separator and a cold separator. Hydrogen-rich gas from the cold separator is discharged through line 6, and if necessary, after being pressurized to a predetermined pressure, it is recycled to the pyrolysis device 3. be done. The liquid from the hot separator and the cold separator does not need to be particularly preheated, and is supplied to the normal pressure flushing device 8 through the line 7. Next, a take-out pipe 9 is inserted from the lower part of this normal pressure flushing device 8.
The atmospheric distillation residue taken out is further sent to the vacuum flushing device 10 for treatment. The vacuum flushing device 10 is equipped with a vacuum generator to lower the operating temperature and is operated under reduced pressure, and in some cases steam distillation is used as an auxiliary means by blowing steam from the bottom of the column to lower the partial pressure of the oil. can. The atmospheric distillate oil from the atmospheric pressure flashing device 8 and the vacuum distillate oil from the vacuum flashing device 10 are mixed through lines 13 and 14, respectively, after removing off gas from lines 11 and 12, respectively, and then flowing into line 15. be introduced. On the other hand, the vacuum distillation residue taken out from the lower part of the vacuum flushing device 10 through the extraction pipe 16 may be used as a liquid fuel as it is, but it may also be introduced into the solid separator 17 and subjected to a solid separation operation. . The solid separator 17 is
Examples include centrifuges, filters, solvent settlers, and combinations thereof. A portion of the vacuum distillation residue or solids or solids that have been further cleaned and dried (not shown) are added to the raw material heavy hydrocarbons via line 18 and recycled. The vacuum distillation residue liquid from which most of the solids have been removed in the solids separator 17 is discharged through a line 19 and can be used as liquid fuel. The distillate introduced into the line 15 is pressurized by a supply pump, supplied to a hydrotreater 20, and hydrogenated by hydrogen pressurized by a compressor from a hydrogen line 21. The hydrogenated product is cooled to a predetermined temperature by heat exchange or the like, and sent through line 22 to high-pressure gas-liquid separator 23 where it is separated into gas and liquid. The separated hydrogen rich gas is sent to line 24.
If necessary, the pressure is increased to a predetermined pressure.
It is circulated to the hydrotreating apparatus 20. On the other hand, the hydrotreated liquid is depressurized through the line 25 and introduced into the gas-liquid separation liquid 26, and after the Takai off-gas at vapor pressure is discharged from the line 27, it is sent to the steam pyrolysis device 29 via the line 28. . Here, the decomposition products are thermally decomposed by steam, and the decomposition products are taken out through line 30, cooled, separated, and purified to be recovered as gaseous olefins, monocyclic aromatic hydrocarbons, by-product hydrogen, by-product fuel oil, etc. . The process diagram of FIG. 2 shows a case where the hydrogenation treatment step is not required, and is a process diagram in which the reference numerals 20 to 28 in FIG. 1 are omitted. EXAMPLES Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. Example 1 The vacuum distillation residual oil of Minas crude oil (100% by weight of fraction with a boiling point of 520°C or higher) was used as the raw material, and the inner diameter was 40 mm.
Thermal decomposition was carried out using a flow-through type high-pressure apparatus having a reactor equipped with a stirrer equipped with three three-blade turbine-type stirring blades in a tank-type high-pressure vessel with a height of 100 mm. As a component added to the raw oil, 200ppm of nickel octylate is added to the raw oil as nickel.
Oil furnace carbon black [average particle diameter 20 mμ by electron microscope (EM), specific surface area 120 m 2 /g by BET method] is 2% by weight based on raw oil.
Each was added, and the raw material oil was thoroughly stirred and supplied to the reaction tower. The reaction conditions were: temperature 495℃, pressure 200Kg/cm 2 , residence time (cold liquid base) 20
Thermal decomposition was carried out at a hydrogen/feedstock oil ratio of 2000 Nl/l and a stirrer rotation speed of 1000 rpm. The resulting thermal decomposition product from which gas components were removed was distilled under normal pressure and reduced pressure to separate and remove high-boiling substances with a boiling point of 520°C or higher. Distillate with a boiling point of less than 520°C is processed using an external heat tube cracker, with an inlet temperature of 550°C, an outlet temperature of 830°C,
Steam pyrolysis was carried out under the conditions of an outlet pressure of 0.8 Kg/cm 2 G, a steam/oil weight ratio of 1.0, and a residence time of 0.2 seconds to obtain olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons. As a result of the implementation, the product recovered in the pyrolysis process has a C 1 to C 4 gas content of 5.8 as feedstock oil.
