KR102664755B1 - 코킹 시스템 및 코킹 공정 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코킹 시스템 및 대응하는 코킹 공정에 관한 것이다. 코킹 시스템은 1st 내지 m-th 가열 유닛 및 1st 내지 n-th 코크스 타워를 포함하고, 각각의 m 개의 가열 유닛은 각각 n 개의 코크스 타워와 연통하며, 각각의 n 개의 코크스 타워는, m-th 가열 유닛 및 선택적으로 i-th 가열 유닛과 연통하여, 하나 이상의 분리 타워와 연통하며, 값 m, n 및 i는 본 명세서에서 정의된 바와 같다. 코킹 시스템은 적어도 석유계 또는 석탄계 원료를 사용하여 안정적인 성능의 고품질 니들 코크스를 제조할 수 있다.

Description

코킹 시스템 및 코킹 공정

본 발명은 코킹 시스템, 특히 니들 코크스를 제조하기 위한 코킹 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 또한 코킹 공정에 관한 것이다.

니들 코크스는 주로 고전력 및 초 고전력 흑연 전극을 생성하는 데 사용된다. 철강 시대의 발전에 따라, 고철의 생산이 점차 증가하고, 전기로 강(electric furnace steel)의 발전이 촉진되며, 흑연 전극, 특히 고전력 및 초 고전력 전극의 소비가 불가피하게 증가하고, 니들 코크스의 수요가 계속적으로 증가된다.

CN 200810017110.3은 니들 코크스의 제조 방법을 개시하며, 상기 방법은 특정 온도-증가 프로그램 하에서, 방향족-풍부 분획 또는 잔류 오일을 지연 코킹 처리하는 단계, 얻어진 녹색 코크스를 소성하여 높은 중간상(mesophase) 함량 및 발전된 니들 구조를 갖는 니들 코크스를 수득하는 단계를 포함한다.

CN 201110449286.8은 균일한 석유 니들 코크스의 제조 방법을 개시하고 있으며, 상기 방법은 니들 코크스를 제조하기 위한 공급원료를 가열로에 의해 400-480 ℃의 비교적 낮은 온도로 가열하고, 이어 공급원료를 코크스 타워로 공급하는 단계로서, 여기서 코킹 공급원료는 유동성 중간상 액정을 형성하고; 저온 새로운 공급원료 공급 단계가 완료된 후, 가열로의 배출구 온도를 점진적으로 상승시키고, 동시에 코커 가열로의 공급을 분별 타워로부터 새로운 공급원료 및 중질 증류 오일로 변화하는 단계; 및 코크스 타워의 재료가 응고 및 코크스 형성 온도에 도달하면, 코커 가열로의 공급을 반응 공정에서 생성된 코커 중간상 증류 오일로 변화하고, 동시에 코커 가열로의 공급 온도를 증가시켜 코크스 타워의 온도가 460-510℃에 도달하고, 석유 코크스의 고온 응고를 완료하여 니들 코크스 생성물을 수득하는 단계를 포함한다.

US 4235703은 잔류 오일로부터 고품질 코크스를 제조하는 방법을 개시하고 있으며, 상기 방법은 공급원료를 수소탈황 및 탈금속화 단계, 및 이어 지연된 코킹을 수행하여 고전력 전극 석유 코크스를 제조하는 단계를 포함한다.

US 4894144는 니들 코크스 및 고-황 석유 코크스를 동시에 제조하는 방법을 개시하고 있으며, 수소처리 공정에 의해 직진 중유를 전 처리하고, 수소화된 잔류 오일은 2 부분으로 나뉘며, 이들은 각각 코킹된 후 소성되어 니들 코크스 및 고-황 석유 코크스를 수득한다.

CN 1325938 A는 황 함유 대기 잔류물로부터 니들-유사 석유 코크스를 제조하는 방법을 개시하고 있으며, 여기서 공급원료는 수소화정제(hydrofining), 수소화 탈금속화 및 수소화 탈황을 시켜, 수소화된 생성물을 분리하여 수소화된 중질 증류 오일을 수득하고, 니들-유사 코크스를 생성하는 조건하에서, 상기 수소화된 중질 증류를 지연 코킹시켜 니들-유사 코크스를 수득한다.

상기 방법은 모두 종래의 1 개의 로(furnace) 및 2 개의 타워의 지연된 코킹 모드를 채택하여 니들 코크스를 제조하는데, 이는 니들 코크스 제조 공정에서 온도 및 압력 변화에 의해 야기되는 큰 작동 변동의 문제를 해결하지 못하고, 일반적으로 불안정한 니들 코크스 생성물 성능의 문제를 갖는다. 따라서 균일한 성능을 갖는 고품질의 니들 코크스 생성물을 제조하는 방법은 연구자들이 추구하는 목적이다.

본 발명의 발명자들은 종래 기술의 니들 코크스를 제조하기 위한 지연 코킹 프로젝트에서, 가열 유닛은 가변 온도 제어를 일반적으로 채택하고, 가열 유닛은 지연 코킹 제조 사이클에서 온도 상승, 항온, 온도 감소 공정을 순환적으로 수행하여, 가변 온도 범위가 넓고 안정적인 작동이 용이하지 않은 것을 발견하였으며; 일부 지연 코킹 공정에서조차, 가열 유닛은 서로 다른 공급원료를 가열시키기 위해 서로 다른 가열 단계를 거치는데, 예컨대, 새로운 공급원료, 새로운 공급원료 및 코커 가스 오일의 혼합물 및 중간 증류 오일이 서로 다른 코크스-충전 단계에서 가열되고, 가열 유닛의 공급 특성의 차이가 크며, 서로 다른 공급 단계에서의 풀링/형성 비율(코크스-형성 공급원료에 대한 코크스-풀링 공급원료의 비율)의 제어가 서로 다르고, 가열 유닛의 공급량에 큰 변화를 야기한다.

또한, 본 발명자들은 수년간의 연구를 통해 제조 조건이 니들 코크스의 성능에 중요한 영향을 미치며, 조건의 작은 변화는 생성물의 유선형 텍스쳐의 형성 및 열 팽창 계수에 영향을 미칠 수 있고, 상기 코크스-충전 공정 동안 가열 유닛의 온도 변화, 압력 변화 및 공급량의 변화와 같은 작업에서 불가피한 작은 에러는 생성물 품질에 있어 큰 차이에 해당하는 주요 원인인 것을 발견하였고; 이 발견에 기초하여 본 발명을 완성했다.

구체적으로, 본 발명은 다음 측면에 관한 것이다.

1. 1st 내지 m-th (총 m)의 가열 유닛(바람직하게는 열 교환기 또는 용광로, 더 바람직하게는 로(furnace)) 및 1st 내지 n-th (총 n)의 코크스 타워를 포함하는 코킹 시스템으로서, m은 2 내지 n-1의 정수이고, n은 3 이상의 정수(바람직하게는 3 내지 20의 정수, 더 바람직하게는 3 내지 5의 정수, 더 바람직하게는 3인 정수)이며, 각각의 m 개의 가열 유닛은 n 개의 코크스 타워와 연통하고, 각각의 n 개의 코크스 타워(바람직하게는 상부 및/또는 오버헤드)가 하나 이상(바람직하게는 하나)의 분리 타워(바람직하게는 정류 타워, 플래시 타워, 증발 타워 또는 분별 타워, 더 바람직하게는 분별 타워)와 각각 연통하며, 하나 이상의 분리 타워(바람직하게는 하부(lower part) 및/또는 하단(bottom))가 m-th 가열 유닛과 연통하고 선택적으로 i-th 가열 유닛과 연통한다(i는 1보다 크고 m보다 작은 임의의 정수임)(바람직하게는 1st 가열 유닛과 연통되지 않음).

2. 선행 또는 후속 측면 중 어느 하나의 코킹 시스템으로서, 시간 T0부터, 1st 가열 유닛부터 m-th 가열 유닛으로의 순서로 순차적으로 각각의 가열 유닛부터 h-th 코크스 타워로 재료 수송을 시작 및 종료할 수 있도록 구성되고, 시간 Te에서, m-th 가열 유닛부터 h-th 코크스 타워로 재료 수송을 종료하도록 구성된 제어 유닛을 더 포함하며, n 개의 코크스 타워의 h-th 코크스 타워(h는 1 내지 n까지의 정수임)에 대해 T0가 코크스-충전 시작 시간이고, Te가 코크스-충전 종료 시간이라고 가정한다.

3. 선행 또는 후속 측면 중 어느 하나의 코킹 시스템으로서, 하나 이상의 가열 유닛(바람직하게는 m-th 가열 유닛이고, 선택적으로 i-th 가열 유닛)의 유입구 및/또는 배출구에 배치된 하나 이상의 여과 장치를 더 포함하며, i는 1 보다 크고 m보다 작은 정수이다.

4. 선행 또는 후속 측면 중 어느 하나의 코킹 시스템으로서, 하나 이상의 코크스-형성 공급원료 저장 탱크를 더 포함하며, 상기 하나 이상의 코크스-형성 공급원료 저장 탱크는 1st 가열 유닛과 연통하고 선택적으로 i-th 가열 유닛(i는 1보다 크고 m보다 작은 정수임)(바람직하게는 m-th 가열 유닛과 연통하지 않음)과 연통한다.

6. m 개의 가열 유닛 및 n 개의 코크스 타워를 사용함으로써 코킹하는 단계를 포함하는 코킹 공정으로서, 여기서 m은 2 내지 n-1의 임의의 정수이고, n은 3 이상의 임의의 정수(바람직하게는 3 내지 20의 정수, 더 바람직하게는 3 내지 5의 정수, 더 바람직하게는 3)이며, 각각의 m 개의 가열 유닛은 재료 수송 방식으로 n 개의 코크스 타워와 각각 연통되고, n 개의 코크스 타워 중 h-th 코크스 타워에 대해(h는 1 내지 n의 임의의 정수임), T0가 코크스-충전 시작 시간이고, Te가 코크스-충전 종료 시간인 것으로 가정하면, 상기 시간 T0에 시작하여, 상기 1st 가열 유닛부터 m-th 가열 유닛으로의 순서대로, 각각의 가열 유닛부터 h-th 코크스 타워의 재료 수송이 순차적으로 시작 및 종료되고, 시간 Te 에서, m-th 가열 유닛부터 h-th 코크스 타워로의 재료 수송이 종료된다.

7. 선행 또는 후속 측면 중 어느 하나의 코킹 공정으로서, 시간 Te에서, 1st 부터 m-th 가열 유닛으로 h-th 코크스 타워로 수송되는 재료의 합은 h-th 코크스 타워의 타겟 코크스-충전 용량과 동일하다.

8. 선행 또는 후속 측면 중 어느 하나의 코킹 공정으로서, 단일 재료 수송 사이클 중에, 각각의 1st 내지 m-th 가열 유닛은 h-th 코크스 타워로 단 하나의 배치 재료를 수송하거나, 또는 단일 재료 수송 사이클 중 어느 시점에서, h-th 코크스 타워는 (i) 수송된 재료를 수용하지 않거나, 또는 (ii) 1st 내지 m-th 가열 유닛 중에 하나로부터 수송된 재료만을 수용한다.

9. 선행 또는 후속 측면 중 어느 하나의 코킹 공정으로서, 재료 수송 사이클이 완료된 후, (i) h-th 코크스 타워가 대기 상태에 있기 전, 또는 (ii) 다음의 재료 수송 사이클이 h-th 코크스 타워에 대해 시작되기 전 중 어느 하나에서, h-th 코크스 타워가 퍼징 및 디코킹 작동을 하게 한다.

10. 선행 또는 후속 측면 중 어느 하나의 코킹 공정으로서, 각각의 1st 내지 m-th 가열 유닛은 수송된 재료에 대해 h-th 코크스 타워에 의해 요구되는 온도로 상기 수송된 재료를 가열한다.

11. 선행 또는 후속 측면 중 어느 하나의 코킹 공정으로서, 1st 가열 유닛은 이의 수송된 재료(1st 수송된 재료로 지칭)를 400 ℃ 내지 480 ℃(바람직하게는 420 ℃ 내지 460 ℃)의 공급 온도 W1로 가열하고, 상기 1st 수송 재료는 h-th 코크스 타워의 타워-내 가스 속도 G1을 0.05 내지 0.25m/s(바람직하게는, 0.05 내지 0.10m/s)로 야기하며, m-th 가열 유닛은 이의 수송된 재료를 460 ℃ 내지 530 ℃(바람직하게는, 460 ℃ 내지 500 ℃)의 공급 온도 Wm으로 가열하고, m-th 수송된 재료는 h-th 코크스 타워의 타워-내 가스 속도 Gm을 0.10 내지 0.30m/s(바람직하게는, 0.15 내지 0.20m/s)로 야기하며, i-th 가열 유닛(i는 1보다 크고 m보다 작은 정수임)은 수송된 재료(i-th 수송된 재료를 지칭)를 공급 온도 Wi(W1≤Wi≤Wm)로 가열하고, i-th 수송된 재료가 h-th 코크스 타워의 타워-내 가스 속도 Gi가 G1≤Gi≤Gm에 도달하도록 하며, 및/또는 1st 가열 유닛에 의해 수송된 재료의 가열 속도 V1은 1-30 ℃/h(바람직하게는, 1-10 ℃/h)이고, m-th 가열 유닛에 의한 수송된 재료의 가열 속도 Vm은 30-150 ℃/h(바람직하게는, 50-100 ℃/h)이며, i-th 가열 유닛(i는 1 보다 크고 m 보다 작은 임의의 정수임)에 의해 수송된 재료의 가열 속도 Vi는 관계식 V1≤Vi≤Vm을 충족한다.

12. 선행 또는 후속 측면 중 어느 하나의 코킹 공정으로서, 각각의 n 개의 코크스 타워의 상부 재료 및/또는 오버 헤드 재료(바람직하게는, 오버 헤드 재료)가 하나 이상(바람직하게는, 하나)의 분리 타워(바람직하게는, 정류 타워, 플래시 타워, 증발 타워 또는 분별 타워, 더 바람직하게는 분별 타워)로 이송되고, 상기 하나 이상의 분리 타워에서, 상기 재료는 상기 분리 타워의 오버 헤드 재료 및 상기 분리 타워의 하부 재료로 적어도 분리된다.

13. 선행 또는 후속 측면 중 어느 하나의 코킹 공정으로서, 하나 이상의 분리 타워의 작동 조건은 하기를 포함한다: 상기 타워의 상단에서 압력이 0.01~0.8MPa이고, 상기 타워의 상단에서 온도가 100~200℃이며, 상기 타워의 하단에서 온도는 280~400℃이고, 및/또는 n 개의 코크스 타워의 작동 조건은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로, 상기 타워의 상단에서 압력은 0.01~1.0MPa이고, 상기 타워의 상단에서 온도는 300~470℃이며, 상기 타워의 하단에서 온도는 350~510℃ 임.

14. 선행 또는 후속 측면 중 어느 하나의 코킹 공정으로서, 1st 가열 유닛이 코크스-형성 공급원료(coke-forming feedstock)를 이의 수송된 재료로서(바람직하게는, 유일하게) 갖고, m-th 가열 유닛은 코크스-풀링 공급원료(coke-pulling feedstock)를 이의 수송 재료로서 가지며(바람직하게는, 유일하게)(바람직하게는, 분리 타워의 하단 재료를 적어도 포함), 및 i-th 가열 유닛(i는 1보다 크고 m보다 작은 정수임)은 상기 코크스-형성 공급원료 및 상기 코크스-풀링 공급원료로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상을 갖는다.

15. 선행 또는 후속 측면 중 어느 하나의 코킹 공정으로서, 상기 코크스-형성 공급원료는 석탄계 공급원료 및 석유계 공급원료(바람직하게는, 황 함량 <0.6wt %, 더 바람직하게 <0.5wt %, 및 콜로이드/아스팔텐 함량 <10.0wt, 바람직하게는 <5.0wt %, 더 바람직하게는 <2.0wt%) 중 하나 이상으로부터, 바람직하게는 콜타르, 콜타르 피치, 석유 중유, 에틸렌 타르, 촉매 크래킹 잔류물 또는 열 크래킹 잔류물 중 하나 이상으로부터 선택되며, 10 내지 80 %(바람직하게는 20 내지 70 %, 더 바람직하게는 30 내지 60 %)의 코크스 형성률(코크스 형성률 A로 지칭)을 갖고, 및/또는 분리 타워의 하단 재료는 300 ℃ 내지 400 ℃의 10% 증류점 온도를 갖고(바람직하게는, 350 ℃ 내지 380 ℃), 450 ℃ 내지 500 ℃의 90 % 증류점 온도(바람직하게는, 460 ℃ 내지 480 ℃)를 가지며, 및/또는 코크스-풀링 공급원료는 석탄계 공급원료 및 석유계 공급원료 중 하나 이상으로부터 선택되고(바람직하게는 코커 가스 오일, 코커 디젤, 에틸렌 타르 및 열 분해 크래킹 중유로부터 선택되고, 더 바람직하게는, 황 함량 <1.0wt %, 더 바람직하게는 <0.6wt %), 코크스 형성률(코크스 형성률 B로 지칭)은 1-40 %(바람직하게는 1~20 %, 더 바람직하게는 1~10%)이되, 단 코크스 형성률 A > 코크스 형성률 B이다.

