DE3726206A1 - Entsorgung von fluessigem raffinerieschlamm waehrend des verkokens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Verkoken von flüssigem Schlamm, insbesondere flüssigem organischem Schlamm. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf das Ver­ koken von flüssigem Schlamm in Kombination mit ty­ pischen Verkokerausgangsmaterialien.

Gegenwärtige Entsorgungssonderausstattungen zur Behand­ lung von flüssigem Schlamm aus einer Ölraffinerie oder anderer Abfallströme umfassen Müllgruben, Veraschung oder Einführen in einen Verkoker während der Abschreck­ phase des Verkokungszyklus. Typische Schwierigkeiten, die mit der jetzigen Entsorgungssonderausstattung des Verkokers verbunden sind, sind schlechte Koksqualität durch hohen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen, un­ einheitliche Koksqualität innerhalb der Trommel und Anreicherung von nichtumgewandelten Schlammkomponenten im Abschreckwassersystem.

Die Aufgabe des Verkokungsverfahrens ist die Qualitäts­ verbesserung des Schwerölrohstoffes, bzw. Schwerölaus­ gangsmaterials, üblicherweise der Rest aus einer at­ mosphärischen oder Vakuum-Rohöldestillationskolonne, um relativ leichtere Produkte von höherem Wert zu er­ halten. Die leichteren Produkte werden im allgemeinen als Ausgangsmaterial für katalytische Crackanlagen, wie katalytische Wirbelschichtcrackanlagen (FCC) ver­ wendet. Um abzusichern, daß das flüssige Produkt aus dem Verkoker von geeigneter Qualität ist, wird das Produkt aus dem Verkoker typischerweise fraktioniert und die Rückstandsfraktion, die typischerweise ober­ halb 370°C (etwa 700°F) siedet, wird rezirkuliert. Dieser Umlaufstrom bildet typischerweise etwa 10 bis 30 Gew.-% der frischen Zufuhr.

In der Erdölraffinerie-Industrie wurde über einen beträchtlichen Zeitraum ein verzögertes Verkokungs­ verfahren verwendet. In diesem Verfahren wird die Schwerölzufuhr zum Verkoker in einer Heizvorrichtung schnell erwärmt, aus der sie direkt in eine isolierte Trommel (Verkokertrommel) strömt, worin die Verkokungs- oder Carbonisierungsreaktionen stattfinden. Das Ver­ koken findet in der Carbonisierungsmasse im unteren Abschnitt der Verkokertrommel gewöhnlich während eines Zeitraumes von etwa 24 Stunden statt, während die erwärmte Zufuhr in dieser Trommel ruht. Zu Beginn der Verkokungsreaktion ist die Trommel leer und sie wird während des Verlaufs der Verkokungsreaktion schrittweise gefüllt, bis die Koksmasse die Ober­ seite der Trommel erreicht. Die Verkokungsreaktion findet typischerweise bei Temperaturen von 800 bis 900°F (427 bis 482°C) bei mittelmäßig erhöhtem Druck statt, typischerweise 100 bis 1000 kPa. Druck, Tem­ peratur und die anderen Bedingungen werden so einge­ stellt, damit die Ausbeute der gewünschten Flüssig­ keiten maximiert wird, die während der Reaktion ge­ bildet werden und die durch Dampfabstreifen ent­ fernt werden, sowie die Reaktion fortschreitet. Am Ende der Verkokungsreaktion wird der Koks, der in der Trommel zurückgelassen wird, mit Dampf behandelt, abgeschreckt und entfernt, während die Zufuhr aus der Heizvorrichtung auf eine andere Trommel geschaltet wird.

Das Verkoken kann ebenfalls in einem Fließverkoker durchgeführt werden. Das Fließverkoken ist in Fluidization and Fluid Particle Systems von F.A. Zenz und D. F. Othmer, Reinhold Publishing Corporation (1963) beschrieben. Beim Fließverkoken strömt die Schweröl­ zufuhr in einen Wirbelschichtbettreaktor, der bei Verkokungsbedingungen arbeitet. Im Wirbelschichtver­ koker werden verflüchtigte Kohlenwasserstoffe mittels Dampfabstreifen vom Koks abgetrennt und der Koks läuft zu einer Verkokerheizeinrichtung mit Wirbelschicht­ bett. In dieser Verkokerheizeinrichtung verbrennt der Koks durch Kontakt mit Sauerstoff und ein Teil des verbrannten Kokses läuft im Kreislauf zurück, um den Verkokerreaktor zu erwärmen.