The amount of liquid hydrocarbons was 94.2% by weight, the amount of asphaltene (defined as insoluble in hexane and soluble in tetrahydrofuran) was 2.1% by weight, and the amount of coke (defined as insoluble in tetrahydrofuran) was 1.0% by weight. In addition, the amount of coking (scaling amount) on the inner wall of the reactor was very small at 40 ppm based on the total feed weight of feedstock oil. Further, the hydrogen consumption amount was 110 Nl per kg of raw material. In the next separation process, the GO - (boiling point 343℃>) fraction obtained by atmospheric distillation is 45.2% by weight based on the starting material oil, and the VGO (boiling point 343-520℃) fraction obtained by vacuum distillation is the starting material oil. The vacuum distillation residue (VR) was 20.0% by weight. Therefore, the lightening rate in the pyrolysis process is: (1 - fraction of fraction with a boiling point of 520℃ or higher in the product/ratio of fraction with a boiling point of 520℃ or higher in the feedstock) x 100% by weight: 80% by weight and boiling point of 520℃
The yield of lighter liquid fractions is less than GO - and VGO
The total weight is 74.2% by weight. The results of the final step, steam pyrolysis, are shown in Table 1, along with the yields of the main chemical raw materials (mainly gaseous olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons) per starting feedstock oil. Example 2 A distillate with a boiling point of less than 520°C obtained by performing the same thermal decomposition step and separation step as in Example 1 was used as a raw material oil,
A fixed bed reactor was filled with an alumina-supported cobalt-molybdenum catalyst containing 4% by weight of cobalt oxides and 14% by weight of molybdenum oxides with a surface area of 240 m 2 /g and a pore volume of 0.53 ml/g. After pre-sulfiding using a hydrogenation reactor, hydrogen/raw oil ratio 1000Nl/l, temperature 390
Hydrogenation was carried out under the conditions of 150 Kg/cm 2 , LHSV 1.0 hr -1 and the hydrogenated oil was recovered. The recovered hydrotreated oil was treated using an external heating tube cracker as in Example 1, with an inlet temperature of 550°C, an outlet temperature of 830°C, an outlet pressure of 0.8 Kg/cm 2 G, a steam/oil weight ratio of 1.0, and a retention rate of 1.0. Steam pyrolysis was carried out for 0.2 seconds to obtain olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons. As a result of the example, the thermal decomposition result and the separation result are the same as in Example 1, and the yield of the hydrotreated oil excluding the gas component in the next hydrotreating step is the same as that in the hydrotreating step. It was 99.3% by weight based on the raw material oil. The properties of the recovered hydrotreated oil are shown in Table 2 together with the properties of the light hydrocarbon oil having a boiling point of less than 520°C after the separation step. The results of subjecting the hydrotreated oil to the final step of steam pyrolysis are shown in Table 1, along with the yield of the main chemical feedstocks (mainly gaseous olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons) per starting feedstock oil. Comparative Example 1 The pyrolysis process was carried out in the same manner as in Example 1 except that the two types of components were not added to the feedstock oil, but a phenomenon of blockage due to coking of the reactor occurred in the initial 2 hours of operation, resulting in stable operation. could not be implemented. Boiling point under pyrolysis conditions that allow stable operation
The yield of the liquid fraction below 520°C was 34.1% by weight, which was less than half of that in Example 1. After removing the gas components that were able to operate stably in the pyrolysis process, the pyrolysis products were distilled at normal pressure and reduced pressure in the separation process, and the distillate with a boiling point of less than 520°C was subjected to hydrogenation treatment in the same manner as in Example 2. The operation of the process and steam pyrolysis process was carried out. The results of the steam pyrolysis are shown in Table 1 along with the yields of the main chemical feedstocks (mainly gaseous olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons) per starting feedstock oil. Comparative Example 2 The same hydrogenation equipment as in Example 2 was used for the thermal decomposition process, and the surface area contained 6% by weight of nickel oxide and 19% by weight of tungsten oxide.
Using a 70 wt% silica/30 wt% alumina supported nickel-tungsten catalyst with a pore volume of 230 m 2 /g 0.37 ml/g, the temperature was 380°C and the reaction pressure was 200 kg/g as conditions that the catalyst activity did not deteriorate significantly in the initial stage of operation.
cm 2 G, LHSV0.5hr -1 , hydrogen/raw oil ratio 2000Nl/
The experiment was carried out using the following conditions. Boiling point in this case
The yield of liquid fraction below 520°C was only 16.5% by weight. The obtained liquid fraction was subjected to a steam pyrolysis step in the same manner as in Example 1. The results of the steam pyrolysis are shown in Table 1, along with the yields of the main chemical feedstocks (mainly gaseous olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons) per starting feedstock oil. As is clear from the results of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, the method of the present invention decomposes heavy hydrocarbons to obtain a high yield of raw material to be fed to steam pyrolysis, It can be seen that this is an excellent method for obtaining a high yield of petrochemical raw materials. Moreover, the boiling point obtained in the separation process of the present invention is 520
The kinematic viscosity of residual oil above ℃ is as low as 22cst at 150℃.
