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1. Gebiet der
Erfindung
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Diese Erfindung bezieht sich auf
die verzögerte
Verkokung und insbesondere auf ein Verfahren zur Erhöhung der
Ausbeute an flüssigen
Produkten und zur Verminderung der Koks-Ausbeute beim verzögerten Verkoken
auf der Basis des dem Coker zugeführten Ausgangsmaterials.
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2. Stand der
Technik
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Die verzögerte Verkokung wird seit vielen
Jahren in der Praxis durchgeführt.
Das Verfahren umfasst allgemein die thermische Zersetzung von schweren
flüssigen
Kohlenwasserstoffen unter Bildung von Gas, Flüssigkeitsströmen mit
verschiedenen Siedebereichen und Koks.
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Die Verkokung der Rückstände von
schweren, sauren (einen hohen Schwefelgehalt aufweisenden) Rohölen wird
in erster Linie durchgeführt,
um minderwertige Rückstände zu beseitigen
durch Umwandlung eines Teils der Rückstände in wertvollere flüssige und
Gasprodukte. Der dabei erhaltene Koks wird im allgemeinen als minderwertiges
Nebenprodukt behandelt, der Koks ist jedoch verwendbar als Brennstoff
(Brennstoff-Qualität),
als Ausgangsmaterial für
die Aluminiumoxid-Herstellung (reguläre Qualität) oder für Anoden für die Stahlherstellung (höchste Qualität).
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Die Verwendung von schweren Rohölen mit
hohen Metall- und Schwefelgehalten steigt in vielen Raffinerien
und verzögerte
Verkokungsprozesse sind von steigender Bedeutung für die Raffineure.
Die zunehmende Notwendigkeit, eine Luftverschmutzung zu minimieren,
ist ein weiterer Anlass, die Rückstände zu behandeln
in einem verzögerten
Coker, da der Coker Gas und Flüssigkeiten
bildet, die Schwefel in einer solchen Form enthalten, dass er in
den bereits existierenden Raffinerieanlagen verhältnismäßig leicht entfernt werden kann.
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Bei dem grundlegenden verzögerten Verkokungsverfahren,
wie es derzeit kommerziell durchgeführt wird, wird ein flüssiges Ausgangsmaterial
(Einsatzmaterial) in einen Fraktionator eingeführt. Das Bodenprodukt des Fraktionators
einschließlich
des Recycle-Materials wird in einem Verkokungsofen auf eine Verkokungstemperatur
erhitzt, um eine heiße
Coker-Beschickung zu ergeben. Die heiße Beschickung gelangt dann in
eine Verkokungstrommel (Kokstrommel), die bei Verkokungs-Temperatur-
und -Druckbedingungen gehalten wird, in der die flüssige Beschickung
die darin enthaltene Wärme
(Wärmeenthalpie)
aufnimmt unter Bildung von Koks und flüchtigen Komponenten. Die flüchtigen
Komponenten werden abgetrennt und in den Fraktionator zurückgeführt, in
dem diese Komponenten als flüssige
Produkte gewonnen werden. Wenn die Kokstrommel mit dem festen Koks
gefüllt
ist, wird die Beschickung in eine andere Trommel umgelenkt und die
volle Trommel wird unter Anwendung konventioneller Verfahren abgekühlt und
entleert.
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Es wurden bereits verschiedene Modifikationen
an dem grundlegenden verzögerten
Verkokungsverfahren vorgenommen. So ist beispielsweise in dem US-Patent Nr. 4 455
219 (Janssen et al.) ein verzögertes Verkokungsverfahren
beschrieben, bei dem ein Verdünnungsmittel-Kohlenwasserstoff
mit einem Siedebereich, der niedriger ist als der Siedebereich des
schweren Recycle-Materials,
einen Teil des schweren Recycle-Materials ersetzt, das normalerweise
mit der frischen Coker-Beschickung kombiniert wird. Dieses Verfahren führt zu einem
verbesserten Verkokungsverfahren, bei dem erhöhte Mengen an flüssigen Produkten
erhalten werden mit einer entsprechenden Abnahme der Koksausbeute.
