JPH09286986A - 粗コークス炉ガス保有顕熱を利用した炭化水素源の処理方法 - Google Patents

粗コークス炉ガス保有顕熱を利用した炭化水素源の処理方法

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JPH09286986A
JPH09286986A JP10257196A JP10257196A JPH09286986A JP H09286986 A JPH09286986 A JP H09286986A JP 10257196 A JP10257196 A JP 10257196A JP 10257196 A JP10257196 A JP 10257196A JP H09286986 A JPH09286986 A JP H09286986A
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JP
Japan
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hydrocarbon source
sensible heat
crude
coke oven
gas
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JP10257196A
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Ichiro Ueno
一郎 上野
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JFE Engineering Corp
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NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配管または装置へのタール、石炭微粉、熱分
解カーボン等の付着による操業トラブルを防止しかつ経
済的に粗COGの顕熱を利用できるコークス炉ガス保有
顕熱を利用した高カロリーガスの製造方法を提供する。 【解決手段】 上昇管13において第1スプレーノズル
14から炭化水素源を粗COGに直接噴霧し、粗COG
の顕熱を利用して炭化水素源を蒸発させ、次いで熱分解
させる。この後約400℃まで冷却された粗COGおよ
び炭化水素源の熱分解生成物の混合物に対して、第2ス
プレーノズル15から炭化水素源または安水を噴霧す
る。この結果、粗COGおよび炭化水素源の熱分解生成
物の混合物は約80℃まで冷却される。冷却された粗C
OG、炭化水素源の熱分解生成物および炭化水素源また
は安水の混合物は、ダクト18を経て気液分離部19に
導入され、気液分離部19によってタールを分離した
後、ガス精製設備へ送られ、精製後製品化される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、粗コークス炉ガス
保有顕熱を利用した炭化水素源の処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】石炭をコークス炉に装入してコークスを
製造する際に副生する粗コークス炉ガス(以下、粗CO
Gという)は、コークス炉頂部にある上昇管の出口曲管
部で多量の安水をスプレーすることによって急冷され、
集気管であるドライメーンに集められる。この後、粗C
OGから、タールデカンターでタールおよびガス液が分
離され、化工工場にてガス中のアンモニアやベンゾール
類などの有用成分を回収した後、ガス燃料として消費さ
れている。
【0003】粗COGは、コークス炉から600〜80
0℃の高温度で排出されてくるため、その保有顕熱が膨
大であるにもかかわらず、現状においてほとんど回収お
よび利用されていない。この顕熱を回収および利用する
方法として粗COGを直接熱交換器に導き熱交換する方
法が考えられる。しかし、通常の熱交換器では、以下の
問題が生じ、長期間安定して操業することは困難であ
る。すなわち、粗COGにはベンゾール類、タール等の
高沸点物質が含まれている。この高沸点物質は、熱交換
器の伝熱部に凝縮する。さらに100℃以下で粗COG
の中の、水分その他の溶解性不純物が凝縮する。この結
果、ガス管および熱交換器が閉塞されていわゆるコーキ
ングが生じ、圧損が増加し、さらに熱交換率が低下して
装置を長期間安定して運転することが困難である。
【0004】そこで、単なる熱交換器ではなく上記トラ
ブルが発生しない粗COGの顕熱回収方法が数々報告さ
れている。これらの粗COGの顕熱回収方法を大きくふ
たつに分類すると、第一に、粗COGとある種の熱媒体
とを直接接触させて熱交換する方法、第二に、熱交換器
を使用して粗COGと直接接触させることなく熱交換を
図る方法に分類することができる。後者の技術は、当然
タール等の不純物が付着しないように各種の工夫がなさ
れている。
【0005】前者の技術、すなわち粗COGとある種の
熱媒体とを直接接触させて熱交換する方法には、コーク
ス炉から発生する高温度の粗COGをガス上昇管出口局
管部およびドライメーンにおいて重質タールと接触させ
ることにより、粗COGの顕熱をタールに熱交換し、こ
の顕熱を電力として回収する方法(特開昭第58-138212
