DE2046142A1 - Wirbelschicht Koksherstellungsverfahren durch thermische Krackung von schweren Koh» lenwasserstoffen - Google Patents

Description

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RECHTSANWÄLTE 1 7. Sep. 1970 DR. JUR. DIPL-CHEM. WALTER BEIL ALFRED HOEPPENER DR. JUR. DIPL-CHEM. H.-J. WOU=F DR. JUR. HANS CHR. BEIL

623 FRANKFURTAM AAAIN-HOCHSf

Unsere Nr, 16 588

Esso Research and Engineering Company Linden, N.J., V.St.A.

Wirbelschicht-Koksherstellungsverfahren durch thermische Krackung von schweren Kohlenwasserstoffen

Die Erfindung betrifft ein neues kombiniertes Wirbelschichtkoks/Dampfkrackverfahren, bei dem eine schwere Kohlenwasserstoffbeschickung oder Rückstandsöle in eine Wirbelschicht aus heissen kohlenstoffhaltigen Partikeln eingeführt und zu Koks, Wasserstoff und gasförmigen Kohlenwasserstoffen umgewandelt werden. Ein besonderes Merkmal der Erfindung besteht j darin, dass ein erheblicher Teil des Wärmebedarfs für die endotherme Krackreaktion der schweren Kohlenwasserstoffbeschickung in der Wirbelschicht dadurch gedeckt wird, dass Dampf durch einen Ofen, vorzugsweise einen Dampfkrackofen ge» leitet und dabei auf eine Temperatur von etwa 650 bis etwa 1040 G erhitzt wird. Gremäss einer Ausführungsform der Erfindung wird Dampf in einem Dampfkrackofen erhitzt und in den Bodenteil des die Wirbelschicht enthaltenden Wirbelschichtkokers eingeführt, um einen erheblichen Teil der für die dort ablaufende endotherme Krackreaktion erforderlichen Wärme zu liefern. Der rustliche Toil dau Wärmebedarfs in der Wirbelschicht wird dadurch gedeckt, dass zylindrische Rohre, die durch die

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Wirbelkoksschicht laufen, als Wärmeübertragungsfläche dienen. Diese Wärmeübertragungsflächen werden erhitzt, indem entweder ein heisses flüssiges Medium, wie geschmolzenes Blei, oder heisse Verbrennungsgase durch die Wärmeübertragungsrohre geleitet werden, um Wärme auf die Wirbelschicht zu übertragen. Gemäsß einer anderen Ausführungeform der Erfindung wird Dampf in einem Dampfkrackofen erhitzt und in den Bodenteil der Wirbelschicht eingeführt, um einen erheblichen Teil des Wärmebedarfs dieser Schicht zu decken, wobei der übrige Teil der für die Krackreaktion in der Wirbelschicht erforderlichen Wärmejdadurch erhalten wird, dass ein Teil des kohlenstoffhaltigen Materials aus der Wirbelschicht entnommen und mit Wärme— Übertragungsflächen in Berührung gebracht wird, die ausserhalb der Schicht liegen. Die Wärmeübertragungsflächen bestehen normalerweise aus zylindirschen Rohren, in denen die auf das kohlenstoffhaltige Material zu übertragende Wärme durch durch-strömende Medien, wie geschmolzenes Blei oder Verbrennungsgaae, wie z.B. Verbrennungsprodukte von Erdgas und Luft oder Sauerstoff, geliefert wird. Nachdem die Materialien aua der Wirbelschicht entnommen und mit den Wärmeübertragungsflächen in Berührung gebracht worden sind, werden sie in die Schicht zurüokgeleitet, um den restlichen '-i-'eil des für die Krackung der Kohlenwaaseratoffbeschickung in der Wirbel-

" schicht erforderlichen Wärmebedarfs zu decken. Bei beiden Ausführungsformen der Erfindung dient die Einführung von Dampf in den Bodenteil der Schicht ausser zur Lieferung eines erheblichen Teils der erforderlichen Wärme der Wirbelschicht auch nooh dazu, die Schicht in Wirbelung zu halten und Verschnittdampf, d.h., das tragende und krackende Medium zu liefern, bevor die verdampften Kohlenwasserstoffe, die in der Wirbelkokeeohlcht gewonnen werden, mit diesem Dampf als ein Kohlenwaeserstoff/Dampf-Gemisoh durch einen Dampfkrackofen geleitet werden» wo die gewünschten niedermolekularen,ungesättigten Produkte sioh bilden sollen,

Ea ist bekannt, Koks und gasförmige Kohlenwasserstoffe in einem Wirbelschichtverfahren bei Temperaturen zwischen etwu 41?7

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und etwa 595⁰O zu erzeugen. Bei einem typischen Wirbelkoksverfahren wird eine Kohlenwasserstoffbeschickung in einen Reaktor eingeführt, der eine heisse Wirbelschicht aus kohlenstoffhaltigen Partikeln enthält. lter Kohlenwasserstoff wird unter Bildung -von festem Koks gekrackt, der sich auf den bestehenden kohlenstoffhaltigen Partikeln absetzt und diese vergrössert. Um die gewünschte Teilchengrösse in der Schicht aufrechtzuerhalten, wird kleinerer Impfkoks zugesetzt, der durch Zerkleinern eines Teils des Koksprodukts erhalten werden kann, oder es können Dampfstrahl-Zerkleinerer im Koker verwendet werden. Bei dem Verfahren bilden sich auch Dämpfe, die teilweise gekrackte Kohlenwasserstoffe und Wasserstoff enthalten. Die Wärme für die endothermen Krackreaktionen wird dadurch erhalten, dass Kokspartikeln aus dem Reaktor in ein aussen gelegenes Heiz- oder Brenngefäss geführt und dort auf Temperaturen erhitzt werden, die im allgemeinen etwa 55 bis etwa 220⁰C über der Temperatur in der Krackzone liegen, worauf sie in die Wirbelschicht des Reaktors zurückgeleitet werden.

Im US-Patent 2 905 733 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem ein Wirbelkokssystem mit einem Dampfkrackofen kombiniert ist, damit schwere Rückstandsöle zu niedermolekularen Produkten und kohlenstoffhaltigem Material gekrackt werden können. Dieses bekannte Verfahren besteht darin, dass zuerst die schweren Kohlenwasserstofföle gekrackt werden, indem sie mit wärmeübertragenden Feststoffen in Berührung gebracht werden, um alles koksbildende Material weitgehend zu entfernen, worauf das verdampfte Produkt weiter gekrackt wird, indem es mit überhitztem Dampf in Berührung gebracht und das entstandene Gemisch durch einen Dampfkrackofen geleitet wird. Der Wärmebedarf für die thermische Krackung in der Wirbelschicht wird durch einen Strom von vorerhitzten Feststoffpartikeln gedeckt, die in einem aussen gelegenen Brennersystem erhitzt werden. In den Bodenteil der Schicht kann Dampf eingeführt werden, um das System aufzuv/irbein. Die in der Verkokungsschicht gewonnenen dampfförmigen Produkte werden Überkopf aus dem Kokergefäss abgezogen

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und danach mit einer aussen gelegenen Quelle für überhitzten Dampf in Berührung gebracht, der das tragende und krackende Medium, d.h. das Verschnittmittel für den Durchgang dieses Kohlenwasserstoff/Dampf-Gemlsches durch den Dampfkrackofen darstellt.