Verkoker wurden angewendet, um Abfallströme zu behandeln. US-PS 31 46 185 von Fella spritzt während des Koksabkühlzyklus des verzögerten Verkokungsver­ fahren mit Öl beladenes Wasser in die Verkokertrommel um einen Teil des Öls aus dem Wasser zu entfernen. Dieses Öl wird dadurch aus dem Wasser entfernt, da es am Koks haftet und wird während des Entkokungszyklus des verzögerten Verkokungsverfahrens gleichzeitig mit dem Koks entfernt.

Vorzugsweise enthält das mit Öl beladene Wasser nicht mehr als etwa 2000 ppm Öl und kühlt das Koksbett auf unter 212°F (99,8°C) ab. Fella führt von einer Schlamm­ zufuhr während des Verkokungsabschnittes des Verkokungs­ zyklus weg, da Fella mit der Abtrennung von Öl aus dem Wasser verbunden ist. Darüber hinaus absorbiert Fella das Öl auf dem Koks und wendet so sein Verfahren bei einem typischen Schlammstrom an, der etwa 20 Gew.-% Öl enthält, was in einer schlechten Koksqualität re­ sultieren würde. Das Einspritzen von flüssigem Schlamm während des Verkokungsabschnittes des Verkokungszyklus würde Öl und Wasserdampf im Dampfabfluß der Verkoker­ trommel eher vermischen als trennen.

US-PS 39 17 564 von Meyers beschreibt das Einspritzen von flüssigem Schlamm oder anderer or­ ganischer Nebenprodukte, die dispergierte Feststoffe enthalten, die mit einem Wasserzusatz verdünnt sind, in eine verzögerte Verkokertrommel als wässriges Abschreckmedium während des Anfangsabschnittes des Abschreckabschnittes des verzögerten Verkokungszyklus, wenn die Temperatur in der Verkokertrommel heiß genug ist, um das Wasser des flüssigen Schlammes zu verdampfen. Meyers führt von der Zufuhr des Schlammes während des Verkokungsabschnittes des Verkokungs­ zyklus weg, da er Wärme aus der Trommel entnehmen würde, wenn es erwünscht ist, Wärme aufrecht zu er­ halten. Eine Schlammzufuhr während des Abkühlens und des anfänglichen Abschreckens des Zyklus entnimmt demgegenüber Wärme aus der Trommel zu dem Zeitpunkt, an dem es notwendig ist, Wärme zu entfernen.

Die Umwandlung fester organischer Abprodukte wie städtische Abprodukte wird in US-PS 41 18 281 von Yan beschrieben. Yan beschreibt das Auflösen des festen organischen Abproduktes in einem Teil der Verkokerzufuhr, wie thermisch stabile Erdölraffi­ neriefraktionen, die eine katalytische Crackerum­ laufzufuhr einschließen bei Temperaturen innerhalb des Bereiches von 300 bis 1000°F (149 bis 538°C). Die resultierende Mischung wird danach mit dem Rest der Verkokerzufuhr einem Verkoker zugeführt und verkokt, um Gas, Öl und Koks herzustellen.

US-PS 44 04 092 von Audeh et al beschreibt die Temperaturregelung des Dampfraumes oberhalb der Carbonisierungsmasse in einer verzögerten Verkoker­ trommel durch Einführen einer Abschreckflüssigkeit wie Wasser in den Dampfraum während des Verkokungs­ zyklus. Audeh beschreibt jedoch in Spalte 4 aus­ drücklich, daß es der Vorteil seines Systems ist, den Eintritt von Fremdmasse in den Verkokungszyklus zu vermeiden.

Folglich führt Audeh et al von der Anwendung eines flüssigen Schlammes weg.

US-PS 41 18 281 von Yan spritzt gelöste feste städtische Abprodukte während des Verkokens in den Verkoker ein, da Yan das feste städtische Abprodukt mit der Verkokerzufuhr vermischen muß, um das feste städtische Abprodukt aufzulösen, um es zu einer ge­ eigneten Verkokerzufuhr zu machen. Die Motivation von Yan ist auf flüssigen Schlamm nicht anwendbar, da es hier keinen Bedarf gibt, den flüssigen Schlamm aufzulösen und zu zersetzen. Folglich würde der Fach­ mann, der versuchen würde, einen flüssigen Schlamm zu verkoken, dahingeleitet, der Lehre von Meyers eher zu folgen, um Wärme einzusparen, als der von Yan.

Es ist die primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Entsorgungsverfahren für flüssigen Schlamm zu schaffen, das flüssigen Schlamm in Koks, Kohlenwasser­ stoffe der Dampfphase und Gas umwandelt, ohne das Koksprodukt mit im wesentlichen nicht umgewandeltem flüssigem Schlamm zu verunreinigen.

