NO151503B - Fremgangsmaate ved kalsinering av partikkelformig petroleumkoks - Google Patents
Fremgangsmaate ved kalsinering av partikkelformig petroleumkoks Download PDFInfo
- Publication number
- NO151503B NO151503B NO800879A NO800879A NO151503B NO 151503 B NO151503 B NO 151503B NO 800879 A NO800879 A NO 800879A NO 800879 A NO800879 A NO 800879A NO 151503 B NO151503 B NO 151503B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- coke
- furnace
- temperature
- gas
- per
- Prior art date
Links
- 238000001354 calcination Methods 0.000 title claims description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 26
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 title claims description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 75
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims description 58
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 22
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 21
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 claims description 16
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 11
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 11
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 8
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 8
- 239000011329 calcined coke Substances 0.000 claims description 6
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 3
- 238000004939 coking Methods 0.000 claims 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 7
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000015278 beef Nutrition 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002010 green coke Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010454 slate Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L9/00—Treating solid fuels to improve their combustion
- C10L9/08—Treating solid fuels to improve their combustion by heat treatments, e.g. calcining
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Working-Up Tar And Pitch (AREA)
- Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
Description
Oppfinnelsen angår kalsinering av partikkelformig petroleumkoks, spesielt forsinket petroleumkoks.
Forsinket petroleumkoks blir vanligvis kalsinert ved
høy temperatur for å avdrive flyktige hydrocarboner og fuktighet. Det kalsinerte produkt kan anvendes for fremstilling av anoder for fremstilling av aluminium,og i tilfeller hvor den forsinkede koks er en høykvalitetskoks eller premium-koks, anvendes den for fremstilling av grafittelektroder, som anvendes ved fremstilling av stål i lysbueovner.
De fleste av dagens kommersielle kokskalsineringsovner
er skråstilte roterende ovner. Driften av denne type roterende kalsineringsovn er beskrevet i US patentskrifter 4 022 569
og 4 053 365.
Også vertikale sjaktrøsteovner er blitt benyttet for kalsinering av koks. Britisk patentskrift 770 930 og US patentskrift 3 433 713 beskriver utvendig oppvarmede sjakt-røsteovner hvor strømningen skjer ved fritt fall, for kalsinering av koks. Disse ovner innbefatter brennere som varmer opp kalsineringsovnen fra utsiden.
En innvendig oppvarmet, vertikal kalsineringsovn er beskrevet i US patentskrift 3 823 073. Dette patentskrift beskriver en fremgangsmåte ved hvilken koksen kalsineres i en sone med fritt fall, i løpet av en meget kort tid.
En vertikal ovn som oppvarmes ved elektrisk motstands-oppvarming er beskrevet i US patentskrift 1 671 673.
En kalsineringsprosess i hvilken koks og oxydasjonsmiddel strømmer i samme retning gjennom en vertikal retorte, er beskrevet i US patentskrift 3 271 268.
Mange US patentskrifter beskriver vertikale retorter
for destillasjon av olje fra skifer, hvor det anvendes til-bakeløpsgass for kjøling av produktet fra retorten og inn-blåsing av luft for å tilveiebringe en intern forbrenningssone, samt hvor det anvendes forbrenningsgass til forvarming av beskikningen. Eksempler på slike US patentskrifter er 2 560 767, 2 901 402, 3 297 562, 3 499 834 og 3 526 586.
Andre US patentskrifter som beskriver retortebehandling av skifer i innvendig oppvarmede vertikale ovner, er 2 813 823, 3 464 913, 3 619 405 og 4 066 529.
Prosesser for avsvovling av petroleumkoks, hvor koksen føres gjennom oppvarmnings-, temperaturutjevnings- og kjøle-soner, er beskrevet i US patentskrifter 2 716 628 og 2 789 085.
En fremgangsmåte for fremstilling av metallurgisk koks for anvendelse i masovner, ut fra et koksdahnende kull, under anvendelse av en sjaktrøsteovn, er beskrevet i US patentskrift 4 002 534.
Ingen av de ovennevnte publikasjoner viser noen fremgangsmåte for kalsinering av petroleumkoks i en innvendig oppvarmet vertikal sjaktrøsteovn under anvendelse av et nedad-strømmende skikt av partikkelformig petroleumkoks og en gass som strømmer i motsatt retning.
