DE2013530A1 - Desulfurization of petroleum coke - Google Patents
Desulfurization of petroleum cokeInfo
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Description
8 MÜNCHEN 2. HILBLESTRASSE 2O8 MUNICH 2. HILBLESTRASSE 2O
Anwaltsakte 19 397 * M Attorney's file 19 397 * M
Be/ABe / A
ESSO Research, and Engineering Company • linden, JF. J « (USA)ESSO Research, and Engineering Company • linden, JF. J «(USA)
"EntSchwefelung von Petrolkoks11 "Desulfurization of petroleum coke 11
Diese Erfindung betrifft Verbesserungen bei der Entschwefelung von Koksteilchen, die hohe Prozentsätze an Schwefel enthaltene Im besonderen betrifft die Erfindung die Entschwefelungvon Petrolkoksteilchen mit hohem Schwefelgehalt aus Pließkoks- oder "Delayed Coking"-Verfahren, bei denenThis invention relates to improvements in desulfurization of coke particles containing high percentages of sulfur In particular, the invention relates to desulfurization of High sulfur petroleum coke particles from plied coke or delayed coking processes in which
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man Koksteilchen einer Vergasungsbehandlung mit Dampf bei erhöhten Temperaturen und Drücken unterwirft.coke particles are subjected to gasification treatment with steam at elevated temperatures and pressures.
Die Verfahren nach dem Stand der Technik zur Entschwefelung von Petrolkoks beinhalten die kombinierte Behandlung von Koks, wozu man Koks bei hohen Temperaturen unter Zugabe von Wasserstoff bei Drücken im Bereich von ungefähr 1 bis ungefähr 5 Atmosphären mit Dampf behandelt. Bei diesen bekannten Verfahren ist es typisch, einem Verfahren mit Dampfbehandlung eine Wasserstoffbehandlung bei 650 bis 925°C (1200 - 17000P) folgen zu lassen, wodurch der Schwefelgehalt von Koks aus Pließkoksverfahren, nachfolgend vereinfachend als Pließkoks bezeichnet, auf ungefähr 4 Gew.^ verringert wird. Einer der Hauptnachteile der Verwendung dieser Verfahren ist die Verwendung von relativ teurem Wasserstoff zur Entschwefelung von Pließkoks. Zusätzlich erhöhen die mehrfachen Behandlungen die auftretenden Kosten.The prior art methods of desulfurizing petroleum coke involve the combined treatment of coke, which involves treating coke with steam at high temperatures with the addition of hydrogen at pressures ranging from about 1 to about 5 atmospheres. In these known processes, it is typical to have a process with steam treatment followed by a hydrogen treatment at 650 to 925 ° C ( 1200-1700 0 P), whereby the sulfur content of coke from blow coke process, hereinafter referred to simply as blow coke, to about 4 wt. ^ is decreased. One of the major disadvantages of using these methods is the use of relatively expensive hydrogen to desulfurize black coke. In addition, the multiple treatments increase the costs involved.
Das Verkoken bringt den größten Nutzen bei der Qualitätserhöhung von Petrolvakuumraffinationsrückständen geringer Qualität und von Pechen aus sauren Rohölen mit hohem Asphaltgehalt. Solche Eückstände enthalten häufig hohe Schwefelkonzentrationen, d· h· 3 Gew.# oder mehr. Im allgemeinen ist der Schwefelgehalt des Koksprodukts aus den Pließkoks- oder ^Delayed Coking"-Verfahren ungefähr zwei mal so hoch als der Schwefelgehalt der Residuum-Beschickung, aus der er hergestellt wird. Der Schwefelgehalt von Koks aus sauren Rück-Coking has the greatest benefit in increasing the quality of petroleum vacuum refinery residues Quality and pitches made from acidic crude oils with a high asphalt content. Such residues often contain high concentrations of sulfur, i.e. 3% by weight or more. In general is the sulfur content of the coke product from the Plied Coke or "Delayed Coking" processes is about two times as high as the sulfur content of the residue feed from which it is made will. The sulfur content of coke from acidic return
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ständen kann daher in einem so hohen Bereich wie 5 bis 8 # Schwefel oder höher liegen.can therefore be in a range as high as 5 to 8 # Sulfur or higher.