16. 선행 또는 후속 측면 중 어느 하나의 코킹 공정으로서, 단일 재료 수송 사이클 중에 h-th 코크스 타워(h는 1 내지 n의 임의의 정수임)로 수송된 코크스-풀링 공급원료의 총량 대 코크스-형성 공급원료의 총량의 중량비는 0.5 내지 4.0(바람직하게는 1.0 내지 2.0)이다.

17. 선행 또는 후속 측면 중 어느 하나의 코킹 공정으로서, Te - T0 = T라고 가정하면, 상기 h-th 코크스 타워는 10 내지 60 시간(바람직하게는, 24 내지 48 시간)의 코크스-충전 사이클 T를 갖거나, 또는 n 개의 코크스 타워가 서로 동일하거나 상이한(바람직하게는 서로 동일) 코크스-충전 사이클 T를 갖고, 개별적으로 및 독립적으로 10 내지 60 시간(바람직하게는 24 내지 48 시간)이다.

18. 선행 또는 후속 측면 중 어느 하나의 코킹 공정으로서, 하나의 재료 수송 사이클 내에서, 하나의 재료 수송 사이클이 TC(시간)이고, 1st 내지 m-th 가열 유닛의 h-th 코크스 타워까지의 재료 수송 시간이 각각 D1 내지 Dm(시간)이라고 가정하면, D1/TC = 10~90 % 또는 30~70 %, D2/TC = 10~90 % 또는 30~70 %,…, Dm/TC = 10~90 % 또는 30~70 % 및 TC/2≤D1 + D2 +… + Dm≤TC(바람직하게는, D1 + D2 +… + Dm = TC), 또는 D1 = D2 =… = Dm = TC/m = T/m, 및 D1 + D2 +… + Dm = TC = T이고, 여기서 T는 h-th 코크스 타워의 코크스-충전 사이클이다.

19. 선행 또는 후속 측면 중 어느 하나의 코킹 공정으로서, n 개의 코크스 타워 중 인접하여 넘버링된 임의의 2 개의 코크스 타워(번호 1 및 번호 n이 인접하는 것으로 정의)가 각각 a-th 코크스 타워 및 b-th 코크스 타워인 것을 가정시(여기서 a는 1 내지 n의 임의의 정수이고, b는 1 내지 n의 임의의 정수이나, a ≠ b임), j-th 가열 유닛(j는 1부터 m까지의 정수임)부터 a-th 코크스로의 재료 수송이 종료되는 시점에, j-th 가열 유닛부터 b-th 코크스 타워로의 재료 수송이 시작된다.

20. 선행 또는 후속 측면 중 어느 하나의 코킹 공정으로서, 가열 유닛으로 유입하기 전 및/또는 코크스 타워로 유입하기 전(바람직하게는 가열 유닛으로 유입하기 전, 더 바람직하게는 m-th 가열 유닛으로 유입하기 전, 및 선택적으로 i-th 가열 유닛으로 유입하기 전, 여기서 i는 1보다 크고 m 보다 작은 정수임)에, 코크스-형성 공급원료 및 코크스-풀링 공급원료(바람직하게는 코크스-풀링 공급원료, 더 바람직하게는 분리 타워의 하부 재료)로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 재료를 여과하여, 이로써 상기 재료의 코크스 미립자 농도를 0 내지 200mg/L(바람직하게는 0 내지 100mg/L, 더 바람직하게는 0 내지 50mg/L)의 범위로 제어한다.

21. 선행 또는 후속 측면 중 어느 하나의 코킹 공정으로서, 각각의 n 개의 코크스 타워의 상부 재료 및/또는 오버 헤드 재료(바람직하게는, 오버 헤드 재료)의 적어도 일부(예컨대, 10wt % 이상, 20wt % 이상, 30wt % 이상, 40wt % 이상, 50wt % 이상, 60wt % 이상, 70wt % 이상, 80wt % 이상, 90wt % 이상, 또는 100 wt%)가 하나 이상(바람직하게는, 하나)의 분리 타워(바람직하게는 정류 타워, 플래시 타워, 증발 타워 또는 분별 타워, 더 바람직하게는 분별 타워)로 이송되고, 및 하나 이상의 분리 타워의 하부 재료 및/또는 하단 재료의 적어도 일부(예컨대, 10wt % 이상, 20wt % 이상, 30wt % 이상, 40wt % 이상, 50wt % 이상, 60wt % 이상, 70wt % 이상, 80wt % 이상, 90wt % 이상, 또는 100 wt%)가 m-th 가열 유닛으로 수송되고, 선택적으로는 i-th 가열 유닛으로 수송되며(i는 1보다 크고 m보다 작은 정수임), 바람직하게는 1st 가열 유닛으로 이송되지 않는다.

22. 선행 또는 후속 측면 중 어느 하나의 코킹 공정으로서, m = 2, n = 3이라 가정하면, 3 개의 코크스 타워가 코크스 타워 a, 코크스 타워 b 및 코크스 타워 c로 각각 표시되고, 2 개의 가열 유닛이 가열 유닛 a 및 가열 유닛 b로 각각 표시되며, 각각의 3 개의 코크스 타워의 오버 헤드 재료(오일 가스)는 재료 수송 방식으로 분리 타워 중 하나와 연통되고, 상기 가열 유닛 a는 코크스-형성 공급원료를 수송 및 가열하고, 가열 유닛 b는 코크스-풀링 공급원료(예컨대, 코커 가스 오일)를 수송 및 가열하며,

상기 코킹 공정은 하기의 적어도 하나의 단계를 포함한다:

(1) 코크스-형성 공급원료를 코크스 타워 a로 공급하고, 코크스 타워 a에 의해 생성된 오일 가스를 분리 타워 내로 도입하여 적어도 코커 가스 오일을 분리하는 단계;

(2) 코크스 타워 a의 공급 지속 시간이 코크스 타워 a의 코크스-충전 사이클 T의 30~70 %(바람직하게는, 약 50 %)에 도달하면, 코크스 타워 a로 코크스-형성 공급원료의 공급을 중단하고, 동시에 코크스-형성 공급원료를 코크스 타워 b에 공급하기 시작하고, 코크스-풀링 공급원료를 코크스 타워 a에 공급하기 시작하며, 코크스 타워 b에 의해 생성된 오일 가스를 분리 타워에 공급하여 적어도 코커 가스 오일을 분리하는 단계;

(3) 코크스 타워 b의 공급 지속 시간이 코크스 타워 b의 코크스-충전 사이클 T의 30~70 %(바람직하게는 약 50 %)에 도달하면, 코크스 타워 b에 코크스-형성 공급원료의 공급을 중단하고, 동시에 코크스-형성 공급원료를 코크스 타워 c에 공급하기 시작하며, 코크스-풀링 공급원료를 코크스 타워 b에 공급하기 시작하고, 코크스-풀링 공급원료를 코크스 타워 a에 공급하는 것을 중단하고, 코크스 타워 c에 의해 생성된 오일 가스를 분리 타워에 공급하여 적어도 코커 가스 오일을 분리하는 단계;

(4) 코크스 타워 a에서 스팀 퍼징 및 디코킹 작동을 수행하는 단계;

(5) 코크스 타워 c의 공급 지속 시간이 코크스 타워 c의 코크스-충전 사이클 T의 30~70 %(바람직하게는 약 50 %)에 도달하면, 코크스 타워 c에 코크스-형성 공급원료의 공급을 중단하고, 동시에 코크스-형성 공급원료를 코크스 타워 a에 공급하기 시작하며, 코크스-풀링 공급원료를 코크스 타워 c에 공급하기 시작하고, 코크스-풀링 공급원료를 코크스 타워 b에 공급하는 것을 중단하며, 코크스 타워 a에 의해 생성된 오일 가스를 분리 타워에 공급하여 적어도 코커 가스 오일을 분리하는 단계;

(6) 코크스 타워 b에서 스팀 퍼징 및 디코킹 작동을 수행하는 단계;

(7) 코크스 타워 a의 공급 지속 시간이 코크스 타워 a의 코크스-충전 사이클 T의 30~70 %(바람직하게는, 약 50 %)에 도달하면, 코크스-형성 공급원료를 코크스 타워 a로 공급하는 것을 중단하고, 동시에 코크스-형성 공급원료를 코크스 타워 b에 공급하고, 코크스-풀링 공급원료를 코크스 타워 a에 공급하기 시작하고, 코크스-풀링 공급원료를 코크스 타워 c에 공급하는 것을 중단하고, 코크스 타워 b에 의해 생성된 오일 가스를 분리 타워에 공급하여 적어도 코커 가스 오일을 분리하는 단계;

(8) 코크스 타워 c에서 스팀 퍼징 및 디코킹 작동을 수행하는 단계; 및

(9) 단계 (3) 내지 (8)을 반복하는 단계.

23. 3개의 코크스 타워, 2세트의 가열로, 분별 타워 및 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크를 포함하는 코킹 시스템으로서, 상기 3개의 코크스 타워는 각각 코크스 타워 a, 코크스 타워 b, 코크스 타워 c로 표시되며; 상기 2세트의 가열로는 각각 가열로 a, 가열로 b로 표시되고, 임의의 코크스 타워는 2세트의 가열로와 연결되며, 임의의 코크스 타워의 상단은 파이프라인을 통해 분별 타워의 유입구와 연결되고, 상기 분별 타워의 하단 배출구는 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크와 연결되며, 상기 가열로 b는 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크와 연결되고, 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크로부터의 재료(들)(예컨대, 코커 가스 오일)을 코크스 타워의 공급 온도로 가열시키고, 가열로 a는 공급 탱크와 연결되고, 코킹 공급원료를 코크스 타워의 공급 온도로 가열시킨다.

24. 선행 또는 후속 측면 중 어느 하나의 코킹 시스템으로서, 여기서 여과 장치는 코킹-풀링 공급원료 저장 탱크 및 가열로 b 사이에 제공된다.

25. 3개의 코크스 타워, 2세트의 가열로, 분별 타워 및 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크를 포함하는 코킹 장치를 사용하는 코킹 공정으로서,

상기 3개의 코크스 타워는 각각 코크스 타워 a, 코크스 타워 b, 코크스 타워 c로 표시되며; 상기 2세트의 가열로는 각각 가열로 a, 가열로 b로 표시되고, 임의의 코크스 타워는 상기 2세트의 가열로와 연결되며, 임의의 코크스 타워의 상단은 파이프라인을 통해 분별 타워의 유입구와 연결되고, 상기 분별 타워의 하단 배출구는 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크와 연결되며, 상기 가열로 b는 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크와 연결되고, 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크로부터의 재료(들)(예컨대, 코커 가스 오일)을 코크스 타워의 공급 온도로 가열시키기 위해 사용되고, 가열로 a는 공급 탱크와 연결되고, 코킹 공급원료를 코크스 타워의 공급 온도로 가열시키기 위해 사용되며;

구체적인 작동 공정은 하기와 같다:

(1) 코킹 공급원료는 가열로 a에 의해 가열되고 코크스 타워 a로 유입하고, 생성된 오일 가스는 분별 타워로 유입하고, 분별되어 타워 하단에서 가스, 코커 가솔린, 코커 디젤 및 코커 가스 오일을 얻으며, 타워 하단에서 코커 가스 오일은 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크로 도입되는 단계;

(2) 단계 (1)에서 코크스 타워 a의 공급 지속 시간이 전체 코크스-제조 사이클의 30~70 %를 차지할 때, 코크스 타워 a의 코킹 공급이 코크스 타워 b로 전환되고, 코크스 타워 b는 단계 (1)에서 코크스 타워 a의 코크스-충전 공정을 반복하고, 코크스 타워 a는 가열로 b를 통해 가열된 코크스-충전 공급원료(예컨대, 코커 가스 오일)로 공급되어 코크스-충전을 계속하는 단계;

(3) 단계 (2)에서 코크스 타워 b의 공급 지속 시간이 전체 코크스-제조 사이클의 30~70 %를 차지할 때, 코크스 타워 b의 코킹 공급이 코크스 타워 c로 전환되고, 코크스 타워 c는 단계 (1)에서 코크스 타워 a의 코크스-충전 공정을 반복하며, 가열로 b에 의해 비교적 고온으로 가열되는 코크스-풀링 공급원료(예컨대, 코커 가스 오일)는 코크스 타워 b로 전환되고, 코크스 타워 a는 이 시점에서 스팀 퍼징 및 디코킹 작동을 시키고, 다음 코크스-충전을 위해 대기 상태로 재조립되는 단계;

(4) 단계 (3)에서 코크스 타워 c의 공급 지속 시간이 전체 코크스-제조 사이클의 30~70 %를 차지할 때, 코크스 타워 c의 코킹 공급이 코크스 타워 a로 전환되고, 코크스 타워 a가 단계 (1)의 공정을 반복하며, 가열로 b에 의해 비교적 고온으로 가열되는 코크스-풀링 공급원료(예컨대 코커 가스 오일)는 코크스 타워 c로 전환되고, 코크스 타워 b는 이 시점에서 스팀 퍼징 및 디코킹 작동을 시키고, 다음 코크스-충전을 위해 대기 상태로 재조립되는 단계;

(5) 단계 (4)에서 코크스 타워 a의 공급 지속 시간이 전체 코크스-제조 사이클의 30~70 %를 차지할 때, 코크스 타워 a의 코킹 공급이 코크스 타워 b로 전환되고, 코크스 타워 b는 단계 (1)에서 코크스 타워 a의 코크스-충전 공정을 반복하고, 가열로 b에 의해 비교적 고온으로 가열되는 코크스-풀링 공급원료(예컨대, 코커 가스 오일)가 코크스 타워 a로 전환되며, 코크스 타워 c는 이 시점에서 스팀 퍼징 및 디코킹 작동을 시키고, 다음 코크스-충전을 위해 대기 상태로 재조립되는 단계; 및

(6) 단계 (3), 단계 (4) 및 단계 (5)의 공정을 반복하는 단계.

26. 선행 또는 후속 측면 중 어느 하나의 코킹 공정으로서, 여기서 코크스 타워는 24 내지 48 시간의 코크-제조 사이클을 갖고, 상기 코크-제조 사이클은 단일 코크스 타워에서 코킹 공급원료 및 코킹-풀링 공급원료를 갖는 코킹-충전에 대해 총 시간이다.

27. 선행 또는 후속 측면 중 어느 하나의 코킹 공정으로서, 코킹 공급원료의 공급 지속이 전체 코크스-제조 사이클의 30 내지 70 %일 때, 코크스 타워에 코킹 공급이 또 다른 코크스 타워로 전환된다.

28. 선행 또는 후속 측면 중 어느 하나의 코킹 공정으로서, 가열로 a의 배출구온도는 400℃ 내지 460℃ 범위이며, 코크스 타워의 가스 속도는 0.05 내지 0.25m/s로 제어되고; 가열로 b의 배출구 온도는 460 ℃ 내지 530 ℃이며, 코크스 타워의 가스 속도는 0.10-0.30m/s로 제어된다.

29. 선행 또는 후속 측면 중 어느 하나의 코킹 공정으로서, 가열로 a의 배출구온도는 420℃ 내지 450℃ 범위이며, 코크스 타워의 가스 속도는 0.05 내지 0.15m/s로 제어되고; 가열로 b의 배출구 온도는 460 ℃ 내지 500 ℃이며, 코크스 타워의 가스 속도는 0.15-0.20m/s로 제어된다.

30. 선행 또는 후속 측면 중 어느 하나의 코킹 공정으로서, 가열로 a는 1 내지 30℃/h의 가열속도를 갖고, 가열로 b는 30 내지 150℃/h의 가열 속도를 갖는다.

31. 선행 또는 후속 측면 중 어느 하나의 코킹 공정으로서, 가열로 a는 1 내지 10℃/h의 가열속도를 갖고, 가열로 b는 50 내지 100℃/h의 가열 속도를 갖는다.

32. 선행 또는 후속 측면 중 어느 하나의 코킹 공정으로서, 코커 가스 오일은 300 ℃ 내지 400 ℃의 10% 증류점 온도를 갖고, 450 ℃ 내지 500 ℃의 90 % 증류점 온도를 갖는다.

33. 선행 또는 후속 측면 중 어느 하나의 코킹 공정으로서, 코커 가스 오일은 350 ℃ 내지 380 ℃의 10% 증류점 온도를 갖고, 460 ℃ 내지 480 ℃의 90 % 증류점 온도를 갖는다.