Imidlertid er det fra US patentskrift nr. 2 738 316
kjent en fremgangsmåte ved kalsinering av partikkelformig petroleumkoks i en innvendig oppvarmet vertikal sjaktrøste-ovn. Den nye fremgangsmåte som nu tilveiebringes, er en slik fremgangsmåte, sem dessuten er analog med fremgangsmåten ifølge nevnte US patentskrift nr. 2 738 316 ved at (a) partikkelformig petroleumråkoks tilføres i en mengde av fra 5,4 til 26,9 tonn pr. dag pr. m 2ovnstverrsnitt på toppen av en vertikal sjaktovn under slike betingelser at det i ovnen dannes et nedadsigende skikt av materialet
som skal kalsineres,
(b) forbrenningsluft tilføres i en mengde av fra 9,1 til
27,2 kgmol pr. tonn tilført, tørr petroleumråkoks på
et mellomliggende nivå i ovnen for å tilveiebringe en forbrenningssone "og generere varme ved forbrenning inne
i ovnen,
(c) en avgasstrøm som holder en temperatur på fra 149° til 593°C, og som utgjøres av internt generert røkgass og flyktig materiale avgitt fra koksen, tas ut fra den
øvre seksjon av ovnen,
(d) tilførselshastighetene reguleres slik at det oppnåes en kalsineringstemperatur på minst 1093°C og en oppholds-
tid på minst 1 time for koksen som beveger seg gjennom ovnen, og temperaturen av avgassen som forlater ovnen,
holdes over avgassens hydrocarbenduggpunkt, og
(e) delvis avkjølt kalsinert koks utvinnes fra bunnen av ovnen.
Den nye fremgangsmåte er særpreget ved at det gjennom hele sjaktovnen opprettholdes et nedadsigende skikt av den par-tikkelf ormige petroleumkoks som skal kalsineres, og at en tilbakeløpsgass, omfattende en del av nevnte avgasstrøm, innføres i en mengde av fra 36,3 til 54,4 kmol pr. tonn tilført, tørr petroleumråkoks i den nedre seksjon av ovnen, for oppadrettet strømning gjennom ovnen for gjenvinning av varme fra koks som befinner seg under forbrenningssonen og tilbakeføring av denne varme til koks som befinner seg over forbrenningssonen.
Det medfører åpenbare fordeler å kalsinere petroleumkoks i en vertikal sjaktrøsteovft. En vesentlig fordel består deri at den innvendig oppvarmede sjaktrøsteovn ikke krever tilført noe ekstra brensel, mens konvensjonell kalsinering 1 roterende røsteovn krever tilførsel av en stor mengde brensel. En annen betydelig fordel er at varmetapene fra en sjaktrøsteovn er meget mindre enn tapene fra en roterende ovn. De spesielle fordeler som oppnåes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, sammenlignet med fremgangsmåten ifølge US patentskrift nr. 2 738 316,er at den er enklere å utføre. Fremgangsmåten ifølge US patentskrift nr. 2 738 316 krever anvendelse av et fluidisert skikt i tillegg til et nedadsigende skikt, og dette unngåes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Dessuten oppnåes en bedre varmeutnyttelse i prosessen ved at det innføres tilbakeløpsgass i den nedre del av ovnen.
Det vises nu til tegningene, hvor fig. 1 er et skjema-tisk strømningsskjerna som illustrerer et apparat for ut-førelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, og hvor fig. 2 er et diagram som illustrerer prosessens yteevne ved gitte driftsbetingelser.
Fig. 1 viser en vertikal sjaktrøsteovn 10 forsynt med en matetrakt 11. En sperregassledning 12 er anordnet for inn-føring av sperregass mellom matetrakten 11 og toppen av ovnen 10. Øvre inntaksrenner 13 for beskikningen og nedre inntaksrenner 40 for beskikningen, hvilke er fordelt jevnt over ovnens tverrsnitt, er anordnet for overføring av petroleumråkoks fra matetrakten 11 til ovnens indre. En luftblåser 14 skaffer forbrenningsluft til ovnens indre gjennom luftfordeler 15. Luftfordeler 15 består fortrinnsvis av en rekke parallelle, mantlede. og isolerte kanaler som skal beskrives mer detaljert nedenfor. Kjølemedium fer luftfordelerens mantler eller kjølekapper tilføres fra kjølemediumbeholder 16. Fortrinnsvis innbefatter kjølemediumbeholderen 16 en væskenivå-regulator 17, en inntaksledning 18, en returledning 19 og en påfyllingsledning 20. Kjølemediumsystemet kan være en termo-sifong sem gjør bruk av vann som kjølemedium, eller det kan være et system med tvungen sirkulasjon.