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In dem US-Patent Nr. 4 518 487 (Graf
et al.) ist eine weitere Modifikation des verzögerten Verkokungsverfahrens
beschrieben, bei dem das gesamte schwere Recycle-Material durch
eine Verdünnungsmittel-Kohlenwasserstofftraktion
mit einem niedrigen Siedebereich ersetzt wird. Auch hier erhält man ein
verbessertes verzögertes
Verkokungsverfahren mit einer erhöhten Ausbeute an flüssigen Produkten
und einer verminderten Koksausbeute.
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Noch eine weitere Modifikation ist
in dem US-Patent Nr. 4 661 241 beschrieben, die gemäß einem
Aspekt ein verzögertes
Verkokungverfahren mit Einmal-Durchlauf
beschreibt, bei dem das in dem Verfahren verwendete Einsatzmaterial
weder schweres Recycle-Material noch ein Verdünnungsmittel mit einem niedrigeren Siedebereich
enthält.
In diesem Patent wird jedoch beschrieben, dass ein Verdünnungsmittel-Material
dem Abstrom aus dem Verkokungsofen zugesetzt oder in die Verkokungstrommel
eingeführt
werden kann.
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Bei dem grundlegenden verzögerten Verkokungsverfahren
und bei den verschiedenen Modifikationen, wie sie in den US-Patenten
Nr. 4 455 219; 4 518 487 und 4 661 241 beschrieben sind, ist ein
wichtiger Faktor, der die Menge und Arten der gebildeten flüssigen Produkte
und die Menge des gebildeten Kokses bestimmt, die Temperatur der
Verkokungs-Reaktionen, die in dem flüssigen Material in der Verkokungstrommel
ablaufen. Im allgemeinen ist die Ausbeute an flüssigen Produkten bei dem Verkokungsverfahren
umso höher,
je höher die
Verkokungstemperatur ist. Ein Anstieg der Flüssigkeits-Ausbeute ist begleitet
von einer Abnahme der Koks-Ausbeute, was bevorzugt ist, da Koks
das bei der verzögerten
Verkokung von schweren Rückständen gebildete
Material mit dem niedrigsten Wert ist. Bei den Verfahren des Standes
der Technik wird durch das Erhitzen des Ausgangs- bzw. Einsatzmaterials
auf höhere
Temperaturen die Verkokung in den Ofenröhren gefördert, was dazu führt, dass
der Ofen abgeschaltet werden muss und Verzögerungen eintreten für die Reinigung
des Ofens. Deshalb haben bei dem Stand der Technik die Anwender
der Durchführung
der verzögerten Verkokung
versucht, die Temperatur des Coker-Einsatzmaterials, das den Verkokungsofen
verlässt,
so hoch wie möglich
zu halten, ohne dass die Temperatur einen Wert überschreitet, bei dem eine
Verkokung in den Ofenrohren auftritt. Durch eine solche vorzeitige
Verkokung werden die Rohre schnell verstopft, sodass ein Abschalten
des Ofens erforderlich ist, bis der Koks entfernt worden ist. Obgleich
bei der verzögerten
Verkokung eine höhere
Temperatur erwünscht
sein kann, ist somit die Verkokung begrenzt durch die Temperatur,
auf die das Coker-Ausgangsmaterial bzw. -Einsatzmaterial vor seiner
Einführung
in die Verkokungstrommel erhitzt werden kann.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird der Verkokungstrommel in einem verzögerten Verkokungsverfahren
zusätzliche
Wärme zugeführt, die
dadurch erhalten wird, dass man in die Verkokungstrommel einen erhitzten
nichtverkokenden Verdünnungsmittel-Kohlenwasserstoff
mit einem hohen Wärmeinhalt
(Wärmeenthalpie)
einführt,
der ausreicht, um die Temperatur der Flüssigkeit in der Verkokungstrommel
zu erhöhen, was
durch den Dampfdruck am Kopf der Verkokungstrommel angezeigt wird.
Das nicht-verkokende Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittel kann direkt in
die Verkokungstrommel eingeführt
werden oder sie kann vor der Verkokungstrommel mit einem Verkokungsofen-Abstrom
kombiniert werden oder beides. Das Erhitzen wird getrennt von dem
Verkokungsofen-Einsatzmaterial durchgeführt, um die erhöhte Temperatur
zu erreichen, die erforderlich ist, um die Gesamt-Verkokungstrommel-Temperatur zu erhöhen.