34. 선행 또는 후속 측면 중 어느 하나의 코킹 공정으로서, 코크스-풀링 공급원료(특히, 코커 가스 오일)를 갖는 코크스 타워에 코크-충전에서, 코크-형성 공급원료에 대한 코크-풀링 공급원료의 비율은 0 내지 4.0으로 제어된다.

35. 선행 또는 후속 측면 중 어느 하나의 코킹 공정으로서, 가열로에 공급되기 전에, 코크스 미립자를 제거하기 위해, 코크스-풀링 공급원료(특히, 코커 가스 오일)는 여과 유닛을 통과하고, 여과된 코크스-풀링 공급원료의 코크스 미립자 농도는 0 내지 200 mg/L로 제어된다.

36. 선행 또는 후속 측면 중 어느 하나의 코킹 공정으로서, 여기서 코킹 공급원료는 석탄계 공급원료 또는 석유계 공급원료이다.

37. 전술한 측면 중 어느 하나의 코킹 공정으로서, 코킹 공급원료는 콜타르 또는 콜타르 피치, 석유 중유, 에틸렌 타르, 촉매 크래킹 잔류 오일 또는 열 크래킹 잔류 오일 중 하나 이상이다.

기술적 효과

코킹 시스템 및 코킹 공정에 따르면, 다음의 기술 효과 중 적어도 하나가 실현될 수 있다:

(1) 석유 또는 석탄 원료를 사용하여 안정적인 성능을 갖는 고품질의 니들 코크스를 생산할 수 있다.

(2) 동일한 코크스 타워 상에 복수의 가열 유닛을 배열하고 각각의 가열 유닛의 공급물 물성 및 처리량에 따른 각각의 가열 유닛을 설치함으로써, 공급물 물성, 공급량 및 단일 가열 유닛의 온도 및 압력 변화가 생성물 특성에 미치는 영향을 줄인다.

(3) 다수의 가열 유닛 및 다수의 코크스 타워의 작동은 공급원료 저장 탱크 내의 새로운 공급원료가 코크스 타워에서 광역 중간 위상 구조를 생성하고, 광역 중간 위상 구조가 코크스 타워는 어느 정도 개발되면, 필요한 코크스-풀링 공정이 수행되어야 하므로, 후단 가열 단계가 코크스-풀링 공급원료(코커 가스 오일과 같은)를 갖는, 코킹되기 쉽지 않은, 완전한 코크스-충전으로 변화되고, 코크스-풀링 공급원료는 광역중간 단계의 온도를 높이고 코크스 타워에서 코크스를 풀링하는 역할만 하며, 등방성 코크스의 생성이 제한적이고, 원료 저장 탱크 내의 새로운 공급원료로부터 중간 중간상의 발생 공정 및 코크-풀링 공급원료에 의해 온도를 상승시키는 공정이 분리되어 수행되며, 각 단계에 의해 요구되는 최적 조건은 각각 생성되며, 니들 코크스 생성물의 성능이 효과적으로 개선될 수 있고, 니들 코크스의 열 팽창 계수가 감소된다.

(4) 코크스-풀링 공급원료(특히 코커 가스 오일)가 가열 유닛에 유입하기 전에 여과 장치를 통해 코크스 미립자를 제거함으로써, 시스템의 장기 작동 및 니들 코크스 품질의 향상이 촉진된다.

(5) 산업용 지연 코킹 시스템의 연속 작동 요건은 복수의 코크스 타워 및 복수의 가열 유닛에 의해 작동되는 지연 코킹에 의해 충족될 수 있다.

(6) 제조된 니들 코크스는 안정적인 유선형 텍스쳐, 낮은 열 팽창 계수 등의 이점을 가지며, 대규모 초 고전력 흑연 전극에 대한 니들 코크스의 요건을 충족시킨다.

도 1은 본 발명의 코킹 시스템의 예시적인 개략도이나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
도 1에서, (1)은 코크스-형성 공급원료(새로운 공급원료 또는 코킹 공급원료라고도 함), (2)는 가열로 b, (3)은 가열된 코크스-형성 공급원료, (4)는 코크스 타워(a, b, c), (5)는 오일-가스 파이프라인, (6)은 분별 타워, (7)은 코커 가스, (8)은 코커 나프타, (9)는 코커 디젤, (10)은 코커 가스 오일, (11)은 재활용 코커 가스 오일, (12)는 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크, (13)은 보조 코크스-풀링 공급원료 파이프라인, (14)는 가열로, (15)는 가열된 코크스-풀링 공급원료이고, (16)은 코크스 미립자 여과 장치이다. 상기 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크(12)는 라인(10)으로부터의 코커 가스 오일 및/또는 라인(17)으로부터 기타 코크스-풀링 공급원료를 저장하는데 사용되며, 저장된 공급원료는 라인(18)을 통해 환경으로 배출되거나 및/또는 라인(11)으로부터 리사이클된 코커 가스 오일과 소정의 비율로 혼합한 후, 라인(13)을 통해 코크스 미립자 여과 장치(16)로 보충 코크스-풀링 공급원료가 수송된다. 경우에 따라, 라인(10)의 코커 가스 오일 및 라인(17)의 기타 코크스-풀링 공급원료가 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크(12)에서 혼합되어 혼합된 코크스-풀링 공급원료를 형성할 수 있다. 여기서, 기타 코크스-풀링 공급원료는 외부 공급물(예를 들어, 기타 코킹 시스템 또는 크래킹 시스템으로부터)일 수 있거나, 또는 본 발명의 코킹 시스템으로부터의 것일 수 있고, 예를 들어 분별 타워(6)으로부터의 코커 가스 오일 또는 코커 다이솔일 수 있다.
도 2는 종래 기술에 따른 1-로 및 2-타워 스위칭의 코킹 시스템이다.
도 2에서, (17)은 새로운 공급원료, (18)은 가열로, (19)는 가열된 새로운 공급원료, (20)은 코크스 타워(a, b), (21)은 오일 가스 파이프라인, (22)는 분별 타워, (23)은 코커 가스, (24)는 코커 나프타, (25)는 코커 디젤, (26)은 코커 가스 오일, (27)은 리사이클된 코커 가스 오일이다.
본 발명의 맥락에서, 코커 가스 오일 및 리사이클된 코커 가스 오일은 때때로 구별 없이 코커 가스 오일로 포괄하여 지칭되고, 조합된 코크-풀링 공급원료, 기타 코크스-풀링 공급원료 및 보충 코크스- 풀링 공급원료는 때때로 구별 없이 코크스-풀링 공급원료로 통칭된다.

이제 본 발명의 본 구현예들을 상세히 참조될 것이지만, 본 발명의 범위는 구현예들에 의해 제한되지 않고 첨부되어 있는 청구범위에 의해 정의된다는 것을 이해해야 한다.

본 명세서에 언급된 모든 간행물, 특허 출원, 특허 및 기타 참고 문헌은 그 전체가 본 발명에 참조로서 포함된다. 달리 정의되지 않는 한, 본 발명에 사용되는 모든 기술 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 충돌이 있을 경우, 정의를 포함하여, 본 명세서가 우선할 것이다.

본 명세서가 "당업자에게 공지되어 있는", "선행 기술" 등과 같은 표현으로 재료, 물질, 방법, 절차, 수단 또는 성분 등을 도출하는 경우, 그렇게 도출된 주제는 본 출원을 제출할 때 당 업계에 통상적으로 사용되는 재료, 물질, 방법, 절차, 수단 또는 성분뿐만 아니라, 현재 통상적으로 사용되지 않을 수 있는 것들을 포함하나, 당 업계에서는 유사한 목적에 적합한 것으로 공지될 것이다.

본 발명의 맥락에서, 코크스 형성률은 500 ℃의 온도, 0.5 MPa의 압력(게이지 압력) 및 10분의 코킹 지속 시간에서 10L 탱크 코킹 반응 장치 내에서 측정된다. 코크스 형성률은 코킹 반응 종료 시에 반응 공급원료(예컨대, 코크스-형성 공급원료 또는 코크스-풀링 공급원료)에 대한 코킹 반응 장치 내 잔류 고형물의 중량비에 의해 결정된다.

본 발명의 맥락에서, "재료 운송 방식으로 ...와 연통된"이라는 용어는, 예컨대 하나의 수송 파이프를 통해 또는 당 업계에 통상의 기술자에 통상적으로 알려진 임의의 다른 수단을 통해서, 재료가 하나 또는 2 개의 방식으로 서로간에 수송될 수 있는 것을 의미한다. 달리 명시적으로 지시되지 않는 한, 본 명세서에서 언급된 모든 백분율, 부분, 비율(비) 등은 당업자가 달리 일반적으로 인식하지 않는 한 중량 기준이다.

본 명세서의 맥락에서, 본 발명의 임의의 둘 이상의 구현예는 임의의 조합으로 조합될 수 있으며, 결과 해결 방안은 본 명세서의 최초의 개시의 일부이고, 본 발명의 범위 내에 있다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 1st 내지 m-th(총 m) 가열 유닛 및 1st 내지 n-th(총 n) 코크스 타워를 포함하는 코킹 시스템이 개시되어 있다. 여기서, m은 2 내지 n-1의 정수이고, n은 3 이상의 정수, 바람직하게는 3 내지 20의 정수, 더 바람직하게는 3 내지 5의 정수, 더욱 더 바람직하게는 3이다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 각각의 m 개의 가열 유닛은 n 개의 코크스 타워와 각각 연통된다. 이러한 연통은, 예컨대 다-방향 밸브, 특히 4-방향 밸브(도 1에 도시된 바와 같이)로, 당 업계의 통상의 기술자에 통상적으로 공지된 임의의 방식으로 달성될 수 있지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 각각의 n 개의 코크스 타워는 하나 이상의 분리 타워와 각각 연통된다. 바람직하게는, 코크스 타워의 상부 및/또는 오버 헤드(바람직하게는, 오버 헤드)는 분리 타워와 연통된다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 하나 이상의 분리 타워는 m-th 가열 유닛과 연통된다. 바람직하게는, 하나 이상의 분리 타워의 하부 및/또는 하단(바람직하게는, 타워의 하단)(들)은 m-th 가열 유닛과 연통된다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 하나 이상의 분리 타워는, 경우에 따라, i-th 가열 유닛과 더 연통될 수 있다. 여기서 i는 1보다 크고 m보다 작은 정수이다. 바람직하게는, 하나 이상의 분리 타워의 하부 및/또는 하단(바람직하게는, 타워의 하단)(들)은 i-th 가열 유닛과 연통된다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 하나 이상의 분리 타워는, 본 발명을 기반으로 하여, 니들 코크스의 성능을 더 개선하기 위해 및 코킹 시스템의 코킹 작동을 더 원활하게 하기 위해, 1st 가열 유닛과 연통하지 않는다. 여기서, 연통은 파이프라인을 통해 직접 연통 및 그 사이에 개재된 탱크 또는 필터와 같은 기타 장치와의 간접 연통의 경우들을 포함한다.

본 발명의 맥락에서, 상기 연통으로서, 일반적으로 재료 수송 방식으로의 연통, 특히 단방향 재료 수송 방식으로의 연통을 의미한다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 가열 유닛의 유형은 특별히 제한되지 않으나, 유닛을 통해 수송 재료를 가열할 수 있는 한, 어떠한 가열 유닛이라도 사용될 수 있으며, 예를 들어 열 교환기 및 가열로, 바람직하게는 가열로이다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 분리 타워의 유형은 특별히 제한되지 않으나, 분리 타워에 공급되는 재료를 소정의 요건에 따라 복수의 구성 요소로 분리할 수 있는 한 어떠한 분리 장치라도 사용될 수 있으며, 구체적으로는 정류 타워, 플래시 타워, 증발 타워, 분별 타워 등을 포함할 수 있고, 분별 타워가 바람직하다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 분리 타워의 개수는 특별히 제한되지 않으나, 구체적으로 1 내지 10, 1 내지 5, 1 내지 3 또는 1 개의 타워가 언급될 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 코킹 시스템은 3 개의 코크스 타워, (가열)로 2세트, 분별 타워 및 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크를 포함하는, 코킹 유닛이다. 3 개의 코크스 타워는 코크스 타워 a, 코크스 타워 b 및 코크스 타워 c로 각각 표시되고, 2 개의 가열로 세트가 각각 가열로 a 및 가열로 b로 표시되며, 하나의 코크스 타워는 2세트의 가열로와 연결된 코크스 타워의 상단은 파이프라인을 통해 분별 타워의 유입구와 연결되며, 분별 타워의 하단 배출구는 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크와 연결된다. 또한, 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크는 가열로 b와 연결되어 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크로부터 코크스 타워의 공급 온도로 재료를 가열시킨다. 그리고 가열로 a는 공급원료 탱크와 연결되어 코크스 공급원료를 코크스 타워의 공급 온도로 가열시킨다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 코킹 유닛에서, 원료 코크스-풀링 공급원료 탱크와 가열로 b 사이에 여과 장치가 제공된다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 코킹 시스템은 제어 유닛을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, n 개의 코크스 타워의 h-th 코크스 타워에 대해 T0가 코크스-충전 시작 시간이고, Te가 코크스-충전 종료 시간인 것으로 가정하면, 제어 유닛은 시간 T0부터 1st 가열 유닛부터 m-th 가열 유닛으로 순차적으로 각각의 가열 유닛의 재료 수송을 시작 및 종료할 수 있도록 구성되고, 시간 Te에서 m-th 가열 유닛을 h-th 코크스 타워로 재료 수송을 종료하도록 구성된다. 여기서, h는 1 내지 n의 정수이다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 시간 Te에서, 1st 내지 m-th 가열 유닛으로 h-th 코크스 타워로의 재료 수송량의 합은 h-th 코크스 타워의 타겟 코크스-충전 용량과 동일하다. 본 발명의 맥락에서, "타겟 코크스-충전 용량"은 코크스 타워에 허용되는 최대 안전 코크스-충전 용량을 의미한다.

