DE546279C

DE546279C - Process for coking substances containing hydrocarbons in a retort

Info

Publication number: DE546279C
Application number: DE1930546279D
Authority: DE
Original assignee: Barrett Co Inc
Current assignee: Barrett Co Inc
Priority date: 1929-05-22
Filing date: 1930-05-21
Publication date: 1932-03-11

Description

Verfahren zum Verkoken von kohlenwasserstoffhaltigen Stoffen in einer Retorte Die Erfindung betrifft das Verkoken von kohlenwasserstoffhaltigen Stoffen und besonders die Destillation und Verkokung von kohlenwasserstoffhaltigen Pechen und Teeren. Unter der Bezeichnung »kohlenwasserstoffhaltige Stoffe« sollen solche Stoffe verstanden werden wie Kohlengasteer, Koksofenteer, Pech, Petroleumpech und ähnliche Stoffe. Method for coking hydrocarbon-containing substances in a retort The invention relates to the coking of hydrocarbon-containing substances and, in particular, the distillation and coking of hydrocarbon-containing pitches and tars. The term "substances containing hydrocarbons" should be understood to mean such substances as coal gas tar, coke oven tar, pitch, petroleum pitch and similar substances.

Die Erfindung bezweckt, diese kohlenwasserstol'Ihaltigen Stoffe in einer einzigen, zweckmäßig länglichen Retorte sowohl zu destillieren als auch zu verkoken, wobei man neben einer Höchstausbeute an ölen einen Halbkoks von verhältnismäßig geringem Gehalt an Asche, Schwefel und flüchtigen Stoffen erhält, der besonders für metallurgische Zwecke sehr geeignet ist.The aim of the invention is to use these hydrocarbon-containing substances in a single, expediently elongated retort both to distill and to coke, with a semi-coke of relatively low content of ash, sulfur and volatile substances, the particularly is very suitable for metallurgical purposes.

Das Verfahren besteht darin, daß man in einer von außen beheizten Retorte mehr als etwa 3o Volumprozent an flüchtigen Bestandteilen aus dem Ausgangsmaterial austreibt oder dieses bis zur Halbkoksbildung erhitzt, worauf der in der Retorte verbleibende Rückstand (Halbkoks) nach Abstellung der äußeren Beheizung zur Bildung von Koks mittels Luft oder anderer sauerstoffhaltiger Gase gemeilert wird. Im Gegensatz zur altbekannten Bienenkorbverkokung werden beim vorliegenden Verfahren die flüchtigen Bestandteile wieder gewonnen. Ebenso liegt es im Wesen der Erfindung, daß eine Unterbrechung der Destillation stattfindet, wenn der größere Teil der flüchtigen Bestandteile abgetrieben ist und nur noch ein kleinerer Teil derselben zurückbleibt, worauf der Rückstand in der Retorte zur Bildung von Koks gemeilert wird. Man hat es früher nicht für möglich gehalten, kohlenwasserstoffhaltiges Material in einer Retorte zu verkoken, weil man annahm, daß die Retorte die bei der Umwandlung der kohlenwasserstoffhaltigen Stoffe in Koks vorherrschende Hitze nicht aushalten würde. Durch das vorliegende Verfahren ist es jedoch möglich geworden, in dem üblichen Typ von Retorten kohlenwasserstoffhaltiges Material zu verkoken und hierdurch einen guten Schmelzkoks zu erzeugen.The procedure consists in that one is heated in an externally Retort more than about 3o percent by volume of volatile constituents from the starting material drives out or heated it until semi-coke forms, whereupon it is in the retort remaining residue (semi-coke) after switching off the external heating to form of coke using air or other oxygen-containing gases. In contrast in the present process, the volatile ones become the well-known beehive coking Ingredients recovered. It is also in the essence of the invention that an interruption The distillation takes place when the greater part of the volatiles has drifted off and only a smaller part of it remains, whereupon the Residue in the retort is kilned to form coke. You have it earlier not thought possible, hydrocarbonaceous material in a retort to coke, because it was assumed that the retort was involved in the conversion of the hydrocarbons Substances in coke would not withstand the prevailing heat. Through the present However, it has become possible to use hydrocarbonaceous methods in the usual type of retort To coke material and thereby produce a good smelting coke.

