DE1671304B2

DE1671304B2 - Verzoegertes verkokungsverfahren zur gleichzeitigen herstellung zweier verschiedener guetegrade von petrolkoks

Info

Publication number: DE1671304B2
Application number: DE1967C0043890
Authority: DE
Current assignee: ConocoPhillips Co
Priority date: 1967-03-28
Filing date: 1967-11-20
Publication date: 1976-05-13
Also published as: BE724792A; FR1548116A; GB1143180A; NL156746B; DE1671304A1; NL6717157A; US3472761A

Description

a) hochwertiger Premium-Petrolkoks aus einem ^ hauptsächlich thermischen Teer enthaltenden Ausgangsmaterial und

b) normaler Petrolkoks aus einem hauptsächlich Toprückstände enthaltenden Ausgangsmaterial hergestellt werden,

wobei die Kopfprodukte der beiden in Betrieb befindlichen Kokskammern und ungestrippter thermischer Teer aus einer Krackanlage, die mit Gasölen aus den Kokskammern beschickt wird, einem Fraktionierer zugeführt werden und das Bodenprodukt des Fraktionierers als Ausgangsmaterial für den Premium-Petrolkoks verwendet wird.

Die Erfindung betrifft ein verzögertes Verkokungsverfahren zur gleichzeitigen Herstellung zweier verschiedener Gütegrade von Petrolkoks.

Petrolkoks wird gewöhnlich in zwei Gütegraden hergestellt und gehandelt, nämlich dem Premium-Koks und dem Normalkoks. Premium-Koks ist ein Koks besonders hoher Qualität, der nach der CaI-Cinierung einen relativ niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten hat und vorwiegend zur Herttellung von Elektroden für die Stahlindustrie verwendet wird. Normalkoks hat dagegen einen relativ hohen thermischen Ausdehnungskoeffizienten und ist daher für die Verwendung in der Stahlindustrie ungeeignet. Er findet gewöhnlich Verwendung für Elektroden zur Aluminiumherstellung. Die Unterschiede beider Gütegrade von Petrolkoks sind im einzelnen in der US-PS 29 22 755 beschrieben. Dort ist auch beschrieben, daß bei der Herstellung von graphitierbarem Petrolkoks aus einem Ausgangsmaterial, das hocharomatischen thermischen Teer und Rohöldestillationsrückstände enthält, um so mehr Normalkoks mit hohem thermischem Ausdehnungskoeffizienten entsteht, je mehr Rohöldestillationsrückstand das Ausgangsmaterial enthält.

Das Delayed-coking-Verfahren ist seit langem bekannt und z. B. in folgenden Druckschriften beschrieben:

»Continuous Coking of Residuum by the Delayed Coking Process«, R. J. Diwoky, Refiner and Natural Gasoline Manufacturer, Bd. 17, Nr. 11, November 1938; »Delayed Coking Process«, Petroleum Refiner, September 1948, Foster-Wheeler Corporation; Petroleum-Refiner, Bd. 28 (Nr. 9), S. 147 bis 150, September 1949, »Description of Kellog Delayed Coking« und US-PS 32 57 309.

Es ist auch bereits bekannt, die Verschwelung von Kohlenwasserstoffölen kontinuierlich in mehreren Kokstrommeln durchzuführen (vgl. US-PS 23 80 713 und 21 99 759). In diesen bekannten Verfahren dienen jedoch die zusätzlichen Kokstrommeln lediglich dazu, die Energiebilanz des Gesamtverfahrens zu verbessern (indem das aus dem Dephlegmator als Schwelprodukt abgezogene heiße Kondensat zum Aufheizen der nächsten Kokstrommel verwendet wird) bzw. die Stückkoksausbeute zu erhöhen (indem die Koksmasse noch längere Zeit zum Nachschwelen in einer Kammer verbleibt, während bereits die nächste Kammer betrieben wird).