본 발명의 맥락에서, 1st 가열 유닛에서 m-th 가열 유닛으로 h-th 코크스 타워로의 재료 수송은, 시간 T0에서 시간 Te까지 완료되는데, 이는 재료 수송 사이클로 지칭된다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 각각의 1st 내지 제 m-th 가열 유닛은 하나의 재료 수송 사이클 동안 단 하나의 배치 재료를 h-th 코크스 타워로 수송한다. 여기서 수송은 연속, 반-연속 또는 배치 방식으로 수행될 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, h-th 코크스 타워는 하나의 재료 수송 사이클 동안 언제라도 재료 수송을 수용하지 않는다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, h-th 코크스 타워는 단일 재료 수송 사이클 동안 언제든지 1st 가열 유닛 내지 m-th 가열 유닛 중에서 단 하나로부터 재료 수송만 수용한다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 재료 수송 사이클이 완료된 후, h-th 코크스 타워가 퍼징 및 디코킹된 후, h-th 코크스 타워가 대기 상태에 있다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 재료 수송 사이클이 완료된 후, h-th 코크스 타워가 퍼징 및 디코킹되고, 다음 재료 수송 사이클이 h-th 코크스 타워에 대해 시작된다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 각각의 1st 내지 m-th 가열 유닛은 수송 재료에 대해 h-th 코크스 타워에 요구되는 공급 온도로 그 수송 재료를 가열하도록 구성된다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 1st 가열 유닛은 그의 수송 재료(1st 수송 재료로 지칭됨)를 400 ℃ 내지 480 ℃(바람직하게는, 420 ℃ 내지 460 ℃)의 공급 온도 W1로 가열한다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 1st 가열 유닛은 h-th 코크스 타워의 타워-내 가스 속도 Gi를 0.05-0.25 m/s, 바람직하게는 0.05-0.10 m/s이 되도록 한다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, m-th 가열 유닛은 그의 수송 재료(m-th 수송 재료로 지칭됨)를 460 ℃ 내지 530 ℃, 바람직하게는 460 ℃ 내지 500 ℃의 공급 온도 Wm으로 가열한다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, m-th 가열 유닛은 h-th 코크스 타워의 타워-내 가스 속도 Gm을 0.10-0.30 m/s, 바람직하게는 0.15-0.20 m/s이 되도록 한다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, i-th 가열 유닛은 이의 수송된 재료(i-th 수송된 재료를 지칭)를 공급 온도 Wi로 가열하고, 여기서 W1≤Wi≤Wm이다. 여기서, i는 1보다 크고 m보다 작은 정수이다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, i-th 수송된 재료가 h-th 코크스 타워의 타워-내 가스 속도 Gi를 G1≤Gi≤Gm에 도달하도록 한다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 1st 가열 유닛에 의해 수송된 재료의 가열 속도 V1은 1-30 ℃/h, 바람직하게는 1-10 ℃/h이다. 해당 공급 온도에 도달한 후에는 온도가 일정하게 유지된다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 수송된 재료에 대해 m-th 가열 유닛의 가열 속도 Vm은 30-150 ℃/h, 바람직하게는 50-100 ℃/h)이다. 해당 공급 온도에 도달한 후에는 온도가 일정하게 유지된다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 수송된 재료에 대해 i-th 가열 유닛의 가열 속도 Vi는 관계식 V1≤Vi≤Vm을 충족한다. 여기서, i는 1 보다 크고 m 보다 작은 임의의 정수임이다. 해당 공급 온도에 도달한 후에는 온도가 일정하게 유지된다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 각각의 n 개의 코크스 타워의 상부 및/또는 오버 헤드(바람직하게는, 상부)가 하나 이상의 분리 타워와 재료 수송 방식으로 연통되고, 각각의 n 개의 코크스 타워의 상부 재료 및/또는 오버 헤드 재료(바람직하게는, 오버 헤드 재료)는 상기 하나 이상의 분리 타워로 수송된다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 하나 이상의 분리 타워에서, 각각의 코크스 타워의 오버 헤드 재료는 분리 타워의 하나 이상의 오버 헤드 재료 및 분리 타워의 하단 재료로 분리되고, 예를 들어, 상기 오버 헤드 재료는 오버 헤드 재료(통상 코커 가스로 지칭), 복수의 타워 부 재료(예, 나프타 및 코커 가스 오일) 및 하단 재료이다. 본 발명의 맥락에서, 분리 타워의 하단 재료는 때때로 코커 가스 오일로 지칭될 수도 있다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 코커 가스 오일은 300 ℃ 내지 400 ℃, 바람직하게는 350 ℃ 내지 380 ℃의 10% 증류점 온도를 갖고, 450 ℃ 내지 500 ℃, 바람직하게는 460 ℃ 내지 480 ℃의 90 % 증류점 온도를 갖는다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 하나 이상의 분리 타워의 작동 조건은 하기를 포함한다: 상기 타워의 상단에서 압력이 0.01-0.8MPa이고, 상기 타워의 상단에서 온도가 100-200℃이며, 상기 타워의 하단에서 온도는 280~-400℃이다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 서로 동일하거나 상이한, n 개의 코크스 타워의 작동 조건은 각각 독립적으로 하기를 포함한다: 상기 타워의 상단에서 압력은 0.01-1.0MPa이고, 상기 타워의 상단에서 온도는 300-470℃이며, 상기 타워의 하단에서 온도는 350-510℃이다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 1st 가열 유닛이 코크스-형성 공급원료(coke-forming feedstock)를 이의 수송된 재료로서 사용한다. 이를 위해, 이를 위해, 코킹 시스템은 일반적으로 원활한 작동을 위해 하나 이상의 코크스-형성 공급원료 저장 탱크(때때로 공급원료 탱크라고도 함)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 하나 이상의 코크스-형성 공급원료 탱크는 1st 가열 유닛으로 하나 이상의 코크스-형성 공급원료 탱크에 코크스-형성 공급원료를 수송하기 위한 1st 가열 유닛과 연통된다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명을 기반으로 하여, 니들 코크스의 성능을 더 개선하기 위해 및 코킹 시스템의 코킹 작동을 더 원활하게 하기 위해, 1st 가열 유닛은 수송 재료로서 코크스-형성 공급원료만 사용하고, 코크스-풀링 공급원료를 사용하지 않으며, 이것이 수송 재료의 일부일지라도, 수송 재료로서 분리 타워의 하단 재료 또는 코커 가스 오일을 사용하지 아니한다. 다시 말해, 하나 이상의 코크스-형성 공급원료 저장 탱크는 m-th 가열 유닛과 연통하지 않는다. 여기서, 연통은 파이프라인을 통한 직접 연통 및 그 사이에 개재된 탱크 또는 필터와 같은 기타 장치와의 간접 연통의 경우를 포함한다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, m-th 가열 유닛은 수송 재료로서 코크스-풀링 공급원료를 사용한다. 바람직하게는, 코크스-풀링 공급원료는 하나 이상의 분리 타워의 하단 재료를 적어도 포함한다. 본 발명에서, 코크스-풀링 공급원료의 하단 재료의 비율(일반적으로 make-up 비율이라고 지칭)은 특별히 한정되지 않으나, 일반적으로 0 내지 80 %, 바람직하게는 30 내지 70 %, 더 바람직하게는 50 내지 70 %일 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명을 기반으로 하여, 니들 코크스의 성능을 더 개선하기 위해 및 코킹 시스템의 코킹 작동을 더 원활하게 하기 위해, 하나 이상의 코크스-형성 공급원료 저장 탱크는 m-th 가열 유닛과 연통하지 않는다. 여기서, 연통은 파이프라인을 통한 직접 연통 및 그 사이에 개재된 탱크 또는 필터와 같은 기타 장치와의 간접 연통의 경우를 포함한다. 다시 말해, m-th 가열 유닛은 그의 수송 재료로서 코크스-형성 공급원료만 사용하고, 수송 재료로서 코크스-풀링 공급원료를 사용하지 않는다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, i-th 가열 유닛이 그의 수송된 재료로서 코크스-형성 공급원료 및 상기 코크스-풀링 공급원료로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상을 갖는다. 이를 위해, i-th 가열 유닛의 재료 수송 유형에 따라, 하나 이상의 코크스-형성 공급원료 저장 탱크가 i-th 가열 유닛과 연통될 수 있고(코크스-형성 공급원료가 수송 재료로 사용될 경우), i-th 가열 유닛과 연통되지 않을 수 있다(기타 재료가 수송 재료로 사용될 경우). 여기서, i는 1보다 크고 m보다 작은 정수이다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 코킹-형성 공급원료는 석탄계 공급원료 또는 석유계 공급원료 중 하나 이상으로부터 선택되고, 바람직하게는 콜타르 또는 콜타르 피치, 석유 중유, 에틸렌 타르, 촉매 크래킹 잔류 오일 또는 열 크래킹 잔류 오일 중 하나 이상이다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 코크스-형성 공급원료의 코크스 형성률(코크스 형성률 A라 칭함)은 일반적으로 10 내지 80 %, 바람직하게는 20 내지 70 %, 더 바람직하게는 30 내지 60 %이다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 코크스-형성 공급원료의 황 함량은 일반적으로 <0.6wt %, 바람직하게는 <0.5 wt %이다. 이를 위해, 코크스-형성 공급원료는 대개 정제된다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 코크스-형성 공급원료의 콜로이드 및 아스팔텐 함량은 일반적으로 <10.0 wt%, 바람직하게는 <5.0 wt% 더 바람직하게는 <2.0 wt%이다. 여기에서, 콜로이드 및 아스팔텐 함량은 표준 SH/T05094-2010에 따라 측정된다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 하나 이상의 분리 타워의 하단 재료의 증류점 온도는 300 ℃ 내지 400 ℃, 바람직하게는 350 ℃ 내지 380 ℃의 10% 증류점 온도이고, 450 ℃ 내지 500 ℃, 바람직하게는 460 ℃ 내지 480 ℃의 90 % 증류점 온도이다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 코킹-풀링 공급원료는 석탄계 공급원료 또는 석유계 공급원료 중 하나 이상으로부터 선택되고, 바람직하게는 코커 가스 오일, 코커 디젤, 에틸렌 타르, 열 크래킹 중유 중 하나 이상이다. 코킹-풀링 공급원료(특히, 코커 가스 오일)는 상기 언급된 분리 타워로부터(예, 분리 타워의 하단 재료로서) 수득될 수 있거나, 또는 다른 공급원, 예컨대 상업적으로 입수 가능하거나 당 업계에서 공지된 임의의 방법에 의해 제조되어 수득될 수 있으며, 특별히 제한되지 아니한다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 코크스-풀링 공급원료는 하나 이상의 분리 타워의 하단 재료를 적어도 포함한다. 본 발명에서, 코크스-풀링 공급원료의 하단 재료의 비율(일반적으로 make-up 비율이라고 지칭)은 특별히 한정되지 않으나, 일반적으로 0 내지 80 %, 바람직하게는 30 내지 70 %, 더 바람직하게는 50 내지 70 %일 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 코크스 원료의 코크스 형성률(코크스 형성률 B로 지칭)은 일반적으로 1 내지 40 %, 바람직하게는 1 내지 20 %, 더 바람직하게는 1-10%이다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 코크스 형성률 A> 코크스 형성률 B이다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 코크스-풀링 공급원료의 황 함량은 일반적으로 <1.0 wt%, 바람직하게는 <0.6 wt%이다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 단일 재료 수송 사이클 중에 h-th 코크스 타워로 수송된 코크스-형성 공급원료의 총량에 대한 코크스-풀링 공급원료의 총량의 중량비("풀링/형성 비율"이라 지칭)는 일반적으로 0.5 내지 4.0, 바람직하게는 1.0 내지 2.0의 범위이다. 여기서, h는 1 내지 n의 임의의 정수이다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, Te - T0 = T라고 가정하면, h-th 코크스 타워는 10 내지 60 시간, 바람직하게는 24 내지 48 시간의 코크스-충전 사이클 T를 갖는다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 서로 동일하거나 상이한(바람직하게는 서로 동일), n 개의 코크스 타워의 코크스-충전 사이클 T가, 각각 독립적으로 10 내지 60 시간, 바람직하게는 24 내지 48 시간이다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 하나의 재료 수송 사이클 내에서, 하나의 재료 수송 사이클이 TC(시간)이고, 1st 내지 m-th 가열 유닛의 h-th 코크스 타워까지의 재료 수송 시간이 각각 D1 내지 Dm(시간)이라고 가정하면, D1/TC = 10-90 % 또는 30-70 %, D2/TC = 10-90 % 또는 30-70 %,…, Dm/TC = 10-90 % 또는 30-70 %, 및 TC/2≤D1 + D2 +… + Dm≤TC, 바람직하게는 D1 + D2 +… + Dm = TC이다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, D1 = D2 =… = Dm = TC/m = T/m, 및 D1 + D2 +… + Dm = TC = T이고, 여기서, T는 h-th 코크스 타워의 코크스-충전 사이클이다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, n 개의 코크스 타워 중 인접하여 넘버링된 임의의 2 개의 코크스 타워(번호 1 및 번호 n이 인접하는 것으로 정의됨)가 각각 a-th 코크스 타워 및 b-th 코크스 타워라고 가정하면, 제어 유닛이 j-th 가열 유닛부터 a-th 코크스까지 재료가 수송되는 것이 시작 및 중단하고 나서, j-th 가열 유닛에서 b-th 코크스 타워로의 재료 수송이 시작 및 중단한다. 여기서, j는 1부터 m까지의 정수이다. 또한, a는 1 내지 n의 임의의 정수이고, b는 1 내지 n의 임의의 정수이나, a ≠ b이다. 다시 말해, n 개의 코크스 타워 중 인접하여 넘버링된 임의의 2 개의 코크스 타워가 a-th 코크스 타워 및 b-th 코크스 타워라도 가정하면, j-th 가열 유닛부터 a-th 코크스 타워로의 재료 수송이 완료될 때, j-th 가열 유닛부터 b-th 코크스 타워로의 재료 수송이(경우에 따라, 필요한 지연 시간이 경과한 후) 시작된다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, m 개의 가열 유닛 및 n 개의 코크스 타워와 코킹하는 단계를 포함하는 코킹 공정도 제공된다. 이하에 구체적으로 설명되는 것을 제외하고는, 특정되지 않은 코킹 공정의 모든 문제 또는 내용은 코킹 시스템의 대응하는 설명에 직접적으로 적용될 수 있으며, 본 명세서에 상세하게 설명되지 않는다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 코킹 공정에서, 각각의 n 개의 코크스 타워의 상부 재료 및/또는 오버 헤드 재료(예컨대, 오버 헤드 재료)의 적어도 일부는 하나 이상의 분리 타워로 수송되고, 하나 이상의 분리 타워의 하부 재료 및/또는 하단 재료의 적어도 일부는 m-th 가열 유닛으로 수송되며, 선택적으로는 i-th 유닛으로 수송된다. 여기서 i는 1 보다 크고 m 보다 작은 임의의 정수이다. 용어 "~의 적어도 일부"는, 예를 들어, 10wt % 이상, 20wt % 이상, 30wt % 이상, 40wt % 이상, 50wt % 이상, 60wt % 이상, 70wt % 이상, 80wt % 이상, 90wt % 이상, 또는 100 wt%를 의미한다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명을 기반으로 하여, 니들 코크스의 성능을 더 개선하기 위해 및 코킹 시스템의 코킹 작동을 더 원활하게 하기 위해, 하나 이상의 분리 타워의 하부 재료 및/또는 하단 재료, 심지어 적어도 일부가, 1st 가열 유닛에 공급되지 않는다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 코킹 장치를 사용하고, 코킹 장치는 3 개의 코크스 타워, 2세트의 가열로, 분별 타워 및 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크를 포함하며, 여기서 3 개의 코크스 타워는 코크스 타워 a, 코크스 타워 b 및 코크스 타워 c로 각각 표시되고; 2 개의 가열로 세트가 각각 가열로 a 및 가열로 b로 표시되며, 임의의 코크스 타워는 2세트의 가열로와 연결되고, 임의의 코크스 타워의 상단은 파이프라인을 통해 분별 타워의 유입구와 연결되며, 분별 타워의 하단 배출구는 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크와 연결되고, 가열로 b는 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크와 연결되고 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크로부터 코크스 타워의 공급 온도로 재료를 가열시키는데 사용되며, 가열로 a는 공급원료 탱크와 연결되어 코크스 공급원료를 코크스 타워의 공급 온도로 가열시키는데 사용되고;

구체적인 작동 공정은 다음과 같다:

(1) 코킹 공급원료는 가열로 a에 의해 가열되고 코크스 타워 a로 유입하고, 생성된 오일 가스는 분별 타워로 유입하고, 분별되어 타워 하단에서 가스, 코커 가솔린, 코커 디젤 및 코커 가스 오일을 얻으며, 여기서 타워 하단에서 코커 가스 오일은 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크로 도입되는 단계;

(2) 단계 (1)에서 코크스 타워 a의 공급 지속 시간이 전체 코크스-제조 사이클의 30-70 %를 차지할 때, 코크스 타워 a의 코킹 공급이 코크스 타워 b로 전환되고, 코크스 타워 b는 단계 (1)에서 코크스 타워 a의 코크스-충전 공정을 반복하며, 코크스 타워 a는 가열로 b를 통해 코크스-풀링 공급원료(예컨대, 코커 가스 오일)가 공급되어 코크스-충전을 계속하는 단계;

(3) 단계 (2)에서 코크스 타워 b의 공급 지속 시간이 전체 코크스-제조 사이클의 30-70 %를 차지할 때, 코크스 타워 b의 코킹 공급이 코크스 타워 c로 전환되고, 코크스 타워 c는 단계 (1)에서 코크스 타워 a의 코크스-충전 공정을 반복하며, 가열로 b에 의해 비교적 고온으로 가열된 코크스-풀링 공급원료(예컨대, 코커 가스 오일)가 코크스 타워 b로 전환되고, 코크스 타워)는 코크스 b로 전환되고, 코크스 타워 a는 이 시점에서 스팀 퍼징 및 디코킹 작동을 시키고, 다음 코크스-충전을 위해 대기 상태로 재조립되는 단계;

(4) 단계 (3)에서 코크스 타워 c의 공급 지속 시간이 전체 코크스-제조 사이클의 30-70 %를 차지할 때, 코크스 타워 c의 코킹 공급이 코크스 타워 a로 전환되고, 코크스 타워 a가 단계 (1)의 공정을 반복하며, 가열로 b에 의해 비교적 고온으로 가열된 코크스-풀링 공급원료(예컨대 코커 가스 오일)가 코크스 타워 c로 전환되고, 코크스 타워 b는 이 시점에서 스팀 퍼징 및 디코킹 작동을 시키고, 다음 코크스-충전을 위해 대기 상태로 재조립되는 단계;

(5) 단계 (4)에서 코크스 타워 a의 공급 지속 시간이 전체 코크스-제조 사이클의 30-70 %를 차지할 때, 코크스 타워 a의 코킹 공급이 코크스 타워 b로 전환되고, 코크스 타워 b는 단계 (1)에서 코크스 타워 a의 코크스-충전 공정을 반복하며, 가열로 b에 의해 비교적 고온으로 가열된 코크스-풀링 공급원료가 코크스 타워 a로 전환되고, 코크스 타워 c는 이 시점에서 스팀 퍼징 및 디코킹 작동을 시키고, 다음 코크스-충전을 위해 대기 상태로 재조립되는 단계; 및

(6) 단계 (3), 단계 (4) 및 단계 (5)의 공정을 반복하는 단계.