Den nedre del av ovnen 10 innbefatter flere øvre uttaksrenner 33 som er jevnt fordelt over ovnens tverrsnitt, for jevn uttagning av kalsinert koks fra ovnen. Den kalsinerte koks strømmer så gjennom de nedre uttaksrenner 21, som er anordnet over uttaksbrett 22. Avskraperblader 23, som beveges av stempler 24 og 34, fjerner koksen jevnt og kontinuerlig fra brettene 22, slik at det opprettholdes en jevn material-strøm fra ovnen. En nedre sperregassledning 2 5 er anordnet for innføring av sperregass mellom de nedre uttaksrenner 21
og ovnen. Avkjølt kalsinert produkt tas ut fra bunnen av ovnen.
En ledning 26 for ovnsavgass fører til sykloner 27
for fraskillelse av fine partikler. Fra syklonene strømmer de fine partikler ned i en silo 28. Avgass som er befridd for de fine partikler, føres så til en skrubber 29, hvor gassen kjøles og kondenserbare hydrocarboner fraskilles. Den rensede og avkjølte avgass fra skrubberen 29 tas for en dels vedkom-mende ut gjennom ledning 35 som en produktgass med lav varme-verdi. Den gjenværende del av avgassen resirkuleres som til-bakeløpsgass til den nedre del av ovnen 10 gjennom rør-
ledning 37 og tilbakeløpsgassfordeler 31.
Hydrocarbonene som kondenseres i skrubberen 29, er meget tunge og viskøse. Lett syklusolje eller annet fortynningsmiddel føres derfor til skrubberen 29 gjennom ledning 42 for å fortynne de tunge, kondenserte hydrocarboner. Den erholdte oppløsning av kondenserte hydrocarboner og fortynningsmiddel tas ut gjennom ledning 43 og kan anvendes som brensel i damp-kjeler eller prosessoppheter.
Luftfordeleren 15 omfatter fortrinnsvis et forgrenings-rør (ikke vist) som mater en rekke parallelle kanaler som strekker seg på tvers av ovnens indre og er forsynt med utløps-dyser fordelt langs kanalene. Kanalene er fortrinnsvis forsynt med kjølekappe som muliggjør sirkulering av kjølemedium, og er forsynt med avstivende elementer på innsiden av kjøle-kappene for å tilveiebringe den nødvendige styrke til å gjøre kanalene selvbærende over spennet i ovnen og for å bære vekten av koksskiktet som beveger seg gjennom ovnen. Kanalkjølekappene bør forsynes med en ildfast isolasjon av betydelig tykkelse for å redusere varmetapene inn i kanalkjølekappene til et minimum. Antallet kanaler og luftutløpsdyser avhenger først og fremstav ovnens størrelse. For en kommersiell ovn med innvendig diameter 9,14 m kan det anvendes ca. 12 kanaler som hver har horisontalt rettede utløpsdyser med 0,30 m mellomrom på begge sider.
De ekstremt høye temperaturer og vekten av det strømmende koksskikt gjør det ønskelig, hva store ovner angår, å anordne mellomliggende forsterkere for kanalene. En måte å tilveiebringe slik forsterkning eller støtte på er å anbringe en mellomliggende støttevegg 36 mellom bunnen av ovnen 10 og luftfordeleren 15. Denne vegg 36 kan strekke seg over hele ovnens diameter, og fordi den oppadstigende tilbakeløpsgass vil avkjøle koksen kort etter at denne forlater forbrenningssonen rundt luftfordeleren 15, kan støtteveggen 36 ha metallforsterkning over hele dens utstrekning, med unntagelse av den aller øverste del av veggen. Alternativt kan støtteveggen 36 utgjøres av et s trukturelement av stål opp til veggens øverste seksjon, som må være av et ildfast materiale som følge av de høye temperaturer ved og nær luftfordeleren.
Ovnen 10 bør ha konstant eller økende tverrsnittsareal fra topp til bunn for å fremme jevn strømning av skiktet og for å forhindre tilstopping.
Driften av en sjaktrøsteovn med tilhørende enheter i henhold til fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen skal nu beskrives.