Um Petrolkoks verschiedener Gütegrade, d. h. sowohl Premium-Koks als auch Normalkoks, herzustellen, mußten allerdings bisher die herkömmlichen Verkokungsanlagen entweder alternierend unter Einsatz verschiedener Ausgangsmaterialien betrieben werden, oder aber man verwendete zwei getrennte Verkokungsanlagen mit jeweils eigenen Fraktioniervorrichtungen. Diese Verfahrensweise ist jedoch insbesondere bei mittleren Produktionsanlagen umständlich, technisch aufwendig und kostspielig.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung zweier verschiedener Gütegrade von Petrolkoks nach dem Delayed-cokinga5 Verfahren zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe eignet sich nach der Erfindung ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß in drei Kokskammern abwechselnd nacheinander

a) hochwertiger Premium-Petrolkoks aus einem hauptsächlich thermischen Teer enthaltenden Ausgangsmaterial und

wobei die Koöfprodukte der beiden in Betrieb befindlichen Kokskammern und ungestrippter thermischer Teer aus einer Krackanlage, die mit Gasölen aus den Kokskammern beschickt wird, einem Fraktionierer zugeführt werden und das Bodenprodukt des Fraktionierers als Ausgangsmaterial für den Premium-Petrolkoks verwendet wird.

In der Zeichnung ist das erfindungsgemäße Verfahren vereinfacht dargestellt. Durch Leitung 1 wird roher Toprückstand, der durch nicht eingezeichnete Wärmeaustauscher vorerhitzt wird, in den Ofen 2 geleitet und weiter aufgeheizt. Der Toprückstand gelangt dann durch Leitung 3 mit einer Temperatur von etwa 427° C in den Entspannungsturm 4. Das Kopfprodukt des Entspannungsturms wird durch Leitung 5 in den Kondensator 6 geleitet, aus dem ein Teil des erhaltenen Gasöls durch Leitung 7 abgedampft wird. Das verbleibende Gasöl wird durch Leitung 8 in den thermischen Krackfraktionierer 9 gepumpt. Die Rückstände des Entspannungsturms werden durch Leitung 10 in den Ofen 2 gepumpt und dann durch das Ventil 11 in eine der Kokskammern 12. Der Entspannungsturm ist für das Verfahren nicht wesentlich und kann auch weggelassen werden.

Gleichzeitig wird heißer ungestrippter Teer vom

Boden des thermischen Krackfraktionierers 9 durch Leitung 14 in den Kokerfraktionierer 13 geleitet. Der Teer, der Rückführöl und normales Gasöl enthält, wird vom Boden des Kokerfraktionierers 13 durch Leitung 15 in den Ofen 2 und durch Ventil 16 in eine der Kokskammern transportiert. Ein Teil des normalen Einsatzproduktes wird durch Leitung 10 c

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mit dem Teer kombiniert, um ein gemischtes Einsatzprodukt zu erhalten, das 10 bis 30 Gewichtsprozent des rohen Toprückstandes hat. Wie in der US-PS 29 22 755 gezeigt ist, liefert eine derartige Mischung Premium-Koks. Wenn man einen Koks herstellen will, der zwischen den beiden beschriebenen Gütegraden liegt, können zusätzliche Mengen Toprückstand verwendet werden. Die geeigneten Verkokungsbedingungen liegen bei 454 bis 510⁰C und 1,41 bis 5,62 at. Die Kopiprodukte der beiden in Betrieb befindlichen Kokskammern werden vereinigt und durch Leitung 17 in den Kokerfraktionierer 13 geleitet. Die Kopfprodukte des Kokerfraktionierers werden in Gas und Benzin getrennt. Ein leichtes Gasöl vom Kokerfraktionierer wird durch Leitung 18 in das Zwischengefäß 19 und ein schweres Gasöl durch Leitung 20 in das Zwischengefäß 21 geführt. Die Leitungen 22 und 23 werden zum Lüften der zwischengeschalteten Gefäße 19 und 21 gebraucht. Diese Leitungen stehen mit Systemteilen niedrigen Drucks in Verbindung, z. B. mit dem Kokerfraktionierer 13. Das leichte Gasöl vom Zwischengefäß 19 wird mit dem Gasöl der Leitung 8 durch Leitung 24 oder 25 (oder durch beide Leitungen) in den thermischen Krackfraktionierer 9 transportiert. Das schwere Gasöl wird durch Leitung 26 in den Fraktionierer transportiert. Gas und Benzin werden vom Fraktionierer 9 aus den Kopfprodukten gewonnen, wie es aus der Zeichnung ersichtlich ist.