Zur Ausführung der vorliegenden Erfindung kann eine Retorte gewöhnlicher Bauart benutzt werden, d. h. das Verfahren der Destillation und der Verkokung von Kohlenteerpech oder anderem flüssigen Kohlenwasserstoffmaterial kann in einer gewöhnlichen Retorte aus Schmiedeeisen oder Stahl ohne Gefahr der zerstörenden Überhitzung ausgeführt werden und ohne sonstwie die Retorte zu beschädigen. Zweckmäßig wird die Retorte jedoch etwas abgeändert, um b& deckte oder durch ein Ventil geregelte Öffnungen an dem von der Öffnung für den Austritt der Destillate entgegengesetzten Ende der Retorte vorzusehen; außerdem wird ein Schacht über dem Mannloch im oberen Teile der Retorte angeordnet. Die Funktion der Öffnungen und des Schachtes werden weiter unten erläutert. Der Erfolg des Verfahrens erklärt sich daraus, daß die in der Beschickung zurückbleibenden flüchtigen Stoffe, nachdem eine vorausgehende Destillation stattgefunden hat, genügen, eine schnelle Entzündung und Verbrennung zu bewirken, wodurch die schwersten öle, welche durch äußere Hitze nicht abgetrieben werden können, ausscheiden, wobei gleichzeitig durch Regeln der Zufuhr von Luft zur Retorte die Hitze niemals hoch gerug wird, um die Retorte zu zerstören. Der aus den leichtflüchtigen Stoffen gebildete Koks, welcher sich auf dem Boden der Retorte vorfindet, wirkt als Isolation und schützt den Boden der Retorte vor der inneren Hitze.For carrying out the present invention, a retort can be more ordinary Type of construction are used, d. H. the process of distillation and coking of Coal tar pitch or other liquid hydrocarbon material can be in a common retort Made of wrought iron or steel without the risk of damaging overheating without damaging the retort in any other way. The retort is useful however slightly modified to include b & covered or valve-regulated openings at the end of the opposite from the opening for the exit of the distillates To provide a retort; there is also a shaft above the manhole in the upper part the retort. The function of the openings and the shaft will continue explained below. The success of the process is explained by the fact that the in the charge residual volatiles after a preliminary distillation has taken place suffice to cause rapid ignition and combustion, thus causing the the heaviest oils, which cannot be driven off by external heat, are excreted, while at the same time by regulating the supply of air to the retort, the heat never occurs is rugged to destroy the retort. The one from the volatile substances Formed coke, which is found on the bottom of the retort, acts as an insulation and protects the bottom of the retort from the internal heat.

Gemäß der Erfindung wird Kohlenteerpech oder anderes kohlenwasserstoffhaltiges Material in die Retorte entweder im flüssigen oder festen Zustande eingebracht und. destilliert. Das Destillat wird aus der Austrittsöffnung in Kühler geleitet. Die Erhitzung der Retorte durch Verbrennungsprodukte aus dem Ofen, in welchen die Retorte eingebaut ist, oder durch andere Mittel wird fortgeführt, bis ein Halbkoks gebildet ist, der gewöhnlich wenigstens y Gewichtsprozent der flüchtigen Stoffe enthält. Es wurde gefunden, daß mehr als 30 Volumprozent des Kohlenteerpechs übergehen und als Öldestillat gesammelt werden. Gewöhnlich wird von 3o bis 4.o Volumprozent des in die Retorte eingebrachten Pechs aufgefangen, bevor das Halbkoksstadium erreicht ist.According to the invention, coal tar pitch or other hydrocarbonaceous material is introduced into the retort in either a liquid or solid state. distilled. The distillate is fed into the cooler from the outlet opening. The heating of the retort by products of combustion from the furnace in which the retort is installed or by other means is continued until a semi-coke is formed which usually contains at least y percent by weight of the volatiles. It has been found that more than 30 percent by volume of the coal tar pitch passes over and is collected as an oil distillate. Usually from 3o to 4o percent by volume of the pitch introduced into the retort is caught before the semi-coke stage is reached.