Die vorliegende Erfindung beinhaltet ein Verkokungs­ verfahren, das die Schritte umfaßt:
Leiten eines erwärmten Ausgangsmaterials schwerer Kohlenwasserstoffe in einen Verkokungsreaktor,
Leiten eines flüssigen Schlammes aus einer Erdöl­ raffinerie, der Kohlenwasserstoffe umfaßt, in diesen Verkokungsreaktor,
Verkoken dieses Ausgangsmaterials und dieses Schlammes bei einer Temperatur zwischen 371 und 593°C (700 und 1100°F) in diesen Verkokungsreaktor, um Gas, ein Dampfphasenprodukt und Koks zu erzeugen und danach Abschrecken des Kokses auf eine Temperatur, bei der er zurückgewonnen werden kann.

Das Verkoken des flüssigen Schlammes zusammen mit dem Kohlenwasserstoffausgangsmaterial während der Koks­ bildungsperiode des Verkokungsverfahrens vor der Dampf­ behandlung und dem Abschrecken hat viele Vorteile. Die Kohlenwasserstoffe des Abproduktstromes wandeln sich bei erhöhten Temperaturen um. Restliches Ma­ terial aus dem Schlamm wird gänzlich in das Koksbett eingearbeitet. Der Schlamm dispergiert einheitlicher im Koks, wodurch eine höhere Qualität und ein einheit­ licherer Koks hergestellt wird. Die Anreicherung von Komponenten des Abproduktstromes im Abschreckwasser­ system wird verhindert.

Das gegenwärtige Konzept verteilt beim verzögerten Verkoken die Feststoffe wirksamer und wandelt den kohlenwasserstoffhaltigen flüssigen Schlammstrom um, indem dieser während des Hauptabschnittes des Verkokungsabschnittes des Verkokungszyklus kon­ tinuierlich an irgend einer oder allen Anordnungen eingeführt wird, einschließlich des Bodens, des mittleren Abschnittes und der Oberseite der Ver­ kokungstrommel. Wenn der Verkoker ein verzögerter Verkoker ist, werden der flüssige Schlamm und das Ausgangsmaterial schwerer Kohlenwasserstoffe vor­ zugsweise bei einer Temperatur zwischen 780 und 950°F (416 bis 510°C) und noch bevorzugter 780 bis 850°F (416 bis 454°C) gekocht.

Wenn flüssiger Schlamm einem Fließverkokersystem zugeführt wird, kann der flüssige Schlamm entweder dem Verkokerreaktor oder der Reaktorheizeinrichtung bzw. Heizreaktor (nachfolgend als Reaktorheizein­ richtung benannt) zugeführt werden. Der flüssige Schlamm wird im Fließverkokersystem vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 1000 und 1100°F (538 bis 593°C) zu Koks umge­ wandelt.

Ein typischer flüssiger Schlamm sind Ölemulsionen. Beispiele des flüssigen Schlammes umfassen biologischen Schlamm aus der Abwasserbehandlung, wie Belebt­ schlamm, Zulaufseparatorrückstände, Lagertankrück­ stände, feindispergierte Feststoffe, oder eine Flotte der Ausflockung mit gelöster Luft (DAF) von Flockungs­ trennverfahren. Wenn es erforderlich ist, die ge­ wünschte Verkokungstemperatur aufrechtzuerhalten, kann zumindest ein Teil des flüssigen Schlammes vor dem Einführen in den Verkoker auf mindestens 180°F (82°C) vorgewärmt werden. Vor dem Einleiten in den Verkoker kann zumindest ein Teil des flüssigen Schlammes auf höchstens etwa 60 Gew.-% Wasser und vorzugsweise höchstens auf etwa 50 Gew.-% Wasser entwässert werden. Nach dem Entwässern wird der Schlamm vorzugsweise mit einer Kohlenwasserstofflüssigkeit wie schwerem Verkokergasöl oder einer geklärten Ölaufschlämmung vom katalytischen Wirbelschichtcracken vermischt werden, um das Fließvermögen dieses Schlammes zu erhöhen.

Die beigefügten Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Fließschema des erfindungsgemäßen Ent­ sorgungsverfahrens für flüssigen Schlamm,

Fig. 2 ein Schema des erfindungsgemäßen verzögerten Verkokungsverfahrens und

Fig. 3 ein Schema des erfindungsgemäßen Fließver­ kokungsverfahrens.

Fig. 1 zeigt die Zufuhr eines frischen Ausgangsmaterial­ stromes 12 in Kombination mit einem wahlweisen Umlauf­ strom 48, um einen Strom 16 zu bilden, der den Ver­ koker 10 beschickt. Durch den Schlammstrom 20 strömt Schlamm in den Verkoker 10. Der Verkoker 10 ist typischerweise ein verzögerter Verkoker, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, oder ein Fließverkoker, wie es in Fig. 3 gezeigt ist.