In addition, its combustibility on a thermobalance is the same as that of Minas vacuum distillation residue oil, which is the raw material oil, and it can be used satisfactorily as a fuel oil. Example 3 The vacuum distillation residue of Daqing crude oil (100% by weight of the fraction with a boiling point of 520° C. or higher) was used as the feedstock oil, and was thermally cracked using the same flow-through high pressure equipment as in Example 1. As ingredients added to the raw oil, 500 ppm of copper naphthenate as copper, wet process silicic acid [average particle size 15 mμ]
(EM method), specific surface area 210m 2 /g (BET method)]
Each weight% was added, and the raw material oil was thoroughly stirred and supplied to the reactor. The reaction conditions were a temperature of 490℃ and a pressure of 150Kg/ cm2.
Adopts a residence time (cold liquid base) of 20 minutes, a hydrogen/raw oil ratio of 2000Nl/l, and a stirrer rotation speed.
Thermal decomposition was carried out at 1000 rpm. The resulting thermal decomposition product from which gas components were removed was distilled under normal pressure and reduced pressure to separate and remove high-boiling substances with a boiling point of 520°C or higher. Distillate with a boiling point of less than 520°C is processed using an external heat tube cracker, with an inlet temperature of 550°C, an outlet temperature of 830°C,
Steam pyrolysis was carried out under the conditions of an outlet pressure of 0.8 Kg/cm 2 G, a steam/oil weight ratio of 1.0, and a residence time of 0.2 seconds to obtain olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons. As a result of the pyrolysis step and the separation step, the lightening rate was 81.4% by weight, the yield of lightened liquid fraction with a boiling point of less than 520 ° C. was 76.0% by weight, and the amount of coke produced was 1.4% by weight. The amount of coking on the inner wall of the reactor during the pyrolysis process was very small at 20 ppm based on the total feed weight of feedstock oil. Furthermore, the amount of hydrogen consumed in the pyrolysis step was 100 Nl per kg of raw material.
The results of the final step of steam pyrolysis are shown in Table 1, along with the yields of the main chemical raw materials (main gaseous olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons) per starting material. Example 4 Vacuum distillation residue of Arabian Light crude oil (boiling point
Using 100% by weight of the distillate above 520°C as the raw material,
Thermal decomposition was carried out using the same flow-through high pressure apparatus as in Example 1. As components added to the raw oil, 500 ppm of vanadium acetylacetonate and 3% by weight of dry process silicic acid [average particle size 12 mμ (EM method), specific surface area 230 m 2 /g (BET method)] were added, and the raw oil was added. was sufficiently stirred and supplied to the reactor. The reaction conditions are temperature 480℃, pressure 200Kg/
cm2 , residence time (cold liquid basis) 25 minutes, hydrogen/
The raw material oil ratio was 2000Nl/l, and the rotation speed of the stirrer was 1000rpm for thermal decomposition. The resulting thermal decomposition product from which gas components were removed was distilled under normal pressure and reduced pressure to separate and remove high-boiling substances with a boiling point of 520°C or higher. Distillate with a boiling point of less than 520°C is processed using an external heat tube cracker, with an inlet temperature of 550°C, an outlet temperature of 830°C,
Steam pyrolysis was carried out under the conditions of an outlet pressure of 0.8 Kg/cm 2 G, a steam/oil weight ratio of 1.0, and a residence time of 0.2 seconds to obtain olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons. As a result of the pyrolysis step and the separation step, the lightening rate was 74.7% by weight, the yield of lightened liquid fraction with a boiling point of less than 520 ° C. was 68.9% by weight, and the amount of coke produced was 1.0% by weight. The amount of coking on the inner wall of the reactor during the pyrolysis process was very small at 200 ppm based on the total feed weight of feedstock oil. Further, the hydrogen consumption amount in the pyrolysis process was 170 Nl per kg of raw material. The results of the final step, steam pyrolysis, are shown in Table 1, along with the yields of the main chemical raw materials (mainly gaseous olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons) per starting feedstock oil. Example 5 A distillate with a boiling point of less than 520°C obtained by performing the same thermal decomposition step and separation step as in Example 4 was used as a raw material oil,
Same as Example 2 using an alumina-supported nickel-molybdenum catalyst having a surface area of 230 m 2 /g and a pore volume of 0.60 ml/g, containing 4% by weight of presulfurized nickel oxide and 14% by weight of molybdenum oxide. Hydrogenation treatment was carried out using a flow type hydrogenation reactor. The reaction conditions were a hydrogen/raw oil ratio of 1000Nl/l,
The temperature was 400°C, the pressure was 200Kg/cm 2 , and the LHSV was 0.8hr -1 . The recovered hydrotreated oil was processed using an external heating tube cracker at an inlet temperature of 550°C, an outlet temperature of 830°C, an outlet pressure of 0.8 Kg/cm 2 G, and a steam/hydrogenated oil weight ratio.