Bei diesem Operationsstadium, d. h. wenn sich ein Halbkoks in der Retorte gebildet hat und wenig oder kein Destillat mehr aus der Masse in der Retorte übergeht, wird Wasserdampf durch die Retorte hindurchgeblasen, um darin enthaltene Teerdämpfe auszutreiben. Das Feuer im Ofen oder andere Mittel zur Erhitzung der Retorte wird inzwischen abgestellt. Das Dämpfen der Retorte braucht nur vorn kurzer Dauer zu sein, etwa wenige Minuten; aber wenn erwünscht, kann Wasserdampf in die Retorte eingeführt und q. bis 6 Stunden durch das Pech während der Zeit hindurchgeleitet werden, wo die Retorte erhitzt wird, so daß der Wasserdampf die schwereren Dämpfe aus der Pechmasse übertreibt. Am Schluß der Dampfeinwirkung werden die Endöffnungen aufgemacht und Luft oder anderes Sauerstoff enthaltendes Gas durch diese Endöffnungen eintreten gelassen. Der Schacht wird in Verbindung mit dem Innern der Retorte gebracht, um einen Luftzug in der Retorte zu schaffen und die durch die Reaktion aus dem Sauerstoff der Luft und einem Teil des Rückstandes gebildeten Verbrennungsprodukte durch den Schacht hindurch in die Atmosphäre entweichen zu lassen. Die in dem Rückstande verbleibenden flüchtigen Bestandteile reagieren mit der Luft oder anderen sauerstoffhaltigen Gasen,, welche in die Retorte eingeführt wurden. Dies hat zur Folge, daß die in dem Rückstand der Retorte verbliebenen flüchtigen Bestandteile verbrennen, so daß der Rückstand in der Retorte gemeilert wird und ein trockener Koks entsteht. Der Ausdruck »gemeilert« wird hier gebraucht, um die Wirkung zu beschreiben, die in der Retorte zwischen der Luft und anderem sauerstoffhaltigen Gas und dem Rückstande stattfindet, welche Wirkung mit derjenigen vergleichbar ist, die beim Koken in den gewöhnlichen, bienenkorbartigen Koksöfen eintritt.At this stage of the operation, i. H. if there is a semi-coke in the Retort has formed and little or no more distillate from the mass in the retort passes over, water vapor is blown through the retort to remove the contained therein Expel tar fumes. The fire in the furnace or other means of heating the Retort is now turned off. Steaming the retort only takes a short time at the front Duration to be about a few minutes; but if desired, water vapor can enter the Retort introduced and q. up to 6 hours passed through the pitch during the time where the retort is heated so that the water vapor makes the heavier vapors exaggerates from the pitch mass. At the end of the steam exposure, the end openings and air or other oxygen-containing gas through these end openings let in. The shaft is brought into connection with the interior of the retort, to create a draft in the retort and that by the reaction from the oxygen the air and part of the residue formed by the combustion products Let the shaft escape through into the atmosphere. Those remaining in the residue volatile components react with the air or other oxygen-containing gases, which were inserted into the retort. As a result, those in the residue burn the remaining volatile constituents of the retort, so that the residue is honed in the retort and a dry coke is produced. The expression "honed" is used here to describe the effect that occurs in the retort between the air and other oxygen-containing gas and the residue takes place which Effect is comparable to that obtained when coking in the ordinary, beehive-like Coke ovens enters.

Die Luft wird langsam, in geregelten Mengen, welche durch die Größe und Anzahl der Öffnungen in den Enden der Retorte bestimmt werden, zu dern Rückstande hinzutreten gelassen, so daß das Meilern langsam vor sich geht und außergewöhnlich hohe Temperaturen in der Retorte nicht erzeugt werden. Dieses Meilern läßt man mehr als r2 Stunden vor sich gehen, zweckmäßig nahezu 36 Stunden. Nachdem die Meileroperation beendet ist, wird der Koks in der Retorte (Halbkoks) durch eine für diesen Zweck vorhandene Austrageöffnung entfernt. Der so erhaltene Koks besitzt einen niedrigen Gehalt an Asche, Schwefel und flüchtigen Stoffen. Er ist dicht, hart und vorzüglich für metallurgische Zwecke geeignet, viel mehr als der Koks, der bisher in einer Retorte hergestellt wurde, in welcher die Destillation von Pech zu Koks in einer kontinuierlichen Operation ausgeführt wurde.The air becomes slow, in regulated amounts, which are due to the size and determining the number of openings in the ends of the retort to which residues are added let me step in, so that the piling is slow and extraordinary high temperatures are not generated in the retort. One leaves this kilning more than r2 hours go on, expediently almost 36 hours. After the kiln operation is finished, the coke in the retort (semi-coke) is replaced by a for this purpose existing discharge opening removed. The coke thus obtained has a low Ash, sulfur and volatile matter content. It is dense, hard and excellent suitable for metallurgical purposes, much more so than the coke previously used in a Retort was made, in which the distillation of pitch to coke in a continuous operation was performed.