Typischerweise arbeitet der Verkoker bei einer Tem­ peratur zwischen 370 und 540°C (700 bis 1100°F) um einen Koksstrom 32 und ein Gas und einen Strom 34 des Dampfphasenproduktes zu erzeugen.

Die Verkokerausgangsmaterialien sind hochsiedende Kohlenwasserstoffe, insbesondere Rückstände vom Cracken oder der Destillation asphaltenischer Roh­ destillate bzw. Erdöldestillate. Sie haben üblicher­ weise einen Anfangssiedepunkt von etwa 700°F (370°C) oder höher und ein spezifisches Gewicht bzw. Schwer­ kraft nach API von 0° bis 20° und einen Koksrückstand nach Conradson von 5 bis 40 Gew.-%. Das Verkoken ist als besonders vorteilhaft bekannt, wenn es auf feuerfeste aromatische Ausgangsmaterialien angewendet wird, wie dekantierte Ölaufschlämmungen vom kata­ lytischen Cracken und Teere vom thermischen Cracken.

Der flüssige Schlamm ist typischerweise ein Abprodukt strom der Raffinerie, der Kohlenwasserstoffe enthält und ist typischerweise eine Ölemulsion. Beispiele des flüssigen Schlamms umfassen biologischen Schlamm der Abwasserbehandlung wie Belebtschlamm, Zulaufseparator­ rückstände, Lagertankrückstände, Ströme, die fein verteilte Feststoffe enthalten, die organische oder anorganische Feststoffe sein können und eine Flotte der Ausflockung mit gelöster Luft von Flockungstrenn­ systemen. Die Dampfphase und der Gasstrom 34 strömen in den Fraktionator 40, wo er in einen Gasstrom 42, der C-Kohlenwasserstoffe, molekularen Wasserstoff, Schwefelwasserstoff und andere typische Leichtgase umfaßt und einen Benzinstrom 44, einen Verkokergas­ ölstrom 46 und wahlweise einen Umlaufstrom 48 schwerer Kohlenwasserstoffe getrennt wird. Besser als den Ausgangsmaterialstrom 12 dem Strom 48 zuzugeben, kann er direkt in den Fraktionator 40 strömen und den Fraktionator 40 in Kombination mit dem Umlauf­ strom 48 verlassen.

Der in der vorliegenden Erfindung eingesetzte Ver­ koker 10 kann ein verzögertes Verkokungsverfahren anwenden, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. In diesem Verfahren sind zwei Verkokertrommeln 30 für kon­ tinuierlichen Betrieb vorgesehen, wobei das Ver­ koken alternativ in jeder Trommel stattfindet. Eine größere Anzahl von Trommeln kann verwendet werden, um die gewünschte Verkokungskapazität zu liefern. Die Trommeln sind mit den üblichen Einrichtungen zur Rückgewinnung des Koksproduktes 32 ausgestattet, die herkömmlich sind und in Fig. 2 nicht gezeigt sind. Ein frischer Ausgangsmaterialstrom 112 strömt in den Fraktionator 40 und verläßt den Fraktionator 40 durch den Strom 48 schwerer Kohlenwasserstoffe, der durch einen Heizofen 50 strömt. Der Ofen 50 er­ wärmt den Strom 48 auf die erforderliche Temperatur für das Verkokungsverfahren, um einen Verkokerzufuhr­ strom 16 zu bilden. Eher als eine Beschickung des Fraktionators 40 kann der frische Zufuhrstrom den Fraktionator 40 umgehen und direkt dem Ofen 50 zugeführt werden. Der Strom 16 passiert ein Schalt­ ventil 18, das in Abhängigkeit davon, welche Trommel gerade gefüllt wird, ermöglicht, daß die erwärmte Zufuhr zu eine Trommel oder die andere strömt.

Die Verkokertrommeln 30 sind mit einer üblichen Kopf­ produktleitung 34 verbunden, die zum Fraktionator 40 führt. Der Fraktionator 40 trennt das gasförmige Kopf­ produkt in einen Gasstrom 42, einen Benzinstrom 44, einen Verkokergasölstrom 46 und den wahlweisen Um­ laufstrom 48 schwerer Kohlenwasserstoffe. Der Gas­ strom 42 umfaßt Butan und Komponenten mit geringerem Siedepunkt. Der Gasstrom 42 und der Benzinstrom 44 können durch nachfolgende Behandlungsanlagen geführt werden, wie eine Vorrichtung zur hydrierenden Ent­ schwefelung (nicht gezeigt). Der Verkokergasölstrom 46 kann zu den nachfolgenden Behandlungsanlagen strömen, wie eine katalytische Wirbelschichtcrackan­ lage (nicht gezeigt).