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Zusätzlich zur Erhöhung der
Koksausbeuten für
typische Coker-Beschickungen erlaubt die vorliegende Erfindung auch
die Verarbeitung von Koks-Beschickungen, die für Verkokungsarbeitsgänge schwer
zu verarbeiten und unbefriedigend sind wegen einer übermäßigen Verkokung
in dem Ofen-Einsatzmaterial.
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Beispiele für solche bisher schwer zu verarbeitenden
Beschickungen, die bei niedrigen Temperaturen verkoken, sind paraffinische
Rückstände, schwere
Vakuum-Rückstände, entasphaltiertes
Pech, Visbreaker- und Hydrocracker-Sumpfprodukte bzw. Rückstandsmaterialien. Die praktische
Durchführung
der vorliegenden Erfindung erlaubt den Betrieb eines verzögerten Verkokungsofens
mit einem Einsatzmaterial bei ausreichend niedrigen Temperaturen,
um die Koksbildung in den Ofenrohren zu minimieren, um dadurch die
Ofenbetriebszeit zu verlängern,
während
gleichzeitig die Kokstrommel bei höheren als normalen Temperaturen
betrieben werden kann, um die Ausbeuten an wertvollen flüssigen Produkten
zu maximieren und die Ausbeuten an weniger wertvolleren Koks zu
verringern.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnung
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Die Zeichnung zeigt ein schematisches
Fließbild
einer Verkokungseinheit, welche die Erfindung erläutert.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Wie in der Figur dargestellt, wird
das Ausgangs- bzw. Einsatzmaterial durch die Leitung 1 in
den Verkokungsprozess eingeführt.
Das Einsatzmaterial, bei dem es sich um einen Toprückstand
(Topped Crude), einen Vakuumrückstand,
um entaspahltiertes Pech, um Visbreaker-Bodenprodukte, um FCC-Aufschlämmungsöle und dgl.
handeln kann, wird im Ofen 2 auf Temperaturen erhitzt,
die normalerweise in dem Bereich von 440,6 bis 593,3°C (825–1100°F), insbesondere
in dem Bereich von 454,4 bis 593,3°C (850–1100°F) und vorzugsweise zwischen
482,2 und 523,9°C
(900–975°F) liegen.
Normalerweise wird ein Ofen verwendet, der den Vakuumrückstand
schnell auf diese Temperaturen erhitzt. Der Vakuumrückstand,
der aus dem Ofen im wesentlichen bei den vorstehend angegebenen
Temperaturen austritt, wird durch die Leitung 3 in den
Boden der Verkokungstrommel 4 eingeführt. Die Verkokungstrommel
(Kokstrommel) wird bei einem Druck zwischen 68,9 und 1379,0 kPa
(10–200
psig) gehalten und bei einer Temperatur in dem Bereich von 426,7
bis 537,8°C
(800 –1000°F), bevorzugt
zwischen 437,8 und 510°C
(820–950°F), betrieben.
Im Innern der Trommel werden die schweren Kohlenwasserstoffe in
dem Einsatzmaterial thermisch gecrackt unter Bildung von gecrackten
Dämpfen
(Gasen) und Koks.
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Die Verkokungs- und Crackungs-Reaktionen
in der Verkokungstrommel laufen in einem Pool oder in einer Masse
aus einem flüssigen
Vakuumrückstand
oder anderen Verkokungs-Kohlenwasserstoffen ab. Um die Temperatur
dieser Flüssigkeit
zu erhöhen
und dadurch die Koksausbeute zu vermindern und die Ausbeute an anderen
Produkten zu erhöhen,
wird ein nicht verkokender Verdünnungsmittel-Kohlenwasserstoffstrom
mit einer ausreichend hohen Temperatur in die Verkokungstrommel 4 eingeführt, um
die Temperatur des gesamten Verkokungstrommel-Inhalts auf einen
Wert zu erhöhen,
der oberhalb desjenigen liegt, der durch das Verkokungofen-Einsatzmaterial
erzielt wird. Dieses nicht-verkokende Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittel,
das eine erhöhte
Temperatur aufweist, kann durch die Leitungen 5 und 3 (nicht
dargestellt) mit dem Ofenabstrom-Einsatzmaterial kombiniert werden
oder es kann direkt durch die Leitungen 5 und 6,
wie dargestellt, in die Verkokungstrommel eingeführt werden.