Steam pyrolysis was carried out under the conditions of 1.0 and residence time of 0.2 seconds to obtain olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons. As the implementation results, the thermal decomposition results and separation results are the same as in Example 4, and the yield of the hydrotreated oil excluding the gas component in the next hydrotreating step is the same as that of the raw material in the hydrotreating step. It was 99.0% by weight based on the oil. The properties of the recovered hydrotreated oil are shown in Table 2 together with the properties of the light hydrocarbon oil having a boiling point of less than 520°C after the separation step. The results of subjecting the hydrotreated oil to the final step of steam pyrolysis are shown in Table 1, along with the yield of the main chemical raw materials (mainly gaseous olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons) per starting feedstock oil.

【表】【table】

【表】【table】

【表】 実施例 6 ステアリン酸ニツケルをニツケルとして
1000ppm、オイルフアーネス法カーボンブラツク
〔平均粒子径15mμ(E.M.法)、比表面積200cm2
g〕を10重量%それぞれ加えたアラビアンライト
の減圧軽油(常圧沸点343〜520℃)を、内容積10
の耐圧オートクレーブに3Kg仕込み、硫化水素
5モル%を含む水素を仕込圧で100Kg/cm2封入し、
回転数1000rpmでかきまぜながら反応温度420℃
で1時間反応させた。反応後、内容物をフイルタ
ーでろ過し、テトラヒドロフランで洗浄抽出し、
乾燥することによつて固形物を得た。この固形物
を加温溶解したミナス原油の減圧蒸留残油(常圧
沸点520℃以上の留分100重量%)に10重量%にな
るように加え、超音波により高分散させた。この
分散液を前記と同じミナス減圧蒸留残油に固形物
濃度として2重量%になるように加え十分にかき
まぜて、実施例1と同一の反応装置及び反応条件
を採用し、熱分解を行つた。 回収した熱分解生成物は、実施例2と同一の装
置及び条件を採用して、分離工程、水素化処理工
程、水蒸気熱分解工程をそれぞれ実施して、オレ
フイン及び単環芳香族炭化水素を得た。 熱分解工程及び分離工程の結果として、軽質化
率は、81.6重量%、沸点520℃未満の軽質化した
液留分の得率は、75.6重量%、コークス生成量
は、0.8重量%であり、熱分解工程での反応器内
壁面コーキング量は、原料油の総供給重量に対し
て40ppmと非常に少なかつた。次の工程の水素化
処理工程におけるガス成分を除いた水素化処理油
の収率は水素化処理工程での原料油に対して99.4
重量%であつた。水素化処理油を最終工程の水蒸
気熱分解にかけた結果は、出発原料油当りの主化
学原料(主ガス状オレフイン及び単環芳香族炭化
水素)収率とともに、第3表に示す。 実施例 7 実施例1の熱分解工程で回収された生成液を常
圧蒸留及び減圧蒸留により沸点520℃以下の留分
を分離除去した残渣を加温ろ過し、ろ過物をテト
ラヒドロフランにより抽出した抽出残固形物を乾
燥したものを、ミナス原油の減圧蒸留残油(沸点
520℃以上の留分100重量%)に4重量%になるよ
うに加え、さらに、分散剤として石油スルフオネ
ートのカルシウム塩を主成分とするものを0.5重
量%加え、十分にかきまぜて実施例1と同一の反
応装置及び反応条件を採用して熱分解を行つた。 回収した熱分解生成物は、実施例2と同一の装
置及び条件を採用して、分離工程、水素化処理工
程、水蒸気熱分解工程をそれぞれ実施して、オレ
フイン及び単環芳香族炭化水素を得た。 熱分解工程及び分離工程の結果として、軽質化
率は、81.8重量%、沸点520℃未満の軽質化した
液留分の得率は、75.4重量%、コークス生成量
は、1.6重量%であり、熱分解工程での反応器内
壁面コーキング量は、原料油の総供給重量に対し
て140ppmと非常に少なかつた。次の工程の水素
化処理工程におけるガス成分を除いた水素化処理
油の収率は水素化処理工程での原料油に対して
99.2重量%であつた。水素化処理油を最終工程の
水蒸気熱分解にかけた結果は、出発原料油当りの
主化学原料(主ガス状オレフイン及び単環芳香族
炭化水素)収率とともに、第3表に示す。 実施例 8 実施例1の熱分解工程で回収された生成液を常
圧蒸留及び減圧蒸留により沸点520℃以下の留分
を分離除去した残渣を、ミナス原油の減圧蒸留残
油(沸点520℃以上の留分100重量%)に4重量%
になるように加え、さらに、ナフテン酸モリブデ
ンをモリブデンとして原料油に対して500ppmに
なるように加え、さらに乾式法ケイ酸〔平均粒子
径8mμ(E.M.法)、比表面積350m2/g(BET法)〕
を原料油に対して0.5重量%になるように加え、
原料油を十分にかきまぜて実施例1と同一の反応
装置及び反応条件を採用して熱分解を行つた。 回収した熱分解生成物は、実施例2と同一の装
置及び条件を採用して、分離工程、水素化処理工
程、水蒸気熱分解工程をそれぞれ実施して、オレ
フイン及び単環芳香族炭化水素を得た。 熱分解工程及び分離工程の結果として、軽質化
率は、75.8重量%、沸点520℃未満の軽質化した
液留分の得率は、69.7重量%、コークス生成量
は、2.0重量%であり、熱分解工程での反応器内
壁面コーキング量は、原料油の総供給重量に対し
て180ppmと非常に少なかつた。次の工程の水素
化処理工程におけるガス成分を除いた水素化処理
油の収率は水素化処理工程での原料油に対して
99.4重量%であつた。水素化処理油を最終工程の
水蒸気熱分解にかけた結果は、出発原料油当りの
主化学原料(主ガス状オレフイン及び単環芳香族
炭化水素)収率とともに、第3表に示す。
[Table] Example 6 Nickel stearate as nickel
1000ppm, oil furnace method carbon black [average particle diameter 15mμ (EM method), specific surface area 200cm 2 /
Arabian Light vacuum gas oil (normal pressure boiling point 343-520℃) containing 10% by weight of
3 kg was charged into a pressure-resistant autoclave, and hydrogen containing 5 mol% hydrogen sulfide was charged at a charging pressure of 100 kg/cm 2 .