Der flüssige Schlamm kann irgend eine oder alle einer Anzahl von Anordnungen im System beschicken. Der flüssige Schlamm kann durch den Strom 21 zugeführt werden, der sich stomaufwärts des Ofens 50 mit dem Umlauf­ strom 48 verbindet. Der Ofen 50 erwärmt den Strom darin, um eine Verkokungstemperatur innerhalb der Trommel zwischen 700 und 1100°F (371 bis 593°C), vor­ zugsweise zwischen 780 und 950°F (416 bis 510°C), und am bevorzugtesten zwischen 780 und 850°F (416 bis 454°C) zu erhalten. Flüssiger Schlamm kann stromabwärts des Heizofens 50 in die Kokstrommel 30 strömen. Dies wird durchgeführt, indem der flüssige Schlamm durch irgend einen oder alle der Ströme 22, 23 und 24 im Boden, mittleren Abschnitt bzw. Oberseite der Kokstrommel 30 geführt wird. Der Strom 22 kann die Kokstrommel 30 in Kombination mit dem Strom 16 beschicken. Die Schlammströme 21, 22, 23 oder 24 beschicken die Kokstrommel vorzugsweise kontinuierlich während des Hauptabschnittes des Verkokungabschnittes des Verkokungszyklus. Das Niveau des Kokses erhöht sich in der Trommel sowie sich Koks in der Trommel akkumuliert. Am bevorzugtesten wird der Schlamm an aufeinanderfolgenden höheren Einspritzorten am Boden 21 oder 22 in der Mitte 23 und der Oberseite 24 der Trommel 30 ein­ gespritzt, sowie sich das Koksniveau innerhalb von 1,52 m (5 ft) jedes Einspritzortes erhöht. Während der flüssige Schlamm in die Trommel 30 strömt, wird das Material in dieser Trommel bei der gewünschten Verkokungstemperatur gehalten. Die Verkokungstemperatur liegt typischerweise zwischen 700 und 1100°F (371 bis 593°C), vorzugsweise zwischen 780 und 950°F (416 bis 510°C) und am bevorzugtesten zwischen 780 und 850°F (416 bis 454°C). In der vorliegenden Erfindung zieht die Zufuhr des Schlammes während des Verkokungsabschnittes des Verkokungszyklus Wärme ab, die zum Verkoken angewendet würde. Dieser Wärmeverlust wird durch Verfahren ausgeglichen oder minimiert, wie die Lieferung zusätzlicher Wärme im Ofen, das Vorwärmen des Schlammes oder das Ent­ wässern des Schlammes. Beim Betrieb verläuft die erwärmte Zufuhr 16 zum Boden einer oder der anderen Verkokertrommel 30, die zu Beginn des Verkokungs­ zyklus leer ist. Sowie das erwärmte Ausgangsmaterial 16 in den unteren Teil der Trommel 30 eingeführt wird, verläuft die Verkokungsreaktion primär durch thermisches Cracken, und das Niveau der Carboni­ sierungsmasse in der Trommel 30 steigt. Das Ausgangs­ material wird unter Verkokungsbedingungen in der Trommel verkokt um die gewünschten Crackprodukte zu erzeugen. Der Koks verbleibt in der Trommel. Während dieser Zeit verlassen die durch die Verkokungsreaktion erzeugten Gase und Dämpfe die Verkokungstrommel durch die Kopfproduktleitung 34 und strömen zur Abtrennung zum Fraktionator 40. Der Verkokungsabschnitt dieses Zyklus wird fortgesetzt, bis das Koksniveau die Ober­ seite der Verkokertrommel 30 erreicht. Der Verkokungs­ abschnitt dieses Zyklus wird dann abgeschlossen und die Zufuhr wird zur anderen Trommel geführt. Falls erforderlich kann der flüssige Schlamm an fortschrei­ tend höheren Orten vom Strom 22 zum Strom 23 zum Strom 24 eingespritzt werden, sowie sich das Niveau der Carbonisierungsmasse in der Trommel erhöht. Wenn der Verkokungsabschnitt des Zyklus abgeschlossen ist, typischerweise nach etwa 24 Stunden, wird die Zufuhr zur anderen Trommel geschickt. Nach dem Verkokungsab­ schnitt des Zyklus enthält die Trommel 30 einen porrösen Kokskörper, dessen Poren durch schweres Öl gefüllt sind, das oberhalb der Temperatur der Trommel siedet, die typischerweise etwa 800°F (427°C) beträgt. Der Koks wird dann durch Kontakt mit Dampf vom Strom 36 mittels Dampf abgestreift. Während der typischen ersten Stufe der Dampfbehandlung strömen der Dampf und abgetrennte Kohlenwasserstoffe in den Fraktionator 40, zusammen mit den gecrackten Kohlenwasserstoffen aus der anderen Trommel 30, die dann in ihrer Verkokungsphase ist. Nach der ersten Dampfbehandlungsstufe kann der Koks wahlweise einer zweiten Dampfbehandlungs­ stufe unterzogen werden und der Dampf und abgetrennte Kohlenwasserstoffe werden abgeschreckt und strömen zu einem Zulaufseparator (nicht gezeigt), um die Kohlenwasserstoffe zurückzugewinnen. Zum Abschluß der Dampfbehandlung ist das Koksbett typischerweise bei einer Temperatur zwischen 700 und 750°F (371 bis 399°C). Der Koks wird dann durch Kontakt mit Wasser abgeschreckt. Nach angemessenem Abkühlen wird die Trommel entkokt.