Der hohe Schwefelgehalt des Koksprodukts bildet-ein Hauptproblem für seine wirksame Verwendung. Bei vielen NichtHeizöl- oder Premiumöl-Verwendungen ist ein Koks mit niederem iachwefelgehalt von ungefähr oder unter 4 Gew.fr Schwefel notwendig. Bei der Verwendung von Koks zur Herstellung bestimmter Metalle sollte der Schwefelgehalt wesentlich un- ^ ter 4 % liegen.The high sulfur content of the coke product constitutes a major problem for its effective use. Many non-fuel or premium oil uses require a low sulfur coke of about or less than 4 wt% sulfur. When using coke for the production of certain metals, the sulfur content should be significantly below 4 % .
Die herkömmlichen Verfahren zur Entfernung von Schwefel aus Koks üblicher Herkunft mit gasförmigen Reagenzien waren bisher im allgemeinen nicht zufriedenstellend. Die Ergebnisse sind sogar geringer, wenn diese Verfahren bei Flieiikoks gegenüber "Delayed" Koks oder Kohle verwendet werden. Es ist dies.der Tatsache zuzuschreiben, daß die Benandlun^sgase zu dem in den Koksteilchen enthaltenen bchwefel relativ geringen "Zugang haben. Flieiikoks ist in seiner Struktur lamina U und kann etwa 50 bis 100 ubereinanderliegende ochienten von Koks aufweisen. Es ist daher fur ein Heagens schwierig, in mehr als in ein paar äußere Schichten einzudringen. Diese Schwierigkeiten bei der Entschwefelung von FlieBkoks werden weiter durch den höheren als normalen ocnwefelgehalt dieses von Petroleumbeschickungen mit hohem Schwefelgehalt herrührenden Kokses erschwert.The conventional methods of removing sulfur from coke of conventional origin with gaseous reagents have heretofore generally not been satisfactory. The results are even lower when these methods are used with fluidized coke versus "delayed" coke or coal. It is due to dies.der fact that the Benandlun ^ sgase have to that contained in the coke particles bchwefel relatively low "access. Flieiikoks is having in its structure lamina U and may be about 50 to 100 one above the other lying ochienten of coke. It is therefore for a Heagens difficult to penetrate into more than a few outer layers.These difficulties in desulphurizing hot coke are further compounded by the higher than normal sulfur content of this coke from high sulfur petroleum feeds.
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Die vorliegende Erfindung überwindet die voraus angegebenen Schwierigkeiten und Nachteile durch ein verbessertes Verfahren zur Entschwefelung von Petrolkoks mit hohem Schwefelgehalt mittels Dampf bei erhöhten Temperaturen und Drücken. Im besonderen wird bei dem vorliegenden Verfahren Petrolkoks mit Dampf unter erhöhten Temperaturen und Drücken teilweise vergast, wenn gewünscht in Gegenwart eines geeigneten Katalysators, wie beispielsweise IL,CO,, wodurch der Schwefelgehalt des Petrolkoks auf unter ungefähr 1,5 Gew. 1» verringert wird.The present invention overcomes the foregoing difficulties and disadvantages by providing an improved method for desulfurizing high sulfur petroleum coke using steam at elevated temperatures and pressures. In particular, in the present process is gasified petroleum coke with steam under elevated temperatures and pressures in part, if desired in the presence of a suitable catalyst such as, for example, IL, CO ,, thereby reducing the sulfur content of the petroleum coke to below about 1.5 wt. 1. " .
Nach einem verbesserten Verfahren der vorliegenden Erfindung zur Senkung des Schwefelgehalts von Petrolkoks wird der Koks mit Dampf bei einer Temperatur im Bereich von ungefähr 4-30 bis ungefähr 137O0C (800 - 250O0F) und bei Drücken im Bereich von ungefähr 7 bis ungefähr 211 ata (100 - 3000psig) teilweise vergast, wobei die Vergasung des Kokses bis zu einem Ausmaß von ungefähr 5 bis ungefähr 50 Gew.96 durchgeführt wird. Vorzugsweise erfolgt die SchwefelverringerungIn accordance with an improved method of the present invention for lowering the sulfur content of petroleum coke, the coke is steamed at a temperature in the range of about 4-30 to about 137O 0 C (800-250 0 F) and at pressures in the range of about 7 to about 211 ata (100-3000 psig) partially gasified, with the gasification of the coke being carried out to an extent of about 5 to about 50 wt. 96. The sulfur reduction is preferably carried out
in dem nicht umgewandelten Koks auf weniger als 1,5 Gew.i» und idealerweise auf weniger als 1,0 Gew.96 Schwefelgehalt in dem nicht umgewandelten Koks.in the unconverted coke to less than 1.5 wt. i »and ideally to less than 1.0 Gew.96 sulfur in the unconverted coke.