Eb wurde nun gefunden, dass in einem mit einem Dampfkrackofen kombinierten Wirbelkokeverfahren, bei dem ein zuvor in einem Dampfkrackofen erhitzten Dampf in den Bodenteil der Wirbelschicht aus heissen kohlenstoffhaltigen Partikeln in einem Wirbelschichtkoker eingeführt wird, um (a) einen erheblichen Teil des Wärmebedarfs der Krackzone direkt zu decken; (b) die Schicht aus heissen kohlenstoffhaltigen Partikeln aufzuwirbeln, und (c) Verschnittdampf, d.h., das tragende und krackende Medium für die aus der Krackzone gewonnenen, verdampften Kohlenwasserstoffe zu liefern, die anschliessend durch einen Dampfkrackofen geleitet werden, um niedermolekulare, ungesättigte Kohlenwasserstoffprodukte zu bilden, die thermische Wirksamkeit des Verfahrens bedeutend verbessert werden kann.

Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung wird Dampf zunächst durch einen Dampfkrackofen geleitet, um auf eine Temperatur im Bereich von etwa 650 bis etwa 1040⁰C und vorzugsweise von etwa 760 bis etwa 870⁰C erhitzt zu werden« Der vorerhitzte Dampf wird dann in den Bodenteil der Schicht eingeführt, um die Schicht aufzuwirbeln. Verschnittdampf zu liefern und einen erheblichen Teil des Wärmebedarfs der Krackreaktion in der Schicht zu decken. Der restliche ^Teil des Wärmebedarfs für die Krackreaktion in der Schicht wird durch Wärmeübertragungsoberflächen, z.B. durch zylindrische Rohre innerhalb der Wirbelschicht gedeckt. Geschmolzene Medien, wie z.B. geschmolzenes Blei,' oder heisse Verbrennungsgase werden durch diese Wärmeübertragungsflächen zirkulieren gelassen, um den restlichen Teil der Wärme zu liefern, die erforderlich iat, um die Schicht bei etwa 427 bis etwa 65O⁰C und vorzugsweise bei etwa 482 bis etwa 538⁰C zu halten. GremäsB einer anderen Ausfülxtmgsform der

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Erfindung wird der restliche Teil des Wärmebedarfs dieser Schicht dadurch gedeckt, dass kohlenstoffhaltige Partikeln aus dieser Schicht abgezogen und mit Wärmeübertragungsflächen in Berührung gebracht werden, die ausserhi-b dieser Schicht liegen. Die Wärmeübertragungsflächen, die aus zylindrischen Rohren bestehen können, werden erhitzt, indem geschmolzene Medien oder heisae Verbrennungsgase hindurchgeleitet werden. Nach ihrem Kontakt mit den WärmeÜBertragungsflächen werden die kohlenstoffhaltigen Partikeln in die Sohicht zurückgeleitet, um den restlichen Teil der für die Kraokreaktionen erforderlichen Wärme zu liefern.

Wie bereits erwähnt wurde, werden verdampfte Kohlenwasserstoffe neben Dampf in der Krackzone gewonnen und direkt zu einem Dampfkrackofen geführt. Die verdampften Kohlenwasserstoffe und der ^ampf werden zunächst im Konvektionaabschnitt dea Dampfkrackofens auf eine Temperatur im Bereich von etwa 482 bis etwa 705⁰O erhitzt. Danach werden die Produkte aus der Krackzone in die Strahlungezone eines Dampfkraokofens geleitet, wo die Dampfkrackreaktion abläuft. Hier werden die Produkte in der Strahlungszone auf eine Temperatur von etwa 705 bis etwa 870⁰O erhitzt. Die Verweilzeit in der Krackzone beträgt etwa 0,02 bis etwa 1,0 Sekunden, vorzugsweise 0,3 bis 0,7 Sekunden, wobei zur Erzielung eines bestimmten Umwandlungegradeβ die Verweilzeiten umso kürzer sind, je höher di· Temperatur let. Die Drücke innerhalb dqr Rohre sind nioht kritisoh und können von etwa 0,35 bis etwa 1,4 atü am Ausgang der Sohlange betragen, jedoch können höhere Ürüoke, z.B. bis zu 3»5 atü am Ausgang der Schlange toleriert werden, wenn man eine gewisse Einbusse an der Olefinausbeute in Kauf nimmt. Um die Ausbeute an niedermolekularen, ungeaättigten Kohlenwasserstoffprodukten möglichst hoch zu haiton, sind niedrige Kohlenwaaserstoff-Partialdrüoke' zweokmäesig. Der aus der Kraokzone dee Wirbelsohiohtkokers neben verdiimpften Kohlenwasserstoffen gewonnene Dampf ist ein für dieatn ^wtck gut geeignete« Veraohnittaittel, insbesondere dann, wenn die verdampfte Kohlenwaeserstoffbesohiokung zum Dampf krackof en etwa 10 bia etwa 50 (Jew,J* Dampf und vorzugsweise

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25 bis 40 Gew.# Dampf enthält.

Irfindungsgemäss wird die schwere Kohlenwasserstoffbeschickung in den oberen Teil, d.h., den Rieselabschnitt eines Kokergefasses eingeführt. Die Beschiokung kann bei Umgebungstemperatur eingespeist v/erden oder zueajrt auf eine Temperatur im Bereich von etwa 260 bis etwa 482⁰C, vorzugsweise etwa 371 bis 454°0 vorerhitzt werden, indem man sie durch entsprechende Wärmeaustauscher oder den Konvektionsabschnitt eines Dampfkrackofens leitet. Zu den KohlenwasserstoffbeSchickungen, die erfindungsgemäss eingesetzt werden können, gehören u.a. schwere Kohlenwasserstofföle, wie Rohrückstände aus atmosphärischen und Vakuum-Destillationen, ganze Rohöle, Teere und Peche, SoI-ohe Beschickungen haben typisoherweise einen Anfangssiedepunkt von über etwa 316⁰O, vorzugsweise etwa 482⁰C, und eine Dichte von etwa 0,935 bis 1,076, sowie einen Conradson-Kohlenstoffgehalt von etwa 3 bis 40 Gew.#· Die Menge an Koks, die sich aue eolohen Besohiokungen bildet, hängt von der Art der verarbeiteten Materialien und zum Teil von den Verkokungsbedingungen ab» Im Falle einer Beschickung mit hohem Oonradson-Kohlenstoffgehalt kann die Koksausbeute 50 Gew.-# oder mehr, bezogen auf den Einsatz, ausmachen«

