DE4306057A1

DE4306057A1 - Verfahren zum Herstellen von Gießereikoks

Info

Publication number: DE4306057A1
Application number: DE4306057A
Authority: DE
Original assignee: Veba Oel Technologie und Automatisierung GmbH
Current assignee: Veba Oel Technologie und Automatisierung GmbH
Priority date: 1993-02-26
Filing date: 1993-02-26
Publication date: 1994-09-08
Also published as: EP0686180A1; AU6206794A; DE4490891D2; JPH08509509A; WO1994019425A1; CA2157052A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Gießereikoks gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Einsatzkohlen, die bereits von Hause aus ohne Beimischungen geeignet sind, einen Koks mit den gewünschten Eigenschafts werten, wie einer bestimmten Stückigkeit und einem bestimm ten Abriebsverhalten, zu ergeben, sind in dem notwendigen Umfang nicht verfügbar. Um die gewünschten Eigenschaftswerte zu erhalten, ist es bei der Koksherstellung, insbesondere bei der Gießereikoksherstellung bekannt, der Einsatzkohle, welche bereits ein Gemisch aus mehreren Kohlekomponenten und Koksgrus sein kann, etwa 5% erdölstämmiges Pech, bezo gen auf die wasser- und aschefreie Einsatzkohle - beizumi schen.

Dieses Bindematerial ist besonders dann unverzichtbar, wenn Gießereikoks mit hohem Kohlenstoffanteil hergestellt werden soll, da dann Koksgrus als wesentliche Einsatzkohlenkompo nente mitverwendet wird.

Das erdölstämmige Pech ist vergleichsweise teuer.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, bei einem Verfahren der eingangs genannten Art die Basis der verwendbaren Binde mittel zu erweitern und dabei, vorzugsweise, ein besonders preisgünstiges und möglichst wenig gesundheitsschädliches Bindemittel zum Einsatz zu bringen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Bindemittel ein Vakuum-Rückstand aus der Hydrierung von Erd öl verwendet wird.

Versuche haben ergeben, daß das erfindungsgemäße Bindemittel zu annähernd gleichwertigen Kokseigenschaften wie bei der Verwendung von sogenanntem Petropech führt, wobei das erfin dungsgemäße Bindemittel erheblich preiswerter ist und wenig karzinogene Inhaltsstoffe enthält. - Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße Verfahren auch bei der Herstellung von Hochofenkoks mit Erfolg einsetzbar; ebenso kommt erfindungs gemäß alternativ oder kumulativ die Verwendung von anderen erdölstämmigen Rückständen und Schwerstölen als erfindungs gemäßes Bindemittel/Additiv in Betracht.

Die Hydrierung von Erdöl ist an sich bekannt und u. a. in dem als Standardwerk geltenden Buch der Hydriertechnologie "Katalytische Druckhydrierung von Kohlen, Teeren und Mine ralölen" von Dr. Walter Krönig, Springer-Verlag, 1950, be schrieben. Die Hydrierbedingungen schwanken je nach dem zu hydrierenden Einsatzstoff. In jedem Fall erfolgt sie unter Zugabe von Wasserstoff bei erhöhtem Druck und erhöhter Tem peratur, wobei typische Reaktionsbedingungen 100 bis 300 bar Systemdruck bei Temperaturen zwischen 200 und 500°C betra gen. Bevorzugt erfolgt diese Hochdruckhydrierung in einem sogenannten Sumpfphasenreaktor. Der den Sumpfphasenreaktor verlassende Produktstrom besteht aus Ölen, Feststoff und Ga sen und wird nachfolgend z. B. in einem Heißabscheider, in zwei Phasen getrennt, nämlich ein Kopfprodukt und ein Sumpf produkt. Das Sumpfprodukt wird in einer nachfolgenden Vaku umkolonne von destillierbaren Ölen abgetrennt. Der in der Vakuumkolonne anfallende, Hydrier-Rückstand wird dann als das erfindungsgemäße Bindemittel verwendet.

Erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist die Verwendung des Hydrier-Rückstande, der bei der Hydrierung nach dem soge nannten VCC-Verfahren (VEBA-Combi-Cracking-Verfahren) an fällt. Der neueste Stand des VCC-Verfahrens wurde anläßlich der DGMK-Haupttagung 1990 in Münster/Westfalen unter dem Ti tel "Neue Aspekte zum VCC-Verfahren" von Dr. Klaus Niemann veröffentlicht. Es braucht daher hier nicht näher beschrie ben zu werden.

Ausführungsbeispiel

Eine großtechnische VCC-Anlage mit 95% Konversion verarbei tet die in Tabelle 1 wiedergegebenen Einsatzstoffe und pro duziert die in Tabelle 2 wiedergegebenen Produkte. Die Ein satzstoffe sind in Tabelle 3 und die Produkte in Tabelle 4 näher spezifiziert. Der erfindungsgemäß bevorzugt zu verwen dende, verfestigte Hydrierrückstand aus der Vakuumkolonne weist die in Tabelle 5 wiedergegebenen chemisch-physikali schen Eigenschaften und Körnungen auf und wurde nachfolgend in einem großtechnischen Versuch auf einer Kokerei als Bin demittel der Einsatzkohle zum Herstellen von Gießereikoks beigemischt. Die Kokskohlenmischung und die nach 33-stündi ger Garungszeit erhaltenen Kokseigenschaften sind in Tabelle 6 wiedergegeben. Die gewonnenen Ergebnisse mit dem erfin dungsgemäß verwendeten Hydrierrückstand als Bindemittel (rechte Spalte der Tabelle 6) wurden mit den normalen Be triebsergebnissen der Kokerei (Petropech als Bindemittel) nach dem Stand der Technik verglichen (Tabelle 6, linke Spalte).