Das Entkoken erfolgt durch Entfernen der mit Flansch versehenen Kopfenden von der Oberseite und vom Boden der Trommel und Schneiden des Kokses durch Hydraulik­ düsen. Typischerweise ist ein Eisenbahntrichterwagen (nicht gezeigt) unter der Trommel angeordnet und nimmt den Koks auf, wie er aus der Trommel abgegeben wird. Die erste Stufe des Entkokens wird durch Drehen einer Bohrung durch die Mitte des Kokses durchgeführt um einen Ablaßkanal zu schaffen. Die Hydraulikdüse (nicht gezeigt) wird nach dem Schneiden der Bohrung zur Oberseite der Trommel zurückgeführt. Sie wird dann direkt gegen die Oberseite des Kokses gerichtet, wobei sie sich in einem kreisförmigen Weg bewegt, der konzentrisch zur Bohrung ist und außerhalb dieser liegt. Dieses schneidet Koksbrocken 32 weg, die mit Wasser durch den offenen Boden der Trommel und in den Trichterwagen fallen. Der Boden des Trichter­ wagens ist typischerweise mit Löchern versehen, damit das Wasser aus dem Boden des Wagens strömen kann. Das Wasser aus den Wagen strömt typischerweise zu einer Klärausstattung (nicht gezeigt).

Vorzugsweise beschickt der flüssige Schlamm während des Hauptabschnittes des Verkokungs­ abschnittes des Verkokungszyklus kontinuierlich die Kokstrommel 30. Am bevorzugtesten wird der flüssige Schlamm kontinuierlich der Trommel 30 zu­ geführt, von etwa einer Stunde nachdem das Kohlen­ wasserstoffausgangsmaterial 16 in die Trommel zu strömen beginnt, bis etwa eine Stunde vor Beginn des Dampfbehandlungsschrittes. Der bevorzugte Bereich der Schlammzugabe liegt zwischen 0,001 und 0,5 pounds (0,45 bis 226 g) flüssigen Schlammes (einschließlich Wasser) pro pound (Gramm) des Verkokerausgangsma­ terials schwerer Kohlenwasserstoffe. Typischer nicht entwässerter Schlamm umfaßt 70 Gew.-% Wasser, 20 Gew.-% Kohlenwasserstoffe und 10 Gew.-% Feststoffe, wobei die Feststoffe typischerweise eine Kombination orga­ nischer und anorganischer Verbindungen sind. Es ist besonders vorteilhaft, den flüssigen Schlamm direkt in die Verkokertrommel 40 durch eine oder alle Ströme 22, 23 und 24 zu führen, wenn der flüssige Schlamm Feststoffe enthält. Wenn es erforderlich ist, die gewünschte Verkokungstemperatur aufrechtzuerhalten, wird zumindest ein Teil des Schlammes auf zumindest 180°F (82°C) vorgewärmt oder wird durch Wärmeaus­ tausch im vorhandenen Ofen, Wärmeaustausch in an­ deren Wärmeaustauschern, Leiten durch Filterpressen oder durch andere herkömmliche Entwässerungsverfahren zumindest teilweise entwässert. Falls erforderlich, kann dieser Anteil sowohl vorgewärmt als auch teil­ weise entwässert werden.

Die kontinuierliche Zugabe des Schlammes während des Hauptabschnittes der Verkokungsstufe des verzögerten Verkokungszyklus gestattet, daß die Kohlenwasserstoff­ komponenten des Schlammes reagieren und zusätzliche Koksprodukte bilden und verteilt die festen Komponenten durch das gesamte Koksbett ohne signifikante Abküh­ lung dieses Bettes. Demgegenüber wurde gefunden, daß die Wasserzugabe zum Boden der Trommel während des Abschreckens in einer "Band- bzw. Ring-" Abkühlung an der Grenzfläche von Wasser/Dampf resultiert, sowie sich das Wasserniveau in der Trommel erhöht. Das Verdampfen an der Grenzfläche von Wasser und Dampf bildet ein Abkühlband, in dem sich der Koks schnell von der Verkokungstemperatur auf 300°F (149°C) und darunter abkühlt. Die Temperatur des von der Trommel abgegebenen Dampfes fällt gleichmäßig, sowie dieses Band durch die Trommel ansteigt.