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Der zur Erhöhung der Temperatur der Verkokungstrommel-Flüssigkeit
verwendete nicht-verkokende Verdünnungsmittel-Kohlenwasserstoff
kann ein einzelner Kohlenwasserstoff oder eine Mischung von Kohlenwasserstoffen
oder auch ein unbehandelter Kohlenwasserstoff mit den erforderlichen
Eigenschaften sein, in der Regel handelt es sich dabei jedoch um
eine Kohlenwasserstoff-Fraktion,
die als Produkt oder Nebenprodukt bei einem Erdöl-Raffinierungsverfahren erhalten
wird. Typische Fraktionen, die als nicht-verkokende Verdünnungsmittel
verwendet werden, sind Erdöldestillate,
z. B. leichte Gasöle
oder Gasöle
mit einem mittleren Siedebereich oder Fraktionen, die in dem Bereich
der Diesel-Treibstoffe sieden. Unter dem hier verwendeten Ausdruck
"nichtverkokendes Verdünnungsmittel"
ist ein Verdünnungsmittel
zu verstehen, das im allgemeinen überkopf aus der Verkokungtrommel
austritt, obgleich für
den Fachmann auf dem Verkokungsgebiet klar ist, dass ein geringer
Teil dieser Verdünnungsmittel
auch Koks bilden kann. Der Siedebereich des verwendeten Verdünnungsmittels
ist mindestens zum Teil niedriger als der Siedebereich des normalen
schweren Recycle-Materials, das in dem konventionellen verzögerten Verkokungsverfahren
verwendet wird. Dieses schwere Recycle-Material besteht hauptsächlich aus
einem Material, das bei einer Temperatur von über 398,9°C (750°F) und in den meisten Fällen oberhalb
454,4°C
(850°F)
siedet. In der Regel hat das nicht-verkokende Verdünnungsmittel,
das in dem Verfahren verwendet wird, einen Siedebereich, der zwischen
168,3 und 454,4°C (335 –850°F), insbesondere
zwischen 232,2 und 398,9°C
(450–750°F) und vorzugsweise
zwischen 265,6 und 343,3°C
(510–650°F) liegt.
Die Menge des verwendeten I nicht-verkokenden Verdünnungsmittels
hängt von der
Temperatur des Destillats und der gewünschten Erhöhung der Verkokungstemperatur
ab. In der Regel wird das Verdünnungsmittel
in einer Menge zwischen 1,59 und 159 l (0,01–1,00 Barrels) pro Barrel Verkokungs-Beschickung
in die Verkokungtrommel eingeführt
und vorzugsweise liegt die Menge zwischen 15,9 und 31,8 l(0,10–0,20 Barrels)
nicht-verkokendes Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittel pro Barrel Verkokungs-Beschickung,
zur Erzielung eines Anstiegs der Temperatur der gesamten Verkokungtrommel
um 0,56 bis 27,8°C (1–50°F) und vorzugsweise
um 2,8 bis 8,3°C
(5–15°F), gemessen
durch die Verkokungtrommel-Dampftemperatur am Kopf der Verkokungtrommel.
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Das nicht-verkokende Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittel
kann zweckmäßig erhalten
werden aus einem nicht-verkokenden Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittel
aus dem Verkokungsprozess, beispielsweise einem leichten Gasöl aus dem
Verkokungs-Fraktionator. Wenn der verzögerte Coker eine von vielen
Einheiten in einer konventionellen Erdöl-Raffinerie ist, kann ein
nichtverkokendes Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittelmaterial aus einer
oder mehreren der anderen Einheiten verwendet werden.