Die niedriger siedenden Komponenten der Kohlenwasserstoffbenohiokung, die.in den oberen ^eIl, d,h,, den Kiesel- oder Wäsoher-Absohnitt des Kokers eingeführt werden, werden durch die Gase, die von der Wirbelsohioht aus heissen kohlenstoffhaltigen Partikeln aufsteigen, verdampft, und darum enthalten die Produktdämpfe, die Überkopf aus dem Koker austreten, Dampf, die leichteren Fraktionen der Beschickung und die leiohteren Anteile der Gase, die duroh die Wirbelschicht aufsteigen. Die Überkopf abgehenden leichten Kohlenwasserstofffraktionen enthalten gekraokte Produkte, wie Äthylen und andere gasförmige Kohlenwasserstoffe, und Dämpfe, wofür als ^Beiapiele eine Ijeiohtbenzin- und Gasölfraktion genannt seien. Diese leiohten Fraktionen werden zusammen mit Dampf direkt zum Ofen

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einer Dampfkrackanlage geleitet, wo sie zu wertvollen, ungesättigten Kohlenwasserstoffen von niedrigem Molekulargewicht weiter gekrackt werden, die z.B. etwa 45 Grew.# 0,- Kohlenwasserstoffe und etwa 16,5 ^Gew.# Äthylen, bezogen auf die gesamte, in die Dampfkrackanlage eingesepeiste Kohlenwasserstoff be Schickung, enthalten; diese ^rodukte werden dann zur Abtrennung der gewünschten Produkte weiter verarbeitet, Die schweren, unverdampften Fraktionen der ursprünglichen Kohlenr wasserstoffbeschickungen und die schweren, kondensierten Komponenten der Dämpfe aus der Wirbelschicht sinken auf den Boden des Wäschers und können in die Konvektionszone einea Dampfkrackofene eingespeist werden, bevor sie zur Wirbelschichtkokßzone geleitet werden.

Die in der Verkokungszone durch den thermischen Krackprozess freigesetzten verdampften Produkte steigen von der Schicht in einen Zyklon und in den Kieselabschnitt, d.h., den oberen Abschnitt des Kokers auf. Zyklonabaeheider sind eine bekannte Massnahme zur Abtrennung von Gasen und Feststoffen aus Gas/ Feststoff-Suspensionen. Das lcokebeladene Gas wird von der . Verkokungszone nach unten und in ei^.c/i Zyklcnabscheidöx- geführt, der im wesentlichen die gesamten Kokspartikeln abtrennt, J welche dann als di'chte Phase über ein Standrohr oder !'auch— j rohr vom Boden des Zyklons zurück in die Wirbelschicht dee ₍ Krackreaktors gelangen. Die Gase verlassen den Kopf des Zy- ί klons bei hohen Temperaturen und erfüllen in dem erfindungsge-· massen Verfahren die Aufgabe, die leichten Fraktionen der ' Kohlenwasserstoffbeschickung zu erwärmen, die wie oben beschrieben in den Wäscherabschnitt eingeführt worden sind.

Die für die Durchführung der endothermen Verkokungareaktion erforderliche Wärme wird erfindungsgemäss in einer integrierten Dampfkrackanlage erzeugt, welche Wärmeübertragungsflächen enthält, so dass der Dampf, der durch einen Dampfkrackofen hindurchgegangen ist, ein?., ε r>i obliegen Anteil des Wärmebedarfs des Kokers deckt.■ Wie wc itυr ohcn erläutert wurde, wird der

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Dampf zuerst in einem Dampfkrackofen auf eine Temperatur innerhalb des Bereiches von etwa 650 bis etwa 104O⁰C erhitzt. Danach wird der restliche Teil der Wärme, die erforderlich ist, um die Wirbelschicht in einem Wärmegleichgewicht von etwa 371 bis etwa 595⁰O und vorzugsweise von etwa 482 bis etwa 538⁰C zu halten, dadurch erhalten, dass entweder (a) Wärmeaustauschflächen innerhalb der Wirbelschicht angeordnet werden, wobei diese Wärmeaustauschflächen, z.B. zylindrische Rohre, durch HindurehetrOmen eines heissen geschmolzenen Mediums, wie geschmolzenes Blei, oder eines heissen Verbrennungs· gases erhitzt werden, oder (b) ein Teil des kohlenstoffhaltigen Materials aus der Wirbelschicht abgezogen und an einer ausserhalb der Wirbelschicht gelegenen Stelle mit den Wärmeaustauschflächen in Berührung gebracht wird, wobei diese Wärmeübertragungsflächen wie in der Ausführungsform (a) erhitzt werden· Wenn entweder die Ausführungsform (a) oder (b) zur Deokung des Wärmebedarfs der Krackreaktion angewendet wird, dann macht die vom Dampfkrackofen gelieferte Wärme, ausgedrückt in Kcal, etwa 20 bis etwa 80$ und vorzugsweise etwa bis etwa 60$ der Verfahrenswärme aus, die erforderlich ist, um das in einem Wirbelschichtkoker erforderliche Wärmegleichgewicht aufrechtzuerhalten. Die Temperatur der Wärmeübertragungsfläche, die den restlichen Teil der Verfahrenswärme zur Krackzone liefert, liegt im Bereich von etwa 538 bis etwa 870⁰O und vorzugsweise von etwa 650 bis etwa 815°C, Die Wärmeübertragungsflächen werden auf diesen Temperaturen gehalten, indem geschmolzene Medien, wie geschmolzenes Blei, Wismuth, Cadmium, Zink, Zinn oder entsprechende Legierungen, oder geschmolzene Salze u.dergl,, oder aber heisse Verbrennungsgase, wie die Verbrennungsprodukte von Heizgasen und sauerstoffhaltigen Gasen, wie Luft, durch die zylindrischen Rohre strömen gelassen werden, die die Wärmeübertragungsflächen darstellen. Das kohlenstoffhaltige Material, das aus der Wirbelschicht abgezogen wird, wird mit diesen aussen gelegenen Wärmeüber-•tragungsflachen hinreichend lange in Berührung gebracht, um die kohlenstoffhaltigen ^artikeln auf eine Temperatur von etwa

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538 "bis etwa 76O⁰C und vorzugsweise von etwa 595 Ms etwa 65O⁰O zu erhitzen. Die heissen kohlenstoffhaltigen Partikeln, die aus der Wirbelschicht abgezogen werden, werden mittels eines Fördergases oder Dampf in die die Wärmeübertragungsflächen aufweisenden Wärmeaustauschzone übergeführt und zur Wirbelschicht zurückgeleitet. Die angewandte Menge an Fördergas oder Dampf liegt im Bereich von etwa 0,005 bis etwa 0,04 kg Fordergas oder Dampf pro kg heisses, aus der Schicht abgezogenes und zurückgeführtes, kohlenstoffhaltiges Material. Die i-ienge an im kreislauf geführtem Koks kann etwa 0,4 bis etwa 4,0 kg, vorzugsweise etwa 1 bis etwa 2 kg pro kg Ölbeschickung zur Verkokungszone ausmachen.