Zur Erläuterung des Verfahrens ist eine Ausführungsform einer Retorte in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt, in welchen Abb. i eine Schnittansicht darstellt, wobei einige Teile in Ansicht gezeichnet sind, und Abb. 2 eine Vorderansicht nach Abb. i. von dem den überdestillierenden Ölen entgegengesetzten Ende aus gesehen.To explain the method, one embodiment is a retort shown in the accompanying drawings, in which Fig. i is a sectional view with some parts drawn in elevation, and Fig. 2 is a front view according to fig. i. seen from the end opposite the distilling oils.

i ist die Retorte eines bei der Destillation von Kohlenteer oder Pech üblichen Typs. Die Retorte hat einen Hals 3 zum Austritt der Destillate, welcher mit den üblichen, hier nicht gezeichneten Kühlern in Verbindung steht. 2 ist die mit Ventil versehene Rohrleitung zum Beschicken der Retorte; ein mit Deckel 9 versehenes Mannloch befindet sich auf der oberen Seite der Retorte. Am Vorderende der Retorte befindet sich eine Austrageöffnung 8, durch welche der Koks aus der Retorte herausgezogen werden kann. Das andere Ende der Retorte ist mit einer Mehrzahl von Öffnungen 7 versehen, die oberhalb des gewöhnlichen Niveaus des Halbkokses angebracht sind, wo das Material im ersten Stadium der Destillation vorerhitzt wird. Jede dieser Öffnungen 7 (siehe Abb, 2) ist mit einer Verschlußplatte 6 versehen. Sie können Ventile oder andere Mittel zur Regelung des Grades der Öffnungen besitzen. über dem Niveau der Öffnungen 7 ist ein mit Ventil versehenes Rohr 13 zum Eintritt von Wasserdampf in die Retorte vorgesehen. Die Retorte ist zweckmäßig auch mit einem Schacht 5 versehen, der mit einem seitlichen Scharnier am Mannloch 4. in dem oberen Teil der Retorte befestigt ist. Ein mit Ventil versehenes Rohr io, welches bis nahezu auf den Boden der Retorte geht, steht in Verbindung mit dem Entleerungsrohr i r, welches kleine seitliche Öffnungen 12 besitzt. Das Rohr i r ist nahe am Boden der Retorte angeordnet. In Abb. i gibt der Schacht 5 in strichpunktierten Linien die Stellung an, um einen Luftzug in der Retorte herbeizuführen, und volle Linien zeigen den Schacht, wie er auf der Unterstützung 1q. aufruht. Dies ist die Stellung des Schachtes während der Destillation, wenn das Mannloch 4. durch den Deckel 9 geschlossen ist.i is a retort of a type commonly used in the distillation of coal tar or pitch. The retort has a neck 3 for the distillate to exit, which is connected to the usual coolers, not shown here. 2 is the valved pipeline for loading the retort; a manhole provided with a cover 9 is located on the upper side of the retort. At the front end of the retort there is a discharge opening 8 through which the coke can be drawn out of the retort. The other end of the retort is provided with a plurality of openings 7 made above the usual level of the semi-coke where the material is preheated in the first stage of distillation. Each of these openings 7 (see FIG. 2) is provided with a closure plate 6. They may have valves or other means of regulating the degree of opening. A valve 13 is provided above the level of the openings 7 for the entry of water vapor into the retort. The retort is expediently also provided with a shaft 5 which is fastened with a lateral hinge to the manhole 4 in the upper part of the retort. A tube io provided with a valve, which goes almost to the bottom of the retort, is in connection with the emptying tube ir, which has small lateral openings 12. The tube ir is placed close to the bottom of the retort. In Fig. I, the shaft 5 indicates the position in dash-dotted lines in order to induce a draft in the retort, and full lines show the shaft as it is on the support 1q. rests. This is the position of the shaft during the distillation when the manhole 4 is closed by the cover 9.

Das Verfahren wird wie folgt ausgeführt Kohlenwasserstoffhaltiges Material, wie Kohlenteerpech, in flüssiger oder fester Form, wird in die Retorte r eingebracht. Die Öffnungen 7, das Entleerungsrohr 8 und das Mannloch 4 werden geschlossen, und die Retorte wird dann durch heiße Verbrennungsprodukte, die aus der Feuerung kommen, oder durch andere geeignete Mittel erhitzt. Das Erhitzen wird fortgesetzt, bis die flüchtigen Bestandteile zum großen Teil übergetrieben sind und ein Halbkoks in der Retorte verbleibt, wie oben angegeben. Die Unterbrechung der Destillation kann leicht durch Besichtigung des Rückstandes in der Retorte oder der schweren Destillationsöle, welche gesammelt wurden, bestimmt werden. Wasserdampf kann durch die Rohre io und i i beim Beginn der Destillation zugelassen werden, und der Wasserdampfstrom bleibt während der Destillation bestehen, so daß ein Verstopfen der Öffnungen 12 verhindert wird, wie weiter unten auseinandergesetzt ist. Andererseits wird dadurch das Übertreiben der flüchtigen Öle aus dem Kohlenwasserstoffmaterial aus der Retorte unterstützt. Die Dauer der Destillationsperiode hängt in erster Linie von der Menge der Beschickung und der zur Retorte hinzugefügten Hitze ab.The process is carried out as follows: hydrocarbonaceous Material, such as coal tar pitch, in liquid or solid form, is put into the retort r introduced. The openings 7, the discharge pipe 8 and the manhole 4 are closed, and the retort is then filled with hot combustion products that come out come to the furnace, or heated by other suitable means. The heating will continued until the volatile components are largely exaggerated and a semi-coke remains in the retort as stated above. The interruption The distillation can easily be done by viewing the residue in the retort or the heavy distillation oils that have been collected can be determined. Steam can be allowed through tubes io and i i at the beginning of the distillation, and the water vapor flow persists during the distillation, so that clogging the openings 12 is prevented, as will be discussed further below. on the other hand this will cause the volatile oils to be exaggerated from the hydrocarbon material supported from the retort. The duration of the distillation period depends primarily Line off the amount of charge and the heat added to the retort.

