DE69101023T2

DE69101023T2 - Process for the production of coke with a low content of volatile carbonaceous substances.

Info

Publication number: DE69101023T2
Application number: DE91303657T
Authority: DE
Inventors: Harry A Adams; Jeffrey B Hauser; Stephen C Paspek
Original assignee: Standard Oil Co
Current assignee: Standard Oil Co
Priority date: 1990-04-27
Filing date: 1991-04-23
Publication date: 1994-05-05
Anticipated expiration: 2011-04-24
Also published as: EP0454425B1; ATE100486T1; DE69101023D1; CA2041339A1; EP0454425A1

Abstract

A process for producing superior grade coke having a low volatile carbonaceous matter content from a petroleum feedstock in a coking drum is accomplished by stripping increased amounts of volatile carbonaceous material using a light hydrocarbon stream without sacrificing cycle time. The light hydrocarbon stream is effective in solubilising the volatile carbonaceous material while cooling the formed coke.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Bildung von Koks mit einem geringen Cehalt an flüchtigem kohlenstoffhaltigem Material (VCM).The present invention relates to an improved process for forming coke with a low volatile carbonaceous material (VCM) content.

Verfahren zur Bildung von Koks aus Erdölkohlenwasserstoffen sind wohl bekannt, vgl. beispielsweise US- PS-3 745 110 und 3 836 434, auf deren Veröffentlichungen hierin Bezug genommen wird. Derartige Verfahren umfassen ein Erwärmen bestimmter Erdölkohlenwasserstoffströme auf erhöhte Temperaturen, beispielsweise 496ºC (925ºF) bis 524ºC (975ºF), und ein rasches Einstömen der heißen Kohlenwasserstoffe in den Boden einer als Verkokungstrommel bekannten relativ beruhigenden bzw. ruhenden Kammer. Wenn die Kohlenwasserstoffe in die Verkokungstrommel eingetragen werden, verkoken sie, d.h. sie unterliegen einer chemischen Veränderung aus einem flüssigen in einen festen Zustand.Processes for forming coke from petroleum hydrocarbons are well known, see, for example, U.S. Patent Nos. 3,745,110 and 3,836,434, the publications of which are incorporated herein by reference. Such processes involve heating certain petroleum hydrocarbon streams to elevated temperatures, for example, 496°C (925°F) to 524°C (975°F), and rapidly injecting the hot hydrocarbons into the bottom of a relatively sedentary chamber known as a coking drum. As the hydrocarbons are introduced into the coking drum, they coke, i.e., they undergo a chemical change from a liquid to a solid state.

Nach Beendigung des Beladens der Verkokungstrommel mit den Erdölkohlenwaserstoffen ist es üblich, in den Boden der Verkokungstrommel Dampf einzuführen. Dieses Vorgehen, das als Dampfabstreifen bezeichnet wird, treibt die nicht verkokten Kohlenwasserstoffe, d.h. die Teile der Kohlenwasserstoffbeschickung, die sich nicht in einen kohlenstoffhaltigen Feststoff umgewandelt haben, aus. Darüberhinaus führt ein Dampfabstreifen zu einem anfänglichen Kühlen der sehr heißen Koksmasse in der Verkokungstrommel. Nach einem Dampfabstreifen wird der Koks weiter auf eine relativ niedrige Temperatur von etwa 93ºC (200ºF) oder weniger gekühlt, so daß er sicher aus der Verkokungstrommel entfernt werden kann. Das Kühlen erfolgt durch Einführen von Dampf und Wasser in den Boden der Verkokungstrommel. Es muß darauf geachtet werden, daß die Wasserfließgeschwindigkeit während des Kühlens mit Wasser so eingestellt wird, daß sich am Verkokungstrommeleinlaß keine hohen Drücke bilden können.After the charging of the coking drum with the petroleum hydrocarbons is completed, it is common practice to introduce steam into the bottom of the coking drum. This procedure, called steam stripping, drives off the uncoked hydrocarbons, that is, those portions of the hydrocarbon feed which have not converted to a carbonaceous solid. In addition, steam stripping provides initial cooling of the very hot coke mass in the coking drum. After steam stripping, the coke is further cooled to a relatively low temperature of about 93ºC (200ºF) or less so that it can be safely removed from the coking drum. Cooling is accomplished by introducing steam and water into the bottom of the coking drum. Care must be taken to keep the water flow rate at a constant level during cooling. Water is adjusted so that high pressures cannot build up at the coking drum inlet.