The reaction temperature was 420℃ while stirring at 1000rpm.
The reaction was carried out for 1 hour. After the reaction, the contents were filtered, washed and extracted with tetrahydrofuran,
A solid was obtained by drying. This solid was added to 10% by weight of vacuum distillation residual oil of Minas crude oil (100% by weight of fraction with normal pressure boiling point of 520°C or higher), which had been dissolved under heating, and highly dispersed using ultrasound. This dispersion was added to the same Minas vacuum distillation residual oil as above to a solid concentration of 2% by weight, and thoroughly stirred. Using the same reaction apparatus and reaction conditions as in Example 1, thermal decomposition was carried out. . The recovered pyrolysis products were subjected to a separation step, a hydrotreating step, and a steam pyrolysis step using the same equipment and conditions as in Example 2 to obtain olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons. Ta. As a result of the pyrolysis step and the separation step, the lightening rate was 81.6% by weight, the yield of lightened liquid fraction with a boiling point of less than 520 ° C. was 75.6% by weight, and the amount of coke produced was 0.8% by weight. The amount of coking on the inner wall of the reactor during the pyrolysis process was very small at 40 ppm based on the total feed weight of feedstock oil. The yield of the hydrotreated oil excluding gas components in the next step, the hydrotreating step, is 99.4% compared to the feedstock oil in the hydrotreating step.
It was in weight%. The results of subjecting the hydrotreated oil to the final step of steam pyrolysis are shown in Table 3, along with the yield of the main chemical raw materials (main gaseous olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons) per starting feedstock oil. Example 7 The product liquid recovered in the thermal decomposition step of Example 1 was subjected to atmospheric distillation and vacuum distillation to separate and remove the fraction with a boiling point of 520°C or lower, the residue was filtered under heating, and the filtrate was extracted with tetrahydrofuran. After drying the residual solid matter, vacuum distillation residual oil of Minas crude oil (boiling point
100% by weight of the distillate above 520°C) to a total concentration of 4% by weight, and further added 0.5% by weight of a dispersant mainly composed of calcium salt of petroleum sulfonate, stirred thoroughly, and prepared as in Example 1. Thermal decomposition was carried out using the same reactor and reaction conditions. The recovered pyrolysis products were subjected to a separation step, a hydrotreating step, and a steam pyrolysis step using the same equipment and conditions as in Example 2 to obtain olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons. Ta. As a result of the pyrolysis step and the separation step, the lightening rate was 81.8% by weight, the yield of lightened liquid fraction with a boiling point of less than 520 ° C. was 75.4% by weight, and the amount of coke produced was 1.6% by weight. The amount of coking on the inner wall of the reactor during the pyrolysis process was very small at 140 ppm based on the total feed weight of feedstock oil. The yield of hydrotreated oil excluding gas components in the next hydrotreating process is based on the feedstock oil in the hydrotreating process.