Forsinket petroleumråkoks tilføres satsvis eller på kontinuerlig basis til matetrakten 11. Så snart passende driftsbetingelser er blitt opprettet i ovnen, startes produktuttaks-apparatet, innbefattende stempler 24 og 34 som beveger av-skraperbladene 23, og et bevegelig skikt av koks strømmer gjennom kalsineringsovnen med en hastighet som vil være av-hengig av den hastighet med hvilken uttaksapparatet drives. Den foretrukne strømningshastighet gjennom ovnen er fra 10,7 til 21,5 tonn råkoks (på tørrvektbasis) pr. dag pr. m 2 ovnstverrsnitt. Forbrenningsluft (eller oxygenanriket luft) fra blåser 14 fordeles jevnt gjennom luftfordeleren 15 i en mellom-seksjon i ovnen. For å oppnå de høyere temperaturer, såsom temperaturer over 14 27°C, kan det være hensiktsmessig å anvende oxygenanriket luft inneholdende inntil 40 volum% oxygen. Luft-mengden som innføres, er mellom 9,07 og 27,22 kgmol pr. tonn tørr råkoks og er fortrinnsvis mellom 11,34 og 18,14 kgmol pr. tonn tørr råkoks. Ved lavere lufthastighet vil avgasstemperaturen bli så lav at internt tilbakeløp av forflyktigede hydrocarboner eller tilsmussing av syklonene ville kunne for-styrre driften. Dessuten, som det vil bli redegjort for mer detaljert nedenfor, blir kalsineringstemperaturen meget øm-fintlig overfor tilførselshastigheten for tilbakeløpsgass ved lave lufttilførselshastigheter, slik at en liten endring i tilførselshastigheten for tilbakeløpsgass avstedkommer en stor endring i kalsineringstemperaturen. Imidlertid vil hvert mol luft som tilføres ovnen, brenne en betydelig mengde koks,
slik at det er grunn til å holde luf ttilf ørselsha stigheten på et rimelig lavt nivå. Ved overdrevne gasstrømningshastig-heter vil dessuten mengden av fine partikler som medføres i avgassen, tilta.
For å oppnå et tilfredsstillende kalsinert produkt er det vesentlig at grønnkoksen underkastes en kalsineringstemperatur på minst I093°C i et tidsrom av minst 1 time. Kalsineringen kan finne sted ved en temperatur fra 1093° til 1538°C i et tidsrom av fra 1 til 10 timer. Fortrinnsvis underkastes råkoksen temperaturer over 1316°C i en temperaturutjevningssone i et tidsrom av minst 2 timer, og i enkelte tilfeller, spesielt når råkoksen har høyt svovelinnhold, er det ønskelig å anvende en temperatur over 1427°C i et tidsrom av minst 2 timer. Aller helst kalsineres koksen ved en temperatur mellom 1316° og 1538°C i et tidsrom av fra 2 til 5 timer. Ovnsavgassen omfatter forbrenningsprodukter, forflyktigede materialer og andre gasser som dannes under kalsineringen. For å unngå internt tilbakeløp av hydrocarboner og for å unngå problemer i utstyret for fraskillelse av de fine, med-revne partikler, bør avgasstemperaturen holdes mellom 149° og 593°c, fortrinnsvis mellom 260° og 427°C. I et hvert til-felle bør den holdes høyere enn avgassens hydrocarbonduggpunkt- Mengden av renset og skrubberbehandlet tilbakeløps-gass som resirkuleres til tilbakeløpsgassfordeleren bør være fra 36,3 til 54,4 kgmol (fortrinnsvis fra 38,5 til 45,4 kgmol) pr. tonn tilført tørr råkoks. Denne mengde tilbakeløps-gass sikrer at tilbakeløpsgassens varmekapasistet vil over-skride varmekapasiteten av den kalsinerte koks som forlater forbrenningssonen, slik at den kalsinerte koks avkjøles til en temperatur som nærmer seg tilbakeløpsgassens innløpstempera-tur, et kort stykke under luftfordeleren 15. Denne tilførsels-hastighet for tilbakeløpsgassen sikrer også at den innstrøm-mende koks vil bli oppvarmet til nær kalsineringstemperaturen meget snart etter at den kommer inn i kalsineringsovnen. Derved oppnåes en maksimal varmeutjevningstid ved kalsi-neringstemperaturer for råkoksen som beveger seg gjennom ovnen. Derved begrenses også mulighetene for internt tilbakeløp av hydrocarboner i ovnen til et minimum.