Nach Beendigung des Vorgangs eines Kühlens mit Wasser kann die Verkokungstrommel entladen werden. Dies erfolgt durch Entfernen der als Strinplatten bezeichneten Belegplatten, die an der Oberseite und am Boden der Verkokungstrommel angeordnet sind, sowie Aufbrechen des gehärteten Kokses zu Klumpen. Ein Aufbrechen des Kokses erfolgt normalerweise mit Hilfe von Hochdruckwasserbohrern, die Hochdruckwasserstrahlen auf den Koks richten. Die so gebildeten Koksklumpen fallen durch den Boden der Verkokungstrommel in Triebwagen oder andere geeignete Transportmittel.After the water cooling process is complete, the coking drum can be unloaded. This is done by removing the lining plates, called strip plates, which are located on the top and bottom of the coking drum, and breaking the hardened coke into lumps. Breaking up the coke is usually done by using high-pressure water drills that direct high-pressure water jets at the coke. The coke lumps thus formed fall through the bottom of the coking drum into railcars or other suitable means of transport.

Als Alternative zum Dampfabstreifen offenbart die US-PS-4 547 284, daß ein Teil des VCM durch Durchleiten eines erwärmten Nichtkoks-Dampfs durch die Inhaltsstoffe der Trommel nach Abschalten der Verkokungstrommel vom Strom, d.h. nachdem die Restbeschickung auf die weitere Verkokungstrommel umgeschaltet worden ist, umgewandelt werden kann. Der Nichtkoks-Dampf wird bei einer Temperatur oberhalb der Kokstemperatur zur Erhöhung der Kokstemperatur und Erleichterung einer Umsetzung des VCM eingeführt. Dies erfordert einen zusätzlichen Energieinput und erhöht die Zykluszeit, wodurch die Produktivität der Verkokung verringert wird.As an alternative to steam stripping, US Patent No. 4,547,284 discloses that a portion of the VCM can be converted by passing a heated non-coke steam through the contents of the drum after the coking drum has been shut off from the stream, i.e. after the residual feed has been switched to the other coking drum. The non-coke steam is introduced at a temperature above the coke temperature to increase the coke temperature and facilitate conversion of the VCM. This requires additional energy input and increases cycle time, thereby reducing coking productivity.

Im allgemeinen bevorzugen Käufer von Koks Koks mit einem niedrigen, gleichmäßigen Gehalt an flüchtigem kohlenstoffhaltigem Material (VCM). "Grüner" Koks, wie er aus den Verkokungstrommeln entnommen wird, enthält üblicherweise hohe Menge an teerartigem VCM. Der Gehalt an VCM ist besonders hoch in dem im oberen Teil der Kokstrommel befindlichen Koks, der die kürzeste Reaktionszeit erfahren hat. Üblicherweise wird dieser "grüne" Koks zur Verringerung des Gehalts an VCM und Herstellung eines fertigen Erdölkokses einer Calcinierung bei erhöhten Temperaturen unterworfen. Koks mit einem hohen VCM-Gehalt unterliegt jedoch häufig einem unerwünschten "Popkornverhalten" d.h. einer plötzlichen Expansion, wenn er höheren Calcinierungstemperaturen unterworfen wird.In general, coke buyers prefer coke with a low, uniform volatile carbonaceous material (VCM) content. "Green" coke, as discharged from coking drums, typically contains high levels of tarry VCM. The VCM content is particularly high in the coke located in the upper part of the coke drum, which has undergone the shortest reaction time. Typically, this "green" coke is subjected to calcination at elevated temperatures to reduce the VCM content and produce a finished petroleum coke. However, coke with a high VCM content is often subject to undesirable "Popcorn behavior" ie a sudden expansion when subjected to higher calcination temperatures.

Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung "grünen" Kokses mit einem niedrigen Gehalt an flüchtigem kohlenstoffhaltigem Material, ohne (dabei) die Zykluszeit oder den Bedarf an Brennofenkraftstoff zu erhöhen, bereitszustellen.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an improved process for producing "green" coke having a low volatile carbonaceous content without increasing cycle time or kiln fuel requirements.