Die Reaktion kann in Gegenwart eines Alkalimetallcarbonat-Katalysators oder eines anderen geeigneten Dampf-Koks-Katalysators durchgeführt werden. Die Teilvergasung des Petrol-, kokses wird am besten dadurch erreicht, daß man größereThe reaction can be carried out in the presence of an alkali metal carbonate catalyst or another suitable steam coke catalyst. The partial gasification of the petroleum, Coke is best achieved by using larger
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Gas- bzw. Dampfgeschwindigkeiten als 3,048 cm/Sek. (O1I ft./ Sek.) entweder in einem Pest- oder Wirbelbett verwendet.Gas or steam velocities than 3.048 cm / sec. (O 1 l ft / sec) used in either a plague or fluidized bed.
Es wurde festgestellt, daß bei der Vergasung von Petrolkoks in Gegenwart eines Vergasungskatalysators die Alkalimetallcarbonate, wie Kaliumcarbonat (K2OO,) und Natriumcarbonat (Na2OCU), zur Durchführung der Erfindung am nützlichsten sind. Von besonderer Brauchbarkeit ist K2OO, in einer Menge im Bereich von bis zu 50 Gew.#, bezogen auf den Koks. Jedoch sind solche Mengen von K2OQ-, wirtschaftlich unzweckmäßig. Es wurde daher gefunden, daß eine kostenausgewogene, ausgezeichnete Vergasung erreicht werden kann, wenn man K2CO, in Mengen im Bereich von ungefähr 1 bis 25 Gew.% verwendet. Zur Durchführung der Erfindung sind am geeignetsten Mengen von K2OQ, im Bereich von ungefähr 2 bis ungefähr 10 Gew.^, bezogen auf den Koks.It has been found that when gasifying petroleum coke in the presence of a gasification catalyst, the alkali metal carbonates such as potassium carbonate (K 2 OO,) and sodium carbonate (Na 2 OCU) are most useful in practicing the invention. Of particular utility is K 2 OO, in an amount in the range of up to 50% by weight, based on the coke. However, such amounts of K 2 OQ- are economically inexpedient. It has therefore been found that a cost-balanced, excellent gasification can be achieved when K 2 CO used in amounts ranging from about 1 to 25 wt.%. Most suitable amounts of K 2 OQ in the practice of the invention are in the range of about 2 to about 10 weight percent based on the coke.
Es wurde weiter festgestellt, daß auch andere variable laktoren zur Beeinflussung der Vergasungsgeschwindigkeit geändert werden können. Eine der bedeutendsten ist die Gas- bzw. Dampfgeschwindigkeit, die größer als ungefähr 5 cm/Sek. (0,1 ft./Sek,) sein sollte. Vorzugsweise können die Gasge^ schwindigkeiten von 1,5 cm/Sek. (0,05 ft./Sek.) bis zu ungefähr 60 cm/Sek. (2,0 ft./Sek.) geändert werden, wobei jedoch der insbesondere bevorzugte Bereich von 3,04-8 bis 12,2 om/Sek. (0,1 bis 0,4 ft./Sek») ist.It was also found that other variable lactors can be changed to influence the gasification rate. One of the most important is the gas resp. Steam velocities greater than about 5 cm / sec. (0.1 ft./sec.) Should be. Preferably, the Gasge ^ speeds of 1.5 cm / sec. (0.05 ft./sec.) Up to approximately 60 cm / sec. (2.0 ft./sec.), But the most preferred range is 3.04-8 to 12.2 om / sec (0.1 to 0.4 ft./sec »).