Die Verkokung erfolgte in mehreren Öfen einer großtechni schen Koksofenbatterie (Bauart Otto, Kammerbreite 450 mm, Kammerhöhe 5,10 m, Kammerlänge 13,1 m, Volumen 27,64 m³). Diesem Großversuch gingen viele Kleinversuche mit dem er findungsgemäßen Bindemittel und anderen Mischungsverhältnis sen in der Größenordnung von 3 bis 7% Bindemittel bezogen auf die wasser- und aschefreie Einsatzkohle voraus. Diese kleintechnischen Versuche wurden als Optimierungsversuche im Vergleich zum Einsatz des herkömmlichen Binders durchge führt.

Das Koksausbringen konnte durch die Erfindung gesteigert werden; wie die Tabelle 6 deutlich macht.

Das erfindungsgemäße Bindemittel enthält überraschend wenig polyzyklische aromatische Verbindungen.

Einsatzstoffe
Vakuumrückstand
166.666 kg/h
Additiv	1.667 kg/h
Frischwasserstoff	7.042 kg/h
Turbinenkondensat	12.750 kg/h
Summe	188.125 kg/h

Produkte
MD-Gas
8.384 kg/h
ND-Gas	13.045 kg/h
Off-Gas	18 kg/h
Naphtha	24.081 kg/h
Gasöl	86.563 kg/h
Vakuumgasöl	31.525 kg/h
Hydrierrückstand	9.203 kg/h
Sauerwasser	15.306 kg/h
Summe	188.125 kg/h

Spezifikation der Einsatzstoffe
Vakuum-Rückstand: Arabian Light
TBP Schnittpunkt	+565°C
Dichte (15 °C)	1,022 kg/dm3
Kohlenstoff	84,38 Gew.-%
Wasserstoff	10,30 Gew.-%
Schwefel	4,34 Gew.-%
Stickstoff	0,38 Gew.-%
Sauerstoff	0,6 Gew.-%
Asche	ca. 0,02 Gew.-%
Feststoffe	nicht angegeben
Nickel	25 ppm. Gew.
Vanadium	114 ppm Gew.
Eisen	nicht angegeben
Asphaltene	10 Gew.-%
Conradson Carbon	20,3 Gew.-%
Viskosität @	50°C	150.500 cSt
100°C	1.589 cSt
Additiv: Kohlestämmiges Material @	Frischwasserstoff @	Wasserstoff (H2)	min. 99,6 Mol.-%
Stickstoff (N2)	max. 0,2 Mol.-%
Methan (CH4)	max. 0,1 Mol.-%
Ethan (C2H6)	max. 0,1 Mol.-%

Spezifikation der Produkte
MD/ND-Gas: interne Verwendung
Naphtha
TBP-Siedebereich	C5+ -180°C
Schwefel	<20 ppm
Stickstoff	<20 ppm
Gap Benzin/Gasöl (ASTM D86 95/5%)	min. 15°C
Gasöl @	TBP-Siedebereich	180-343°C
Schwefel	<100 ppm
Wassergehalt	<50 ppm
Cetanzahl	<38
Overlap Gasöl/Vakuumgasöl (ASTM D86) 95/5%	max. 30°C
Vakuumgasöl @	TBP-Siedebereich	343 °C+
Schwefel	<600 ppm
Stickstoff	<600 ppm
Anilinpunkt	-
Metalle	< 1 ppm
verfestigter Hydrienrücksand @	TBP-Siedebereich	524 °C +

Analyse
C
86.0 Gew.-%
H	6.0 Gew.-%
O	0.5 Gew.-%
N	1.0 Gew.-%
S	2.5 (2-4) Gew.-%
Anorgan. Bestandteile	4.0 (2-4) Gew.-%
Feststoffe(Tuolol unlöslich)	20-40

Chem.-physikalische Eigenschaften
Dichte (bei 15°C)
1.300-1.500 kg/m³
Schüttdichte	500-700 kg/m³
Stockpunkt	150°C
Flammpunkt	<200°C
Entzündungstemperatur	<470°C
Erweichungspunkt	120-160°C
Heizwert	36 MJ/kg
Brennwert	37 MJ/kg
Flüchtige Bestandteile	40-70%

Körnungsanalyse
6.3 mm
ca. 6 Gew.-%
6.3-3.15 mm	ca. 40 Gew.-%
3.15-2.00 mm	ca. 20 Gew.-%
2.00-1.00 mm	ca. 17 Gew.-%
1.00-0.5 mm	ca. 5 Gew.-%
0.5 mm	ca. 10 Gew.-%

Tabelle 6

Claims

Verfahren zum Herstellen von Gießereikoks durch Mischen von Einsatzkohle und etwa 0,5 bis 10% von einem Bindemittel oder Additiv, bezogen auf die wasser- und aschefreie Ein satzkohle, und anschließendes Verkoken, gekennzeichnet durch die Verwendung von, insbesondere erdölstämmigem, Hydrier rückstand aus der Hydrierung von Schwerstölen, Vakuumrück stand, Kohlen, Lösungsmitteln und anderen Kohlenwasserstoffe enthaltenden Einsatzstoffen als Bindemittel oder Additiv.