Ein leichtes Gasöl wird durch Leitung 27 in den Krackofen 28 gepumpt, wo es bei einer Eintrittstemperatur von etwa 343 bis 399° C und einer Austrittstemperatur von etwa 510 bis 566^C C gekrackt wird. Das von Ofen 28 abfließende Produkt wird durch Leitung 29 auf den Boden des Fraktionierers 9 zurückgeleitet. Ein schweres Gasöl wird durch Leitung 30 in den Krackofen 31 gepumpt, wo es bei einer Eintrittstemperatur von etwa 371 bis 427° C und einer Austrittstemperatur von etwa 469 bis 524° C gekrackt wird. Das von Ofen 31 abfließende Produkt wird durch Leitung 32 auf den Boden des Fraktionierers 9 zurückgeleitet. Die Rückstände des Fraktionierers £ werden vorzugsweise ungestrippt in den Kokerfraktionierer 13 gepumpt, der als Kombinationsturm dient, d. h. die aus den Kokskammern abfließenden Produkte aus Leitung 17 aufnimmt und die Rückstände des thermischen Krackfraktionierers aus Leitung 14. Konventionelle thunnische Krackeinrichtungen weisen einen Turm zum Strippen des Teers auf. Die Bedienung des Kokerfraktionierers 13 basiert auf einem Kokskammerzyklus von 48 Stunden. Davon entfallen 16 Stunden auf die Entkokung. Wenn eine Kokskammer mit Koks gefüllt ist, wird sie oben und unten geöffnet, und der Koks wird durch einen Wasserstrahl mit hoher Geschwindigkeit herausgeschnitten. In Übereinstimmung mit der konventionellen Praxis beträgt der Entkokungszyklus normalerweise etwa 16 Stunden.

Beispiel
Einsatzprodukt (Leitung 1):

Temperatur (Leitung 1); bei
Eintritt in Ofen 2:
Temperatur (Leitung 3):

Strömungsgeschwindigkeit
(Leitung 5):

Strömungsgeschwindigkeit
(Leitung 8):

Leitung 10

332° C/Topriickstand (1818 m3/Tag).

371° C.
432° C.

20185 kg/h Kohlenwasserstoff,
1686 kg/h Dampf.

479 m³/Tag.

Strömungsgeschwindigkeit:
Leitung 15

Strömungsgeschwindigkeit:

Strömungsgeschwindigkeit
(Leitung 10a):

Druck in den Kokskammern:
Temperatur des Einsatzproduktes
für die Kokskammern:

Austrittstemperatur
(Leitung 17):

Normalkoks-Produktion:
Premium-Koks-Produktion:

Leitung 14

Strömungsgeschwindigkeit:

Strömungsgeschwindigkeit
(Leitung 17):

Strömungsgeschwindigkeit
(Leitung 18):

Strömungsgeschwindigkeit
(Leitung 20):

Leitung 24

Strömungsgeschwindigkeit:

Eintritt in Ofen 28:
Austritt aus Ofen 28:

Leitung 30

Strömungsgeschwindigkeit:

Eintritt in Ofen 31:
Austritt aus Ofen 31:

0,9472 g/ml. 1360 m^s/Tag.

1,0158 g/ml. 1292 m³/Tag.

177 nvVTag. 3,52 at.

496° C.

441° C.

168 739 kg/Tag.

212 284 kg/Tag.

1838 nWTag. 0,9472 g/ml.

89 892 kg/h. 641 m³/Tag. 1689 nvVTag.

3270 m³/Tag. 0,8784 g/ml. 371° C; 87,5 at. 538° C; 52,7 at.

4088 m³/Tag. 0,8979 g/ml. 393° C; 94,9 at. 496° C; 35,2 at.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verzögertes Verkokungsverfahren zur gleichzeitigen Herstellung zweier verschiedener Gütegrade von Petrolkoks, dadurch gekennzeichnet, daß in drei Kokskammern abwechselnd nacheinander