Summary of the invention

Es ist eine hauptsächliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein wirksames Verfahren zur Herstellung von Koks mit einem verringertem VCM-Gehalt bereitzustellen. Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der Beschreibung, den Beispielen und den beigefügten Patentansprüchen ersichtlich.It is a primary object of the present invention to provide an efficient process for producing coke with a reduced VCM content. Other objects and advantages of the present invention will be apparent from the specification, examples and appended claims.

Die oben genannte Aufgabe wird durch Verkoken eines Erdölkohlenwasserstoffstroms in einer Verkokungstrommel bewerkstelligt. Im allgemeinen handelt es dich bei dem Kohlenwasserstoff um einen hochsiedenden Erdölrest.The above task is accomplished by coking a petroleum hydrocarbon stream in a coking drum. Generally, the hydrocarbon is a high-boiling petroleum residue.

Der hochsiedende Erdölkohlenwasserstoffrest wird erwärmt und als Ausgangsmaterial zur Bildung von Koks und Überkopfdämpfen in eine Verkokungstrommel eingeführt. Die Überkopfdämpfe entweichen durch die Oberseite der Verkokungstrommel, worauf sie zu einem Fraktionierturm geleitet werden. Nach Füllen der Trommel mit porösem festen Koks wird ein flüssiger Leichkohlenwasserstoffstrom in den Boden der Verkokungstrommel bei einer Temperatur unter der des Kokses in der Trommel eingeleitet. Der Leichtkohlenwasserstoffstrom bewirkt während seines Durchleitens durch die Trommel eine Verringerung des flüchtigen kohlenstoffhaltigen Materials in dem Koks. Der Leichtkohlenwasserstoffstrom extrahiert einen Teil des VCM, wobei das Gemisch durch die Verkokungstrommel zu ei nem Überkopfauslaß und nachfolgend zu einem Fraktionierturn geleitet wird. Nach der Zuführung des Leichkohlenwasserstoffstroms kann der Koks wahlweise durch Dampf oder mit einem inerten Strom abgestreift werden. Schließlich wird der Koks mit Wasser abgeschreckt und in üblicher bekannter Weise geschnitten.The high boiling petroleum hydrocarbon residue is heated and fed into a coking drum as feedstock to form coke and overhead vapors. The overhead vapors exit through the top of the coking drum where they are passed to a fractionation tower. After the drum is filled with porous solid coke, a liquid light hydrocarbon stream is introduced into the bottom of the coking drum at a temperature below that of the coke in the drum. The light hydrocarbon stream acts to reduce the volatile carbonaceous material in the coke as it passes through the drum. The light hydrocarbon stream extracts a portion of the VCM and the mixture is passed through the coking drum to an overhead outlet and subsequently to a fractionation tower. After the light hydrocarbon stream is introduced The coke can be stripped either by steam or with an inert stream. Finally, the coke is quenched with water and cut in the usual way.

Da der VCM-Gehalt des Kokses unter dem Niveau liegt, das typischerweise durch Dampfabstreifen alleine erreicht wird, wird ein hochgradigerer Koks erhalten. Daneben ist das in dem Koks verbleibende VCM gleichmäßiger im Gesamtkoks dispergiert, d.h. der Koks an der Oberseite der Trommel ähnelt im VCM-Gehalt in stärkerer Weise dem Koks am Boden der Trommel. Der Leichtkohlenwasserstoffstrom bewirkt ferner eine Verringerung der Kokstemperatur, so daß die Zykluszeit nicht erhöht wird.Since the VCM content of the coke is below the level typically achieved by steam stripping alone, a higher grade coke is obtained. In addition, the VCM remaining in the coke is more evenly dispersed throughout the total coke, i.e. the coke at the top of the drum more closely resembles the coke at the bottom of the drum in VCM content. The light hydrocarbon stream also acts to reduce the coke temperature so that the cycle time is not increased.