Der Dampf wird vorzugsweise unterhalb der Wirbelschicht in den konifjch geformten Teil des Kokergefässes eingeführt. Die in einer dar beiden Ausführungsfοrmen (a) oder (b) zugeführte Daiiipfnienge liegt im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 1,0 kg Dampf und vorzugsweise von etwa 0,3 bis etwa 0,6 kg Dampf pro kg Beschickung auf koksfreier Basis, Das Verhältnis der in den Boden der Wirbelschicht eingeführten Dampfmenge zu der für den Transport der heissen kohlenstoffhaltigen ^artikeln durch die äussere Wärmeübertragarungszone gemäss Ausführungsform (b) aufgewandten Dampfmenge liegt im Bereich von etwa bis 1 und vorzugsweise von 30 bis 1, Die Gesciwindigkeit des Dampfes am Boden dor Wirbelschicht liegt im Bereich von etwa 0,213 bis etwa 1,33 m/sek. Der koniaoh geformte "eil des Kokers, in walchen der Dampf eingeführt wird, besitzt eine feuerfeste Auskleidung, und ein Rost aus feuerfestem Material oder Metall trennt die Wirbelschicht von den konischen Teil des Reaktorgefässee. Dieser Rost gestattet ein gleichmässigea Strömen von Dampf quer über dun Boden des Kokera und bewirkt eine gleichmassige Bewegung und Aufwirbelung der Kokapartikeln, Ein Standr rohr reicht durch den Rost in die Wirbelkokszone des Reaktors und erstreckt aioh unten nach auasen durch den kaniaohen Teil des Reaktors; durch dieses Hohr wird kohlenstoffhaltiges Material, d.h., Koka aus dem Koker abgezogen. Auf andere Weiae

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kann der Koks oberhalb des Rosts durch die Seitenwand des Reaktors abgezogen werden. Ein Teil dieses Kokses wird zum Zwacke der Aufheizung im Kreislauf geführt, wie oben besonrieben wurde, und ein Teil wird als Produkt abgezogen. Die Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens werden auch erzielt, wenn wohlbekannte aussenliegende Brennersysteme anstelle der Ausführungsform (b) des beschriebenen Verfahrens angewendet werden.

Der Koks, der aus dem Standrohr wie oben beschrieben entnommen wird, wird in einen Röstofen geleitet, wo das Koksprodukt gebildet wird. Der Röstofen enthält ebenfalls eine Wirbelschicht aus kohlenstoffhaltigen Partikeln, in die der Koks aus dem Koker eingeführt wird* Die Schicht aus kohlenstoffhaltigen Partikeln, d.h., Koks, in dem Röstofen wird aufgewirbelt und erhitzt, indem ein Brennstoff mit einem sauerstoffhaltigen Gas, wie z.B. Erdgas mit Sauerstoff, in einem Brenner verbrannt wird, aus dem heisse Verbrennungsprodukte in die oberen 60 cm der Sohicht eingeführt werden. Diese Röstschicht wird bei einer Temperatur von etwa 1095 bis etwa 1425⁰C, vorzugsweise von etwa 1260 "bis 1315⁰C betrieben und hat die Aufgabe, flüchtige Komponenten aus dem Koks zu entfernen. Zugleich nehmen die Diohte und die elektrische Leitfähigkeit der kohlenstoffhaltigen Partikeln merklich zu, wodurch der Koks zu einem geeigneten Rohmaterial zur Herstellung von Elektroden wird, wie sie in elektrischen öfen und bei der elektrolytischen Gewinnung von Aluminium verwendet werden. Der Koks wird etwa 1/4 bis etwa 2 Stunden bei der Calzinierungstemperatur gehalten.

Das calzinierte Koksprodukt wird durch ein Standrohr abgezogen, welohes mit der Sohicht aus aufgewirbelten Kokspartikeln in Verbindung ateht. Die Gase aus der Wirbelschicht des Röstofens werden duroh einen Zyklon ähnlich dem des Wirbelschichtkokere gefUhrt, treten Überkopf aus dem Röstofen in einen Wärmeaustauscher und sohliesslioh in einen Separator ein, in welchem

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die Abgase und flüchtigen Bestandteile des Koks von den mitgerissenen Koksfeinteilchen und Wasser abgetrennt werden.

einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird der aus dem Koker kommende Koks wie oben beschrieben in eine aufgewirbelte Schicht aus kohlenstoffhaltigen Materialien im Röstofen eingeführt. Bei dieser Ausführungsform wird dae Koksprodukt durch ein Standrohr aus der Wirbelschicht abgezogen und für kurze Zeit mit heissem Dampf in Berührung gebracht, der durch einen ^ampfkrackofen geleitet und mit Wasserstoff/Sauerstoff-Brennern weiter erhitzt wurde, um die Dampftemperatur auf etwa 1150 bis etwa 1760 C zu bringen. Auf diese V/eise werden die Kokspartikeln auf eine Temperatur erhitzt, die gleich der in der aufgewirbelten Röstschicht herrschenden temperatur oder höher als diese, z.B. 1095 bis 1425⁰O ist. Diese Kokspartikeln werden dann in den oberen ^eil des Röstofens zurückgeführt und durch einen Zyklon geleitet, so dass der heisse Dampf und die flüchtigen Bestandteile des Kokses zur Wirbel schicht des Kokers eturid der Koks zum Röstofen zurückgeführt werden können. Das Koksprodukt wird durch das aus dem Boden des Röstofens herausragende Standrohr entnommen, bevor diese Kokspartikeln mit Dampf in Gegenwart der Sauerstoff/Wasserstoff-Brenner in Berührung gebracht werden. Die Kontaktzeit des Kokses mit Dampf wird auf etwa 0,2 bis etwa 2 Sekunden begrenzt, so dass keine unerwünschten Reaktionen eintreten können.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert j

Die Figuren 1(a), 1(b) und 1 (c) erläutern geeignete Methoden und Vorrichtungen, mit denen zunächst eine RuckstandsoIbeschickung in einem Koker gekrackt und danach die entstandenen Dämpfe in einer integrierten Dampfkrackanlage gekrackt werden;

die Figur 2 zeigt einen Röstofen, in welchem die Kokspartikeln aus dem Koker zu Koksprodukt calziniert werden, und

Figur 3 zeigt eine Modifikation eines Röstofens, in welchem

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die flüchtigen Komponenten des Kokses direkt zur Wirbelschicht des Kokers zurückgeleitet werden können,

Gemäss Figur 1(a) wird eine schwere Kohlenwasserstoffbeschikkung, wie z.B. ein Rückstand einer atmosphärischen Destillation, in die Elngangsleitung 1 zum oberen ^Teil, d.h., dem Wäscherabschnitt 2 des Kokers 3 eingespeist. Der Koker kann bei oder nahe Atmosphärendruck und vorzugsweise bei massigem Druck von etwa 1,4 bis etwa 7 atü betrieben werden. Die Kohlenwasserstoffbeschickung wird in dem Wäscherabschnitt mit | Dämpfen in Berührung gebracht, die aus der Wirbelschicht 4 des Kokers zum Zyklon 5 aufsteigen. Der Dampf kommt mit der Kohlenwasserstoffbeschickung im Wäscherabschnitt 2 in Berührung, so dass die leichten Fraktionen der Kohlenwasserstoffbeschickung verdampfen und Uberkopf durch 6 zusammen mit Dampf und leichten Gasen aus der Wirbelschicht zum Dampfkrackofen 7 gelangen, der bei einer Auslasstemperatur ^von etwa 705 bis etwa 870⁰C betrieben wird. Die dampfgekrackten Produkte werden aus dem Dampfkrackofen 7 abgezogen, in Leitung 8 abgeschreckt und anschliessend entnommen.