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Gleichzeitig ist es von Bedeutung, Wasserbeschickungsgeschwindigkeiten zu verwenden, die mit den oben angegebenen Gasgeschwindigkeiten verträglich sind. Im allgemeinen liegt die Geschwindigkeit der Dampfbeschickung im Bereich von 0,1 bis ungefähr 20 Gew./Gew./Std. (Gew.Teil Wasser/Gew.Teil Koks/btd.). Bei diesen Geschwindigkeiten und unter geeigneten Temperatur- und Druckbedingungen, wie nachfolgend noch angegeben, ist es möglich, eine mehr als 25#ige Dampfumwandlung zu erreichen. Am geeignetsten sollte die Geschwindigkeit der Dampfbeschickung im Bereich von 1 bis ungefähr 8 Gew./Gew./ütd., abhängig von der Temperatur und dem Druck, unter welchen die Vergasung erfolgt, liegen.At the same time it is of importance, water loading rates to be used that are compatible with the gas velocities given above. Generally lies the rate of steam feed in the range of 0.1 up to about 20 w / w / h (Part by weight of water / part by weight Coke / btd.). At these speeds and under suitable Temperature and pressure conditions, as indicated below, make it possible to convert more than 25% of steam to reach. Most suitably, the steam feed rate should be in the range of 1 to about 8 W / w / h, depending on the temperature and pressure, under which the gasification takes place lie.
Gute Vergasung und bchwefelentfernung aus dem .Rückstandkoks wurde bei Verwendung von Temperaturen zwischen 430 und 157O0C (800 - 25OO°E) erreicht. Wenn Katalysatoren verwendet werden, liegen die Temperaturen vorzugsweise im Bereich von ungefähr 430 bis ungefähr 87O0G (800 - 16000F), während Temperaturen zwischen ungefähr 870 bis ungefähr 10900C (1600 2000 P) ohne Katalysator zumeist hevorzugt werden. Temperaturen im Bereich von ungefähr 540 bis ungefähr 8200C (1000 1500 i1) werden bei Verwendung eines Katalysators besonders bevorzugt.Good gasification and bchwefelentfernung from the .Rückstandkoks was the use of temperatures between 430 and 157O 0 C (800 - 25OO ° E) is reached. When catalysts are used, the temperatures are preferably in the range of about 430 to about 87O 0 G (800 to 1600 0 F), while temperatures between about 870 to about 1090 0 C (1600 2000 P) are hevorzugt without catalyst usually. Temperatures in the range from approximately 540 to approximately 820 ° C. (1000 1500 i 1 ) are particularly preferred when using a catalyst.
Es wurde gefunden, daß bei den oben angegebenen Temperaturen der Petrolkoks bis auf ungefähr 110 >o/iitd., besonders bei Brücken im Bereich von ungefähr 14 bis zu ungefähr 70 ataIt has been found that at the temperatures given above, the petroleum coke up to about 110> o / iitd., Especially at Bridges ranging from about 14 to about 70 ata
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(200 - 1OQO psig), vergast werden kann· Innerhalb des bevorzugten Bereichs sind die höheren Drücke aufgrund der Tatsache wünschenswert, daß solche Drücke den Aufwand bei der nachfolgenden Kompression des durch die in Betracht kommenden Reaktionen gebildeten Wasserstoff verringern.. Es würden daher Drücke im Bereich von 14 bis ungefähr 60 ate (200 - 850 psig) zur Durchführung der Erfindung am geeignetsten sein, wobei die oberen Bereiche insbesondere bevorzugt werden.(200-1OQO psig), can be gasified · Within the preferred Range, the higher pressures are desirable due to the fact that such pressures involve the effort the subsequent compression of the by the into consideration reduce hydrogen formed in the coming reactions. There would therefore be pressures in the range of 14 to about 60 ate (200-850 psig) most suitable for practicing the invention with the upper ranges being particularly preferred.
Die Koksteilchengröße ist abhängig von den Bedingungen, unter welchen das Petrolverkoken erfolgt. Das vorliegende Verfahren kann im allgemeinen bei Fließ- oder "delayed" Koksen in ihrer kommerziell verfügbaren Form angewendet werden. Wenn gewünscht, kann die Partikelgröße auf die jeweiligen Vorrichtungsbedingungen verringert werden.The coke particle size depends on the conditions under which the petroleum coking takes place. The present proceedings can generally be used with flowing or "delayed" cokes in their commercially available form. If desired, the particle size can be reduced to the particular device conditions.