Die Vorteile dieses Verfahrens treten auf, da der Leichkohlenwasserstoffstrom ohne Schwierigkeiten in Raffinerien verfügbar ist und eine größere Affinität zu dem in dem Koks festgestellten teerartigen VCM aufweist als dies bei Dampf der Fall ist. Folglich werden aus dem Koks größere Mengen an VCM entfernt, wobei ein Kühlen des Kokses noch in wirksamer Weise gewährleistet wird. Darüberhinaus ist das verbleibende VCM gleichmäßiger verteilt. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß der Vorgang im Fraktionierturm stabiler ist, da die durch Dampf bedingte thermische Störung vermieden wird. Des weiteren wird durch Einführen eines erwärmten Leichtkohlenwasserstoffdampfs zur Erhöhung der Verkokungstrommeltemperatur die Gesamtzykluszeit nicht erhöht. In der Tat führt eine Einführung eines flüssigen Leichtkohlenwasserstoffstroms zu einer wirksameren Kühlung des Kokses als ein Dampfabstreifen. Der Grund dafür ist, daß der flüssige Leichtkohlenwasserstoffstrom Wärme aus dem Koksbett während seiner Verdampfung entfernt.The advantages of this process arise because the light hydrocarbon stream is readily available in refineries and has a greater affinity for the tarry VCM found in the coke than does steam. Consequently, greater amounts of VCM are removed from the coke while still providing effective coke cooling. Furthermore, the remaining VCM is more evenly distributed. Another advantage is that the operation in the fractionating tower is more stable since the thermal disturbance caused by steam is avoided. Furthermore, by introducing a heated light hydrocarbon steam to increase the coking drum temperature, the overall cycle time is not increased. In fact, introducing a liquid light hydrocarbon stream provides more effective coke cooling than steam stripping. The reason for this is that the liquid light hydrocarbon stream removes heat from the coke bed during its vaporization.

Bei der im folgenden beschriebenen Figur handelt es sich um eine vereinfachte schematische Darstellung eines Flußdiagramms zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem ein hochgradigerer Koks hergestellt wird.The figure described below is a simplified schematic representation of a flow chart for carrying out the inventive Process in which a higher grade coke is produced.

Im folgendenden wird auf eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung detailliert Bezug genommen. Es sei darauf hingewiesen, daß, obwohl das erfindungsgemäße Verfahren in Verbindung mit einem bevorzugten Vorgehen beschrieben wird, die Erfindung nicht auf dieses Vorgehen begrenzt werden soll. Im Gegenteil soll sie alle Alternativen, Modifikationen und Äquivalente, soweit sie vom Inhalt und Umfang der durch die beigefügten Patentansprüche definierten Erfindung umfaßt ist, beinhalten.In the following, reference is made in detail to a preferred embodiment of the present invention. It should be noted that although the inventive method is described in connection with a preferred procedure, the invention is not intended to be limited to that procedure. On the contrary, it is intended to include all alternatives, modifications and equivalents as long as they come within the spirit and scope of the invention defined by the appended claims.

Gemäß Fig. 1 wird eine Beschickung, bei der es sich im allgemeinen um einen Erdölrest, z.B. Rohölvakuumböden, handelt, durch eine Leitung 1 einem Fraktionierturm 3 zugeführt, wo sie abgestreift wird. Die über eine Leitung 11 eintretenden Überkopfdämpfe der Verkokungstrommel liefern die für eine Fraktionierung erforderliche Wärme. Die aus kondensiertem Rücklauf aus dem Verkokungsvorgang bestehenden erhaltenen Turmböden und alles mit Ausnahme der niedrig siedenden Fraktionen der regulären Verkokungsbeschickung werden der befeuerten Heizvorrichtung 7 durch eine Leitung 5 zugeführt. Die Verkokungsbeladung wird auf eine zur Durchführung der Verkokungsreaktion ausreichende Temperatur erwärmt und durch eine Leitung 8 in eine der Verkokungstrommeln 9A oder 9B geleitet. Eine der Verkokungstrommeln befindet sich in einem "Online"-Zustand, wobei sie gefüllt wird, während die zweite Trommel sich in einem "Offline"- Zustand befindet, wobei sie abgestreift, gekühlt und entleert wird. Ein Zugang zu den Trommeln wird durch Ventile 12A und 12B gesteuert. Überkopfdämpfe aus den Verkokungstrommeln treten über eine Leitung 11 aus und kehren zum Fraktionierturm 3 zurück.Referring to Fig. 1, a feed, which is generally a petroleum residue, e.g., crude oil vacuum bottoms, is fed through a line 1 to a fractionation tower 3 where it is stripped. The overhead vapors from the coking drum entering through a line 11 provide the heat required for fractionation. The resulting tower bottoms, consisting of condensed recycle from the coking operation, and all but the low boiling fractions of the regular coking feed are fed to the fired heater 7 through a line 5. The coking feed is heated to a temperature sufficient to carry out the coking reaction and passed through a line 8 into one of the coking drums 9A or 9B. One of the coking drums is in an "on-line" state being filled, while the second drum is in an "off-line" state being stripped, cooled and drained. Access to the drums is controlled by valves 12A and 12B. Overhead vapors from the coking drums exit via line 11 and return to the fractionation tower 3.