Folglich ist die Kokstemperatur während der Abschreck­ stufen gegenüber dem Kontakt mit Wasser besonders anfällig. Ähnlich resultiert die Einführung von Ab­ produktströmen, die hauptsächlich aus Wasser zu­ sammengesetzt sind, nach den Verkokungs- und Dampf­ behandlungsstufen in einer schnellen Abkühlung am Boden der Trommel. Die resultierende Kokstemperatur, die kleiner als etwa 300°F ist (149°C), resultiert in einer unvollständigen Umwandlung des Kohlen­ wasserstoffanteils des Abproduktstromes. Die nicht umgewandelte Kohlenwasserstoffkomponente wird dann auf dem Koks absorbiert, was die Koksqualität nach­ teilig beeinflußt. Die Anwendung der vorliegenden Erfindung in einem verzögerten Verkoker verteilt die Feststoffe wirksam und wandelt die flüssigen Kohlen­ wasserstoffe aus dem flüssigen Schlamm durch kon­ tinuierliches Einführen während des Verkokungsab­ schnittes des Verkokungszyklus um. Restmaterial aus dem Schlamm wird dadurch in das Koksbett eingear­ beitet und der Schlamm wird dispergiert, um eine höhere Qualität und einheitlicheren Koks zu erzeugen. Darüber hinaus verhindert die Umwandlung des flüssigen Schlammes zu Koks und anderen wertvollen Produkten vor dem Abschrecken die Anreicherung von nicht um­ gewandelten Komponenten des flüssigen Schlammes im Abschreckwassersystem des Verkokens.

In einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Verkoker 10 von Fig. 1 ein Fließ­ verkokungsverfahren anwenden, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Der frische Zufuhrstrom 112 kann dem Fraktionator 40 zugeführt werden (wie es gezeigt ist) oder direkt in den Verkokerreaktor 60 geführt werden (nicht gezeigt). In dem Fließverkokungsverfahren zirkulieren kleine Kokspartikel, die in diesem Verfahren selbst gebildet wurden, in einem Wirbelschichtzustand zwischen dem Verkokerreaktor 60 und der Reaktorheizvorrichtung 80. Die kleinen Kokspartikel wirken als Wärmeüber­ tragungsmedium. Dampf aus dem Strom 64 verwirbelt das Koksbett 62 in dem Reaktor 60. Der Dampf aus dem Strom 64 streift ebenfalls Kohlenwasserstoffe vom Koks ab. Dieses Abstreifen wird erhöht, indem Einsätze 66 im unteren Abschnitt des Verkokerreaktors 60 vorgesehen werden. Die abgestreiften Kohlenwasser­ stoffe und irgendwelche eingetretenen Kokspartikel stömen in einen Cyclon 70, der die Partikel zum Bett 62 zurückführt und die gasförmigen Produkte durch den Kopfproduktstrom 64 zum Fraktionator 40 leitet. Abgestreifte Kokspartikel strömen durch die Übertragungsleitung 68 zur Reaktorheizvorrichtung 80, wo sie sich im Koksbett 82 mit Luft verbinden, die durch den Strom 84 geliefert wird. Die Luft verbrennt einen Teil des Kokses, wodurch das Bett erwärmt wird. Heißer Koks aus dem Bett 82 kehrt durch die Übertragungsleitung 77 zum Reaktor 60 zurück, wodurch Wärme für den Reaktor geliefert wird. Die Verbrennungsprodukte strömen durch den Cyclon 90, der innerhalb der Reaktorheizvorrichtung 80 ange­ ordnet ist, der den Abgasstrom 92 von irgendwelchen eingetretenen Kokspartikeln abtrennt, die zum Bett 82 zurückkehren. Das Koksprodukt verläßt die Reaktor­ heizvorrichtung 80 durch den Koksproduktstrom 32. Ein Wasserstrom 86 schreckt den Koksproduktstrom 32 ab. Flüssiger Schlamm kann durch den Strom 26 direkt in den Verkokerreaktor 60 geführt werden oder durch den Strom 28 in die Übertragungsleitung 68 für ab­ gestreiften Koks geführt werden. Der flüssige Schlamm kann ebenfalls durch beide Ströme 26, 28 geführt werden. Vorzugsweise hat der Koks im Bett 62 eine Tem­ peratur zwischen 540 und 593°C (1000 und 1100°F).