Einer der -wesentlichsten Faktoren des vorliegenden £,titschwefelungsverfahrens besteht darin, daß die Wasserst of fzuführung wegfällt. Die Zuführung von wasserstoff neigt dazu, das Vergasungsausmaß des Kokses zu verringern, beste Reaktionsgeschwindigkeiten wurden dadurch erreicnt, daß man allein Dampf im Bereich der oben angegebenen Gasgeschwindigtceiten und Xemperatur- und Drucicbedingungen zuführt. Auf diese Weise wurde festgestellt, daß bei einer Vergasung von Fließkoks -von ungefähr 20 bis 30 ;o 77 bis 86.# Schwefel in demOne of the most important factors in the present titanium sulphurisation process consists in the fact that the water supply is omitted. The addition of hydrogen tends to Reduce coke gasification rate, best reaction rates were achieved by being alone Steam in the range of the gas velocities given above and applying temperature and pressure conditions. To this Way it was found that in a gasification of flowing coke -from about 20 to 30; o 77 to 86. # sulfur in that
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Fließkoks entfernt werden. Dies wird eingehender in dem nachfolgenden Beispiel aufgezeigt.Flow coke can be removed. This will be more detailed in the shown in the following example.
Unter Verwendung eines Pestbett-Reaktionsgefäßes, das mit 33 g "Billings Green"-Fließkoks beschickt wurde, wurde Dampf bei 76O0C (HOO0P) zugeführt. Die dem Reaktionsgefäß zugeführte Dampfmenge betrug ungefähr 1 Gew. Wasser pro Gew. W Koks pro Std. (Gew./Gew./Std.).Using a plague bed reaction vessel charged with 33 g of "Billings Green" fluid coke, steam was supplied at 76O 0 C (HOO 0 P). The amount of steam supplied to the reaction vessel was approximately 1 wt. Water per wt. W coke per hour (w / w / h).
Die Behandlung des Fließkokses mit Dampf wurde in diesem Ablauf in drei aufeinanderfolgenden Zeiträumen mit einem Anfangsdruck von 21 ata (300 psig), dann bei atmosphärischem Druck und danach wiederum bei einem Druck von 21 ata (300 psig) durchgeführt. Das Austrittsgas wurde zur Kondensierung von nicht umgewandeltem Wasser gekühlt und eine Probe des trockenen Gases am Ende eines jeden Zeitabschnitts gesammelt und analysiert. Der Schwefelwasserstoffgehalt ist nachfolgend angegeben. In jedem Fall enthielt das Trockengas das erwartete Gemisch von Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Methan.The treatment of the flowing coke with steam was carried out in this Run for three consecutive periods of time with an initial pressure of 21 ata (300 psig), then at atmospheric Pressure and then again at a pressure of 21 ata (300 psig). The exit gas was used to condense cooled by unconverted water and a sample of the dry gas collected at the end of each period and analyzed. The hydrogen sulfide content is below specified. In each case the drying gas contained the expected mixture of hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide and methane.
Zeitabschnitt Vergaster Koks am HpS-Gehalt des Ende der Zeitdauer Tr0ckenga8ea, j Period of gasified coke at the HpS content of the end of the period of time Tr0ckenga8ea , j
(a) 21 ata(a) 21 ata
(300 psig) 10,5 0,83(300 psig) 10.5 0.83
(b) atmosphärisch 13,7 0,14(b) atmospheric 13.7 0.14
(c) 21 ata(c) 21 ata
(300 psig) 19,3 1,01(300 psig) 19.3 1.01
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Bei Prüfung der vorauserwähnten Angaben scheint, daß die aus dem Koks entfernte und in das Produktgas entwickelte HpS-Menge bei atmosphärischem Druck geringer ist als bei 21 ata (300 psig)·Upon examination of the above, it appears that the removed from the coke and evolved into the product gas HpS amount at atmospheric pressure is less than at 21 ata (300 psig)
Ein Eestbett-Reaktionsgefäß Wurde in der gleichen Weise wie im obigen Beispiel 1 wiederum mit "Billings"-FIießkoks hergestellt· Der Pließkoks wurde mit Dampf bei 76O0O (HOO0I1) und 19,7 ata (280 psig) teilweise vergast, sowohl mit als auch ohne einen Vergasungskatalysator (ETr· 2 und 3 ohne Katalysator)« Die bei diesen Abläufen verwendete "Billings11-lließkoksprobe enthielt 5,85 Gew.# Schwefele Die Ergebnisse der drei Entschwefelungsabläufe sind nachfolgend angegeben« A Eestbett reaction vessel was in the same manner as in Example 1 above in turn with "Billings" -FIießkoks produced · The Pließkoks was ata (280 psig) with steam at 76o 0 O (HOO 0 I 1) and 19.7 partially gasified both with and without a gasification catalyst (ETr · 2 and 3 without catalyst) «The" Billings 11 coke sample used in these processes contained 5.85% by weight of sulfur. The results of the three desulfurization processes are given below «
nicht vergastem
Koks (?S)Sulfur content of
not gassed
Coke (? S)
*) Der Katalysator war K2CO,**) The catalyst was K 2 CO, *
Die Ergebnisse zeigen, daß unter diesen Bedingungen Schwefel um ungefähr das 3- bis 4-fache so schnell wie Kohlenstoff selektiv vergast wird und daß 80 bis 90 $> Schwefel zusammen mit 18 bis 27 # Kohlenstoff entfernt werden·The results show that under these conditions sulfur is selectively gasified about 3 to 4 times as fast as carbon and that 80 to 90 $> sulfur is removed along with 18 to 27 # carbon.