It was 99.2% by weight. The results of subjecting the hydrotreated oil to the final step of steam pyrolysis are shown in Table 3, along with the yield of the main chemical raw materials (main gaseous olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons) per starting feedstock oil. Example 8 The product liquid recovered in the thermal decomposition step of Example 1 was subjected to atmospheric distillation and vacuum distillation to separate and remove the fraction with a boiling point of 520°C or lower. (100% by weight) to 4% by weight
Furthermore, molybdenum naphthenate was added as molybdenum to 500 ppm based on the raw material oil, and dry process silicic acid [average particle size 8 mμ (EM method), specific surface area 350 m 2 /g (BET method) )〕
Add to the raw material oil at a concentration of 0.5% by weight,
The raw material oil was thoroughly stirred and thermal decomposition was carried out using the same reaction apparatus and reaction conditions as in Example 1. The recovered pyrolysis products were subjected to a separation step, a hydrotreating step, and a steam pyrolysis step using the same equipment and conditions as in Example 2 to obtain olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons. Ta. As a result of the thermal cracking step and the separation step, the lightening rate was 75.8% by weight, the yield of lightened liquid fraction with a boiling point of less than 520 ° C. was 69.7% by weight, and the amount of coke produced was 2.0% by weight. The amount of coking on the inner wall of the reactor during the pyrolysis process was very small at 180 ppm based on the total feed weight of feedstock oil. The yield of hydrotreated oil excluding gas components in the next hydrotreating process is based on the feedstock oil in the hydrotreating process.
It was 99.4% by weight. The results of subjecting the hydrotreated oil to the final step of steam pyrolysis are shown in Table 3, along with the yield of the main chemical raw materials (main gaseous olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons) per starting feedstock oil.

【表】【table】

【表】 実施例 9 ミナス原油の常圧蒸留残油(沸点343℃以上の
留分100重量%、沸点520℃以上の留分45重量%)
を出発原料とし、実施例1と同一の流通式高圧装
置を用いて熱分解を実施した。 熱分解の際に原料油に加える2種類の成分とし
て、ナフテン酸モリブデンをモリブデンとして
100ppm、オイルフアーネス法カーボンブラツク
〔平均粒子径15mμ(E.M.法)、比表面積200m2/g
(BET法)〕を2重量%をそれぞれ加え、熱分解
条件としては、温度490℃、圧力150Kg/cm2、滞留
時間(液コールドベース)18分、水素/原料油比
1500Nl/lを採用し、かくはん機の回転数
1000rpmで行つた。 得られたガス成分を除いた熱分解生成物は、そ
れぞれ実施例1と同様に、常圧及び減圧蒸留によ
り沸点520℃以上の高沸点物を分離除去し、沸点
520℃未満の蒸留留出液は、水蒸気熱分解を実施
し、オレフイン及び単環芳香族炭化水素を得た。 実施例9の水蒸気熱分解の結果を、出発原料油
当りの主化学原料(主ガス状オレフイン及び単環
芳香族炭化水素)収率とともに、第4表に示す。 実施例 10,11 アラビアンライト原油の常圧蒸留残油(沸点
343℃以上の留分100重量%、沸点520℃以上の留
分46重量%)を出発原料とし、実施例1と同一の
流通式高圧装置を用いて熱分解を実施した。 熱分解実施の際に原料油に加える2種類の成分
として、 実施例10の場合は、鉄カルボニルを鉄として
800ppm、チヤンネル法カーボンブラツク〔平均
粒子径14mμ(E.M.法)、比表面積300m/g
(BFT法)〕を2重量%それぞれ加え、 実施例11の場合は、レジン酸コバルトをコバル
トとして300ppm、サーマル法カーボンブラツク
〔平均粒子径180mμ(E.M.法)、比表面積15m/g
(BET法)〕を6重量%加え、それぞれ実施した。 熱分解条件はいずれも、温度470℃、圧力200
Kg/cm2、滞留時間(液コールドベース)30分、水
素/原料油比2000Nl/lを採用し、かくはん機
の回転数1000rpmで行つた。 得られたガス成分を除いた熱分解生成物は、常
圧及び減圧蒸留により沸点520℃以上の高沸点物
を分離除去した。 得られた沸点520℃未満の蒸留液を原料油とし、
予備硫化を施したニツケル酸化物として5重量
%、モリブデン酸化物として20重量%を含む表面
積270m2/g、細孔容積0.75ml/gのアルミナ担
持ニツケル−モリブデン触媒を用い実施例2と同
じ流通式水素化反応装置により水素化処理を行つ
た。反応条件は、水素/原料油比1000Nl/l、
温度395℃、圧力180Kg/cm2、LHSV0.8hr-1を採
用した。 回収した水素化処理油は、外熱管式分解装置を
用いて、入口温度550℃、出口温度830℃、出口圧
力0.8Kg/cm2G、水蒸気/水素化処理油重量比
1.0、滞留時間0.2秒の条件で水蒸気熱分解し、オ
レフイン及び単環芳香族炭化水素を得た。 実施例10,11の水蒸気熱分解の結果を、出発原
料油当りの主化学原料(主ガス状オレフイン及び
単環芳香族炭化水素)収率とともに、第4表に示
す。
[Table] Example 9 Atmospheric distillation residual oil of Minas crude oil (100% by weight fraction with a boiling point of 343°C or higher, 45% by weight of a distillate with a boiling point of 520°C or higher)
was used as a starting material, and thermal decomposition was carried out using the same flow-through high pressure apparatus as in Example 1. Molybdenum naphthenate is used as molybdenum as two components added to raw oil during thermal decomposition.