Slik luftfordeleren 15 er vist på fig. 1, kjøles den ved hjelp av et sirkulerende medium fra beholderen 16, som gir en termosifongeffekt, hvorved en kjølevæske, fortrinnsvis vann, strømmer fra beholderen 16 gjennom inntaksledning 18
til fordeleren 15. Vannet fordampes delvis etterhvert som det strømmer gjennom kjølekappene rundt luftfordelingsrørene, og den resulterende lavere tetthet av blandingen av vann og damp i returledningen 19 sikrer kontinuerlig strømning av kjøle-medium gjennom fordeleren. Damp kan blåses ut eller anvendes som prosessdamp, og påfyllingsvann fra ledning 20 tilføres etter behov ved hjelp av nivåregulatoren 17.
Det kan anvendes tilførselshastigheter for råkoks fra 5,4 til 26,9 tonn pr. dag pr. m ovnstverrsnitt. Normalt
vil det foretrekkes å anvende tilførselshastigheter på fra 10,7 til 21,52 tonn pr. dag pr. m 2 ovnstverrsnitt. De fine partikler som fjernes fra ovnsavgassen, oppsamles i siloen 28 og kan blandes med råkoksbeskikningen og tilbakeføres til
ovnen. Tilbakeløpsgass som forlater skrubberen 29, bør holdes ved en temperatur over duggpunktet (for vann) for å unngå
å få en blanding av olje og vann i skrubberen 29. Tilbakeløps-gassen vil inneholde en betydelig mengde hydrogen, som dannes under kalsineringen, og dette hydrogen, som vanligvis er til-stede i en mengde av mer enn 15%, gir en reduserende atmos-fære som er gunstig for reduksjon av koksens svovelinnhold.
Sperregass som innføres på toppen og i bunnen av ovnen, bør være en gass med lavt oxygeninnhold, såsom en røkgass eller annen gass som ikke inneholder mer enn ca. 3 volum% oxygen.
Diagrammet vist på fig. 2 illustrerer hvordan til-førselshastighetene for forbrenningsluft og tilbakeløpsgass forholder seg til kalsineringstemperaturen og avgasstemperaturen. Diagrammet viser likeledes sammenhengen mellom koks-utbytte og lufttilførselshastighet. Diagrammet er basert på
en koksbeskikning som på tørrvektbasis inneholder 6 vekt% flyktige stoffer og 8 vekt% vann, og på
et totalt strålingstap på 107.600 kJ/tonn tørr beskikning,
et totalt innslipp av sperregass på 3,18 kgmol/tonn tørr beskikning og innløpstemperaturer for luft og tilbakeløpsgass på 9 3,3°C. Som ovenfor nevnt er det ønskelig å oppvarme koksbeskikningen til en temperatur nær maksimaltemperaturen i den øvre del av skiktet. Den ønskede grunne forvarmnings- og forflyktigelsessone bør etterfølges av en relativt dyp temperaturutjevningssone som holdes ved høy temperatur, og som strekker seg nedad til det nivå hvor luftfordeleren befinner seg. Temperaturen i denne temperaturutjevningssone er relativt konstant over det hele. For å oppnå den ønskelige temperaturprofil gjennom den øvre seksjon av ovnen er det nød-vendig at gassene som strømmer opp gjennom temperaturut-jevningssonen, totalt sett har en varmekapasitet som er minst like stor som varmekapasiteten av den nedadstrømmende koks ved full kalsineringstemperatur. Den foretrukne koks-temperaturprofil i kjølesonen mellom luftinntaket og inntaket for tilbakeløpsgassen oppviser et meget hurtig fall i temperaturen straks under nivået for luftinntaket til en temperatur nær tilbakeløpsgassens innløpstemperatur, med liten ytterligere nedkjøling gjennom resten av ovnen. For å oppnå denne temperaturprofil i avkjølingssonen er det nødvendig at
varmekapasiteten av de oppadstrømmende gasser fra inntaket for tilbakeløpsgass til luftinntaket i rimelig grad over-skrider varmekapasiteten av den nedadstrømmende koks. For å
gi gasstrømmen et 10%'s overskudd av varmekapasitet bør gassen, som omfatter tilbakeløpsgassen pluss den innførte mengde sperregass i bunnen av ovnen, ha en strømningshastig-het som ikke er mindre enn 4 5,34 kgmol pr. tonn koksprodukt ved en kalsineringstemperatur på 1316°C og ikke mindre enn 58,9 7 kgmol pr. tonn koksprodukt ved en kalsineringstemperatur på 1538°C. Disse verdier gjelder for en typisk avgass-sammensetning, skjønt verdiene er relativt uavhengige av gassammensetningen, da varmekapasiteten pr. kgmol er relativt konstant selv om gassammensetningen varierer.