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Die Teilvergasung einer Probe von "Billingslf-i'ließkoksf ähnlich der Probe, wie sie in Beispiel 1 verwendet wurde, bei einem Druck von 60 ata (850 psig) und bei einer Temperatur von 65O0C (12000P) lieferte eine Verringerung des Schwefelgehalts des verbleibenden Fließkokses von ursprünglich 5,7 Gew.^S auf 0,2 Gew.#. Die Behandlung des Kokses mit Dampf in Gegenwart eines KgCO^-Katalysators lieferte eine 33 #ige Vergasung des Kokses.The partial gasification of a sample of "Billings lf -i'ließkoks f similar to the sample as used in Example 1, delivered at a pressure of 60 ata (850 psig) and at a temperature of 65O 0 C (1200 0 P) a Reduction of the sulfur content of the remaining flowing coke from the original 5.7% by weight to 0.2% by weight. The treatment of the coke with steam in the presence of a KgCO ^ catalyst produced a 33% gasification of the coke.
Ein Festbett-Reaktionsgefäß wurde wie in Beispiel 1 mit einer "Billingsll-Fließkoksprobe und mit einem KpCO.,-Katalysator hergestellt. Der Koks wurde mit Dampf bei 7600CA fixed bed reactor was prepared as in Example 1 with a "Billings ll -Fließkoksprobe and a KpCO, - prepared catalyst, the coke was filled with vapor at 760 0 C..
P), aber bei atmosphärischem Druck teilweise vergast. Die Kontaktzeit wurde gegenüber der gewöhnlich verwendeten Zeit wesentlich verlängert, d. h. gegenüber der Zeit, wenn Drücke verwendet werden, die höher als atmosphärische Drücke sind. Es wurde dies vorgenommen, um eine bis zu ungefähr 66 fiige Vergasung des Kokses zu erreichen. Der verbleibende Koks hatte einen Eückstands-Schwefelgehalt von 3,05 Gew.?6. Dieser Ablauf erläutert die enorme Wirkung der Durchführung , der Vergasungsreaktion unter Druck, wie dies auch, aus den anderen Abläufen zu ersehen ist.P), but partially gasified at atmospheric pressure. The contact time has been significantly increased compared to the time usually used, ie compared to the time when pressures higher than atmospheric pressures are used. This was done in order to achieve up to about 66 fiige gasification of the coke. The remaining coke had a residual sulfur content of 3.05% by weight. This process explains the enormous effect of the implementation, the gasification reaction under pressure, as can also be seen from the other processes.
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In einem Wirbelbett wurden 600 kg (1100 lbs.)» der 5f3 Gew.fi Schwefel enthielt und dem 10 Gew.^ KpCO, zugegeben wurden, 11 Std. bei 65O0C (120O0F) und H ata (200 psig) mit Dampf bei einer Geschwindigkeit von 0,2 Gew./Gew./Std. bei einer linearen Gasgeschwindigkeit von 9»1 cm/Sek. (0,3 ft./Sek.) behandelt· Der Koks wurde ursprünglich aus einem karibischen Residuum mit hohem Vanadiumgehalt hergestellt. Nach der oben angegebenen Behandlung wurde festgestellt, daß der Koks zu 35 i* vergast wurde und der verbleibende Koks einen Rückstands-Schwefelgehalt von 1,1 Gew.?6 aufwies.In a fluidized bed, 600 kg (1100 lbs.) 'Of the 5 f 3 Gew.fi contained sulfur and 10 wt. ^ KpCO, was added 11 hrs. At 65O 0 C (120O 0 F) and H ata (200 psig ) with steam at a rate of 0.2 w / w / h. at a linear gas velocity of 9 »1 cm / sec. (0.3 ft./sec.) · The coke was originally made from a high vanadium Caribbean residue. After the above treatment, it was found that the coke has been gasified to 35 i * and the remaining coke had a sulfur content of 1.1 Gew.?6 residue.