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Um den Zweck der vorliegenden Erfindung
zu erreichen, muss der Wärmeinhalt
(die Wärmeenthalpie) des
nicht-verkokenden Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittels, das in die Verkokungtrommel
eingeführt
wird, ausreichen, um die Temperatur des Kohlenwasserstoffs und des
Kokses in der Verkokungtrommel zu erhöhen. Wegen seines Siedebereiches
weist ein nicht-verkokendes Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittel,
das aus einer Raffiniereinheit gewonnen wird, nicht genügend Wärmeenthalpie
auf für
die direkte Verwendung in dem Verkokungsprozess. Die Wärmeenthalpie
dieses nicht-verkokenden Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittels wird auf den
gewünschten
Wert erhöht
entweder durch Wärmeaustausch
oder, was gebräuchlicher
ist, durch Erhitzen in einem Ofen. Üblicherweise ist der verwendete
Ofen ein Röhrenofen
des gleichen Typs, wie er zum Erhitzen des Coker-Einsatzmaterials
verwendet wird, obgleich die Auswahl dieses Ofens nur eine Sache
der Zweckmäßigkeit
ist. Die Wärmeenthalpie
des erhitzten nicht-verkokenden Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittels,
das üblicherweise
ein Verdünnungsmittel
ist, wird durch seine Temperatur wiedergegeben, die bis zu mehrere
100°Celsius
oberhalb der Flüssigkeits-Temperatur
in der Verkokungtrommel liegen kann. In der Regel, dies ist jedoch
nicht kritisch, wird das nicht-verkokende Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittel
auf eine Temperatur erhitzt, die um 5,6 bis 166,7°C (10-300°F) oberhalb
der Temperatur der Flüssigkeit
in der Verkokungtrommel liegt, oder es wird insbesondere in den
Verkokungsprozess bei einer Temperatur eingeführt, die um 5,6 bis 111,1°C (10–200°F) oberhalb
der Temperatur der Flüssigkeit
in der Verkokungtrommel liegt, und es wird in einer ausreichenden
Menge eingeführt,
um die Temperatur der gesamten Verkokungtrommel um mindestens 0,56°C (1°F), insbesondere
um mindestens 5,6°C
(10°F) und
vorzugsweise um 2,8 bis 5,6°C
(5–10°F) zu erhöhen, gemessen
anhand der Dampftemperatur am Kopf der Verkokungtrommel. Die verwendete
Menge hängt
von der Temperatur des Verdünnungsmittels
mit der es in die Verkokungtrommel eintritt, und von der gewünschten
Erhöhung
der Temperatur der Verkokungtrommel ab.
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Wie in der Zeichnung dargestellt,
werden die gecrackten Dämpfe
(Gase) durch die Leitung 10 kontinuierlich aus der Verkokungtrommel 4 abgezogen.
In der Trommel reichert sich Koks an, bis er einen vorgegebenen
Gehalt erreicht hat, wobei zu diesem Zeitpunkt die Beschickung der
Trommel abgestoppt und in eine zweite Verkokungtrommel 4a umgelenkt
wird, in der der gleiche Arbeitsgang durchgeführt wird. Diese Umlenkung erlaubt
es, die Trommel 4 außer
Betrieb zu setzen, sie zu öffnen
und den darin angereicherten Koks unter Anwendung konventioneller
Verfahren daraus zu entfernen. Der Verkokungscyclus kann 10 bis
60 h dauern, üblicherweise
ist er jedoch innerhalb von 16 bis 48 h beendet.
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Die Dämpfe (Gase), die überkopf
aus den Verkokungtrommeln entnommen werden, werden durch die Leitung 10 in
einen Fraktionator 11 überführt. Wie
in der Zeichnung dargestellt, werden die Dämpfe (Gase) in der Regel fraktioniert
unter Bildung eines C1-C3-Produktstroms
12, eines Benzin-Produktstroms 13, eines leichten Gasöl-Produktstroms 14 und
eines Coker-Schwergasöls,
das durch die Leitung aus dem Fraktionator entnommen wird.
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Ein Teil des schweren Coker-Gasöls aus dem
Fraktionator kann in dem gewünschten
Mengenanteil durch die Leitung 16 in den Verkokungsofen
im Kreislauf zurückgeführt werden.
Ein eventueller Überschuss an
Gesamt-Bodenfraktionen
kann, falls gewünscht,
konventionellen Rückstands-Raffinierverfahren
unterworten werden.
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Ein Grünkoks wird durch die Auslässe 17 und 17a aus
den Verkokungtrommeln 4 bzw. 4a ausgetragen und
in einen Calcinator 18 eingeführt, in dem er erhöhten Temperaturen
ausgesetzt wird, um flüchtige
Materialien zu entfernen und um das Kohlenstoff : Wasserstoff-Verhältnis des
Kokses zu erhöhen.