본 발명의 일 구현예에 따르면, m = 2, n = 3이라 가정하면, 3 개의 코크스 타워가 코크스 타워 a, 코크스 타워 b 및 코크스 타워 c로 각각 표시되고, 2 개의 가열 유닛이 가열 유닛 a 및 가열 유닛 b로 표시되며, 각각의 3 개의 코크스 타워 각각의 오버 헤드 재료(오일 가스)는 재료 수송 방식으로 분리 타워 중 하나와 연통하고, 가열 유닛 a는 코크스-형성 공급원료를 수송 및 가열하며, 가열 유닛 b는 코크스-풀링 공급원료를 수송 및 가열하고,

상기 코킹 공정은 하기의 적어도 하나의 단계를 포함하는, 코킹 공정:

(1) 코크스-형성 공급원료를 코크스 타워 a로 공급하고, 코크스 타워 a에 의해 생성된 오일 가스를 분리 타워 내로 도입하여 적어도 코커 가스 오일을 분리하는 단계;

(2) 코크스 타워 a의 공급 지속 시간이 코크스 타워 a의 코크스-충전 사이클 T의 30~70 %(바람직하게는, 약 50 %)에 도달하면, 코크스 타워 a로 코크스-형성 공급원료의 공급을 중단하고, 동시에 코크스-형성 공급원료를 코크스 타워 b에 공급하기 시작하고, 코크스-풀링 공급원료를 코크스 타워 a에 공급하기 시작하며, 코크스 타워 b에 의해 생성된 오일 가스를 분리 타워에 공급하여 적어도 코커 가스 오일을 분리하는 단계;

(3) 코크스 타워 b의 공급 지속 시간이 코크스 타워 b의 코크스-충전 사이클 T의 30~70 %(바람직하게는 약 50 %)에 도달하면, 코크스 타워 b에 코크스-형성 공급원료의 공급을 중단하고, 동시에 코크스-형성 공급원료를 코크스 타워 c에 공급하기 시작하며, 코크스-풀링 공급원료를 코크스 타워 b에 공급하기 시작하고, 코크스-풀링 공급원료를 코크스 타워 a에 공급하는 것을 중단하고, 코크스 타워 c에 의해 생성된 오일 가스를 분리 타워에 공급하여 적어도 코커 가스 오일을 분리하는 단계;

(4) 코크스 타워 a에서 스팀 퍼징 및 디코킹 작동을 수행하는 단계;

(5) 코크스 타워 c의 공급 지속 시간이 코크스 타워 c의 코크스-충전 사이클 T의 30~70 %(바람직하게는 약 50 %)에 도달하면, 코크스 타워 c에 코크스-형성 공급원료의 공급을 중단하고, 동시에 코크스-형성 공급원료를 코크스 타워 a에 공급하기 시작하며, 코크스-풀링 공급원료를 코크스 타워 c에 공급하기 시작하고, 코크스-풀링 공급원료를 코크스 타워 b에 공급하는 것을 중단하며, 코크스 타워 a에 의해 생성된 오일 가스를 분리 타워에 공급하여 적어도 코커 가스 오일을 분리하는 단계;

(6) 코크스 타워 b에서 스팀 퍼징 및 디코킹 작동을 수행하는 단계;

(7) 코크스 타워 a의 공급 지속 시간이 코크스 타워 a의 코크스-충전 사이클 T의 30~70 %(바람직하게는, 약 50 %)에 도달하면, 코크스-형성 공급원료를 코크스 타워 a로 공급하는 것을 중단하고, 동시에 코크스-형성 공급원료를 코크스 타워 b에 공급하고, 코크스-풀링 공급원료를 코크스 타워 a에 공급하기 시작하고, 코크스-풀링 공급원료를 코크스 타워 c에 공급하는 것을 중단하고, 코크스 타워 b에 의해 생성된 오일 가스를 분리 타워에 공급하여 적어도 코커 가스 오일을 분리하는 단계;

(8) 코크스 타워 c에서 스팀 퍼징 및 디코킹 작동을 수행하는 단계;

(9) 단계 (3) 내지 (8)을 반복하는 단계.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 각각의 가열 유닛으로 유입하기 전 및/또는 각각의 코크스 타워로 유입하기 전에, 코크스-형성 공급원료 및 코크스-풀링 공급원료로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 재료를 여과한다. 이 여과에 의해, 상기 재료 중에 코크스 미립자 농도를 0 내지 200mg/L, 바람직하게는 0 내지 100mg/L, 더 바람직하게는 0 내지 50mg/L 범위로 제어한다. 여기서, 여과 방법으로, 예를 들어, 미세 여과, 원심 분리, 응집 분리 등이 언급될 수 있고, 미세 여과가 바람직하다. 이 여과 방법들은 단독으로 또는 2종 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용할 수 있다. 바람직하게는, 각각의 가열 유닛으로 유입하기 전에 상기 재료를 상기 여과시키고, 더 바람직하게는 m-th 가열 유닛으로 유입하기 전에 상기 재료(특히, 상기 코커 가스 오일)를 상기 여과시키며, 및/또는 i-th 가열 유닛으로 유입하기 전에 상기 재료(특히, 상기 코커 가스 오일)를 상기 여과시킨다. 여기서 i는 1 보다 크고 m 보다 작은 임의의 정수이다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 코킹 시스템은 선택적으로 하나 이상의 가열 유닛의 유입구 및/또는 배출구에 제공된 하나 이상의 여과 장치를 더 포함한다. 바람직하게는, 하나 이상의 여과 장치는 m-th 가열 유닛의 유입구 및/또는 배출구에 제공된다. 선택적으로, 하나 이상의 여과 장치는 i-th 가열 유닛의 유입구 및/또는 배출구에 제공된다. 여기서 i는 1보다 크고 m보다 작은 정수이다. 본 발명의 여과 장치는 특별히 제한되지 않으며, 원하는 여과 목적이 달성될 수 있는 한, 당 업계에 통상적으로 사용되는 임의의 여과 장치가 사용될 수 있고, 이의 구체적인 예는 미세 여과 장치, 원심 분리 장치, 및 응집 분리 장치이다. 유입구는 수송 재료 유입구로 지칭되며, 배출구는 수송 재료 배출구로 지칭된다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 코킹 시스템은 3 개 이상의 코크스 타워 및 2 개의 가열 유닛을 포함하고; 임의의 코크스 타워는 적어도 2 개의 가열 유닛과 연통되며, 상기 2 개의 가열 유닛은 공급원료 1 및 공급원료 2를 공급 온도로 각각 가열하는데 사용되고, 상기 임의의 코크스 타워는 분별 타워와 연통된다. 여기서, 공급원료 1은 일반적으로 새로운 코커 공급원료이고, 공급원료 2는 일반적으로 코크스-풀링 공급원료(특히, 코커 가스 오일)이다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 코킹 시스템은 3 개의 코크스 타워, 2 개의 가열로를 포함하고, 여기서 3 개의 코크스 타워는 코크스 타워 a, 코크스 타워 b 및 코크스 타워 c로 각각 표시되고, 2 개의 가열로는 각각 가열로 a 및 가열로 b로 표시되며, 임의의 코크스 타워는 2세트의 가열로와 연통되고, 임의의 코크스 타워의 상단은 파이프라인을 통해 분별 타워의 유입구와 연통되며, 분별 타워의 하단 배출구는 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크와 연통되고, 가열로 b는 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크와 연통되어 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크로부터 코크스 타워의 공급 온도로 재료를 가열시키며, 가열로 a는 공급원료 탱크와 연통되어 코크스 공급원료를 코크스 타워의 공급 온도로 가열시킨다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 코킹 시스템은 3 개의 코크스 타워 및 2 개의 가열 유닛을 포함하고; 3개의 코크스 타워는 코크스 타워 a, 코크스 타워 b 및 코크스 타워 c로 각각 표시되고, 2 개의 가열로는 가열로 1 및 가열로 2로 각각 표시되며; 임의의 코크스 타워는 적어도 2 개의 가열로와 연통하며, 2 개의 가열로는 원료 1 및 원료 2를 공급 온도로 각각 가열하는데 사용되고, 임의의 코크스 타워는 분별 타워와 연통된다. 여기서, 공급원료 1은 일반적으로 새로운 공급원료이고, 공급원료 2는 일반적으로 코크스-풀링 공급원료(특히, 코커 가스 오일)이다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 코킹 시스템의 구체적인 작동은 다음과 같다:

(1) 원료 1을 가열로 a에 의해 가열시키고 나서, 코크스 타워 a로 가열된 원료를 공급하고, 생성된 오일 가스는 분별 타워로 공급하며, 분별시켜 타워 하단에서 가스, 코커 가솔린, 코커 디젤 및 코커 가스 오일을 얻는 단계;

(2) 단계 (1)에서 코크스 타워 a의 공급 지속 시간이 전체 코크스-충전 사이클의 30-70 %를 차지할 때, 가열로 1에 의해 가열된 원료 1이 코크스 타워 b로 전환하고, 코크스 타워 b 상에서 단계 (1)에서 코크스 타워 a의 코크스-충전 공정을 반복하며, 가열로 b를 통해 가열된 코크스-풀링 공급원료(예컨대, 코커 가스 오일)를 코크스 타워 a로 공급하여 코크스-충전을 계속하는 단계;

(3) 단계 (2)에서 코크스 타워 b의 공급 지속 시간이 전체 코크스-충전 사이클의 30-70 %를 차지할 때, 가열로 1에 의해 가열된 원료 1이 코크스 타워 c로 전환하고, 코크스 타워 c 상에서 단계 (1)에서 코크스 타워 a의 코크스-충전 공정을 반복하며,

가열로 b에 의해 가열된 원료 2를 코크스 타워 b로 전환하고, 코크스 타워 a는 이 시점에서 스팀 퍼징 및 디코킹 작동을 시키고, 다음 코크스-충전을 위해 대기 상태로 재조립되는 단계;

(4) 단계 (3)에서 코크스 타워 c의 공급 지속 시간이 전체 코크스-충전 사이클의 30-70 %를 차지할 때, 가열로 1에 의해 가열된 원료 1이 코크스 타워 a로 전환하고, 단계 (1)에서 코크스 타워 a의 코크스-충전 공정을 반복하며, 가열로 b에 의해 가열된 원료 2를 코크스 타워 c로 전환하고, 코크스 타워 c는 이 시점에서 스팀 퍼징 및 디코킹 작동을 시키고, 다음 코크스-충전을 위해 대기 상태로 재조립되는 단계;

(5) 단계 (3)에서 코크스 타워 a의 공급 지속 시간이 전체 코크스-충전 사이클의 30-70 %를 차지할 때, 가열로 1에 의해 가열된 원료 1이 코크스 타워 b로 전환하고, 코크스 타워 b 상에서 단계 (1)에서 코크스 타워 a의 코크스-충전 공정을 반복하며, 가열로 b에 의해 가열된 원료 2를 코크스 타워 a로 전환하고, 코크스 타워 c는 이 시점에서 스팀 퍼징 및 디코킹 작동을 시키고, 다음 코크스-충전을 위해 대기 상태로 재조립되는 단계; 및

(6) 단계 (3), 단계 (4) 및 단계 (5)의 공정을 반복하는 단계.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 코킹 시스템에서, 코크스 타워는 24 내지 48 시간의 코크스-충전 사이클을 갖고, 여기서 상기 코크스-충전 사이클은 단일한 코크스 타워에서 코크스-형성 공급원료 및 코크스-풀링 공급원료(예컨대, 코커 가스 오일)의 총 코크스-충전 시간이다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 코킹 시스템에서, 코크스-형성 공급원료의 공급 지속 시간이 코크스-충전 사이클의 30-70 %를 차지할 때, 코크스 타워로의 코킹 공급은 다른 코크스 타워로 전환된다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 코킹 시스템에서, 가열로 a의 배출구 온도는 400 ℃ 내지 460 ℃의 범위이고, 바람직하게는 420 ℃ 내지 450 ℃이면서, 코크스 타워의 타워-내 가스 속도는 0.05 내지 0.25m/s, 바람직하게는 0.05 내지 0.10m/s 로 제어된다

본 발명의 일 구현예에 따르면, 코킹 시스템에서, 가열로 a의 가열 속도는 1-30 ℃/h, 바람직하게는 1-10 ℃/h이다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 코킹 시스템에서, 가열로 b의 배출구 온도는 460 ℃ 내지 530 ℃의 범위이고, 바람직하게는 460 ℃ 내지 500 ℃이면서, 코크스 타워의 타워-내 가스 속도는 0.10 내지 0.30m/s, 바람직하게는 0.15 내지 0.20m/s 로 제어된다

본 발명의 일 구현예에 따르면, 코킹 시스템에서, 가열로 b의 가열 속도는 30-150 ℃/h, 바람직하게는 50-100 ℃/h이다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 코킹 공정을 사용하는 코킹 시스템은 3 개의 코크스 타워, 2세트의 가열로, 분별 타워 및 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크를 포함하며, 여기서 3 개의 코크스 타워는 코크스 타워 a, 코크스 타워 b 및 코크스 타워 c로 각각 표시되고; 2세트의 가열로가 가열로 a 및 가열로 b로 각각 표시되며, 임의의 코크스 타워는 2세트의 가열로와 연통되고, 임의의 코크스 타워의 상단은 파이프라인을 통해 분별 타워의 유입구와 연통되며, 분별 타워의 하단 배출구는 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크와 연결되고, 가열로 b는 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크와 연결되고 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크로부터 코크스 타워의 공급 온도로 재료를 가열시키며, 가열로 a는 공급원료 탱크와 연결되어 코크스 공급원료를 코크스 타워의 공급 온도로 가열시킨다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 코킹 공정의 구체적인 작동 절차는 다음과 같다.

(1) 코킹 공급원료는 가열로 a에 의해 가열되고 코크스 타워 a로 유입하고, 생성된 오일 가스는 분별 타워로 유입하고, 분별되어 타워 하단에서 가스, 코커 가솔린, 코커 디젤 및 코커 가스 오일을 얻으며, 여기서 타워 하단에서 코커 가스 오일은 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크로 도입되는 단계;

(2) 단계 (1)에서 코크스 타워 a의 공급 지속 시간이 전체 코크스-충전 사이클의 30-70 %를 차지할 때, 코크스 타워 a의 코킹 공급이 코크스 타워 b로 전환되고, 코크스 타워 b는 단계 (1)에서 코크스 타워 a의 코크스-충전 공정을 반복하며, 코크스 타워 a는 가열로 b를 통해 가열된 코크스-풀링 공급원료 공급하여 코크스-충전을 계속하는 단계;

(3) 단계 (2)에서 코크스 타워 b의 공급 지속 시간이 전체 코크스-충전 사이클의 30-70 %를 차지할 때, 코크스 타워 b의 코킹 공급이 코크스 타워 c로 전환되고, 코크스 타워 c는 단계 (1)에서 코크스 타워 a의 코크스-충전 공정을 반복하며, 가열로 b에 의해 비교적 고온으로 가열된 코크스-풀링 공급원료가 코크스 타워 b로 전환되고, 코크스 타워)는 코크스 b로 전환되고, 코크스 타워 a는 이 시점에서 스팀 퍼징 및 디코킹 작동을 시키고, 다음 코크스-충전을 위해 대기 상태로 재조립되는 단계;

(4) 단계 (3)에서 코크스 타워 c의 공급 지속 시간이 전체 코크스-충전 사이클의 30-70 %를 차지할 때, 코크스 타워 c의 코킹 공급이 코크스 타워 a로 전환되고, 코크스 타워 a가 단계 (1)의 공정을 반복하며, 가열로 b에 의해 비교적 고온으로 가열된 코크스-풀링 공급원료가 코크스 타워 c로 전환되고, 코크스 타워 b는 이 시점에서 스팀 퍼징 및 디코킹 작동을 시키고, 다음 코크스-충전을 위해 대기 상태로 재조립되는 단계;

(5) 단계 (4)에서 코크스 타워 a의 공급 지속 시간이 전체 코크스-충전 사이클의 30-70 %를 차지할 때, 코크스 타워 a의 코킹 공급이 코크스 타워 b로 전환되고, 코크스 타워 b는 단계 (1)에서 코크스 타워 a의 코크스-충전 공정을 반복하며, 가열로 b에 의해 비교적 고온으로 가열된 코크스-풀링 공급원료가 코크스 타워 a로 전환되고, 코크스 타워 c는 이 시점에서 스팀 퍼징 및 디코킹 작동을 시키고, 다음 코크스-충전을 위해 대기 상태로 재조립되는 단계; 및

(6) 단계 (3), 단계 (4) 및 단계 (5)의 공정을 반복하는 단계.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 코킹 공정에서, 코크스 타워는 24-48 시간의 코크스-충전 사이클을 갖고, 상기 코크스-충전 사이클은 단일한 코크스 타워에서 코크스-형성 공급원료 및 코크스-풀링 공급원료(예컨대, 코커 가스 오일)의 총 코크스-충전 시간이다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 코킹 공정에서, 코크스-형성 공급원료의 공급 지속 시간이 코크스-충전 사이클의 30-70 %를 차지할 때, 코크스 타워로의 코킹 공급은 다른 코크스 타워로 전환된다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 코킹 공정에서, 가열로 a의 배출구 온도는 400 ℃ 내지 460 ℃의 범위이고, 바람직하게는 420 ℃ 내지 450 ℃이면서, 코크스 타워의 타워-내 가스 속도는 0.05 내지 0.25m/s, 바람직하게는 0.05 내지 0.10m/s 로 제어된다

본 발명의 일 구현예에 따르면, 코킹 공정에서, 가열로 a의 가열 속도는 1-30 ℃/h, 바람직하게는 1-10 ℃/h이다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 코킹 공정에서, 가열로 b의 배출구 온도는 460 ℃ 내지 530 ℃의 범위이고, 바람직하게는 460 ℃ 내지 500 ℃이면서, 코크스 타워의 타워-내 가스 속도는 0.10 내지 0.30m/s, 바람직하게는 0.15 내지 0.20m/s 로 제어된다

본 발명의 일 구현예에 따르면, 코킹 공정에서, 가열로 b의 가열 속도는 30-150 ℃/h, 바람직하게는 50-100 ℃/h이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1과 같이:

(1) 공급원료(1)는 먼저 가열로(2)를 통해 코크스 타워(4a)로 코크스-형성 공급원료로서 공급된다. 코크스 타워(4a)에 의해 생성된 오일 가스는 파이프라인(5)을 통해 분리 타워(6)로 공급되고, 분리되어, 추가 처리를 위해 분리 타워를 떠나는 가스(7), 가솔린(8) 및 디젤(9) 및 타워의 하단에서 분리 타워를 떠나는 코커 가스 오일을 생산한다.