号公報)がある。また、粗COGをタールと接触させて
熱交換し、その熱を石炭予熱に利用する方法(特開昭第
57-200485 号公報) や、石炭予熱器を設置し、これと石
炭乾留炉とを導管で接続して粗COGを前記石炭予熱器
に導入すると共に乾留用の石炭を供給して石炭の乾燥予
熱を行い、石炭乾留炉の消費熱量の低減を図る方法(特
開昭第59-23591号公報)などがある。
【0006】しかしながら、上述の重質タールのフラッ
シングや粗COGによる石炭予熱による方法は、配管ま
たは装置へのタール、石炭微粉、熱分解カーボン等の付
着による操業トラブルが発生したり、設備費が高いとい
った問題があり、いまだ実用化されていない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる点に
鑑みてなされたものであり、配管または装置へのター
ル、石炭微粉、熱分解カーボン等の付着による操業トラ
ブルを防止し、かつ、経済的に粗COGの顕熱を利用で
きるコークス炉ガス保有顕熱を利用した高カロリーガス
の製造方法を提供する。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、石炭乾留プロ
セスにおいて、乾留時に石炭から放出された直後の粗コ
ークス炉ガスに炭化水素源を直接噴霧して接触させて、
前記粗コークス炉ガスが保有する顕熱を利用して前記炭
化水素源を熱分解させて前記炭化水素源の熱分解生成物
を得ることを特徴とする粗コークス炉ガス保有顕熱を利
用した炭化水素源の処理方法を提供する。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
詳細に説明する。本発明の粗コークス炉ガス保有顕熱を
利用した炭化水素源の処理方法においては、まず、コー
クス炉から発生する粗COGに炭化水素源を直接噴霧す
る。粗COGの代表的な組成は、水素50〜55体積
%、メタン28〜33体積%、一酸化炭素6〜8体積%
である。
【0010】一方、炭化水素源としては、例えば、石油
系重質油、ナフサ、灯油、軽油、各種廃油が利用でき
る。石油系重質油としては、例えば、直留系の常圧残
油、減圧残油、アスファルテン、熱分解、接触分解若し
くは改質のような処理工程から副生するエチレンター
ル、または、FCCデカントオイルがある。
【0011】上述の炭化水素源を、例えば、高温、例え
ば600〜800℃の粗COGが排出されるコークス炉
の上昇管から局管部の間に噴霧する。炭化水素源は、粗
COGの保有顕熱により急速に加熱され、蒸発し次いで
熱分解する。ここで、粗COGの保有顕熱は、炭化水素
源の蒸発潜熱および熱分解熱として消費および利用され
る。この結果、粗COGは冷却される。一般的に、炭化
水素源の熱分解反応は約400℃から開始する。従っ
て、炭化水素源と接触しその顕熱が炭化水素源の熱分解
に利用された後の粗COG温度は約400℃となる。さ
らに必要に応じて粗COGを約80℃まで冷却するに
は、同様な炭化水素源を利用することも従来のような安
水を利用することもできる。
【0012】このようにして、炭化水素源は粗COGの
保有顕熱により蒸発および熱分解し、その熱分解生成物
が得られる。この炭化水素源の熱分解生成物の組成およ
び収支は原料となる炭化水素源の種類に大きく依存す
る。代表的なものとしては、高カロリーガス、BTX、
軽油およびタールを挙げることができる。これらのう
ち、高カロリーガスのカロリーは1万kcal/Nm3
以上であり、粗COG(4,000〜5,000kca
l/Nm3 )と混合利用することができる。この場合、
粗COGはカロリーアップされるとともにガス量も増加
する。また、軽油およびタールは、粗COG中のコール
タール成分と共に混合利用される。
【0013】図1は、本発明の粗COG保有顕熱を利用
した炭化水素源の処理方法に用いられる処理装置の一例
を示す概略図である。図中11はコークス炉である。コ
ークス炉11の各炭化室12には、夫々上昇管13が設
けられている。この上昇管13には、第1スプレーノズ
ル14および第2スプレーノズル15が設けられてい
る。第1スプレーノズル14は炭化水素源を供給する第
1供給部16に、第2スプレーノズル15は炭化水素源
または安水をを供給する第2供給部17に、夫々接続さ
れている。さらに、上昇管13にはダクト18が接続さ
れている。このダクト18には気液分離部19が接続さ
れている。
【0014】上述の処理装置10を用いて以下のような
炭化水素源の処理が行われる。コークス炉11において
石炭乾留時に発生する粗COGは、各炭化室12に設け
られた上昇管13を経てドライメーンに集められる。上
昇管13において、第1スプレーノズル14から炭化水
素源を噴霧し、粗COGの顕熱を利用して炭化水素源を
蒸発させ、次いで熱分解させる。この後約400℃まで
冷却された粗COGおよび炭化水素源の熱分解生成物の
混合物に対して、第2スプレーノズル15から炭化水素
源または安水を噴霧する。この結果、粗COGおよび炭
化水素源の熱分解生成物の混合物は約80℃まで冷却さ
れる。ここで、第1スプレーノズル14からの炭化水素
源噴霧量は炭化水素源の種類に大きく依存するが、投入
した炭化水素源がほぼ完全に熱分解するような量が適当