Der schwere Anteil der Kohlenwasserstoffbeschickung, der nicht verdampft, sinkt zusammen mit den schweren, kondensierten ) Fraktionen der Dämpfe aus der Wirbelschicht auf den Boden der Rieselzone des Kokers, Diese schweren Fraktionen können dann über Leitung 9 abgezogen werden, die zu einer Pumpe 10 führt, welche für einen ausreichenden Druck sorgt, so dass diese Fraktionen durch Leitung 11 zur Wirbelschichtzone 4 des Kokers geleitet werden. Andererseits kann die Pumpe 10 den erforderlichen Druck liefern, um die schweren Fraktionen, die sich am Boden der Rieselzone absetzen, in die Leitung 12 des Konvektionsabschnitte des Dampfkrackers 13 zu überführen. Die Temperaturen, bei denen die schv;eren Fraktionen den Wäscher verlassen, liegen im Bereich von etwa 260 bis etwa 482⁰C. Nachdem die schweren Fraktionen den Konvektionsabschnitt des Dampfkrackers 13 passiert haben, werden sie über Leitung 14 mit einer Temperatur

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unter etwa 51O⁰C in die Wirbelschicht 4 zurückgeleitet;

Dampf wird über Leitung 15 durch den Strahlungssektor 16 des ■ Dampfkrackofens geleitet. Nachdem der Dampf im Dampfkrackofen 16 auf eine Temperatur im Bereich von etwa 650 bis etwa 1040⁰C erhitzt worden ist, wird er über Leitung 17 in den konisch geformten Teil 18 des Kokers geleitet. Von hier steigt er durch den Rost 19 auf, um die Schicht gleichmässig aufzuwirbeln, den Verschnittdampf für die anschliessende Dampfkrackung des Überkopfprodukts 6 im Dampfkrackofen zu liefern und einen erheblichen ^"eil des Wärmebedarfs für das ( Krackverfahren zu decken. Bin Standrohr 20 erstreckt sich vor. der Wirbelschichtzone 4 des Reaktors durch den konisch geformten Teil des Reaktors 18 und tritt nach aussen durch; es transportiert den zu calzinierenden Koks durch Leitung 21,

Der restliche Teil der für die Krackreaktion in der Wirbelschicht erforderlichen Warne wird von Wärmeübertragungsflächen 22 geliefert, die im Wirbelschichtsektor 4 des Kokergefässes angeordnet sind. Diesen Wärmeübertragungsoberflächen wird über Leitung 23 und 24 Wärme zugeführt, indem innerhalb dieser Wärmeübertragungsflächen entweder ein geschmolzenes Medium, wie geschmolzenes Blei, oder heisse Verbrennungsgase zirkuliert werden, die durch Verbrennung eines Brennstoffs, wie Erd- " gas, mit Luft oder Sauerstoff gebildet werden. Die in den Wärmeaustauachflächen 22 zirkulierenden geschmolzenen Medien werden im- Ofen 25 erhitzt.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung, die oben als Ausfüh—· runtjsform (b) bezeichnet wurde, wird in Figur 1(b) erläutert, wobei Dampf aus einem (nicht gezeigten) Dampfkraokofen über Leitung 26 zum Koker geführt wird. Dor grössere '^eil des Dampfes aus dem Dampfkrackofen, mehr als 90$ des duroh Leitung 26 streichenden Dampfes, wird über Leitung 28 in den konisch geformten Teil des Kokergofäaaes 27 eingeführt. Dieser Dampf erfüllt die Aufgabe, einen ochebli^hen '^qH des Wärmebedarfs der Wir-

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belschicht 29 zu decken, die Schicht aufzuwirbeln und Verschnittdampf für den transport des aus dem Wäscher gewonnenen Überkopfprodukte zu liefern, wie in Figur 1(a) dargestellt ist. Der restliche Teil der in der Wirbelschicht erforderlichen Wärme wird dadurch erhalten, dass kohlenstoffhaltige Materialien aus der Wirbelschicht 29 mittels des Standrohres 30 entnommen werden und ein Fördergas 31 eingeblasen wird, welches ein Teil des über Leitung 26 zugeführten Dampfes sein kann, der nicht in den konischen ^Ij-'eil des Kokers 28 eingeführt wurde} auf diese Weise werden die kohlenstoffhaltigen Partikeln über Leitung 33 zu den Wärmeübertragungsflächen 32 geführt. Diesen Wärmeübertragungsflachen wird Hitze zugeführt, indem ein heisses geschmolzenes Medium, wie geschmolzenes Blei, oder ein heisses Verbrennungsgas in diesen Wärmeübertragungsflächen 32 zirkulieren gelassen wird. Den geschmolzenen Medien oder den Verbrennungsgasen wird kontinuierlich Hitze zugeführt, indem diese Medien durch einen (nicht gezeigten) Ofen geführt werden, wobei die heissen Medien oder Verbrennungsgase über die Leitungen 36 den Wärmeaustauscher verlassen und den Ofen betreten. Die über Leitung 30 aus der Kokerschicht abgezogenen kohlenstoffhaltigen Partikeln werden mit diesen Wärmeübertragungsflächen 32 in Berührung gebracht, um die temperatur dieser kohlenstoffhaltigen Partikeln, d.h., des Kokses, auf einen Wert innerhalb des Bereiches von etwa 538 bis etwa 76O⁰C und vorzugsweise von etwa 595 bis 65O⁰G zu bringen. Dieser erhitzte Koks wird dann aus dem Wärmeaustauscher über Leitung 35 abgezogen und in die Wirbelschicht 29 wiedereingeführt, um den restlichen '^eil der Wärme für die Koksbildungareaktionen zu liefern.

Wie Fi^ur 2 zei^t, werden die durch leitung 21 eintretenden Kokspartlkoln in eine Wirbelschicht 37 aus Kokspartiiceln im Röstofen 33 eingeführt. Versenkte Brenner 39 und 40 leiten die heissen Verbronnungsprodukte eines sauerstoffhalt igen Grases und eines Hrerms tuffs, z.B. von Erdgas und Sauerstoff', in die Wivbolkoksschicht innerhalb eines Abattindes von 30 cm von der

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oberen Fläche derselben, um den Wärmebedarf des Röstofens zu decken. Der aufsteigende Strom von Dämpfen und kohlenstoffhaltigen Peststoffen wird in den Zyklonab_scheider 41 geführt· Die !dämpfe werden abgetrennt und über Kopf durch leitung 42 abgezogen. Der Dampf wird dann durch einen Wärmeaustauscher 43 geführt und über Leitung 45 auf einen Abscheider 44 gegeben. Der Abscheider, d.h., eine Fraktionierungszone, lässt die Abgase und die flüchtigen Anteile des Kokses Überkopf durch Leitung 46 abgehen, während die Koksfeinteilchen, V/asser usvj. durch ^eitung 47 abgelassen werden. Das calzinierte Koksprodukt wird aus der aufgewirbelten Schicht 37 aus Kokspartikeln durch das Standrohr 48 abgezogen.