Die Calcinierung kann bei Temperaturen in dem Bereich zwischen 1093,3
und 1648,9 °C
(2000–3000°F), vorzugsweise
zwischen 1315,6 und 1426,7°C
(2400-2600°F), durchgeführt werden.
Der Koks wird eine halbe Stunde bis zehn Stunden lang, vorzugsweise
1 bis 3 h lang unter Calcinierungs-Bedingungen gehalten. Die Calcinierungstemperatur
und die Calcinierungsdauer variieren in Abhängigkeit von der Dichte des
gewünschten
Kokses. Calcinierter Premiumkoks, der für die Herstellung von großen Graphit-Elektroden
geeignet ist, wird durch den Auslass 15 aus dem Calcinator
abgezogen.
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Das nicht-verkokende Verdünnungsmaterial,
das erhitzt wird, um die Temperatur der Verkokungtrommel zu erhöhen, kann
zweckmäßig aus
dem Coker-Fraktionator
erhalten werden. Beispielsweise kann für diesen Zweck das leichte
Gasöl verwendet
werden, das den Fraktionator durch die Leitung 14 verlässt. Bei
dieser Auswahl wird dieses Material in der gewünschten Menge durch die Leitung 7 in
den Destillationsofen 8 überführt, in dem es auf eine Temperatur
erhitzt wird, die ausreicht, um die Wärmeenthalpie des nichtverkokenden Verdünnungsmittels
auf beispielsweise 482,2°C
(900°F)
zu erhöhen.
Das erhitzte, nicht-verkokende Verdünnungsmittel wird dann durch
die Leitung 5, wie weiter oben beschrieben, in den Coker
in einer Menge eingeführt,
die ausreicht, um den gewünschten
Anstieg der Temperatur der Flüssigkeit
in der Verkokungtrommel 4 zu erzielen. Alternativ kann
ein nichtverkokendes Verdünnungsmittel
aus anderen Quellen erhalten werden, beispielsweise aus Raffinerieanlagen,
und durch die Leitung 9 in den Coker eingeführt werden.
Das Verdünnungsmittel
aus solchen anderen Quellen kann einen Teil oder die Gesamtmenge
des in dem Verfahren verwendeten nicht-verkokenden Verdünnungsmittels
darstellen, wenn dies zweckmäßig und
wirtschaftlich ist.
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Obgleich die Erfindung vorstehend
anhand ihrer Anwendung auf ein konventionelles verzögertes Verkokungsverfahren
im Detail beschrieben worden ist, bei dem schweres Gasöl in das
Verkokungsofen-Ausgangsmaterial im Kreislauf zurückgeführt wird, ist das erfindungsgemäße Verfahren
auch auf andere verzögerte
Verkokungsverfahren anwendbar. Es kann beispielsweise angewendet
werden zur weiteren Verringerung der Koksherstellung in dem Verfahren,
wie es in dem US-Patent Nr. 2 455 218 beschrieben ist, wobei das
Verdünnungsmittel
einen Teil des schweren Recycle-Materials ersetzt; in dem Verfahren,
wie es in dem US-Patent Nr. 4 518 487 beschrieben ist, bei dem die Gesamtmenge
des schweren Recycle-Materials durch eine Menge an Coker-Destillat ersetzt
wird, die ausreicht, um die Koks-Ablagerung in dem Einmaldurchlauf-Verfahren
gemäß US-Patent
Nr. 4 661 241 auf wirksame Weise zu verhindern, bei dem kein Recycle-Material
verwendet wird. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar in den
Verfahren der US-Patente Nr. 2 455 218 und 4 518 487.
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Das folgende Beispiel erläutert die
Ergebnisse, die bei Durchführung
der Erfindung erhalten werden. Das Beispiel dient lediglich der
Erläuterung
der vorliegenden Erfindung und soll die Erfindung keineswegs darauf
beschränken.
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Beispiel
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Die verminderte Koksausbeute, die
durch das erfindungsgemäße Verfahren
erzielt wird, ergibt sich aus dem folgenden simulierten Beispiel,
das von einem hochentwickelten Coker-Design-Programm abgeleitet ist.