Bei Verwendung eines Reaktionsgefäßes des Pestbett-Typs wurden 454· kg (1000 lbs.) "delayed" Koks ,hergestellt aus karibischem Residuum und mit einem 5 #igen Schwefelgehalt, in der gleichen Weise wie die Pließkoksprobe in Beispiel 3 behandelt, d. h. ohne einen Katalysator bei 7600C (HOO0P) und 19,7 ata (280 psig). Die Vergasung betrug über 30 #, während der verbleibende Koks einen Rückstands-Schwefelgehalt von weniger als 1,5 Gew,# aufwies.Using a plague bed type reaction vessel, 454 kg (1000 lbs.) Of delayed coke made from Caribbean residues and containing 5% sulfur was treated in the same manner as the blown coke sample in Example 3, that is, without a catalyst at 760 0 C (HOO 0 P) and 19.7 ata (280 psig). Gasification was over 30 #, while the remaining coke had a residual sulfur content of less than 1.5 wt, #.
Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet die Verwendung eines geeigneten Vergasungskatalysators, wie Kaliumcarbonat. Der Katalysator kann leicht mit dem Petrolkoks vor dessen Beschickung zu dem Reaktionsgefäß gemischt werden. Nach sei-The method according to the invention includes the use a suitable gasification catalyst such as potassium carbonate. The catalyst can easily with the petroleum coke before it Feed to the reaction vessel. After his-
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ner Verwendung ist der Katalysator mittels herkömmlicher Verfahren entfernbar. Es kann jedoch ein leichter Gesamtkatalysatorverlust auftreten.The catalyst is of conventional use Procedure removable. However, there may be a slight overall loss of catalyst.
Die Bedeutung der Katalysatorverwendung kann aus der Tatsache entnommen werden, daß' die Entfernung von Metallen, besonders von Vanadium, durch einfache Wasserwäsche möglich ist, wenn der Katalysator bei der Entschwefelungsstufe verxThe importance of catalyst use can be inferred from the fact that 'the removal of metals, especially vanadium, possible by simple water washing is when the catalyst verx in the desulfurization step
m wendet wird. Im allgemeinen würde ein solches Verfahren das Beschicken des Koks-Katalysator-Gemischs zu einem Druckreaktionsgefäß, das Abdrücken auf die oben angegebene Höhe bei einer Temperatur von ungefähr 538 bis 8160C (1000 15000F) und die Behandlung mit Dampf umfassen. Das anfallende Gas wird abgeführt, das Wasser gewonnen und der Wasserstoff gereinigt. Der entschwefelte Koks wird entfernt und mit Wasser gewaschen, was Vanadium und die meisten anderen Metalle entfernt· Wenn ein Fließkoks aus ·Venezuela'-Roh- m is turned. In general, such a procedure would involve charging the coke catalyst mixture into a pressure reaction vessel, the footprints on the above mentioned level at a temperature of about 538-816 0 C (1000 1500 0 F) and the treatment with steam. The resulting gas is discharged, the water is recovered and the hydrogen is purified. The desulphurized coke is removed and washed with water, which removes vanadium and most other metals.
^ material entschwefelt werden soll, bedeutet dies, daß man ungefähr 0,36 Gew.96 Vanadium entfernt, wobei diese Entfernung wiederum ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.^ material is to be desulfurized, this means that one approximately 0.36 wt. 96 vanadium removed, this removal is again an object of the present invention.
Wenn kein Katalysator verwendet wird, benötigt die Entschwefelung eine Temperatur von ungefähr 820 bis ungefähr 13700C (1500 - 250O0F), vorzugsweise von 870 bis zu 10900C (1600 20000F). Einer der Nachteile der NichtVerwendung eines Katalysators besteht darin, daß die Metallentfernung durch die Wasserwaschstufe nicht möglich ist.If no catalyst is used, the desulfurization requires a temperature of about 820 to about 1370 0 C (1500 - 250o 0 F), preferably from 870 to 1090 0 C (1600 0 2000 F). One of the disadvantages of not using a catalyst is that metal removal by the water washing step is not possible.