Im allgemeinen ist im Anschluß an den Füllzyklus der Trommel der Boden der Verkokungstrommel viel heißer als die Oberseite der Trommel, beispielsweise etwa 482ºC (900ºF) bzw. etwa 441ºC (825ºF). Beim Verfahren nach dem Stand der Technik wird in den Boden der Trommel Dampf bei etwa 177ºC (350ºF) eingeleitet. Der Dampf kühlt das heiße Koksbett und fegt durch einen Überkopfdampfauslaß, der zu einem Fraktionierturm führt, eine gewisse Menge an VCM aus dem Bett aus. Während des Einleitens des Dampf es wird eine zweite Trommel in einen "Online-Zustand" gebracht, um das Verkokungsausgangsmaterial aufzunehmen. Da die zweite Verkokungstrommel relativ kühl und leer ist, ist die aus der Oberseite austretende Dampfmenge viel geringer als der Dauerwert. Diese Verminderung in der Menge des in den Fraktionierturm eintretenden heißen Dampfes stört das Wärmegleichgewicht und vermindert die Wirksamkeit des Fraktionierturms.Generally, following the drum filling cycle, the bottom of the coking drum is much hotter than the top of the drum, for example about 482ºC (900ºF) and about 441ºC (825ºF), respectively. In the prior art process, steam is introduced into the bottom of the drum at about 177ºC (350ºF). The steam cools the hot coke bed and sweeps some amount of VCM from the bed through an overhead steam outlet leading to a fractionating tower. During the introduction of the steam, a second drum is brought into an "on-line" condition to receive the coking feedstock. Since the second coking drum is relatively cool and empty, the amount of steam exiting the top is much less than the steady state value. This reduction in the amount of hot steam entering the fractionating tower upsets the thermal balance and reduces the efficiency of the fractionating tower.