(2) 코크스 타워(4a)의 공급 기간이 코크스 타워(4a)의 코크스-충전 사이클(T)의 30-70 %에 도달하면, 코크스 타워(4a)로 코크스- 형성 공급원료의 공급이 중단되고, 동시에 코크스-형성 공급원료의 코크스 타워(4b)로의 공급이 시작되고, 파이프라인(13) 및 가열로(14)(여기서, 코크스 타워(4a)로의 공급원료가 가열됨)를 통해 여과 장치(16)를 통해 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크(12)에서 보충 코크스-풀링 공급원료의 공급이 시작된다. 코크스 타워(4a), (4b)에 의해 생성된 오일 가스는 분리 타워(6)에 공급되고, 분리되어 추가 처리를 위해 분리 타워를 떠나는 가스(7), 가솔린(8) 및 디젤(9) 및 코커 가스 오일이 생성되고, 코커 가스 오일은 타워 하단에 생성되며, 이 중 일부는 파이프라인(10)을 통해 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크(12)로 공급되고, 다른 일부는 파이프라인(11)을 통해 재순환되고 파이프라인(13)으로부터 보충 코크스-풀링 공급원료와 혼합되어 코크스 타워(4a)로 되돌아 온다.

(3) 코크스 타워(4b)의 공급 기간이 코크스 타워(4b)의 코크스-충전 사이클(T)의 30-70 %에 도달하면, 코크스 타워(4b)로 코크스- 형성 공급원료의 공급이 중단되고, 동시에 코크스-형성 공급원료의 코크스 타워(4c)로의 공급이 시작되고, 파이프라인(13) 및 가열로(14)를 통해 여과 장치(16)를 통해 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크(12)에서 보충 코크스-풀링 공급원료의 공급이 시작되며, 코크스 타워(4a)로의 코크스-풀링 공급원료의 공급이 중단된다. 코크스 타워(4b), (4c)에 의해 생성된 오일 가스는 분리 타워(6)에 공급되고, 분리되어 추가 처리를 위해 분리 타워를 떠나는 가스(7), 가솔린(8) 및 디젤(9) 및 코커 가스 오일이 생성되고, 코커 가스 오일은 타워 하단에 생성되며, 이 중 일부는 파이프라인(10)을 통해 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크(12)로 공급되고, 다른 일부는 파이프라인(11)을 통해 재순환되고 파이프라인(13)으로부터 보충 코크스-풀링 공급원료와 혼합되어 코크스 타워(4b)로 되돌아 온다.

(4) 코크스 타워(4a) 상에서 스팀 퍼징 및 디코킹이 수행되어 대기 상태에 있고;

(5) 코크스 타워(4c)의 공급 기간이 코크스 타워(4c)의 코크스-충전 사이클(T)의 30-70 %에 도달하면, 코크스 타워(4c)로 코크스-형성 공급원료의 공급이 중단되고, 동시에 코크스-형성 공급원료의 코크스 타워(4a)로의 공급이 시작되고, 코크스 타워(4c)로의 코크스-풀링 공급원료의 공급이 시작되며, 코크스 타워(4b)로의 코크스-풀링 공급원료의 공급이 중단된다. 코크스 타워(4a), (4c)에 의해 생성된 오일 가스는 분리 타워(6)에 공급되고, 분리되어 추가 처리를 위해 분리 타워를 떠나는 가스(7), 가솔린(8) 및 디젤(9) 및 코커 가스 오일이 생성되고, 코커 가스 오일은 타워 하단에 생성되며, 이 중 일부는 파이프라인(10)을 통해 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크(12)로 공급되고, 다른 일부는 파이프라인(11)을 통해 재순환되고 파이프라인(13)으로부터 보충 코크스-풀링 공급원료와 혼합되어 코크스 타워(4c)로 되돌아 온다.

(6) 코크스 타워(4b) 상에서 스팀 퍼징 및 디코킹이 수행되어 대기 상태에 있고;

(7) 코크스 타워(4a)의 공급 기간이 코크스 타워(4a)의 코크스-충전 사이클(T)의 30-70 %에 도달하면, 코크스 타워(4a)로 코크스-형성 공급원료의 공급이 중단되고, 동시에 코크스-형성 공급원료의 코크스 타워(4b)로의 공급이 시작되고, 코크스 타워(4a)로의 코크스-풀링 공급원료의 공급이 시작되며, 코크스 타워(4c)로의 코크스-풀링 공급원료의 공급이 중단된다. 코크스 타워(4a), (4b)에 의해 생성된 오일 가스는 분리 타워(6)에 공급되고, 분리되어 추가 처리를 위해 분리 타워를 떠나는 가스(7), 가솔린(8) 및 디젤(9) 및 코커 가스 오일이 생성되고, 코커 가스 오일은 타워 하단에 생성되며, 이 중 일부는 파이프라인(10)을 통해 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크(12)로 공급되고, 다른 일부는 파이프라인(11)을 통해 재순환되고 파이프라인(13)으로부터 보충 코크스-풀링 공급원료와 혼합되어 코크스 타워(4a)로 되돌아 오며;

(8) 코크스 타워(4c) 상에서 스팀 퍼징 및 디코킹이 수행되어 대기 상태에 있고;

(9) 단계 (3) 내지 (8)을 반복한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 니들 코크스(17)를 위한 새로운 공급원료는 가열로(18)에 의해 가열된 후 파이프라인(19)을 통해 코크스 타워(20)로 유입하고, 생성된 오일 가스는 파이프라인(21)을 통해 분별 타워(22)로 유입하고, 분리되어 코커 가스, 나프타, 코커 디젤 및 코커 가스 오일을 생성하며, 이는 각각 파이프라인(23), (24), (25) 및 (26)을 통하여 추가 처리를 위해 분별 타워를 떠난다. 리사이클된 코커 가스 오일은 파이프라인(27)을 통해 코크스 타워(20)로 유입하고, 니들 코크스 생성물은 추가 처리를 위해 코크스 타워를 타워의 하단을 떠난다. 코크스 타워(20a), (20b)는 간헐적인 스위칭 방식으로, 즉 코크스 타워의 공급량이 최대 안전 코크스-충전량에 도달할 때, 공급은 다른 코크스 타워로 전환되어 공급을 계속하고, 제1 코크스 타워가 스팀 퍼징 및 디코킹되어 대기 상태가 된다.

실시예

이하, 실시예 및 비교예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 및 비교예를 포함하는 본 발명의 맥락에서, 열 팽창 계수를 국제 표준 GB/3074.4 "흑연 전극에 대한 열 팽창 계수 결정(CTE)"에 따라 결정하였으며, 휘발성을 석유 화학 표준 SH/T0313 "석유 코크스 시험 방법"에 따라 측정하였고, 실제 밀도를 국제 표준 GB/T6155 "탄소 재료의 실제 밀도 결정"에 따라 결정하였고, 저항률을 GB24525-2009 "탄소 재료의 저항성 결정"에 따라 결정하였으며, 니들 코크스의 외관에서 유선형 텍스쳐를 육안으로 직접 평가하였다.

실시예 1

코크스 공급원료로는, 정제소로부터의 촉매 슬러리 오일을 사용하였다. 슬러리 오일의 구체적인 분석 특성을 표 1에 나타내었다. 코크스 타워의 상단 압력은 0.5MPa이고, 코킹 절차의 코크스-생성 사이클은 32h였다. 본 발명에 의해 제공되는 3-타워 스위칭 프로세스를 수행하였다. 단계 (1)에서, 가열로(1)의 배출구 온도는 420-440 ℃이고, 온도를 상승시키고 온도를 유지하는 절차를 수행하였으며, 가열 속도는 5 ℃ h이었고, 온도 유지 시간은 12 시간이었으며, 코크스 타워에서의 가스 속도를 0.05-0.08m/s로 제어하였다. 단계 (2)에서, 가열로(2)의 배출구 온도는 460-490 ℃이고, 온도 상승 및 온도 유지 절차를 수행하였고, 가열 속도는 10 ℃/h이며, 온도 유지 시간은 13 시간이었고, 코크스 타워에서의 가스 속도를 0.13-0.18m/s로 제어하였다. 단계 (1) 내지 (5)에서, 코커 가스 오일은 350 %의 10 % 증류점 온도 및 460 ℃의 90 % 증류점 온도를 가졌다. 코크스 타워로의 코크스-풀링 공급원료로 코크스-충전 공정에서, 풀링/형성 비율(코크스-형성 공급원료에 대한 코크스-풀링 공급원료의 비율)를 1.0으로 제어하였다. 코크스-풀링 공급원료에서 코크스 미립자의 농도를 20mg/L로 제어하였다. 3-타워 공정으로 얻어진 상이한 니들 코크스 배치의 특성을 표 2에 나타내었다.

구체적으로, 니들 코크스를 제조하기 위한 코크스-형성 재료로서 정제소로부터의 촉매 슬러리 오일을 사용하였고, 슬러리 오일의 구체적인 분석 특성을 표 1에 나타내었으며, 코크스 형성률 A는 40 %였다. 보충 코크스-풀링 공급원료는 분리 타워(6)로부터 코커 가스 오일(일시적으로 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크 내에 저장됨)이었으며, 이는 350℃의 10 % 증류점 온도 및 460℃의 90 % 증류점을 가졌으며, 코크스 형성률 B는 10 %였다. 코크스 타워의 코크스-충전 사이클 T는 32 시간이었다. 구체적인 작업은 다음과 같다:

(1) 공급원료(1)를 가열로(2)에 의해 가열하여 코크스-형성 공급원료로서 코크스 타워(4a)에 공급하였다. 가열로(2)의 배출구를 가변 온도 및 일정한 온도의 모드로 제어하였다. 가변 온도 범위는 420-440℃이고 가열 속도는 5℃/h였다. 코크스 타워(4a)의 상단 압력은 0.5MPa였다. 코크스 타워(4a)에 의해 생성된 오일 가스를 파이프라인(5)을 통해 분리 타워(6)로 공급하였다. 분리 타워(6)의 상단 압력은 0.5MPa이고, 타워의 상단 온도는 150 ℃이며, 타워의 최저 온도는 350℃였다. 오일 가스를 분리하여 추가 처리를 위해 분리 타워를 떠난 가스(7), 가솔린(8) 및 디젤(9) 및 타워의 하단으로부터 분리 타워를 떠난 코커 가스 오일을 생성하였다.

(2) 코크스 타워(4a)의 공급 지속 시간이 코크스 타워(4a)의 코크스-충전 사이클(T)의 50 %에 도달하면, 코크스-형성 공급원료의 코크스 타워(4a)로의 공급을 중단하고, 동시에 코크스-형성 공급원료의 코크스 타워(4b)로의 공급을 시작하고, 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크(12) 내의 보조 코크스-풀링 공급원료를 파이프라인(13)을 통해 여과 장치(16)를 통해 공급하고(여기서 코크스-풀링 공급원료의 코크스 미립자의 농도가 20mg/L로 제어) 코크스 타워(4a)로 가열로(14)(여기서 공급원료가 가열)로 공급하였다. 가열로(14)의 배출구 온도는 460-490 ℃이며, 온도를 상승시키고 온도를 유지하는 절차가 수행되었으며 가열 속도는 10 ℃/h였다. 코크스 타워(4a, 4b)의 상단 압력을 0.5MPa로 제어하였다. 코크스 타워(4a 및 4b)에 의해 생성된 오일 가스를 분리 타워(6)로 공급하였는데, 여기서 분리 타워(6)의 상단 압력은 0.5MPa이고, 타워의 상단 온도는 150 ℃이며, 타워의 하단 온도는 350 ℃였고, 추가 처리를 위해 분리 타워를 떠난 가스(7), 가솔린(8) 및 디젤(9) 및 타워의 하단에 코커 가스 오일을 생성하도록 분리하였다. 상황에 따라, 코커 가스 오일의 일부를 파이프라인(10)을 통해 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크(12)로 공급하고, 다른 일부를 파이프라인(11)을 통해 리사이클하고 파이프라인(13)으로부터의 보조 코크스-풀링 공급원료와 혼합하여, 코크스 타워(4a)로 되돌렸다. 풀링/형성 비율(코크스-형성 공급원료에 대한 코크스-풀링 공급원료의 비율)을 1.0으로 제어하였다.

(3) 코크스 타워(4b)의 공급 지속 시간이 코크스 타워(4b)의 코크스-충전 사이클(T)의 50 %에 도달하면, 코크스-형성 공급원료의 코크스 타워(4b)로의 공급을 중단하고, 동시에 코크스-형성 공급원료의 코크스 타워(4c)로의 공급을 시작하였다. 가열로(2)의 배출구를 가변 온도 및 일정한 온도의 모드로 제어하였다. 가변 온도 범위는 420-440℃이고 가열 속도는 5℃/h였다. 코크스-풀링 공급원료의 코크스 타워(4b)로의 공급을 중단하고, 코크스-풀링 공급원료의 코크스 타워(4a)로의 공급을 시작하였다. 가열로(14)의 배출구 온도는 460-490 ℃이며, 여기서 온도를 상승시키고 온도를 유지하는 절차가 수행되었으며 가열 속도는 10 ℃/h였다. 코크스 타워(4b, 4c)의 상단 압력을 0.5MPa로 제어하였다. 코크스 타워(4b 및 4c)에 의해 생성된 오일 가스를 분리 타워(6)로 공급하였는데, 여기서 분리 타워(6)의 상단 압력은 0.5MPa이고, 타워의 상단 온도는 150 ℃이며, 타워의 하단 온도는 350 ℃였고, 추가 처리를 위해 분리 타워를 떠난 가스(7), 가솔린(8) 및 디젤(9) 및 타워의 하단에 코커 가스 오일을 생성하도록 분리된다. 상황에 따라, 코커 가스 오일의 일부를 파이프라인(10)을 통해 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크(12)로 공급하고, 다른 일부를 파이프라인(11)을 통해 리사이클하고 파이프라인(13)으로부터의 보조 코크스-풀링 공급원료와 혼합하여, 코크스 타워(4b)로 되돌렸다. 풀링/형성 비율(코크스-형성 공급원료에 대한 코크스-풀링 공급원료의 비율)을 1.0으로 제어하였다.