In diesem Beispiel wurden drei Durchgänge unter Verwendung identischer
Ausgangs- bzw. Einsatzmaterialien simuliert.
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Beim ersten Durchgang oder bei dem
Basisdurchgang, der ein Vergleichsbeispiel darstellt, wurde konventionelles
schweres Destillat-Recycle-Material (5 Teile auf jeweils
100 Teile frische Beschickung) als Teil des Recycle-Materials verwendet
und der Rest des Recycle-Materials (10 Teile auf jeweils
100 Teile frische Beschickung) war ein nicht-verkokendes Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittel-Material
mit einem Siedebereich von 168,3 bis 343,3°C (335 – 650°F).
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In dem zweiten Durchgang wurden die 10 Teile
des nicht-verkokenden Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittels aus dem Recycle-Material
ausgeschlossen, getrennt erhitzt und mit dem erhitzten Ausgangsmaterial
kombiniert, das 5 Teile schweres Destillat-Recycle-Material enthielt,
welches das Verkokungsofen-Einsatzmaterial
verließ.
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Der dritte Durchgang war der gleiche
wie der erste Durchgang, jedoch mit der Ausnahme, dass eine zusätzliche
Menge an nicht-verkokendem Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittel
(10 Teile auf jeweils 100 Teile frische Beschickung) getrennt
erhitzt und dann mit dem erhitzten Ausgangsmaterial kombiniert wurden,
das 5 Teile schweres Destillat-Recycle-Material und 5 Teile
Verdünnungsmittel-Recycle-Material
enthielt, das die Verkokungsofen-Beschickung verließ.
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Bei jedem der Durchgänge wurde
ein Ausgangsmaterial (Einsatzmaterial) mit einer API-Dichte von 3,2,
einem Conradson-Kohlenstoff-Gehalt von 23 Gew.%, einem Charakterisierungs-Faktor
"K" von 11,31 und einem Schwefel-Gehalt von 3,05 Gew.-% bei einem
Druck von 172,4 kPa (25,0 psig) und der in der folgenden Tabelle
angegebenen Temperatur verkokt.
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In dem Durchlauf Nr. 2 wurde das
nicht-verkokende Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittel
auf 498,9°C
(930°F)
erhitzt, bevor es mit dem erhitzten Ausgangsmaterial plus dem schweren
Destillat-Recycle-Material kombiniert wurde. In dem Durchlauf Nr.
3 wurde der abgetrennte nicht-verkokende Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittelstrom
auf 510°C
(950°F)
erhitzt.
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Die Produktverteilung aus den drei
Durchläufen
ist in der folgenden Tabelle angegeben.
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Das vorstehende Beispiel zeigt, dass
eine Verringerung der Koksausbeute um 1,84% (32,96% gegenüber 33,58%)
erhalten wird, wenn ein nichtverkokendes Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittel
aus dem Recycle-Material für
den Coker entnommen wird, getrennt auf eine höhere Temperatur erhitzt wird
und in die Verkokungtrommel eingeführt wird, um die Dampf(Gas)-Temperatur
in der Verkokungtrommel zu erhöhen.
Eine größere Verringerung
der Koksausbeute (3,48%) wird erhalten, wenn eine zusätzliche
Menge an nichtverkokendem Kohlenwasserstoff-Verdünnungsmittel getrennt erhitzt
wird, um die Temperatur am Kopf der Verkokungtrommel zu erhöhen.
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Entsprechende Verringerungen der
Koksausbeute können
erzielt werden bei anderen Betriebsbedingungen und bei Verwendung
anderer Ausgangs- bzw.
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Einsatzmaterialien. Das erfindungsgemäße Verfahren
macht die Operationen flexibel, um sie an die Marktbedingungen anzupassen,
die eine variable Produktverteilung und eine minimale Menge an Koksbildung erfordern
können.
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Die Erfindung wurde zwar vorstehend
anhand bestimmter Ausführungsformen
und bestimmter Details erläutert,
es ist jedoch für
den Fachmann auf diesem Gebiet klar, dass verschiedene Änderungen
und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne dass dadurch der
Geist oder Bereich der Erfindung verlassen wird.