Erfindungsgemäß wird zu dem Zykluszeitpunkt, bei dem normalerweise Dampf eingeleitet wird, ein Leichtkohlenwasserstoffstrom als Alternative oder in Verbindung mit Dampf eingeleitet. Beim einfindungsgemäßen Verfahren umfaßt der Leichtkohlenwasserstoff mindestens Wasserstoff und Kohlenstoff. Des weiteren umfaßt der Leichtkohlenwasserstoffstrom hauptsächlich C&sub3;- bis C&sub3;&sub0;&submin;Kohlenwasserstoffmoleküle. Vorzugsweise besteht der Strom hauptsächlich aus C&sub5;&submin; bis C&sub2;&sub0;&submin;Kohlenwasserstoffmolekülen. In Folge seiner hohen Dampfdichte können durch die Trommel pro Zeitdauer größere Gewichtsmengen Leichtkohlenwasserstoffs durchgeleitet werden, als dies bei Dampf möglich wäre. Dadurch wird eine VCM Entfernung weiter erleichtert. Der Leichtkohlenwasserstoffstrom sollte bei einer Temperatur unter der Kokstemperatur in der Trommel eingeleitet werden. Des weiteren sollte der Leichtkohlenwasserstoffstrom bei einer Temperatur unter seinem Siedebereich, d.h. im wesentlichen als eine Flüssigkeit bei Verkokungstrommeleinlaßdruck eingeleitet werden. Jeglicher Kohlenwassersoffstrom mit einem Siedebereich unter der Verkokungstemperatur kann verwendet werden. Zweckmäßigerweise weist der Leichtkohlenwasserstoff einen Endsiedepunkt von weniger als etwa 482ºC (900ºF) auf. Vorzugsweise beträgt der Endsiedepunkt weniger als etwa 316ºC (600ºF). Ferner sind Mischungen von Leichtkohlenwasserstoffen und/oder Dampf möglich. Vorzugsweise weist der Leichtkohlenwasserstoffstrom ein begrenztes Verkokungspotential auf. Bevorzugte Leichtkohlenwasserstoffe sind Naphtha, Kerosin oder Leichtgasöl. Insbesondere handelt es sich bei dem Leichtkohlenwasserstoff um Naphtha oder Kerosin.According to the invention, at the cycle time at which steam is normally introduced, a light hydrocarbon stream is introduced as an alternative or in conjunction with steam. In the process of the invention, the light hydrocarbon stream comprises at least hydrogen and carbon. Further, the light hydrocarbon stream comprises primarily C3 to C30 hydrocarbon molecules. Preferably, the stream consists primarily of C5 to C20 hydrocarbon molecules. Due to its high vapor density, greater weights of light hydrocarbon can be passed through the drum per unit time than would be possible with steam. This further facilitates VCM removal. The light hydrocarbon stream should be introduced at a temperature below the coke temperature in the drum. Further, the light hydrocarbon stream should be introduced at a temperature below its boiling range, ie, substantially as a liquid at coking drum inlet pressure. Any hydrocarbon stream having a boiling range below the coking temperature may be used. Conveniently, the light hydrocarbon has a final boiling point of less than than about 482°C (900°F). Preferably, the final boiling point is less than about 316°C (600°F). Mixtures of light hydrocarbons and/or steam are also possible. Preferably, the light hydrocarbon stream has a limited coking potential. Preferred light hydrocarbons are naphtha, kerosene or light gas oil. In particular, the light hydrocarbon is naphtha or kerosene.

Gemäß Fig. 1 wird durch eine Leitung 13 Kerosin eingeleitet. Die Ventile 10A und l0B fließen direkt in die gefüllte "Offline"-Trommel. Das Kerosin wird bei einer Temperatur unter seinem Siedepunkt eingeleitet. Vorzugsweise liegt die Temperatur des Kerosins unter etwa 232ºC (450ºF). Folglich dient das Kerosin zur Extraktion von Wärme aus dem Koks, wie dies Dampf nach dem Verfahren des Standes der Technik bewerkstellligte. Folglich wird die Zykluszeit nicht erhöht. In der Tat wird mit Leichtkohlenwasserstoffen in Folge der für die Verdampfung des Leichtkohlenwasserstoffstroms notwendigen Energie eine bessere Wärmeentfernung in der Verkokungstrommel erreicht als bei Dampf. Folglich überträgt das Kerosin mehr Wärme vom unteren Teil der Verkokungstrommel zum oberen Teil der Verkokungstrommel, wodurch eine Erhöhung der Verkokungsaktivität des Kopfteils bzw. Oberseitenteils, das den Verkokungsreaktionstemperaturen die kürzeste Zeit lang ausgesetzt worden ist, erhöht wird.Referring to Fig. 1, kerosene is introduced through line 13. Valves 10A and 10B flow directly into the filled "off-line" drum. The kerosene is introduced at a temperature below its boiling point. Preferably, the temperature of the kerosene is below about 232ºC (450ºF). Thus, the kerosene serves to extract heat from the coke as steam did in the prior art process. Consequently, cycle time is not increased. In fact, light hydrocarbons provide better heat removal in the coking drum than steam due to the energy required to vaporize the light hydrocarbon stream. Consequently, the kerosene transfers more heat from the lower part of the coking drum to the upper part of the coking drum, thereby increasing the coking activity of the head portion that has been exposed to the coking reaction temperatures for the shortest time.