Av fig. 2 vil det sees at man for å oppnå de ønskede driftsbetingelser må velge tilførselshastighetene for luft og tilbakeløpsgass innen temmelig snevre områder. Ved en lufttilførselshastighet lavere enn 11,34 kg mol pr. tonn koks vil avgasstemperaturen være så lav at internt tilbakeløp eller tilsmussing av syklonene kan bli et problem. Ved de lavere lufttilførselshastigheter blir likeledes kalsineringstemperaturen meget følsom overfor tilførselshastigheten for tilbake-løpsgassen, hvilket fører til store variasjoner i kalsineringstemperaturen for relativt små variasjoner i tilførselshastig-heten for tilbakeløpsgass. For å illustrere bruken av et diagram såsom det som er vist på fig. 2, for å regulere en sjakt-røsteovn, vil det sees at tilførselshastighetene for luft og tilbakeløpsgass lett kan bestemmes for en gitt kalsineringstemperatur og en gitt avgasstemperatur. Eksempelvis vil det sees at for en kalsineringstemperatur på 1316°C og en avgasstemperatur på 288°C vil tilførselshastighetene for luft og tilbakeløpsgass være henholdsvis 12,38 og 40,73 kgmol pr. tonn tørr koksbeskikning. Dersom det ønskes å øke kalsineringstemperaturen til 1482°C og avgasstemperaturen til 343°C, vil det sees at lufttilførselshastigheten bør økes til 14,38
kgmol og tilførselshastigheten for tilbakeløpsgass bør re-duseres til 40,05 kgmol. Skjønt diagrammet på fig. 2 gjelder for et gitt sett av betingelser, idet det dessuten er gjort en rekke antagelser angående varmetapene fra ovnen, vises prinsippet for regulering av ovnsbetingelsene ved regulering
av lufttilførselshastigheten og tilførselshastigheten for til-
bakeløpsgass relativt til koksbeskikningen, slik at en operatør lett vil kunne tilpasse betingelsene for å oppnå den ønskede temperaturprofil ved å benytte et diagram av den type som er vist på fig. 2. Fig. 2 viser også en linje som angir utbyttet i vekt% som funksjon av tilførselshastigheten for forbrennings-
luft. Denne linje avspeiler de økende tap av koks som følge av økt forbrenning av koks med økende lufttilførsel.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gjør det lønnsomt å kalsinere forsinket petroleumråkoks i en innvendig opp-
varmet vertikal sjaktrøsteovn i industriell målestokk.
En ovn med en diameter på 9,14 m eller mer kan drives uten
problemer med tilstopping og internt tilbakeløp og vil gi et ensartet kalsinert produkt.
Claims (5)
1. Fremgangsmåte ved kalsinering av partikkelformig petroleumkoks i en innvendig oppvarmet vertikal sjaktrøsteovn, ved hvilken (a) partikkelformig petroleumråkoks tilføres i en mengde av fra 5,4 til 26,9 tonn pr. dag pr. m 2 ovnstverrsnitt på toppen av en vertikal sjaktovn under slike betingelser at det i ovnen dannes et nedadsigende skikt av materialet som skal kalsineres, (b) forbrenningsluft tilføres i en mengde av fra 9,1 til 27,2 kgmol pr. tonn tilført, tørr petroleumråkoks på et mellomliggende nivå i ovnen for å tilveiebringe en forbrenningssone og generere varme ved forbrenning inne i ovnen,
(c) en avgasstrøm som holder en temperatur på fra 14 9° til
593°C, og som utgjøres av internt generert røkgass og
flyktig materiale avgitt fra koksen, tas ut fra den
øvre seksjon av ovnen, (d) tilførselshastighetene reguleres slik at det oppnåes en
kalsineringstemperatur på minst 1093°C og en oppholds
tid på minst i time for koksen som beveger seg gjennom ovnen, og temperaturen av avgassen som forlater ovnen, holdes over avgassens hydrocarbonduggpunkt, og (e) delvis avkjølt kalsinert koks utvinnes fra bunnen av
ovnen,
karakterisert ved at det gjennom hele sjaktovnen opprettholdes et nedadsigende skikt av den partikkel-formige petroluemkoks som skal kalsineres, og at en tilbake-løpsgass, omfattende en del av nevnte avgasstrøm, innføres i en mengde av fra 36,3 til 54,4 kgmol pr. tonn tilført, tørr petroleumråkoks i den nedre seksjon av ovnen, for oppadrettet strømning gjennom ovnen for gjenvinning av varme fra koks som befinner seg under forbrenningssonen og tilbakeføring av denne varme til koks som befinner seg over forbrenningssonen .
