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Die Erfindung betrifft eine Befüllvorrichtung zum Befüllen einer Verkokungstrommel mit einem Mediumstrom, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, eine Verkokungstrommel, insbesondere für die Herstellung von Petroleumkoks, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 8, ein System zur Rohölverarbeitung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 9, sowie ein Verfahren zum Herstellen von Petroleumkoks gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 10.
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Bei der Verarbeitung von Rohöl werden Bestandteile, welche bei der Destillation von Rohöl übrigbleiben, weiterverarbeitet. Die zur Verarbeitung notwendigen Anlagen werden als Konversationsanlagen bezeichnet. Bei der Verarbeitung werden schwere, lange Kohlenwasserstoffmoleküle in leichte, kürzere Kohlenwasserstoffmoleküle aufgespalten. Ein bekanntes Verfahren wird hierbei als thermisches Cracken bezeichnet. Das thermische Cracken spaltet Kohlenwasserstoffketten unter dem Einsatz hoher Temperaturen. Dem thermischen Cracken ist insbesondere das sogenannte Verkoken zugeordnet, bei dem sich Kohlenstoff in fester Form, wie Koks oder Petroleumkoks, absetzt. Rückstände aus der Destillation werden in einem Ofen auf ca. 500°C erhitzt und mit hoher Geschwindigkeit in eine Verkokungstrommel eingeleitet. In der Verkokungstrommel verkoken die Rückstände anschließend und setzen sich dort ab.
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Die Druckschrift
EP 1 516 908 B1 offenbart eine Verkokungstrommel, insbesondere für die Herstellung von Petroleumkoks, die einen annähernd zylindrischen Grundkörper, mindestens einen Einlaß und einen Auslaß und eine weitere Zugangsöffnung aufweist, wobei an dem Auslaß und/oder an oder nahe dem Einlaß und/oder an der Zugangsöffnung ein Rohrbrückenschieber als Absperrglied angeordnet ist, der zwei Absperrplatten aufweist.
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Problematisch ist in dem Herstellungsverfahren die Einleitung des im Ofen erhitzten Mediums in die Verkokungstrommel. Durch das Verkoken setzt sich das Medium in fester Form als Koks oder Petroleumkoks ab und muss anschließend herabgekühlt, aus der Trommel herausgeschnitten, und seiner weiteren Verarbeitung zugeführt werden. Hierbei kommt es häufig zu Verstopfungen oder zumindest zu Beeinträchtigung durch festgesetztes Koks im Bereich der Einleitung in die Verkokungstrommel. Zusätzlich kann festgesetztes Koks das Passieren weiteren Mediums blockieren, weil es sich im Bereich der Einleitungsöffnung festgesetzt hat. Dadurch kann es wiederum vorkommen, dass freies Volumen innerhalb einer Verkokungstrommel ungenutzt bleibt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verkokungstrommel anzugeben, welche ein verbessertes Einbringen und Verteilen des Mediums in die Verkokungstrommel ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Vorrichtungsaspekte durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, wobei bevorzugte Weiterentwicklungen und Ausführungsformen in den Unteransprüchen beschrieben sind. Hinsichtlich verfahrenstechnischer Aspekte wird auf den Anspruch 10 verwiesen.
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Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, dass die Befüllvorrichtung zumindest einen Einfüllstutzen zum Einbringen eines Medienstroms und eine Leitvorrichtung zum Aufwirbeln des Medienstroms in die Verkokungstrommel aufweist.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung besteht darin, dass der Medienstrom in die Befüllvorrichtung eingebracht, mit Hilfe der Leitvorrichtung verwirbelt und anschließend in die Verkokungstrommel eingeleitet wird. Zusätzlich bringt die erfindungsgemäße Befüllvorrichtung den Vorteil mit sich, dass die Verkokungstrommel von einer Unterseite aufsteigend befüllt werden kann. Dadurch kann das Verkoken der Rückstände besser über das gesamte Volumen der Verkokungstrommel verteilt werden. Ebenso wird dadurch verhindert, dass sich Rückstände im Bereich der Einleitungsöffnung in die Verkokungstrommel festsetzen und das Einleiten weiteren Mediums blockieren.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform, ist die Leitvorrichtung innerhalb des Einfüllstutzens angeordnet. Dadurch ergibt sich beispielsweise der technische Vorteil, dass das Einleiten und das Verwirbeln des einströmenden Mediums besonders effizient erfolgt. Der Medienstrom kann nahezu vollständig erfasst und verwirbelt werden, da sich die Leitvorrichtung bereits innerhalb des Einfüllstutzens und somit innerhalb des Medienstroms selbst befindet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform, ist die Leitvorrichtung aus dem Einfüllstützen entfernbar ausgebildet ist. Dadurch wird beispielsweise der Vorteil erreicht, dass die Leitvorrichtung zu Reinigungszwecken oder zur Reparatur aus der Befüllvorrichtung entfernt werden kann. Hierbei braucht nicht die vollständige Befüllvorrichtung entfernt werden. Dies macht die Wartung und die Reparatur der Befüllvorrichtung besonders effizient.