である。また、最終的なガス液温度は第2スプレーノズ
ル15からの炭化水素源または安水の噴霧量により制御
することができる。
【0015】約80℃まで冷却された粗COG、炭化水
素源の熱分解生成物および第2スプレーノズル15から
噴霧された炭化水素源または安水の混合物は、ダクト1
8を経て気液分離部19に導入され、気液分離部19に
よってタールを分離した後、ガス精製設備へ送られ、精
製後製品化される。
【0016】以上説明した粗COG保有顕熱を利用した
炭化水素源の処理方法によれば、例えば熱交換器のよう
な構造が複雑な装置を使用することなく粗COGが保有
する顕熱を利用することが可能であり、この結果、コー
キングによる操業トラブルを防止することができる。
【0017】一般的な石油系重質油の熱分解プロセスに
おける熱分解雰囲気は不活性ガスである。しかしなが
ら、本発明の粗COG保有顕熱を利用した炭化水素源の
処理方法の場合には、水素が多く含まれている雰囲気内
で炭化水素源が熱分解される。このため、熱分解生成物
は軽質化の傾向にあり、その結果、高カロリーガスおよ
び軽油のような付加価値の高い成分を多く得ることがで
きる。
【0018】
【実施例】以下の実施例1および2並びに比較例は、上
述の処理装置10を用いて行われた。 実施例1 炭化水素源として石油系重質油の一つである常圧残油
を、第1スプレーノズル14より1時間当たり200k
g噴霧し、第2スプレーノズル15から安水を噴霧し
た。この場合の生成物発生量およびガスカロリーを表1
に示す。また、この処理の最中にコーキングトラブル等
の問題は発生しなかった。
【0019】実施例2 炭化水素源として石油系重質油の一つである減圧残油
を、第1スプレーノズル14より1時間当たり200k
g噴霧し、第2スプレーノズル15から安水を噴霧し
た。この場合の生成物発生量およびガスカロリーを表1
に示す。また、この処理の最中にコーキングトラブル等
の問題は発生しなかった。
【0020】比較例 炭化水素源の噴霧を行わないことを除き、実施例1と同
様の手順で処理を行った場合の物質収支およびガスカロ
リーを表1に示す。
【0021】
【表1】
【0022】表1から明らかなように、炭素水素源とし
て常圧残油および減圧残油を粗COGに直接噴霧した実
施例1および2の場合には、炭化水素源の噴霧を行わな
かった比較例の場合に比べて、ガス、BTX、軽油およ
びタールの全てにわたって発生量が多くなった。また、
実施例1および2の場合には、ガス発熱量も比較例に比
べて増加することがわかった。さらに、実施例1および
2のいずれの場合においてもコーキングトラブル等の問
題は発生しなかった。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の粗コーク
ス炉ガス保有顕熱を利用した炭化水素源の処理方法は、
従来の粗コークス炉の顕熱の回収および利用方法と比較
してプロセスが簡単なので、コーキングによる閉塞等の
操業トラブルがほとんどなく、設備費も安い。また、粗
コークス炉ガスの顕熱を利用して炭化水素源を熱分解さ
せて、高カロリーガス、BTX、軽油、タール等の高付
加価値製品が得られるので、非常に経済性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の粗COG保有顕熱を利用した炭化水素
源の処理方法に用いられる処理装置の一例を示す概略
図。
【符号の説明】
10…処理装置、11…コークス炉、12…炭化室、1
3…上昇管、14…第1スプレーノズル、15…第2ス
プレーノズル、16…第1供給部、17…第2供給部、
18…ダクト、19…気液分離部。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 石炭乾留プロセスにおいて、乾留時に石
    炭から放出された直後の粗コークス炉ガスに炭化水素源
    を直接噴霧して接触させて、前記粗コークス炉ガスが保
    有する顕熱を利用して前記炭化水素源を熱分解させて前
    記炭化水素源の熱分解生成物を得ることを特徴とする粗
    コークス炉ガス保有顕熱を利用した炭化水素源の処理方
    法。
  2. 【請求項2】 炭化水素源が石油系重質油である請求項
    1記載の粗コークス炉ガス保有顕熱を利用した炭化水素
    源の処理方法。
JP10257196A 1996-04-24 1996-04-24 粗コークス炉ガス保有顕熱を利用した炭化水素源の処理方法 Pending JPH09286986A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100742960B1 (ko) * 2006-09-01 2007-07-25 주식회사 포스코 안수 분사에 의한 코크스 오븐 가스 냉각시스템
JP2007308585A (ja) * 2006-05-18 2007-11-29 Nippon Steel Corp コークス炉ガスの顕熱回収方法
WO2012138191A2 (ko) * 2011-04-07 2012-10-11 재단법인 포항산업과학연구원 코크스 오븐 가스 처리 장치 및 방법

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