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert ved at det som partikkelformig petroleumråkoks anvendes én som er fremstilt ved forsinket forkoksning.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2,
karakterisert ved at hastighetene med hvilke tilbakeløpsgassen, forbrenningsluften og råkoksen tilføres, reguleres således at det fåes en oppholdstid på minst 2 timer ved temperaturer over 1316°C for koksen som beveger seg gjennom ovnen.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3,
karakterisert ved at koksen som føres gjennom ovnen, holdes ved en temperatur over 1427°C i minst 2 timer.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 1-4,
karakterisert ved at det benyttes en beskikning av rå• koks som er fra 10,7 til 21,5 tonn pr. dag pr. m<2 >ovnstverrsnitt, en tilførselshastighet for forbrennings-luf ten som er fra 11,3 til 18,2 kgmol pr. tonn tørr råkoks,
en tilførselshastighet for tilbakeløpsgassen som er fra 38,5
til 45,4 kgmol pr. tonn tørr råkoks, at koksen som beveger seg gjennom ovnen, holdes ved en kalsineringstemperatur i om-rådet fra 1316° til 1538°C i et tidsrom av fra 2 til 5 timer, og at temperaturen av gassen som forlater ovnen, holdes i om-rådet fra 260° til 427°C.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/030,251 US4251323A (en) | 1979-04-16 | 1979-04-16 | Method for calcining delayed coke |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO800879L NO800879L (no) | 1980-10-17 |
NO151503B true NO151503B (no) | 1985-01-07 |
NO151503C NO151503C (no) | 1985-04-24 |
Family
ID=21853287
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO800879A NO151503C (no) | 1979-04-16 | 1980-03-26 | Fremgangsmaate ved kalsinering av partikkelformig petroleumkoks |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4251323A (no) |
EP (1) | EP0018064B1 (no) |
JP (1) | JPS55144086A (no) |
AU (1) | AU537896B2 (no) |
CA (1) | CA1137433A (no) |
DE (1) | DE3064181D1 (no) |
DK (1) | DK130080A (no) |
ES (1) | ES8103148A1 (no) |
NO (1) | NO151503C (no) |
PH (1) | PH15670A (no) |
ZA (1) | ZA801092B (no) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4332641A (en) * | 1980-12-22 | 1982-06-01 | Conoco, Inc. | Process for producing calcined coke and rich synthesis gas |
US4357210A (en) * | 1981-02-08 | 1982-11-02 | Societe Des Electrodes Et Refractaires Savoie/Sers | Electric furnace for the calcination of carbonaceous materials |
US4351702A (en) * | 1981-09-08 | 1982-09-28 | Conoco Inc. | Processing of heavy high-sulfur feedstocks |
US4418752A (en) * | 1982-01-07 | 1983-12-06 | Conoco Inc. | Thermal oil recovery with solvent recirculation |
US4409068A (en) * | 1982-06-14 | 1983-10-11 | Conoco Inc. | Injector for calciner |
US4407700A (en) * | 1982-06-14 | 1983-10-04 | Conoco Inc. | Injector for calciner |
JPS6067590A (ja) * | 1983-09-23 | 1985-04-17 | Nippon Steel Chem Co Ltd | ピツチコ−クス |
US4718984A (en) * | 1986-07-18 | 1988-01-12 | Conoco Inc. | Apparatus for calcining coke |
DE4235368A1 (de) * | 1991-10-21 | 1993-04-22 | Mitsui Mining Co Ltd | Verfahren zum herstellen von aktiviertem formkoks und durch dieses verfahren erhaltener formkoks und brenngas |
US7347052B2 (en) * | 2004-01-12 | 2008-03-25 | Conocophillips Company | Methods and systems for processing uncalcined coke |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE436918C (de) * | 1926-11-11 | Georg Mars Dipl Ing | Schwelverfahren | |
US3086923A (en) * | 1963-04-23 | Two-step process for upgrading fluid coke | ||