(4) 코크스 타워(4a) 상에 스팀 퍼징 및 디코킹을 수행하여 대기 상태에 있었으며;

(5) 코크스 타워(4c)의 공급 지속 시간이 코크스 타워(4c)의 코크스-충전 사이클(T)의 50 %에 도달하면, 코크스-형성 공급원료의 코크스 타워(4c)로의 공급을 중단하고, 동시에 코크스-형성 공급원료의 코크스 타워(4a)로의 공급을 시작하였고, 코크스-풀링 공급원료의 코크스 타워(4c)로의 공급을 시작하였고, 코크스-풀링 공급원료의 코크스 타워(4b)로의 공급을 중단하였다. 가열로(2)의 배출구를 가변 온도 및 일정한 온도의 모드로 제어하였다. 가변 온도 범위는 420-440℃이고 가열 속도는 5℃/h였다. 가열로(14)의 배출구 온도는 460-490 ℃이며, 여기서 온도를 상승시키고 온도를 유지하는 절차가 수행되었으며 가열 속도는 10 ℃/h였다. 코크스 타워(4a, 4c)의 상단 압력을 0.5MPa로 제어하였다. 코크스 타워(4a 및 4c)에 의해 생성된 오일 가스를 분리 타워(6)로 공급하였는데, 여기서 분리 타워(6)의 상단 압력은 0.5MPa이고, 타워의 상단 온도는 150 ℃이며, 타워의 하단 온도는 350 ℃였고, 추가 처리를 위해 분리 타워를 떠난 가스(7), 가솔린(8) 및 디젤(9) 및 타워의 하단에 코커 가스 오일을 생성하도록 분리하였다. 상황에 따라, 코커 가스 오일의 일부를 파이프라인(10)을 통해 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크(12)로 공급하고, 다른 일부를 파이프라인(11)을 통해 리사이클하고 파이프라인(13)으로부터의 보조 코크스-풀링 공급원료와 혼합하여, 코크스 타워(4c)로 되돌렸다. 풀링/형성 비율(코크스-형성 공급원료에 대한 코크스-풀링 공급원료의 비율)을 1.0으로 제어하였다.

(6) 코크스 타워(4b) 상에 스팀 퍼징 및 디코킹을 수행하여 대기 상태에 있었으며;

(7) 코크스 타워(4a)의 공급 지속 시간이 코크스 타워(4a)의 코크스-충전 사이클(T)의 50 %에 도달하면, 코크스-형성 공급원료의 코크스 타워(4a)로의 공급을 중단하고, 동시에 코크스-형성 공급원료의 코크스 타워(4b)로의 공급을 시작하였고, 코크스-풀링 공급원료의 코크스 타워(4a)로의 공급을 시작하였고, 코크스-풀링 공급원료의 코크스 타워(4c)로의 공급을 중단하였다. 가열로(2)의 배출구를 가변 온도 및 일정한 온도의 모드로 제어하였다. 가변 온도 범위는 420-440℃이고 가열 속도는 5℃/h였다. 가열로(14)의 배출구 온도는 460-490 ℃이며, 여기서 온도를 상승시키고 온도를 유지하는 절차가 수행되었으며 가열 속도는 10 ℃/h였다. 코크스 타워(4a, 4b)의 상단 압력을 0.5MPa로 제어하였다. 타워의 상단 압력은 0.5MPa이고, 타워의 상단 온도는 150 ℃이며, 타워의 하단 온도는 350 ℃였고, 추가 처리를 위해 분리 타워를 떠난 가스(7), 가솔린(8) 및 디젤(9) 및 타워의 하단에 코커 가스 오일을 생성하도록 분리하였다. 상황에 따라, 코커 가스 오일의 일부를 파이프라인(10)을 통해 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크(12)로 공급하고, 다른 일부를 파이프라인(11)을 통해 리사이클하고 파이프라인(13)으로부터의 보조 코크스-풀링 공급원료와 혼합하여, 코크스 타워(4a)로 되돌렸다. 풀링/형성 비율(코크스-형성 공급원료에 대한 코크스-풀링 공급원료의 비율)을 1.0으로 제어하였다.

(8) 코크스 타워(4c) 상에 스팀 퍼징 및 디코킹을 수행하여 대기 상태에 있었으며; 및

(9) 단계 (3) 내지 (8)을 반복하여, 니들 코크스의 안정적인 제조를 시작하였다.

3-타워 공정으로 얻어진 상이한 니들 코크스 배치의 특성을 표 2에 나타내었다.

비교예 1

실시예 1에서와 동일한 코크스-형성 공급원료를 사용하였다. 코크스-충전 사이클 T는 32 시간이었다. 도 2에 도시된 종래의 2-타워 스위칭 작동을 수행하였다. 니들 코크스(17)를 위한 새로운 공급원료를 가열로(18)에 의해 가열시킨 후 파이프라인(19)을 통해 코크스타워(20)로 유입했다. 가열로(18)의 배출구를 가변 온도 및 일정한 온도의 모드로 제어하였다. 가변 온도 범위는 420-440℃이고 가열 속도는 5℃/h였다. 코크스 타워(20)의 상단 압력은 0.5MPa였다.

생성된 오일 가스는 파이프라인(21)을 통해 분별 타워(22)로 공급하는데, 여기에서 분별 타워(22)의 상단 압력은 0.5MPa이고, 타워의 상단 온도는 150 ℃이고, 타워의 하단 온도는 350℃이며, 분리시켜, 코커 가스, 나프타, 코커 디젤 및 코커 가스 오일을 각각 생산하였으며, 이는 파이프라인(23), (24), (25) 및 (26)을 통한 추가 처리를 위해 분별 타워를 떠났다. 리사이클된 코커 가스 오일을 파이프라인(27)을 통해 코크스 타워(20)로 공급하였다. 풀링/형성 비율(코크스-형성 공급원료에 대한 코크스-풀링 공급원료의 비율)은 1.0이었다. 코크스 타워의 공급 지속 시간이 코크스 타워의 코크스-충전 사이클 T의 50 %에 도달하면, 가열로(18)의 배출구 온도는 440 ℃의 시작 온도로부터 5 ℃/h의 온도 상승률로 500 ℃로 증가하였다. 코크스 타워의 공급 지속 시간이 코크스 타워의 코크스-충전 사이클 T의 100 %에 도달하면, 코크스-충전을 시작하기 위해 공급을 다른 코크스 타워로 전환하였다. 상기 과정을 반복하였다. 니들 코크스 생성물은 코크스 타워의 하단에서 배출되었다. 수득된 니들 코크스의 상이한 배치의 특성을 표 2에 나타내었다.

[표 1] 공급원료 특성

[표 2] 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 니들 코크스의 특성

실시예 2

니들 코크스를 제조하기 위한 실시예 1에서와 동일한 장치 및 코크스-형성 공급원료를 사용하였다. 보충 코크스-풀링 공급원료는 330℃의 10 % 증류점 온도 및 480℃의 90 % 증류점 온도를 갖는 분리 타워(6)로부터의 코커 가스 오일(코크스-풀링 공급원료 저장 탱크(12)에 일시적으로 저장)이고, 코크스 형성률 B는 20 %였다. 코크스 타워의 코크스-충전-사이클 T는 40h였다. 코크스 타워의 상단 압력은 0.8MPa였다. 가열로(2)의 배출구 온도는 400-460 ℃이고, 온도를 상승시키고 온도를 유지하는 절차를 수행했으며, 가열 속도는 4 ℃/h였다. 가열로(2)를 이용하여 코크스 타워까지 코킹-충전 공정에서, 코크스 타워 내의 가스 속도를 0.07-0.10m/s로 제어했다. 가열로(14)의 배출구 온도는 470-510 ℃이고, 가열 속도는 10 ℃/h였다. 가열로(14)를 이용하여 코크스 타워까지 코킹-충전 공정에서, 코크스 타워 내의 가스 속도를 0.18-0.25m/s로 제어했다. 코크스-풀링 공급원료(예, 코커 가스 오일)를 코크스 타워로 사용한 코크스-충전 공정에서, 풀링/형성 비율(코크스-형성 공급원료에 대한 코크스-풀링 공급원료의 비율)을 2.0으로 제어하였다. 코크스-풀링 공급원료에서 코크스 미립자의 농도를 10mg/L로 제어되었다. 분별 타워의 상단 압력은 0.2MPa이고 타워의 상단 온도는 100℃이며 타워의 하단 온도는 330℃였다. 다른 조건은 실시예 1에서와 동일하였다. 3-타워 공정으로 수득된 상이한 배치의 니들 코크스의 특성을 표 3에 나타내었다.

비교예 2

실시예 2에서와 동일한 코크스-형성 공급원료를 사용하였다. 코크스-충전 사이클 T는 40 시간이었다. 가열로(18)의 배출구를 가변 온도 및 일정한 온도의 모드로 제어했고, 가변 온도 범위는 4 ℃/h의 가열 속도로 420 내지 460 ℃였다. 코크스 타워(20)의 상단 압력은 0.8MPa였다. 분별 타워의 상단 압력은 0.2MPa이고, 타워의 상단 온도는 100℃이며, 타워의 하단 온도는 330℃였다. 풀링/형성 비율(코크스-형성 공급원료에 대한 코크스-풀링 공급원료의 비율)은 0.5였다. 코크스 타워의 공급 기간이 코크스 타워의 코크스-충전 사이클 T의 50 %에 도달하면, 가열로(18)의 배출구 온도는 460 ℃의 시작 온도로부터 4 ℃/h의 온도 상승 속도로 500 ℃까지 증가하였다. 다른 조건은 비교예 1에서와 동일하였다. 수득된 니들 코크스의 상이한 배치의 특성을 표 3에 나타내었다.

[표 3] 실시예 2와 비교예 2에서 제조된 니들 코크스의 특징

Claims (38)

1st 내지 m-th (총 m)의 가열 유닛 및 1st 내지 n-th (총 n)의 코크스 타워를 포함하는 코킹 시스템으로서,
m은 2 내지 n-1의 정수이고, n은 3 내지 20의 정수이며, 각각의 m 개의 가열 유닛은 n 개의 코크스 타워와 연통하고, 각각의 n 개의 코크스 타워가 하나 이상의 분리 타워와 각각 연통하며, 하나 이상의 분리 타워가 m-th 가열 유닛과 연통하거나 i-th 가열 유닛과 연통하나(i는 1보다 크고 m보다 작은 임의의 정수임), 1st 가열 유닛과 연통되지 않는, 코킹 시스템.

제1항에 있어서,
하나 이상의 분리 타워의 하부(low part) 또는 하단(bottom)이 m-th 가열 유닛과 연통하나 1st 가열 유닛과 연통되지 않는, 코킹 시스템.

제1항에 있어서,
시간 T0부터, 1st 가열 유닛부터 m-th 가열 유닛으로의 순서로 순차적으로 각각의 가열 유닛부터 h-th 코크스 타워로 재료 수송을 시작 및 종료할 수 있도록 구성되고, 시간 Te에서, m-th 가열 유닛부터 h-th 코크스 타워로 재료 수송을 종료하도록 구성된 제어 유닛을 더 포함하며,
n 개의 코크스 타워의 h-th 코크스 타워(h는 1 내지 n까지의 정수임)에 대해 T0가 코크스-충전 시작 시간이고, Te가 코크스-충전 종료 시간이라고 가정하는, 코킹 시스템.

제1항에 있어서,
하나 이상의 가열 유닛의 유입구 또는 배출구에 배치된 하나 이상의 여과 장치를 더 포함하는, 코킹 시스템.

제4항에 있어서,
상기 하나 이상의 가열 유닛은 m-th 가열 유닛인, 코킹 시스템.

제1항에 있어서,
하나 이상의 코크스-형성 공급원료 저장 탱크를 더 포함하며, 상기 하나 이상의 코크스-형성 공급원료 저장 탱크는 1st 가열 유닛과 연통하고, 또는 i-th 가열 유닛(i는 1보다 크고 m보다 작은 정수임)과 연통하는, 코킹 시스템.

제6항에 있어서,
상기 하나 이상의 코크스-형성 공급원료 저장 탱크는 m-th 가열 유닛과 연통하지 않는, 코킹 시스템.

제1항에 있어서,
3개의 코크스 타워, 2세트의 가열로, 분별 타워 및 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크를 포함하고,
상기 3개의 코크스 타워는 코크스 타워 a, 코크스 타워 b, 코크스 타워 c로 각각 표시되고; 상기 2세트의 가열로는 가열로 a, 가열로 b로 각각 표시되며, 임의의 코크스 타워는 2세트의 가열로와 연결되며, 임의의 코크스 타워의 상단은 파이프라인을 통해 분별 타워의 유입구와 연결되고, 상기 분별 타워의 하단 배출구는 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크와 연결되며, 상기 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크는 가열로 b와 연결되어 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크로부터의 재료를 코크스 타워의 공급 온도로 가열시키고, 가열로 a는 공급 탱크와 연결되어 코킹 공급원료를 코크스 타워의 공급 온도로 가열시키는, 코킹 시스템.

제8항에 있어서,
상기 재료는 코커 가스 오일인, 코킹 시스템.

m 개의 가열 유닛 및 n 개의 코크스 타워를 사용함으로써 코킹하는 단계를 포함하는 코킹 공정으로서,
m은 2 내지 n-1의 임의의 정수이고, n은 3 내지 20의 정수이며, 각각의 m 개의 가열 유닛은 재료 수송 방식으로 n 개의 코크스 타워와 각각 연통되고, n 개의 코크스 타워 중 h-th 코크스 타워에 대해(h는 1 내지 n의 임의의 정수임), T0가 코크스-충전 시작 시간이고, Te가 코크스-충전 종료 시간인 것으로 가정하면, 상기 시간 T0에 시작하여, 상기 1st 가열 유닛부터 m-th 가열 유닛으로의 순서대로, 각각의 가열 유닛부터 h-th 코크스 타워의 재료 수송이 순차적으로 시작 및 종료되고, 시간 Te 에서, m-th 가열 유닛부터 h-th 코크스 타워로의 재료 수송이 종료되고, 상기 1st 가열 유닛은 그 수송된 재료로서 코크스-형성 공급원료만을 구비하는, 코킹 공정.

제10항에 있어서,
시간 Te에서, 1st 부터 m-th 가열 유닛으로 h-th 코크스 타워로 수송되는 재료의 합은 h-th 코크스 타워의 타겟 코크스-충전 용량과 동일한, 코킹 공정.

제10항에 있어서,
단일 재료 수송 사이클 중에, 각각의 1st 내지 m-th 가열 유닛은 h-th 코크스 타워로 단 하나의 배치 재료를 수송하거나, 또는 단일 재료 수송 사이클 중 어느 시점에서, h-th 코크스 타워는 (i) 수송된 재료를 수용하지 않거나, 또는 (ii) 1st 내지 m-th 가열 유닛 중에 하나로부터 수송된 재료만을 수용하는, 코킹 공정.

제10항에 있어서,
재료 수송 사이클이 완료된 후, (i) h-th 코크스 타워가 대기 상태에 있기 전, 또는 (ii) 다음의 재료 수송 사이클이 h-th 코크스 타워에 대해 시작되기 전 중 어느 하나에서, h-th 코크스 타워가 퍼징 및 디코킹 작동을 하게 하는, 코킹 공정.

제10항에 있어서,
각각의 1st 내지 m-th 가열 유닛은 수송된 재료에 대해 h-th 코크스 타워에 의해 요구되는 온도로 상기 수송된 재료를 가열하는, 코킹 공정.

제10항에 있어서,
1st 가열 유닛은 이의 수송된 재료(1st 수송된 재료로 지칭)를 400 ℃ 내지 480 ℃의 공급 온도 W1로 가열하고, 상기 1st 수송 재료는 h-th 코크스 타워의 타워-내 가스 속도 G1을 0.05 내지 0.25m/s로 야기하며, m-th 가열 유닛은 이의 수송된 재료를 460 ℃ 내지 530 ℃의 공급 온도 Wm으로 가열하고, m-th 수송된 재료는 h-th 코크스 타워의 타워-내 가스 속도 Gm을 0.10 내지 0.30m/s로 야기하며, i-th 가열 유닛(i는 1보다 크고 m보다 작은 정수임)은 수송된 재료(i-th 수송된 재료를 지칭)를 공급 온도 Wi(W1≤Wi≤Wm)로 가열하고, i-th 수송된 재료가 h-th 코크스 타워의 타워-내 가스 속도 Gi가 G1≤Gi≤Gm에 도달하도록 하며, 또는 1st 가열 유닛에 의해 수송된 재료의 가열 속도 V1은 1-30 ℃/h이고, m-th 가열 유닛에 의한 수송된 재료의 가열 속도 Vm은 30-150 ℃/h이며, i-th 가열 유닛(i는 1 보다 크고 m 보다 작은 임의의 정수임)에 의해 수송된 재료의 가열 속도 Vi는 관계식 V1≤Vi≤Vm을 충족하는, 코킹 공정.

제15항에 있어서,
상기 공급 온도 W1는 420 ℃ 내지 460 ℃이고, 또는, 상기 1st 수송 재료는 h-th 코크스 타워의 타워-내 가스 속도 G1을 0.05 내지 0.10m/s로 야기하고, 또는, 공급 온도 Wm는 460 ℃ 내지 500 ℃이고, 또는, m-th 수송된 재료는 h-th 코크스 타워의 타워-내 가스 속도 Gm을 0.15 내지 0.20m/s로 야기하고, 또는, 1st 가열 유닛에 의해 수송된 재료의 가열 속도 V1은 1-10 ℃/h이고, 또는, m-th 가열 유닛에 의한 수송된 재료의 가열 속도 Vm은 50-100 ℃/h인, 코킹 공정.

