遅延重質化に関する一連の知識、保存しておく価値あり！

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遅延コーキング delayed cokingは、熱分解プロセスの一種です。その主な目的は、高残留炭素分を持つ残油を軽質油に変換することです。使用される装置は循環運転が可能であり、すなわち重油のコークス化留出油から得られたより重い留分を循環油として使用し、装置内での滞留時間を長くする。 一、技術概要　遅延コーキングとは、石油の二次加工技術の一種であり、水素含有量が少ない重質油を原料として、高温（約500℃）下で高度な熱分解および縮合反応を行い、富ガス、粗ガソリン、ディーゼル油、ワックスオイル、およびコークスを製造する技術です。それは世界の重油の高度処理における主要な方法の一つであり、その処理能力は重油処理能力の3分の1を占めている。 いわゆる遅延とは、コークス油（原料油および循環油）を加熱炉で加熱して急速にコークス化反応温度まで昇温させ、反応炉管内でコークスが生成しないようにし、代わりにコークス塔に送ってからコークス化反応を行うことで、遅延効果が生じるため、これを遅延コークス化技術と呼ぶ。一般的には、1基の加熱炉と2基のコークス化塔、または2基の加熱炉と4基のコークス化塔を用い、加熱炉では連続的に原料が供給され、コークス化塔では交互に運転が行われる、半連続式のプロセスです。原料油（減圧残油や、脱油アスファルト、澄明油、さらには汚油といったその他の重質油）は495～505℃まで加熱されてコークス塔に送られる。熱した原料油はコークス塔内でコーキング反応を起こし、生成された軽質な生成物は塔の上部から出て分留塔に入り、そこで富ガス、粗ガソリン、ディーゼル油、および重質留分油が分離される。重質留分油は、さらなる処理のため（触媒クラッキングや水素化クラッキングの原料として）送られることも、全量または一部を原料油システムに循環させることもできる。コークスが順次満たされ（一定の空間を残して）、原料は別のコークス塔に送られ、コークス塔内に残ったコークスは水力除焦によって排出される。コークス塔が空塔状態に戻った後、加熱原料を投入する。このプロセスにおけるコークスの収率は、一般的に原料油のケンドール残炭（CCR）の変化に伴って変動し、富ガスの生成量は通常10％（質量）前後である（ガス収率％＝7.8＋0.144×CCR）。その他は循環比によって異なるが、重油/蒸気比は1を超える。 遅延重質化の原料には、重油、残油、さらにはアスファルトも使用できる。遅延重質油化生成物は、ガス、ガソリン、ディーゼル、ワックスオイル、およびコークスに分けられる。国産残油の場合、ガス収率は7.0～10％、粗ガソリン収率は8.2～16.0％、ディーゼル油収率は22.0～28.66％、ワックスオイル収率は23.0～33.0％、コークス収率は15.0～24.6％で、その他の油分は1～3.0％である。コークスガソリンとコークスディーゼルは遅延コークス化の主要な製品ですが、その品質は劣っています。コークスガソリンのオクタン価は非常に低く、通常は51～64（MON）である。一方、ディーゼル油のオクタン価は比較的高く、通常は50～58である。しかし、これら2種類の油はオレフィン含有量が高く、硫黄、窒素、酸素などの不純物含有量も多いため安定性に欠け、半製品または中間製品としてしか利用できない。精製処理を施した後でなければ、ガソリンやディーゼルの調合成分として使用することはできない。コークス化ワックスオイルは、硫黄・窒素化合物、ゲル分、残炭などの含有量が高いため、二次加工用の低品質なワックスオイルであり、2014年時点では一般的に触媒または水素化分解の原料として混合されていた。石油コークスは遅延重質化プロセスにおける重要な製品の一つであり、品質によっては電極、冶金用、燃料などとして利用される。コークスガスは脱硫処理を施すことで、水素製造の原料として、または燃料パイプラインに送って燃料として利用することができる。 二、長所と短所　遅延焦化は、炭素分や金属含有量が高い品質の悪い原料を処理でき、軽質油の収率や脱炭効率を向上させる。また、運転が連続的であり、処理能力が高く、柔軟性に優れ、脱炭効率も高い。さらに、投資費用や運転コストも低いという長所がある。 欠点は、低価値な製品であるコークスの生産率が高く、液体製品の品質が悪いことです。 三、遅延重質油化処理工程 遅延重質油化処理は熱分解と類似しているが、短時間で重質油化反応に必要な温度まで加熱し、原料が炉管内でほとんど分解反応を起こさないように制御し、代わりに専用のコークス塔で分解反応を行う。これが「遅延重質油化処理」と呼ばれる由縁である。