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Um die Befüllvorrichtung möglichst flexibel und mit geringem Aufwand wechseln und reinigen zu können, ist die Leitvorrichtung und der Einfüllstützen als Baugruppe entfernbar ausgebildet. Diese modulare Bauart ermöglicht einerseits das isolierte Entfernen der Leitvorrichtung, andererseits kann aber auch der Einfüllstutzen zusammen mit der Leitvorrichtung als Baugruppe entfernt werden.
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Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform, umfasst die Leitvorrichtung ein Rührwerk. Dadurch wird beispielsweise der Vorteil erreicht, dass das Aufwirbeln des einströmenden Mediums besonders zielgerichtet und kontrolliert erfolgt. Beispielsweise kann eine Drehzahl des Rührwerks variiert werden. Das Rührwerk lässt sich besonders einfach austauschen oder vollständig entfernen.
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Gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform, weist der Einfüllstutzen einen Einfüllflansch auf. Dadurch lässt sich die Befüllvorrichtung besonders einfach mit einer Zuleitung verbinden. Beispielsweise wird das Medium aus einem Ofen über die Zuleitung mit der Befüllvorrichtung verbunden. Alternativ ist auch eine unmittelbare Verbindung der Befüllvorrichtung mit dem Ofen denkbar.
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Um das Medium leichter in die Verkokungstrommel einbringen zu können oder um festgesetztes Petroleumkoks einfacher aus der Verkokungstrommel entfernen zu können, weist der obere Flansch einen ersten Durchmesser und der untere Flansch einen zweiten Durchmesser auf, wobei sich der erste Durchmesser von dem zweiten Durchmesser unterscheidet.
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Beispielsweise ist es vorteilhaft, wenn der erste Durchmesser einen größeren Durchmesser als der zweite Durchmesser aufweist. Dadurch könnte von unten einströmendes Medium besser in die Verkokungstrommel eingebracht werden.
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Alternativ ist es vorteilhaft, wenn der erste Durchmesser einen kleineren Durchmesser als der zweite Durchmesser aufweist. Dadurch wäre eine Reinigung der Befüllvorrichtung von der Unterseite leichter möglich. Hierfür müsste die Befüllvorrichtung lediglich am unteren Flansch geöffnet werden, wobei die Befüllvorrichtung selbst im eingebauten Zustand unter der Verkokungstrommel verbleiben könnte. Dies würde zudem einen vereinfachten Zugang zur Leitvorrichtung ermöglichen, ohne dass die Leitvorrichtung aus der Befüllvorrichtung entfernt werden müsste.
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Hinsichtlich der Verkokungstrommel wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 8 gelöst.
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Eine derartige erfindungsgemäße Verkokungstrommel, insbesondere für die Herstellung von Petroleumkoks, umfasst eine erfindungsgemäße Befüllvorrichtung. Es ergeben sich dadurch ähnliche Vorteile, wie diese bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung erläutert wurden.
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Hinsichtlich des Systems zur Rohölverarbeitung, wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 9 gelöst.
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Ein derartiges erfindungsgemäßes System zur Rohölverarbeitung umfasst zumindest eine Verkokungstrommel, ein Schieberventil und eine erfindungsgemäße Befüllvorrichtung. Es ergeben sich dadurch ähnliche Vorteile, wie diese bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung und der erfindungsgemäßen Verkokungstrommel erläutert wurden.
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Hinsichtlich des Verfahrens zum Herstellen von Petroleumkoks, wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 10 gelöst.
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Ein derartiges erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen von Petroleumkoks mit einer erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung, bringt den Medienstrom durch den Einfüllstutzen in die Befüllvorrichtung ein und wirbelt ihn anschließend durch die Leitvorrichtung in die Verkokungstrommel auf. Es ergeben sich dadurch ähnliche Vorteile, wie diese bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Befüllvorrichtung, der erfindungsgemäßen Verkokungstrommel und dem erfindungsgemäßen System zur Rohölverarbeitung erläutert wurden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Figuren näher erläutert. Darin zeigen:
- 1 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Befüllvorrichtung, und
- 2 eine schematische Darstellung einer Verkokungsanlage.