100ppm, oil furnace method carbon black [average particle size 15mμ (EM method), specific surface area 200m 2 /g
(BET method)] were added, and the thermal decomposition conditions were: temperature 490℃, pressure 150Kg/cm 2 , residence time (liquid cold base) 18 minutes, hydrogen/feedstock oil ratio.
Adopts 1500Nl/l and the rotation speed of the stirrer
I went at 1000rpm. The resulting thermal decomposition products, excluding gas components, are subjected to normal pressure and vacuum distillation to separate and remove high-boiling substances with a boiling point of 520°C or higher, in the same manner as in Example 1.
The distillate at a temperature below 520°C was subjected to steam pyrolysis to obtain olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons. The results of the steam pyrolysis of Example 9 are shown in Table 4, along with the yields of the main chemical feedstocks (mainly gaseous olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons) per starting feedstock oil. Examples 10, 11 Atmospheric distillation residue of Arabian Light crude oil (boiling point
Using 100% by weight of the fraction with a boiling point of 343°C or higher and 46% by weight of a fraction with a boiling point of 520°C or higher as starting materials, thermal decomposition was carried out using the same flow-through high-pressure apparatus as in Example 1. In the case of Example 10, iron carbonyl was added as iron as the two types of components added to the feedstock oil during pyrolysis.
800ppm, channel method carbon black [average particle diameter 14mμ (EM method), specific surface area 300m/g
(BFT method)] were added, and in the case of Example 11, cobalt resin acid was added at 300 ppm as cobalt, thermal process carbon black [average particle diameter 180 mμ (EM method), specific surface area 15 m/g
(BET method)] was added in an amount of 6% by weight. The thermal decomposition conditions are 470℃ temperature and 200℃ pressure.
Kg/cm 2 , a residence time (liquid cold base) of 30 minutes, a hydrogen/raw oil ratio of 2000 Nl/l, and a stirrer rotation speed of 1000 rpm. The resulting thermal decomposition product from which gas components were removed was distilled under normal pressure and reduced pressure to separate and remove high-boiling substances with a boiling point of 520°C or higher. The obtained distillate with a boiling point of less than 520°C is used as a raw material oil,
The same flow as in Example 2 was carried out using an alumina-supported nickel-molybdenum catalyst having a surface area of 270 m 2 /g and a pore volume of 0.75 ml/g, containing 5% by weight of presulfurized nickel oxide and 20% by weight of molybdenum oxide. Hydrogenation treatment was carried out using a type hydrogenation reactor. The reaction conditions were a hydrogen/raw oil ratio of 1000Nl/l,
The temperature was 395°C, the pressure was 180Kg/cm 2 , and the LHSV was 0.8hr -1 . The recovered hydrotreated oil was processed using an external heat tube cracker at an inlet temperature of 550°C, an outlet temperature of 830°C, an outlet pressure of 0.8 Kg/cm 2 G, and a steam/hydrogenated oil weight ratio.
Steam pyrolysis was carried out under the conditions of 1.0 and residence time of 0.2 seconds to obtain olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons. The results of the steam pyrolysis of Examples 10 and 11 are shown in Table 4, along with the yields of the main chemical raw materials (main gaseous olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons) per starting stock oil.