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Beide Verfahren, das katalysierte und nicht katalysierte, können in den meisten herkömmlichen Reaktionsgefäßen, die .zur Entschwefelung geeignet sind, durchgeführt werden. Im allgemeinen sind die Reaktionsgefäße des Wirbelbett- oder beweglichen Bett-Typs geeignet» Es sind jedoch auch andere geeignete Kontaktmittel akzeptabel, einschließlich Reaktionsgefäßen, die für Stufenarbeitsverfahren ausgelegt sind.Both processes, the catalyzed and non-catalyzed, can be used in most conventional reaction vessels that .are suitable for desulphurization. in the in general, reaction vessels of the fluidized bed or moving bed type are suitable. However, others are also suitable suitable contact means acceptable, including reaction vessels, which are designed for step work processes.
Es ist darauf hinzuweisen, daß die vorliegende Erfindung in gleicher Weise geeignet ist zur Entschwefelung von Schieferöl- und Teersandprodukten, die für Dampfbehandlungsverfahren verträglich sindoIt should be noted that the present invention in is also suitable for desulphurisation of shale oil and tar sands products compatible with steam treatment processes o
Die Dampfzuführung zu dem Reaktionsgefäß ist in einem ziemlich breiten Bereich, in dem man zufriedenstellende' Entschwefelung erreicht, variabel. Dampf kann in einer Menge im Bereich von ungefähr 0,05 bis zu ungefähr 20,0 Gew./Gew./Std. zugeführt werden. Ein bevorzugterer Bereich ist von 0,1 bis zu ungefähr 10,0 Gew./Gew./Std., wobei die besten ErgebnisseThe vapor supply to the reaction vessel is pretty in one wide range in which one can achieve satisfactory 'desulfurization achieved, variable. Steam can be used in an amount ranging from about 0.05 to about 20.0 w / w / hr. are fed. A more preferred range is from 0.1 up to about 10.0 w / w / hour with best results
mit einer Dampfzuführung im Bereich von 0,2 bis 4 Gew./Gew,/ St d. erhalten werden. . .with a steam supply in the range of 0.2 to 4 w / w / Hours. can be obtained. . .
Diese Dampfzugaben, besonders in den bevorzugteren Bereichen bei den bevorzugten Temperaturen und Drücken, liefern eine KoksvergaBungsgeschwindigkeit von bis zu ungefähr 100 <fi pro Stunde, natürlich ermöglichen höhere Vergasungsgeschwindig- "' kelten das Erreichen der Vergasung in einer kürzeren Zeit,These steam additions, particularly in the more preferred ranges at the preferred temperatures and pressures, provide a coke feed rate of up to about 100 < per hour, of course, higher gasification rates allow gasification to be achieved in a shorter time,
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-H--H-
(wodurch die Kontaktzeit des zur Entschwefelung vorgesehenen
Kokses verringert wird)· Es liegen daher, abhängig von den gewählten Vergasungsverhältnissen, die Feststoffkontaktzeiten
im Bereich von ungefähr 5 Minuten bis zu ungefähr
6 Std. oder mehr. Vorzugsweise sollte die Peststoffkontaktzeit im Bereich von 15 Minuten bis ungefähr 2 Stunden liegen.
(which reduces the contact time of the coke intended for desulphurization ) · Therefore, depending on the gasification ratios chosen, the solids contact times are in the range from approximately 5 minutes up to approximately
6 hours or more. Preferably, the contaminant contact time should be in the range of 15 minutes to about 2 hours.
ψ Heben der Tatsache, daß das vorliegende Verfahren Wasserstoff
relativ billig liefert, erhält man damit einen entschwefelten Koks, der extrem gut zur Eisenherstellung in
Hochöfen geeignet ist. Wenn das Vanadium aus dem entschwefelten
Koks extrahiert ist, ist dieser zur Herstellung von Aluminium hoher Qualität brauchbar. ψ Taking away the fact that the present process supplies hydrogen relatively cheaply, one obtains a desulphurized coke which is extremely good for making iron in
Is suitable for blast furnaces. Once the vanadium is extracted from the desulfurized coke, it is useful for making high quality aluminum.
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Claims (1)
unter "besonderem Hinweis auf eines der Beispiele beschrieben. 9. Coke desulfurization process, essentially as here
under "special reference to one of the examples.
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