Nach Beendigung der Destillation wird der Mannlochdeckelg entfernt und Dampf mittels Rohres 13 durch die Retorte i geschickt. Das Erhitzen der Retorte wird nach Beendigung der Destillationsperiode unterbrochen, und nachdem der Dampf durch die Retorte hindurchgetreten und die dort vorhandenen rückständigen Dämpfe entfernt hat, -wodurch die Gefahr einer Explosion ausgeschaltet wird, werden die Verschlußplatten 6 aus den Öffnungen 7 entfernt und Luft oder andere sauerstoffhaltige Gase durch die Öffnungen 7 in die Retorte eintreten gelassen. Gleichzeitig wird der Schacht 5 durch Aufrichten in Verbindung mit dem Innern der Retorte gebracht, so daß ein Luftzug entsteht, welcher die Verbrennungsprodukte zwischen Luft und dem Rückstande in der Retorte veranlaßt, durch den Schacht in die Atmosphäre zu entweichen. Dieses Meilern des Rückstandes in der Retorte läßt man langsam eine beträchtliche Zeit, i2 Stunden oder mehr, vorzugsweise etwa 36 Stunden hindurch, vor sich gehen, bis ein dichter, fester und trockener Koks gebildet ist. Alsdann läßt man in bekannter Weise Wasser in die Retorte i eintreten, um den Koks abzulöschen, welcher schließlich durch das Loch 8 herausgezogen wird.After the distillation has ended, the manhole cover is removed and steam sent through the retort i by means of pipe 13. The heating of the retort is interrupted after the distillation period has ended, and after the steam passed through the retort and the residual fumes present there removed, - which eliminates the risk of explosion, the Closure plates 6 removed from the openings 7 and air or other oxygen-containing Gases are allowed to enter the retort through openings 7. At the same time will the shaft 5 brought into connection with the interior of the retort by erecting it, so that a draft is created, which the combustion products between air and causing the residue in the retort to flow through the shaft into the atmosphere escape. This piling up of the residue in the retort is slowly left in a considerable time, 12 hours or more, preferably for about 36 hours, go on until a dense, firm and dry coke is formed. Then water is allowed to enter retort i in a known manner in order to extinguish the coke, which is eventually pulled out through hole 8.

Luft oder anderes sauerstoffhaltiges Gas können in das Innere des Rückstandes während des Meilerns durch das Rohr i i zugeleitet werden. Ist die Zufuhr von Luft erwünscht, so wird ein Verstopfen der öffnungen 12 während der Destillation, wenn das Pech vom flüssigen Zustand in halbfesten Koks übergeht, dadurch verhindert, daß man Dampf durch die Röhren io und i i eintreten läßt.Air or other oxygen-containing gas can get into the interior of the Residue can be fed through the pipe i i during the kilning. Is the feeder if air is desired, the openings 12 will become blocked during the distillation, when the pitch changes from the liquid state to semi-solid coke, thereby preventing that steam is allowed to enter through the tubes io and i i.

Claims

PA TENTANSPRL.TC $ E: i. Process for coking hydrocarbon-containing Substances in a retort, characterized in that in the externally heated retort more than 3o percent by volume of volatile components expelled from the starting material or this is heated until semi-coke is formed and then the one in the retort remaining residue (semi-coke) after switching off the external heating to form is quenched by coke by means of air or other oxygen-containing gases.

2. Procedure according to claim i. through this indicated that water vapor is in and initiates through the retort prior to the kiln operation.

3. The method according to claim i, characterized in that the coke which is produced in the kiln operation is used was extinguished in a known manner with water before pulling it out of the retort. q .. The method according to claim i to 3, characterized in that air or other introduces oxygen-containing gases under the surface of the coke residue.