【表】【table】

【表】【table】 【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第2図は、それぞれ本発明を実施す
るための工程図の異なつた例を示す。図中符号3
は熱分解装置、5は高圧気液分離器、8は常圧フ
ラツシユ装置、10は減圧フラツシユ装置、17
は固形物分離器、20は水素化処理装置、23は
高圧気液分離器、26は気液分離器、29は水蒸
気熱分解装置である。
FIGS. 1 and 2 each show different examples of process diagrams for carrying out the present invention. Code 3 in the diagram
1 is a thermal decomposition device, 5 is a high pressure gas-liquid separator, 8 is a normal pressure flash device, 10 is a reduced pressure flash device, 17
2 is a solid separator, 20 is a hydrotreating device, 23 is a high-pressure gas-liquid separator, 26 is a gas-liquid separator, and 29 is a steam pyrolysis device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 (A)重質炭化水素に、フアインセラミツク
スと気相炭素化物質から成る群より選ばれた平均
粒子径約5〜500mμの超微細粒状物質及び油溶性
遷移金属化合物を加え、水素又は硫化水素を含む
水素の存在下で該重質炭化水素を熱分解処理し、
軽質化炭化水素油を回収する工程、(B)軽質化
炭化水素油から高沸点物を分離除去する工程、及
び(C)高沸点物を分離除去した炭化水素油を単
独又は他の石油留分と混合して水蒸気熱分解し、
ガス状オレフイン及び単環芳香族炭化水素を回収
する工程から成ることを特徴とする重質炭化水素
からのガス状オレフイン及び単環芳香族炭化水素
の製造方法。 2 (A)工程において回収された軽質炭化水素
油又は(B)工程において分離除去された高沸点
物から分離工程された固形物の少なくとも一部を
(A)工程において再使用する特許請求の範囲第
1項記載の方法。 3 (B)工程において分離除去された高沸点物
の少なくとも一部を(A)工程において循環使用
する特許請求の範囲第1項記載の方法。 4 重質炭化水素に、フアインセラミツクスと気
相炭素化物質から成る群より選ばれた平均粒子径
約5〜500mμの超微細粒状物質及び油溶性遷移金
属化合物を加え、水素又は硫化水素を含む水素の
存在下で該重質炭化水素を熱分解処理し、軽質化
炭化水素油を回収する工程、(B)軽質化炭化水
素油から高沸点物を分解処理除去する工程、(C)
高沸点物を分離した炭化水素油を水添触媒の存在
下に水素化処理し、水素化処理油を回収する工
程、及び(D)水素化処理油を単独又は他の石油
留分と混合して水蒸気熱分解し、ガス状オレフイ
ン及び単環芳香族炭化水素を回収する工程から成
ることを特徴とする重質炭化水素からのガス状オ
レフイン及び単環芳香族炭化水素の製造方法。 5 (A)工程において回収された軽質炭化水素
油又は(B)工程において分離除去された高沸点
物から分離回収された固形物の少なくとも一部を
(A)工程において再使用する特許請求の範囲第
4項記載の方法。 6 (B)工程において分離除去された高沸点物
の少なくとも一部を(A)工程において循環使用
する特許請求の範囲第4項記載の方法。
[Scope of Claims] 1 (A) Heavy hydrocarbons, ultrafine particulate materials with an average particle size of about 5 to 500 mμ selected from the group consisting of fine ceramics and gas-phase carbonized materials, and oil-soluble transition metal compounds. and thermally decompose the heavy hydrocarbon in the presence of hydrogen or hydrogen containing hydrogen sulfide,
A step of recovering light hydrocarbon oil, (B) a step of separating and removing high boiling point substances from light hydrocarbon oil, and (C) converting the hydrocarbon oil from which high boiling point substances have been separated and removed, alone or with other petroleum fractions. mixed with steam pyrolysis,
1. A method for producing gaseous olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons from heavy hydrocarbons, comprising a step of recovering gaseous olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons. 2 Claims that at least a part of the solids separated from the light hydrocarbon oil recovered in the (A) process or the high-boiling substances separated and removed in the (B) process are reused in the (A) process. The method described in paragraph 1. 3. The method according to claim 1, wherein at least a part of the high-boiling substances separated and removed in step (B) is recycled and used in step (A). 4 Add ultrafine particulate matter with an average particle diameter of approximately 5 to 500 mμ selected from the group consisting of fine ceramics and gas-phase carbonized substances and an oil-soluble transition metal compound to heavy hydrocarbons, and contain hydrogen or hydrogen sulfide. a step of thermally decomposing the heavy hydrocarbon in the presence of hydrogen and recovering a light hydrocarbon oil; (B) a step of decomposing and removing high boiling point substances from the light hydrocarbon oil; (C)
A step of hydrotreating the hydrocarbon oil from which high boilers have been separated in the presence of a hydrogenation catalyst and recovering the hydrotreated oil; and (D) a step of recovering the hydrotreated oil alone or with other petroleum fractions. 1. A method for producing gaseous olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons from heavy hydrocarbons, comprising the steps of steam pyrolysis and recovering gaseous olefins and monocyclic aromatic hydrocarbons. 5 Claims that at least part of the solids separated and recovered from the light hydrocarbon oil recovered in the (A) process or the high boiling point substances separated and removed in the (B) process is reused in the (A) process. The method described in Section 4. 6. The method according to claim 4, wherein at least a part of the high-boiling substances separated and removed in step (B) is recycled and used in step (A).
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