Daneben weist das Kerosin eine höhere Affinität zu dem teerartigen VCM als Dampf auf und streift durch Extrahieren des VCM in die Gasphase aus dem Produkt Koks dieses Material in wirksamer Weise aus. Ohne uns an diese Theorie binden zu wollen, sind wir ferner der Meinung, daß die Leichtkohlenwasserstoffe auf Grund ihrer sehr guten Löslichkeit in dem VCM eine Quellung des VCM bewirken wodurch das VCM aus den Mikroporen herausgedrückt und in die Makroporen und Kanäle unter Erhöhung der Zugänglichkeit für den Lösungsmittelstrom hineingedrückt wird. Des weiteren verringert der Leichtkohlenwasserstoff die Viskosität des VCM, wodurch es beweglicher wird.In addition, kerosene has a higher affinity for the tar-like VCM than steam and effectively strips this material out of the coke product by extracting the VCM into the gas phase. Without wishing to be bound to this theory, we are also of the opinion that the light hydrocarbons, due to their very good solubility in the VCM, cause the VCM to swell, which pushes the VCM out of the micropores and into the macropores and channels, increasing accessibility for the solvent flow. Furthermore, the light hydrocarbon reduces the viscosity of the VCM, making it more mobile.

Der durch eine Leitung 11 zum Fraktionierturm zurückgeführte heiße Leichtkohlenwasserstoff, der das VCM trägt, bewirkt eine Stabilisierung der thermischen Anforderungen der Säule während des "Online"-Schwenkens von der Trommel 9A zur Trommel 9B. Wie oben ausgeführt, liefert bei "Offline"-Schaltung einer gefüllten Trommel die nächste "Online"-Trommel von Anfang an weniger Überkopfwärme und -dampf. Daneben ist der Leichtkohlenwasserstoff im Gegensatz zu Dampf mit den Fraktionierturminhaltstoffen vollständig mischbar, wodurch keine negative Wirkung auf den im Fraktionierturm ablaufenden Vorgang ausgeübt wird.The hot light hydrocarbon carrying the VCM returned to the fractionation tower through line 11 acts to stabilize the thermal requirements of the column during the "online" swing from drum 9A to drum 9B. As stated above, when a full drum is taken "offline", the next "online" drum will provide less overhead heat and steam from the start. In addition, unlike steam, the light hydrocarbon is completely miscible with the fractionation tower contents, thus having no negative effect on the process taking place in the fractionation tower.

Das durch das Kerosin löslich gemachte VCM kann wie herkömmliche Kohlenwasserstoffe aus dem Fraktionierturm gesammelt werden. Dies stellt einen deutlichen wirtschaftlichen Vorteil dar. Das Kerosin kann im Fraktionierturm rückgewonnen werden und durch eine Leitung 13 zur Aufrechterhaltung des Verfahrens rückgeführt werden.The VCM solubilized by the kerosene can be collected from the fractionation tower like conventional hydrocarbons. This represents a significant economic advantage. The kerosene can be recovered in the fractionation tower and recycled through a line 13 to maintain the process.

Obwohl ein Abstreifen des Koksbetts mit einem Leichtkohlenwasserstoff die Notwendigkeit für ein Dampf abstreifen beseitigen kann, ist es möglich, das Abstreifen mit einem Leichtkohlenwasserstoff zusammen mit einem Abstreifen mit Dampf durchzuführen oder nachfolgend ein Abstreifen mit Dampf durchzuführen.Although stripping the coke bed with a light hydrocarbon may eliminate the need for steam stripping, it is possible to perform light hydrocarbon stripping together with steam stripping or to perform steam stripping subsequently.

Bei den Leitungen 15, 17, 19 und 21 handelt es sich um Rückgewinnungsleitungen für verschiedene Produktfraktionen aus dem Fraktionierturm. Der Fraktionierturm unterstützt eine Wiedergewinnung von Produkten, z.B.Lines 15, 17, 19 and 21 are recovery lines for various product fractions from the fractionation tower. The fractionation tower supports the recovery of products, e.g.

Schwerkokereigasöl (Leitung 21), Leichtkokereigasöl (Leitung 19) , Kerosin (Leitung 13), Naphtha (Leitung 17) und Gas (Leitung 15).Heavy coke oven gas oil (line 21), light coke oven gas oil (line 19), kerosene (line 13), naphtha (line 17) and gas (line 15).