제10항에 있어서,
각각의 n 개의 코크스 타워의 상부 재료 또는 오버 헤드 재료가 하나 이상의 분리 타워로 이송되고, 상기 하나 이상의 분리 타워에서, 상기 재료는 상기 분리 타워의 오버 헤드 재료 및 상기 분리 타워의 하부 재료로 적어도 분리되는, 코킹 공정.

제17항에 있어서,
상기 하나 이상의 분리 타워는 정류 타워, 플래시 타워, 증발 타워 또는 분별 타워로부터 선택되는, 코킹 공정

제10항 또는 제17항에 있어서,
하나 이상의 분리 타워의 작동 조건은,
상기 타워의 상단에서 압력이 0.01~0.8MPa이고, 상기 타워의 상단에서 온도가 100~200℃이며, 상기 타워의 하단에서 온도는 280~400℃이고, 또는
n 개의 코크스 타워의 작동 조건은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로, 상기 타워의 상단에서 압력은 0.01~1.0MPa이고, 상기 타워의 상단에서 온도는 300~470℃이며, 상기 타워의 하단에서 온도는 350~510℃인 것
을 포함하는, 코킹 공정

제17항에 있어서,
m-th 가열 유닛은 코크스-풀링 공급원료(coke-pulling feedstock)를 이의 수송 재료로서 가지며, 및 i-th 가열 유닛(i는 1보다 크고 m보다 작은 정수임)은 상기 코크스-형성 공급원료 및 상기 코크스-풀링 공급원료로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상을 갖는, 코킹 공정.

제20항에 있어서,
상기 m-th 가열 유닛은 유일하게 코크스-풀링 공급원료를 이의 수송 재료로서 가지고, 또는, 상기 코크스-풀링 공급원료는 상기 분리 타워의 하단 재료를 적어도 포함하는, 코킹 공정.

제20항에 있어서,
상기 코크스-형성 공급원료는 석탄계 공급원료 및 석유계 공급원료 중 하나 이상으로부터 선택되며 10 내지 80 %의 코크스 형성률(코크스 형성률 A로 지칭)을 갖고, 또는 분리 타워의 하단 재료는 300 ℃ 내지 400 ℃의 10% 증류점 온도를 갖고, 450 ℃ 내지 500 ℃의 90 % 증류점 온도를 가지며, 또는 코크스-풀링 공급원료는 석탄계 공급원료 및 석유계 공급원료 중 하나 이상으로부터 선택되고, 코크스 형성률(코크스 형성률 B로 지칭)은 1-40 %이되, 단 코크스 형성률 A > 코크스 형성률 B인, 코킹 공정.

제22항에 있어서,
상기 코크스-형성 공급원료는 콜타르, 콜타르 피치, 석유 중유, 에틸렌 타르, 촉매 크래킹 잔류물 또는 열 크래킹 잔류물 중 하나 이상으로부터 선택되며, 또는, 상기 코크스-형성 공급원료는 황 함량이 <0.6wt % 또는 <0.5wt %이고 콜로이드/아스팔텐 함량은 <10.0wt 또는 <5.0wt % 또는 <2.0wt% 이며, 또는 코크스 형성률 A는 20 내지 70 % 또는 30 내지 60%이고, 또는 상기 분리 타워의 하단 재료는 350 ℃ 내지 380 ℃의 10% 증류점 온도를 갖고, 460 ℃ 내지 480 ℃의 90 % 증류점 온도를 가지며, 또는, 상기 코크스-풀링 공급원료는 코커 가스 오일, 코커 디젤, 에틸렌 타르 및 열 분해 크래킹 중유로부터 선택되고, 또는, 코크스-풀링 공급원료는 황 함량 <1.0wt % 또는 <0.6wt %이고, 또는, 상기 코크스 형성률 B는 1~20 % 또는 1~10%인, 코킹 공정.

제20항에 있어서,
단일 재료 수송 사이클 중에 h-th 코크스 타워(h는 1 내지 n의 임의의 정수임)로 수송된 코크스-풀링 공급원료의 총량 대 코크스-형성 공급원료의 총량의 중량비는 0.5 내지 4.0인, 코킹 공정.

제24항에 있어서,
상기 중량비는 1.0 내지 2.0인, 코킹 공정.

제10항에 있어서,
Te - T0 = T라고 가정하면, 상기 h-th 코크스 타워는 10 내지 60 시간의 코크스-충전 사이클 T를 갖거나, 또는 n 개의 코크스 타워가 서로 동일하거나 상이하고 10 내지 60 시간인 코크스-충전 사이클 T를 갖는, 코킹 공정.

제26항에 있어서,
상기 h-th 코크스 타워는 24 내지 48 시간의 코크스-충전 사이클 T를 갖거나, 또는, 상기 n 개의 코크스 타워가 서로 동일한 또는 서로 상이한 24 내지 48 시간의 코크스-충전 사이클 T를 갖는, 코킹 공정.

제10항에 있어서,
하나의 재료 수송 사이클 내에서, 하나의 재료 수송 사이클이 TC(시간)이고, 1st 내지 m-th 가열 유닛의 h-th 코크스 타워까지의 재료 수송 시간이 각각 D1 내지 Dm(시간)이라고 가정하면, D1/TC = 10~90 % 또는 30~70 %, D2/TC = 10~90 % 또는 30~70 %,…, Dm/TC = 10~90 % 또는 30~70 % 및 TC/2≤D1 + D2 +… + Dm≤TC, 또는 D1 = D2 =… = Dm = TC/m = T/m, 및 D1 + D2 +… + Dm = TC = T이고, 여기서, T는 h-th 코크스 타워의 코크스-충전 사이클인, 코킹 공정.

제28항에 있어서, D1 + D2 +… + Dm = TC인, 코킹 공정.

제10항에 있어서,
n 개의 코크스 타워 중 인접하여 넘버링된 임의의 2 개의 코크스 타워(번호 1 및 번호 n이 인접하는 것으로 정의)가 각각 a-th 코크스 타워 및 b-th 코크스 타워인 것을 가정시(여기서 a는 1 내지 n의 임의의 정수이고, b는 1 내지 n의 임의의 정수이나, a ≠ b임), j-th 가열 유닛(j는 1부터 m까지의 정수임)부터 a-th 코크스로의 재료 수송이 종료되는 시점에, j-th 가열 유닛부터 b-th 코크스 타워로의 재료 수송이 시작되는, 코킹 공정.

제20항에 있어서,
가열 유닛으로 유입하기 전 또는 코크스 타워로 유입하기 전에, 코크스-형성 공급원료 및 코크스-풀링 공급원료로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 재료를 여과하여, 이로써 상기 재료의 코크스 미립자 농도를 0 내지 200mg/L의 범위로 제어하는, 코킹 공정.

제31항에 있어서,
m-th 가열 유닛으로 유입하기 전, 또는, i-th 가열 유닛으로 유입하기 전(여기서 i는 1보다 크고 m 보다 작은 정수임), 코크스-형성 공급원료 및 코크스-풀링 공급원료로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 재료를 여과하고, 또는, 코크스-풀링 공급원료 및 분리 타워의 하부 재료로부터 하나 이상의 재료가 선택되고, 또는, 상기 재료의 코크스 미립자 농도를 0 내지 100mg/L로 제어하는, 코킹 공정.

제10항에 있어서,
각각의 n 개의 코크스 타워의 상부 재료 또는 오버 헤드 재료의 적어도 일부가 하나 이상의 분리 타워로 이송되고, 및 하나 이상의 분리 타워의 하부 재료 또는 하단 재료의 적어도 일부가 m-th 가열 유닛으로 수송되고, 또는 i-th 가열 유닛으로 수송되는(i는 1보다 크고 m보다 작은 정수임), 코킹 공정.

제33항에 있어서,
각각의 n 개의 코크스 타워의 상부 재료 또는 오버 헤드 재료의 10wt % 이상, 20wt % 이상, 30wt % 이상, 40wt % 이상, 50wt % 이상, 60wt % 이상, 70wt % 이상, 80wt % 이상, 90wt % 이상, 또는 100 wt%가 하나 이상의 분리 타워로 이송되고, 또는, 하나 이상의 분리 타워의 하부 재료 또는 하단 재료의 10wt % 이상, 20wt % 이상, 30wt % 이상, 40wt % 이상, 50wt % 이상, 60wt % 이상, 70wt % 이상, 80wt % 이상, 90wt % 이상, 또는 100 wt%가 m-th 가열 유닛 또는 i-th 가열 유닛으로 수송되며, 또는, 하나 이상의 분리 타워의 하부 재료 또는 하단 재료가 1st 가열 유닛으로 이송되지 않는, 코킹 공정.

제17항에 있어서,
m = 2, n = 3이라 가정하면, 3 개의 코크스 타워가 코크스 타워 a, 코크스 타워 b 및 코크스 타워 c로 각각 표시되고, 2 개의 가열 유닛이 가열 유닛 a 및 가열 유닛 b로 각각 표시되며, 각각의 3 개의 코크스 타워의 오버 헤드 재료는 재료 수송 방식으로 분리 타워 중 하나와 연통되고, 상기 가열 유닛 a는 코크스-형성 공급원료를 수송 및 가열하고, 가열 유닛 b는 코크스-풀링 공급원료를 수송 및 가열하며,
상기 코킹 공정은
(1) 코크스-형성 공급원료를 코크스 타워 a로 공급하고, 코크스 타워 a에 의해 생성된 오일 가스를 분리 타워 내로 도입하여 적어도 코커 가스 오일을 분리하는 단계;
(2) 코크스 타워 a의 공급 지속 시간이 코크스 타워 a의 코크스-충전 사이클 T의 30~70 % 또는 50 %에 도달하면, 코크스 타워 a로 코크스-형성 공급원료의 공급을 중단하고, 동시에 코크스-형성 공급원료를 코크스 타워 b에 공급하기 시작하고, 코크스-풀링 공급원료를 코크스 타워 a에 공급하기 시작하며, 코크스 타워 b에 의해 생성된 오일 가스를 분리 타워에 공급하여 적어도 코커 가스 오일을 분리하는 단계;
(3) 코크스 타워 b의 공급 지속 시간이 코크스 타워 b의 코크스-충전 사이클 T의 30~70 % 또는 50 %에 도달하면, 코크스 타워 b에 코크스-형성 공급원료의 공급을 중단하고, 동시에 코크스-형성 공급원료를 코크스 타워 c에 공급하기 시작하며, 코크스-풀링 공급원료를 코크스 타워 b에 공급하기 시작하고, 코크스-풀링 공급원료를 코크스 타워 a에 공급하는 것을 중단하고, 코크스 타워 c에 의해 생성된 오일 가스를 분리 타워에 공급하여 적어도 코커 가스 오일을 분리하는 단계;
(4) 코크스 타워 a에서 스팀 퍼징 및 디코킹 작동을 수행하는 단계;
(5) 코크스 타워 c의 공급 지속 시간이 코크스 타워 c의 코크스-충전 사이클 T의 30~70 % 또는 50 %에 도달하면, 코크스 타워 c에 코크스-형성 공급원료의 공급을 중단하고, 동시에 코크스-형성 공급원료를 코크스 타워 a에 공급하기 시작하며, 코크스-풀링 공급원료를 코크스 타워 c에 공급하기 시작하고, 코크스-풀링 공급원료를 코크스 타워 b에 공급하는 것을 중단하며, 코크스 타워 a에 의해 생성된 오일 가스를 분리 타워에 공급하여 적어도 코커 가스 오일을 분리하는 단계;
(6) 코크스 타워 b에서 스팀 퍼징 및 디코킹 작동을 수행하는 단계;
(7) 코크스 타워 a의 공급 지속 시간이 코크스 타워 a의 코크스-충전 사이클 T의 30~70 % 또는 50 %에 도달하면, 코크스-형성 공급원료를 코크스 타워 a로 공급하는 것을 중단하고, 동시에 코크스-형성 공급원료를 코크스 타워 b에 공급하고, 코크스-풀링 공급원료를 코크스 타워 a에 공급하기 시작하고, 코크스-풀링 공급원료를 코크스 타워 c에 공급하는 것을 중단하고, 코크스 타워 b에 의해 생성된 오일 가스를 분리 타워에 공급하여 적어도 코커 가스 오일을 분리하는 단계;
(8) 코크스 타워 c에서 스팀 퍼징 및 디코킹 작동을 수행하는 단계; 및
(9) 단계 (3) 내지 (8)을 반복하는 단계
중 적어도 하나의 단계를 포함하는, 코킹 공정.

제35항에 있어서,
상기 오버 헤드 재료는 오일 가스이고, 또는 상기 코크스-풀링 공급원료는 코커 가스 오일인, 코킹 공정.

제10항에 있어서,
3개의 코크스 타워, 2세트의 가열로, 분별 타워 및 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크를 포함하는 코킹 장치를 사용하고,
상기 3개의 코크스 타워는 각각 코크스 타워 a, 코크스 타워 b, 코크스 타워 c로 표시되며; 상기 2세트의 가열로는 각각 가열로 a, 가열로 b로 표시되고, 임의의 코크스 타워는 상기 2세트의 가열로와 연결되며, 임의의 코크스 타워의 상단은 파이프라인을 통해 분별 타워의 유입구와 연결되고, 상기 분별 타워의 하단 배출구는 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크와 연결되며, 상기 가열로 b는 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크와 연결되고, 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크로부터의 재료(들)을 코크스 타워의 공급 온도로 가열시키기 위해 사용되고, 가열로 a는 공급 탱크와 연결되고, 코킹 공급원료를 코크스 타워의 공급 온도로 가열시키기 위해 사용되며;
구체적인 작동 공정은,
(1) 코킹 공급원료는 가열로 a에 의해 가열되고 코크스 타워 a로 유입하고, 생성된 오일 가스는 분별 타워로 유입하고, 분별되어 타워 하단에서 가스, 코커 가솔린, 코커 디젤 및 코커 가스 오일을 얻으며, 타워 하단에서 코커 가스 오일은 코크스-풀링 공급원료 저장 탱크로 도입되는 단계;
(2) 단계 (1)에서 코크스 타워 a의 공급 지속 시간이 전체 코크스-제조 사이클의 30~70 %를 차지할 때, 코크스 타워 a의 코킹 공급이 코크스 타워 b로 전환되고, 코크스 타워 b는 단계 (1)에서 코크스 타워 a의 코크스-충전 공정을 반복하고, 코크스 타워 a는 가열로 b를 통해 가열된 코크스-충전 공급원료로 공급되어 코크스-충전을 계속하는 단계;
(3) 단계 (2)에서 코크스 타워 b의 공급 지속 시간이 전체 코크스-제조 사이클의 30~70 %를 차지할 때, 코크스 타워 b의 코킹 공급이 코크스 타워 c로 전환되고, 코크스 타워 c는 단계 (1)에서 코크스 타워 a의 코크스-충전 공정을 반복하며, 가열로 b에 의해 비교적 고온으로 가열되는 코크스-풀링 공급원료는 코크스 타워 b로 전환되고, 코크스 타워 a는 이 시점에서 스팀 퍼징 및 디코킹 작동을 시키고, 다음 코크스-충전을 위해 대기 상태로 재조립되는 단계;
(4) 단계 (3)에서 코크스 타워 c의 공급 지속 시간이 전체 코크스-제조 사이클의 30~70 %를 차지할 때, 코크스 타워 c의 코킹 공급이 코크스 타워 a로 전환되고, 코크스 타워 a가 단계 (1)의 공정을 반복하며, 가열로 b에 의해 비교적 고온으로 가열되는 코크스-풀링 공급원료는 코크스 타워 c로 전환되고, 코크스 타워 b는 이 시점에서 스팀 퍼징 및 디코킹 작동을 시키고, 다음 코크스-충전을 위해 대기 상태로 재조립되는 단계;
(5) 단계 (4)에서 코크스 타워 a의 공급 지속 시간이 전체 코크스-제조 사이클의 30~70 %를 차지할 때, 코크스 타워 a의 코킹 공급이 코크스 타워 b로 전환되고, 코크스 타워 b는 단계 (1)에서 코크스 타워 a의 코크스-충전 공정을 반복하고, 가열로 b에 의해 비교적 고온으로 가열되는 코크스-풀링 공급원료가 코크스 타워 a로 전환되며, 코크스 타워 c는 이 시점에서 스팀 퍼징 및 디코킹 작동을 시키고, 다음 코크스-충전을 위해 대기 상태로 재조립되는 단계; 및
(6) 단계 (3), 단계 (4) 및 단계 (5)의 공정을 반복하는 단계
와 같은, 코킹 공정.

제37항에 있어서,
상기 가열로 b는 코커 가스 오일을 가열시키기 위해 사용되고, 또는, 상기 코크스-풀링 공급원료는 코커 가스 오일인, 코킹 공정.