In Figur 3 ist eine andere Ausführungsform des Röstofens dargestellt. Der aus dem Koker über Leitung 21 kommende Koks tritt in die Wirbelschicht des Röstofens 49 ein. Die Kokspartikeln werden aus der Wirbelschicht über Leitung 50 abgezogen und mit Dampf in Berührung gebracht, der über Leitung 51 von einem (nicht gezeigten) Dampfkracker und von Wasserstoff/ Sauerstoff-Brenner 52 kommt, welche die Temperatur der Kokspartikeln etwa 1315 C erhöhen. Die Dämpfe und die darin enthaltenen Feststoffe werden durch einen Zyklonabscheider 53 geführt. Die Dämpf-e einschliesslich der flüchtigen Bestandteile der Kokspartikeln und der heisse Dampf werden vom Koks abgetrennt, Überkopf durch Leitung 54 abgezogen und in die Wirbelschicht des Kokers zurückgeleitet. Das calzinierte Koksprodukt wird über Leitung 55 abgezogen.

Gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird Dampf zunächst durch einen Ofen, vorzugsweise durch einen Dampfkrackofen, geleitet, um die Temperatur des Dampfes auf einen so hohen Wert, d.h., auf etwa 650 bis etwa 1040⁰C zu bringen, dass dieser Dampf, wenn er vom Ofen zur Wirbelschicht des Kokers geleitet wird, die für die Verkokungsreaktion erforderliche Wärme liefert, G-emäss einer anderen Ausführungsform der Sri'iijdimr wird Dampf zunächst durch einen Ofen gelei-

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tet, um ihn auf eine Temperatur im Bereich von etwa 650 bis etwa 104O⁰O, vorzugsweise von 760 bis 870⁰C zu bringen. Danach werden die Verbrennungsgase geeigneter Sauerstoff/Brennstoff -Gasgemische, wie von Wasserstoff und Sauerstoff oder von Sauerstoff und Erdgas als Wärmequelle verwendet, um den restlichen Teil der Wärme zu liefern, die erforderlich ist, um die Temperatur des Dampfes auf einen Wert innerhalb des Bereiches von etwa 1040 bis etwa 1760 C und vorzugsweise von 1205 bis 1480⁰C zu bringen, so dass das Wirbelschichtsystem in einem Wärmegleichgewicht von etwa 371 bis etwa 595 C und

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k ^f vorzugsweise von 482 bis 538 C gehalten wird.

In wieder einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden geeignete "Verbrennungsgase, wie Erdgas oder Raffineriegas, mit Sauerstoff verbrannt und die heissen Verbrennungsprodukte aus einem solchen Brenner direkt in die WirbeaScfiicht innerhalb der oberen 60 cm der Schicht eingeblasen. Die heissen Verbrennungsgase werden deshalb an dieser Stelle der Schicht eingeleitet, um einerseits die Verweilzeit gross genug zu machen, um den Koks zu erhitzen, und andererseits eine Reaktion der Verbrennungsgase mit dem Koks unter Bildung übermässiger Mengen an Kohlenmonoxid auazuschliessen, die zu einem thermisch unwirksamen Prozess führen würde». Durch daß Einblasen dieser Verbrennungsgase und die Einführung von Dampf aus einem Dampfkrackofen in der oben beschriebenen Weise wird der Wärmebedarf für die Verkokungsreaktion direkt in der Schicht gedeckt, ohne dass die Notwendigkeit besteht, Kokspartikeln zur Erhitzung in eine getrennte Anlage zu überführen.

Wenn die in die Wirbelkokszone geleiteten flüssigen Fraktionen zunächst erhitzt werden, indem sie durch die Konvektionszone einer Dampfkr_sckanlage geleitet werden, die gewöhnlich eine Temperatur im Bereich von etwa 260 bis etwa 482⁰C aufweist, können die vorerhitzten flüssigen Anteile einen geringen Teil des Wärmebedarfs der Verkokungszone decken, sofern die Tempe-

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ratur der die Kokszone "betretenden flüssigen Fraktionen sieh über dem ^rtert befindet, bei dem der Verkokungsprozess durchgeführt wird. Bei Anwendung dieser Ausführungsform liefert der Dampf, entweder allein oder ergänzt durch Gasbrenner wie oben be.3chrieben, mindestens 80$ der Verfahrenswärme für den Koker. Wird diese Ausführungsform der Vorerhitzung der flüssigen Fraktionen im Zusammenhang mit der bevorzugten Verkokungstemperatur des erfindungsgemässen Verfahrens angewendet, deckt der Dampf, allein oder ergänzt durch die G-asbrenner, im wesentlichen allen, d.h., mehr als 80$ oder den gesamten Wärmebedarf der Verkokungszone.

Wie bereits ausgeführt wurde, wird Dampf zunächst in einem Ofen, vorzugsweise einem Dampfkrackofen auf eine Temperatur im Bereich von etwa 650 bis etwa 1040⁰O erhitzt. Danach wird die Wärme, die erforderlich ist, um die Wirbelschicht im Wärmegleichgewicht von etwa 371 bis etwa 595°C und vorzugsweise von etua 402 bis etwa 538⁰O zu halten, dadurch erhalten, dass entweder: (x) der -^ampf aua dem Ofen zur Deckung des Wärmebedarfs direkt in die Wirbelschicht geleitet wird, (y) ein Wasserstoff/Sauerstoff— oder anderer geeigneter Gasbrenner verwendet wird, um den Dampf auf eine Tempera-fcUr von etwa 1095 bis etwa 176O⁰C zu erhitzen, so dass der mit einer solcnen "' G^rnpern.tur direkt in die Wirbelschicht eingespeiste Dampf die für die Krackreaktion erforderliche Wärme liefert, oder (z) Dampf aus dem Ofen direkt in den Boden der Wirbelschicht eingeführt und die Sohicht weiter erhitzt wird, indem die Verbrennungsprodukte aua einem Brenner, der ein sauerstoffhaltiges Gas und einen Brennstoff, wie Erdgas verbrennt, direkt in die tfirbelschojiht an einer Stelle innerhalb der oberen 60 cm dieser Schicht eingeleitet werden. Wenn die Ausführungsform (x) angewendet wird, beträgt die durch den Dampf aus dem Ofen auf die Kraokzone übertragene Wärmemenge, ausgedrückt in Kcal, 100$, Wenn eine der AusfUhrungsformel (y) odor (ζ) an^ewenaet wied, um den Wärmebedarf der Wirbelschicht zu d> okün, liegt die vom Kampf aus der Dampfkraokzone gelieferte

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Wärmemenge in Kcal im Bereich von etv/a 20 bis etwa 80$, vorzugsweise etwa 40 bis etwa 60$ der für die Aufrechterhaltung des Wärmegleichgewichts in einem Wirbelkoker erforderlichen 'Verfahrenswärme ·

Die gemäss dieser Variante des erfindungsgemässen Verfahrens in den Boden der Wirbelschicht eingeführte Dampfmenge liegt bei etwa 0,1 bis etwa 2,0 und vorzugsweise etwa 0,3 bis 0,6 kg Dampf pro kg Beschickung auf koksfreier Basis, Bei der Einführung einer solchen Dampfmenge in den Boden der Wirbelschicht ^ gemäss der Ausführungsform (y) sind etwa 75 bis 95 Gew.$ und * vorzugsweise etwa 85 bis 90 Gew.$ des Dampfes in dem Dampfkrackofen oder in einem getrennten Ofen oder in anderen Heizsystemen erhitzt worden.