Vorzugsweise werden die flüssigen Schlammströme 26, 28 auf eine Temperatur von mindestens 180°F (82°C) vorgewärmt. Die flüssigen Schlammströme 26, 28 werden ebenfalls vorzugsweise auf höchstens etwa 60 Gew.-% Wasser, am bevorzugtesten höchstens etwa 50 Gew.-% Wasser entwässert. Nach der Entwässerung wird der Schlamm vorzugsweise mit einer Kohlenwasserstofflüssig­ keit, wie schweres Verkokergasöl oder eine geklärte Ölaufschlämmung vom katalystischen Wirbelschicht­ cracken vermischt, um das Fließvermögen des Schlammes zu erhöhen. Vorzugsweise können 0,001 bis 0,5 pounds (0,45 bis 226 g) flüssigen Schlammes (einschließlich Wasser) pro pound (Gramm) des Verkokerzufuhrstromes 48 zugegeben werden.

Die Ausführungsform von Fig. 3 hat viele Vorteile. Das Verkoken des flüssigen Schlammes zusammen mit dem Kohlenwasserstoffausgangsmaterial während des Fließ­ verkokungsverfahrens vor dem Abschrecken wandelt Kohlenwasserstoffe des Abproduktstromes bei erhöhten Temperaturen um. Restmaterial aus dem Schlamm wird gänzlich in das Koksbett eingearbeitet. Der Schlamm wird einheitlicher im Koks dispergiert, wodurch eine höhere Qualität und einheitlicherer Koks erzeugt wird. Es verbessert ebenfalls die Möglichkeit, große Mengen von flüssigen Schlammströmen zu bearbeiten, im Ver­ hältnis zu einem Verfahren, das flüssigen Schlamm während des Abschreckens dem Koks zugibt. Darüber hinaus verhindert die vorliegende Erfindung durch die Er­ höhung der Umwandlung des flüssigen Schlammes in wertvollen Koks und Kohlenwasserstoffprodukte die Anreicherung flüssiger Schlammkomponenten im Abschreck­ wassersystem.

Claims (10)

1. Verkokungsverfahren, gekennzeichnet durch die Schritte:
Leiten eines erwärmten Ausgangsmaterials schwerer Kohlenwasserstoffe in einen Verkokungsreaktor, Leiten eines flüssigen Schlammes aus einer Erdöl­ raffinerie, der Kohlenwasserstoffe umfaßt, in diesen Verkokungsreaktor,
Verkoken des Ausgangsmaterials und des Schlammes bei einer Temperatur zwischen 371 und 593°C (700 und 1100°F) in dem Verkokungsreaktor um Gas, ein Dampfphasenprodukt und Koks zu erzeugen und danach
Abschrecken des Kokses auf eine Temperatur, bei der er zurückgewonnen werden kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verkokungsschritt das Leiten des Ausgangsmaterials in die Unterseite einer verzögerten Verkokertrommel, das Leiten des flüssigen Schlammes in diese Trommel, das Umwandeln des Ausgangsmaterials und des Schlammes zu festem, porrösen Koks und Dampf in dieser Trommel, das Ablassen des Dampfes aus der Trommel, das An­ sammeln des festen, porrösen Kokses in der Trommel vor der Dampfbehandlung und Abschreckung des Kokses in der Trommel, die Dampfbehandlung des festen porrösen Kokses und das Abschrecken des mit Dampf behandelten Kokses umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkokungstemperatur zwischen 416 und 510°C (780 und 950°F) liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Niveau des Kokses in der Trommel erhöht, sowie sich Koks ansammelt und flüssiger Schlamm an aufeinander­ folgenden höheren Einspritzorten oberhalb des Koks­ niveaus in die Trommel eingespritzt wird, sowie sich das Koksniveau in der Trommel erhöht.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch einen weiteren Schritt des Vorwärmens zumindest eines Anteils des flüssigen Schlammes außerhalb der Trommel auf eine Temperatur von mindestens etwa 82°C (180°F).

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verkokungsschritt die Zufuhr des Ausgangsmaterials zu einem Fließverkokerreaktor, um Gas, Dampf und Koks zu erzeugen und das Leiten des Kokses aus den Verkoker­ reaktor zu einer Fließreaktorheizvorrichtung umfaßt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkokungstemperatur zwischen 540 und 593°C (1000 und 1100°F) liegt.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Schlamm in Kombination mit dem Ausgangs­ material dem Verkokerreaktor zugeführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Schlamm gleichzeitig mit Koks aus dem Verkokerreaktor der Reaktorheizvorrichtung zugeführt wird.

10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Schlamm höchstens etwa 60 Gew.-% Wasser enthält.