Das folgende Beispiel zeigt einen speziellen Vergleich eines Abstreifens mit einem Leichtkohlenwasserstoff im Gegensatz zu inerten Lösungsmitteln.The following example shows a specific comparison of stripping with a light hydrocarbon versus inert solvents.

example 1

Koks, der zuvor durch Dampf abgestreift worden war, was zu einem VCM-Gehalt von 13,1 Gew.% führte, wurde in einem 150 ml Mikroreaktor bei 454ºC (850ºF) und einem Druck von 272,4 kPa (25 p.s.i.g.) mit aus Stickstoff, Kokereinaphtha und Kokereikerosin bestehenden Lösungsmitteln behandelt. Die Leichtkohlenwasserstofflösungsmittel führten zu einer größeren Verringerung des VCM-Gehalt im Koks.Coke that had previously been steam stripped, resulting in a VCM content of 13.1 wt.%, was treated in a 150 ml microreactor at 454ºC (850ºF) and a pressure of 272.4 kPa (25 p.s.i.g.) with solvents consisting of nitrogen, coke oven naphtha and coke oven kerosene. The light hydrocarbon solvents resulted in a greater reduction in the VCM content in the coke.

Solvent stripping of coke Experimental results:

Beschickung = Koks (13,1 Gew.% VCM),Feed = coke (13.1 wt.% VCM),

Temperatur = 454ºC (850ºF)Temperature = 454ºC (850ºF)

Druck = 272,4 kPa (25 psig), Lösungsmittel VCM-Gehalt des Produkts Stickstoff Kokereinaphtha KokereikerosinPressure = 272.4 kPa (25 psig), Solvent VCM content of the product Nitrogen Coke oven inaphtha Coke oven kerosene

Es ist offensichtlich, daß erfindungegemäß ein Verfahren bereitgestellt worden ist, daß die oben genannten Aufgaben, Ziele und Vorteile vollständig erfüllt. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit speziellen Ausführungsformen davon beschrieben worden ist, ist offensichtlich, daß sich für den Fachmann angesichts der obigen Beschreibung zahlreiche Alternativen, Modifikationen und Veränderungen eröffnen. Folglich soll die vorliegende Erfindung alle derartigen Alternativen, Modifikationen und Veränderungen, die unter den Inhalt und den breiten Rahmen innerhalb der beigefügten Ansprüche fallen, umfassen.It will be apparent that, in accordance with the invention, there has been provided a method which fully satisfies the above-mentioned objects, aims and advantages. Although the invention has been described in connection with specific embodiments thereof, it will be apparent that numerous alternatives, modifications and variations will become apparent to those skilled in the art in light of the above description. Accordingly, the present invention is intended to embrace all such alternatives, modifications and variations which fall within the spirit and broad scope of the appended claims.

Claims

1. A process for producing coke having a low volatile carbonaceous content from a petroleum feedstock, comprising:

(a) heating and introducing a petroleum feedstock into a coke oven drum to form coke and overhead vapors;

(b) passing a light hydrocarbon stream through the coke, the light hydrocarbon stream entering the coke oven drum in a substantially liquid phase, and

(c) removing the light hydrocarbon containing at least a portion of the volatile carbonaceous material from the coke oven drum.

2. The process of claim 1 wherein the overhead vapors of step (a) and the light hydrocarbon stream of step (c) are passed to a fractionation tower.

3. A process according to claim 1 or claim 2, wherein the petroleum feedstock is introduced at 454ºC (850ºF) or above.

4. A process according to any preceding claim, wherein the light hydrocarbon stream has a boiling range below the temperature of the coke.

5. The process of claim 4 wherein the light hydrocarbon stream has a final boiling point of less than about 482°C (900°F).

6. The process of claim 5, wherein the light hydrocarbon stream has a final boiling point of less than about 316°C (600°F).

7. Process according to one of the preceding claims, wherein the light hydrocarbon stream is selected from the group naphtha, kerosene, light gas oil and mixtures thereof.

8. The process of claim 7, wherein the light hydrocarbon stream is selected from the group consisting of naphtha and kerosene.

9. A process according to any one of the preceding claims, wherein the passage of the light hydrocarbon stream of step (b) is followed by steam stripping.

10. A process according to any one of the preceding claims, wherein the light hydrocarbon stream of step (b) consists of a mixture of light hydrocarbon and steam.

11. The process of claim 2, wherein the light hydrocarbon is recycled through the fractionating tower to the coking drum.

12. A process according to any preceding claim, wherein the light hydrocarbon stream of step (b) consists of a mixture of light hydrocarbon, steam and any inert additive.