Wenn der Wärmebedarf der Verkokungsreaktion durch Dampf und durch direktes Einblasen der Verbrennungsprodukte eines Gasbrenners, der z.B. Erdga_{s un}ß Sauerstoff verbrennt, in die Wirbelschicht gemäss Ausführungsform (z) gedeckt wird, werden etwa 0,005 bis etwa 0,05 und vorzugsweise etwa 0,01 bis 0,02 kg Erdgas und etwa 0,02 bis 0,2 und vorzugsweise etwa 0,04 bis 0,08 kg Sauerstoff pro kg Beschickung in den Gasbrennern verbrannt. Die Drücke, unter denen diese V_erbrennungsprodukte fc in die Schicht eingeblasen werden, liegen im Bereich von etwa 1,4 bis etwa 14 atü und vorzugsweise bei etwa 3,5 bis 7 atü.

Der ^ruck, mit dem der durch einen Ofen geführte Dampf in den ■ Koker eingeführt wird, liegt im Bereich von etwa 4,2 bis etwa 14+ atm und vorzugsweise von 5,25 bis 10,5 atm. Die vorstehenden Bedingungen genügen, um die Kohlenwasserstoffbeschickung weitgehend in verdampfte Kohlenwasserstoffe und kohlenstoffhaltiges Material umzuwandeln,

Gemäss Figur 1(o) wird eine schwere Kohlenwasserstoffbeschickung, wie z.B. der Rückstand einer atmosphäriuohen Destillation, durch ein Einlaserohr 1 in den oberen '^eil, d.h., die Riesel-

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zone 2 des Kokergefässes 3 eingeführt. Der Koker ka_nn oder nahe Atmosphärendruck betrieben werden, wird jedoch vorzugsweise bei einem massigen Druck von etwa 1,4 bis etwa 7 atm gefahren. Die Kohlenwasserstoffbeschickung wird in der Rieselzone mit Dämpfen in Berührung gebracht, die aus der aufgewirbelten Schicht 4 aus Kokspartikeln durch den Zyklon 5 aufsteigen. Die Dämpfe kommen mit der Kohlenwasserstoffbeschickung in der Rieselzone 2 in Berührung, so dass die leichten Fraktionen der Kohlenwasserstoffbeschickung verdampfen und überkopf bei 6 zusammen mit Dampf und den leichten Gasen aus der Wirbelschicht zum Dampfkrackofen 7 übertreten, der bei einer Temperatur oberhalb etwa 65O⁰C betrieben wird. Das dampfgekrackte Produtt wird aus der Dampfkrackanlage entnommen, _; in Leitung 8 abgeschreckt und anschliessend gewonnen.

Die schweren Anteile der Kohlenwasserstoffbeschickung, die nicht verdampft werden, sinken auf den Boden der Wäscherzone des Kokers, zusammen mit den schweren, kondensierten Fraktionen der Dämpfe aus der Wirbelschicht. Diese schweren Fraktionen ' können dann über Leitung 9 entnommen werden, welche zu einer Pumpe 11 führt, die genügend Druck erzeugt, um diese Fraktio- ^! nen über Leitung 12 zur Wirbelschichtzone 4 des Kokers zu transportieren. Andererseits kann die Pumpe 11 auch den erforderlichen Druck liefern, um die schweren Fraktionen, die sich am Boden der Rieselzone absetzen, über Leitung 13 zur Konvektionszone des Dampfkrackers 14 zu transportieren. Die Temperaturen, mit denen die schweren Fraktionen die Rieselzone verlassen, liegen im Bereich von etwa 316 bis etwa 427⁰C. Nachdem die schweren Fraktionen die Konvektionszone des Dampfkrackers 14 passiert haben, werden sie mit einer Temperatur von etwa 51O⁰C über Leitung 15 zur Wirbelschicht 4 zurückgeführt.

Über Leitung 16 wird Dampf durch die Strahlungszone 17 einer Dampfkrackanlage geführt. Nachdem der Dampf im Dampfkrack-

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ofen 7 erhitzt worden ist, wird er über Leitung 18 zu den Wasserstoff/Sauerstoff-Brennern 23 und 24 geleitet, wo er auf eine Temperatur im Bereich von etwa 1095 bis 1760⁰C erhitzt wird. Der Dampf wird dann in den Bodenteil 19 des Kokers eingeführt und steigt gleichmässig durch den Rost 20 auf, um die Schicht aufzuwirbeln, Verschnittdampf für die anschliessende Krackung des Überkopfprodukts 6 im Dampfkrackofen zu liefern und den Wärmebedarf des Krackverfahrens zu decken. Die bevorzugte Reaktionstemperatur in der Verkokungszone der Wirbelschicht aus Kokspartikeln liegt im Bereich von etwa 482 bis etwa 538⁰C. Ein Standrohr 21 erstreckt sich von der Wirbelschichtzone des Reaktors 4 durch den konisch geformten Teil des G-efässes 19 und reicht nach aussen, um den zu calzinierenden Koks über Leitung 22 austreten zu lassen.

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Claims (18)

1. • ♦ a β

   PATENTANSPRÜCHE :

   Wirbelkoksverfahren, bei dem eine schwere Kohlenwasserstoffbeschickung in einer eine Wirbelschicht aus heissen, kohlenstoffhaltigen Partikeln enthaltenden Verkokungszone unter Bildung von Kohlenwasserstoffdämpfen und Abscheidung von kohlenstoffhaltigem Material auf diesen Partikeln gekrackt wird und die Kohlenwasserstoffdämpfe aus der Verkokungs- " zone gewonnen und zusammen mit Verschnittdampf durch einen Dampfkrackofen geführt werden, um ungesättigte Kohlenwasserstoffe mit niedrigem Molekulargewicht zu gewinnen, dadurch gekennzeichnet, dass Dampf durch einen Ofen geführt wird, um erhitzt zu werden, und danach dieser erhitzte Dampf in den Boden der Verkokungszone eingeführt wird, um mindestens einen erheblichen 'J-'eil des Wärmebedarfs dieser Verkokungszone zu decken und den Verschnittdampf für die aus der Verkokungszone gewonnenen Kohlenwasserstoffdämpfe zu liefern.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