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Im Folgenden werden für gleiche und gleich wirkende Teile gleiche Bezugsziffern verwendet.
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Die 1 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer Befüllvorrichtung 10. Die Befüllvorrichtung 10 dient dem Befüllen einer Verkokungstrommel 40 (nicht gezeigt) mit einem Medienstrom. Durch einen Einfüllstutzen 20 wird der Medienstrom in einen Innenraum 18 der Befüllvorrichtung 10 eingebracht. Der Innenraum 18 steht mit dem Innenraum einer Verkokungstrommel 40 in Verbindung, welche im Betrieb oberhalb der Befüllvorrichtung 10 angeordnet ist. Hierbei wird die Befüllvorrichtung 10 mit einem oberen Flansch 14 an der Verkokungstrommel 40 befestigt. An der Unterseite der Befüllvorrichtung 10 ist ein unterer Flansch 12 angeordnet. Der untere Flansch 12 kann beispielsweise zum Anschließen eines Schieberventils 34 (nicht gezeigt) genutzt werden. Alternativ kann die Befüllvorrichtung 10 auch mittels eines Blinddeckels nach unten verschlossen werden. Somit bildet die Befüllvorrichtung 10 ein Gehäuse 16 aus, welches durch den oberen Flansch 14 und den unteren Flansch 12 den Innenraum 18 definiert. Innerhalb des Einfüllstutzens 20 ist eine Leitvorrichtung 22 angeordnet, welche den Medienstrom aufwirbelt und in die Verkokungstrommel 40 von unten einbringt. Die Leitvorrichtung kann zusätzlich ein Rührwerk aufweisen, welches das Aufwirbeln in die Verkokungstrommel 40 zusätzlich unterstützt. Leitvorrichtung 22 und Einfüllstutzen 20 bildet eine gemeinsame Baugruppe, welche als Modul aus der Befüllvorrichtung 10 entfernt werden kann. Zusätzlich ist die Leitvorrichtung 22 aus dem Einfüllstutzen 20 entfernbar, was ein Entfernen des Einfüllstutzens 20 nicht zwingend erforderlich macht. Der Einfüllstutzen 20 weist zusätzlich einen Einfüllflansch 24 auf, welcher zum Verbinden mit einer Zuleitung 32 geeignet ist. Der erste Durchmesser D1 des oberen Flanschs 14 und der zweite Durchmesser D2 des unteren Flanschs 12 sind von gleicher Größe. Somit weist die Befüllvorrichtung 10 eine insgesamt zylindrische Grundform auf.
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Die 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Verkokungsanlage 100. Die Verkokungsanlage 100 umfasst eine Fraktionierkolone 44, welche durch Vakuumdestillation beispielsweise Benzine, Gase und schwere Rückstände voneinander trennt. Die schweren Rückstände werden über die Leitung 46 in den Ofen 30 eingeströmt, wo sie auf etwa 500°C erhitzt werden. Die Rückstände durchströmen den Ofen 30 mit hoher Geschwindigkeit und werden danach über die Zuleitung 32 in eine Verkokungskammer 40 eingeleitet. Das Einleiten in die Verkokungskammer 40 erfolgt durch die Befüllvorrichtung 10, welche sich an dem unteren Ende der Verkokungskammer 40 befindet. Die Befüllvorrichtung 10 weist die Leitvorrichtung 22 auf, welche das einströmende Medium bzw. die schweren Rückstände durch den Einfüllstutzen 20 über den Innenraum 18 in die Verkokungskammer 40 aufwirbelt. Die Rückstände verkoken in der Verkokungskammer 40 und setzen sich in fester Form als Koks oder Petroleumkoks ab. Ein Förderband 42 transportiert das herabgekühlte und aus der Trommel herausgeschnittene Koks ab, wo es beispielsweise zu Grünkoks oder nach Durchlaufen eines weiteren Ofens 48 zu Kalzinat weiterverarbeitet wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Befüllvorrichtung
- 12
- Unterer Flansch
- 14
- Oberer Flansch
- 16
- Gehäuse
- 18
- Innenraum
- 20
- Einfüllstutzen
- 22
- Leitvorrichtung
- 24
- Einfüllflansch
- 30
- Ofen
- 32
- Zuleitung
- 34
- Schieberventil
- 40
- Verkokungskammer
- 42
- Förderband
- 44
- Fraktionierkolone
- 46
- Leitung
- 48
- Ofen
- 100
- Verkokungsanlage
- D1
- Erster Durchmesser
- D2
- Zweiter Durchmesser
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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