遅延コークス化装置は主に8つの部分で構成されている：1、コークス化部分　主要な設備は加熱炉とコークス塔である。1炉2塔、2炉4塔のものがあり、他の装置と直接連携するものもある。 2、分留部　主要な設備は分留塔であり、遅延重質化処理では一般的に消泡剤／抑制剤／液体回収促進剤などの化学薬品が添加される。 3、コークスガスの回収と脱硫　主な設備は吸収塔、脱吸収塔、安定塔、再吸収塔などである。 4、水力除焦部門 重質残油の炭素・水素比が高く、非常に容易にコークス化するという特性を考慮し、原料油を比較的高温（480～500℃）まで急速に加熱する。これにより、重質残油は管状加熱炉内で反応する間もなく中空の容器（コークスタワーと呼ばれる）に送られ、そこで加熱された油が裂化・縮合反応を起こす。加熱とコークス化が同時に起こらないため、これを遅延コークス化と呼ぶ。コークス塔内での分解反応によって生成された415℃の高温な油ガスは、コークス塔の頂部から漏れ出し、主分留塔の下部の投入部に入ります。そこで洗浄板（人字型の遮板）によって、運ばれてきたコークス粒子が洗浄された後、蒸発部を通って上昇し、ワックスオイル集油タンクの上方で蒸留分離が行われます。その結果、富ガス、ガソリン、ディーゼル、軽質・重質ワックスオイルの各フラクションが得られます。一方、コークス塔内での縮合反応によって生成されたコークスは、コークス塔内に残ります。コークス塔内のコークスの量が一定量に達すると、別のコークス塔に切り替えてさらにコークス化が続けられ、元のコークス塔ではコークスの除去作業が行われます。通常、コークス製造装置では2～4基のコークス塔が使用される。清焦には水力除焦法が用いられ、まずコークス層の中央にドリルで穴を開け、上から下まで掘り進める。その後、下から上へと12～30MPaの高圧水を送り込み、水の衝撃力を利用してコークスを破砕し、底部から排出する。 高圧水ポンプで送られた高圧水は、給水ライン、ホース、ドリルパイプを経て水力タール切断装置のノズルまで届き、そこからノズルを通って噴出される高圧水が高圧ジェットを形成する。この高圧ジェットの強力な衝撃力によって、石油タールが切断される。ドリルパイプは、焦げがすべて取り除かれるまで、絶えず上下し回転する。 5、水力除焦の主要機器として、(高圧水ポンプ)、(除焦制御バルブ)、潤滑油システム、空気圧バルブ、ウインチおよび滑車装置、(新型除焦ホース)、(水タービン減速機)、(自動切り替え式複合掘削除焦装置)、(塔頂カバー自動荷役機)、(塔底カバー荷役機)、(エレベーター)、(ドリルパイプアセンブリ)、および(クレーン)がある。 6、コークスの脱水および貯蔵・輸送 コークスの脱水および貯蔵・輸送。 7、エアーブロー排気システム エアーブロー排気システム。 8、蒸気発生部門 蒸気を発生させる熱源としては、一般的に分留塔のサイドラインから得られるディーゼル油、重質ワックスオイル、塔底循環油が使用される。 9、コークス焙焼部門 コークス焙焼部門。国内で選定された炉の出口温度は495～500℃、コークス塔の頂部圧力は0.15～0.2 Mpaである。 四、急速な発展　遅延重質化の上記の利点により、中国において遅延重質化は急速に発展してきました。その主な理由は以下の通りです：⑴遅延重質化は、燃料とガソリンの供給と需要の不均衡を解決する有効な手段だからです。これは、中国の原油が全体的に重質でワックス分が多く、ディーゼル油の収率が低いためであり、国内の原油から得られるディーゼル留分の収率は、海外の原油の平均値よりも5～7ポイント低い。そのため、2014年までの間、中国は毎年約80×10tのディーゼルを輸入し、同時に国内の供給と需要のバランスを取るために30×10tのガソリンを輸出せざるを得なかった。次に、中国の石油精製企業における二次加工はすべて触媒クラッキングが主流であり、軽油対ガソリン比が低い（遅延焦化では1.94、触媒クラッキングでは0.56）ため、遅延焦化を発展させることは、軽油対ガソリン比の供給需要の不均衡を解消し、軽油の生産量を増やすための有効な手段である。⑵遅延重質化は水素化分解と比較して、軽質油製品の安定性が悪いという欠点はあるものの、運用コストが低く（処理コストは水素化分解の約1/2～1/3）、高い競争力を持っている。 遅延重質化は、投資額が少なく、運用コストが低く、転換度が高いという利点があるため、残油の軽質化における最も重要な処理方法の一つとして発展してきました。したがって、2014年時点で中国では資金が逼迫しており、軽油製品、特に軽油とディーゼル燃料の需給の不均衡が深刻な状況下で、遅延重質化はこの問題を解決するための比較的理想的な手段の一つである。 本文の素材はインターネットからのもので、不正確な点があればご指摘ください（石化縁編集、転載の際は出典を明記してください）