   (a) eine schwere Kohlenwasserstoffbeschickung in den oberen Teil eines aus einer Wäscherzone und einer eine Wirbelschicht aus kohlenstoffhaltigen Partikeln aufweisenden Verkokungszone sowie aus diese Zonen verbindenden Dampf- und Flüssigkeit sdurchgängen bestehenden Kokergefässes eingeführt wird;

   (b) Dampf durch einen Dampfkrackofen geleitet wird, um erhitzt zu werden, und dann dieser erhitzte Dampf in den Boden der Wirbelschicht eingeführt wird, um einen erheblichen Teil des Wärmebedarfs der Verkokungezone zu deoken, wobei der restliche Teil des Wärmebedarfs der Verkokungszone dadurch gedeckt wird, dass die kohlenstoffhaltigen ^artikeln mit Wärmeübertragungsflächen innerhalb der Wirbelschicht in Berührung gebracht werden;

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   (c) die leichten Fraktionen der aus der Verkokungszone kommenden Dämpfe, die niedriger siedenden Komponenten der in der Wäscherzone in Berührung mit diesen Dämpfen verdampften Beschickung und Dampf als Produktdämpfe aus der Wäscherzone des Kokers gewonnen werden;

   (d) diese Produktdämpfe durch einen Dampfkrackofen geleitet werden, der bei über etwa 65O⁰C betrieben wird, um niedermolekulare, ungesättigte Kohlenwasserstoffe zu erzeugen;

   (e) aus der Wäscherzone die unverdampften Anteile der Beschickung und die kondensierten Komponenten der aus der Ver-

   ψ kokungszone kommenden Dämpfe als Flüssigkeit gewonnen werden, und

   diese Flüssigkeit in die Verkokungszone geleitet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Stufe (b) die kohlenstoffhaltigen Partikeln mit Wärmeübertragungsflächen ±ή Berührung gebracht werden, die ausserhalb der Verkokungszone liegen, und danach in die Verkokungszone zurückgeleitet werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

   (a) eine schwere Kohlenwasserstoffbeschickung in den oberen Teil eines aus einer Wäscherzone und einer eine Wirbelschicht aus kohlenstoffhaltigen Partikeln aufweisenden Verkokungszone sowie aus diese Zone verbindenden Dampf- und Flüssigkeitsdurchgängen bestehenden Kokergefässes eingeführt wird;

   (b) Dampf in die Bodenzone der Wirbelschicht eingeführt wird, der vorher in einem Dampfkraokofen erhitzt und danach mit einer genügenden Menge eines Verbrennungsgasgeminches in Berührung gebracht worden ist, um den restlichen 'i'eil der für die Verkolcungszone erforderlichen Wärme direkt an die Wirbelschicht zu liefern;

   (o) die leiohten Fraktionen der aus der Verkokungszone kommenden Dämpfe, die niedriger siedenden Komponenten der in der Wäßcherzone in Berührung mit diesen Dämpfen verdampften Besohiokung und Dampf ale Produktdämpfe aua der Wäscherzone des Kokers gewonnen werden;

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   (d) diese £"ro dukt dämpf e durch einen Dampfkrackofen geleitet werden, der bei über etwa 65O⁰C betrieben wird, um niedermolekulare, ungesättigte Kohlenwasserstoffe zu erzeugen;

   (e) aus der Wäscherzone die unverdampften Anteile der Beschickung und die kondensierten Komponenten der aus der "Verkokungszone kommenden Dämpfe als Flüssigkeit gewonnen werden, und

   (f) diese Flüssigkeit in die Verkokungszone geleitet wird.
5. 5. "Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass

   in Stufe (b) die temperatur des dampfes dadurch erhöht wird, ( dass die Verbrennungsprodukte der Gasbrenner innerhalb der oberen 60 cm der Wirbelschicht eingeblasen werden,
6. 6. "Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in die Bodenzone der Wirbelschicht etwa 0,1 bis etwa 2,0 kg Dampf pro kg Beschickung eingeführt werden,
7. 7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass \ der Dampf in die Bodenzone der Wirbelschicht mit einer Tempe- ' ratur von etwa 1095 bis etwa 176O⁰O eingeführt wird.
8. 8. Verfahren nach'einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die schwere Kohlenwasserstoffbeschickung einen Anfangssiedepunkt von über 316 C hat, j
9. 9e Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf im Dampfkrackofen auf etwa 650 bis etwa 1040°0 erhitzt wird.
10. 10. Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf etwa 20 bis 80$, vorzugsweise etwa 40 bis 60$ des Wärmebedarfs der Verkokungszone deckt.
11. 11. "Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge-

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    kennzeichnet, dass die Temperatur der Verkokungszone bei etwa 371 bis etwa 595°C gehalten wird.
12. 12. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Wärmeübertragungsflächen bei etwa
    538 bis etwa 87O⁰C gehalten wird.
13. 13. Verfahren nach Anspruch. 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsflächen mittels eines heissen, geschmolzenen Mediums erhitzt werden.
14. 14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsflächen mittels durchströmender heisser Verbrennungsgase erhitzt werden.
15. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschickung vor der Einführung in den Koker, vorzugsweise in dem Dampfkrackofen, auf etwa 260 bis
    etwa 510⁰C vorerhitzt wird.
16. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass kohlenstoffhaltiges Material aus der
    Verkokungszone abgezogen und in einen Röstofen eingeführt wird,

    p der eine Wirbelschicht aus heissem, kohlenstoffhaltigem Material aufweist, deren Wärmebedarf dadurch gedeckt wird, dass die
    Verbrennungsprodukte eines Gasbrenners in die oberen 30 cm
    dieser Wirbelschicht eingeleitet werden, und das_B kohlenstoffhaltiges Material als Produkt aus dieser Wirbelschicht abgezogen wird.
17. 17· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass kohlenstoffhaltiges Material aus der Verkokungszone abgezogen und in einen eine Wirbelschicht aus heissem kohlenstoffhaltigem Material aufweisenden Röstofen eingeführt wird, kohlenstoffhaltiges Material aus dieser Wirbel-

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    schicht abgezogen und mit Dampf in Berührung gebracht wird, der zunächst in einem Ofen erhitzt und sodann mit einer ausreichenden iienge eines Verbrennungsgasgemiaches in Berührung gebracht worden ist, um den restlichen Teil der Wärme zu liefern, die erforderlich ist, um die Temperatur des kohlenstoffhaltigen katerials auf etwa 1315°C zu erhöhen, und dass die bei diesem Kontakt des kohlenstoffhaltigen Materials mit dem Dampf gebildeten Dämpfe abgetrennt und gewonnen und in die Verkokungszone des Kokers eingeführt werden,
18. 18. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5» dadurch gekennüoicar.3t_f dass die aus der Wäscherzone gewonnene Flüssigkeit vor ler Einführung" in die Verkokungszone im Dampfkrackofen vorerhitzt wird.

    Pur Esso .Research and Engineering Company

    Linden, N.J., V.St.A.

    Rechtsanwalt

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