US1671673A (en) * | 1926-04-22 | 1928-05-29 | Aluminum Co Of America | Method of calcining coke |
US2716628A (en) * | 1950-11-13 | 1955-08-30 | Exxon Research Engineering Co | Desulfurization of petroleum coke |
US2757129A (en) * | 1951-10-03 | 1956-07-31 | Adam A Reeves | Method for the destructive distillation of hydrocarbonaceous materials |
US2796390A (en) * | 1952-01-31 | 1957-06-18 | Socony Mobil Oil Co Inc | Process of retorting of oil shale |
US2738316A (en) * | 1955-01-25 | 1956-03-13 | Exxon Research Engineering Co | Fluid coke calcining process employing a dual bed |
US2982701A (en) * | 1958-09-30 | 1961-05-02 | California Research Corp | Retorting and coking of bituminous solids |
US3271268A (en) * | 1963-01-21 | 1966-09-06 | Marathon Oil Co | Process of calcining coke |
US3173852A (en) * | 1962-04-25 | 1965-03-16 | Continental Oil Co | Manufacture of petroleum coke |
US3619405A (en) * | 1968-07-10 | 1971-11-09 | Continental Oil Co | Gas combustion oil shale retorting with external indirect gas heat exchange |
US3823073A (en) * | 1972-01-26 | 1974-07-09 | A Minkkinen | Calcining coke in vertical kiln |
US4066420A (en) * | 1976-05-07 | 1978-01-03 | Dr. C. Otto & Comp. G.M.B.H. | Process for the gasification of solid fuels |
US4203960A (en) * | 1978-08-15 | 1980-05-20 | The Lummus Company | Coke desulphurization |
-
1979
- 1979-04-16 US US06/030,251 patent/US4251323A/en not_active Expired - Lifetime
-
1980
- 1980-02-14 EP EP80300430A patent/EP0018064B1/en not_active Expired
- 1980-02-14 DE DE8080300430T patent/DE3064181D1/de not_active Expired
- 1980-02-19 AU AU55685/80A patent/AU537896B2/en not_active Ceased
- 1980-02-22 CA CA000346307A patent/CA1137433A/en not_active Expired
- 1980-02-26 ZA ZA00801092A patent/ZA801092B/xx unknown
- 1980-03-26 NO NO800879A patent/NO151503C/no unknown
- 1980-03-26 DK DK130080A patent/DK130080A/da not_active Application Discontinuation
- 1980-04-08 JP JP4528980A patent/JPS55144086A/ja active Pending
- 1980-04-15 PH PH23901A patent/PH15670A/en unknown
- 1980-04-15 ES ES490583A patent/ES8103148A1/es not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ZA801092B (en) | 1981-04-29 |
DK130080A (da) | 1980-10-17 |
EP0018064B1 (en) | 1983-07-20 |
NO800879L (no) | 1980-10-17 |
ES490583A0 (es) | 1981-02-16 |
DE3064181D1 (en) | 1983-08-25 |
ES8103148A1 (es) | 1981-02-16 |
EP0018064A1 (en) | 1980-10-29 |
NO151503C (no) | 1985-04-24 |
JPS55144086A (en) | 1980-11-10 |
US4251323A (en) | 1981-02-17 |
AU537896B2 (en) | 1984-07-19 |
PH15670A (en) | 1983-03-11 |
AU5568580A (en) | 1980-10-23 |
CA1137433A (en) | 1982-12-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2289917A (en) | Process of continuous carbonization | |
CN106715651A (zh) | 将含有聚合物的材料转化为石油产品 | |
NO151503B (no) | Fremgangsmaate ved kalsinering av partikkelformig petroleumkoks | |
US3887453A (en) | Process for obtaining oil, gas and byproducts from pyrobituminous shale or other solid materials impregnated with hydrocarbons | |
US1178667A (en) | Heat-accumulator. | |
US3020209A (en) | Plant and process for the production of oil | |
NO832914L (no) | Kontinuerlig fremstilling av siliciumcarbidhaarkrystaller | |
US4948468A (en) | Oil shale retort apparatus | |
US2847369A (en) | Vertical retorts with a side discharge device | |
US2732332A (en) | Geller | |
US3562143A (en) | Liquid disengaging system | |
US2813786A (en) | Recovery of metallic aluminum from aluminous ores | |
NO157459B (no) | Kokskalsineringsanlegg. | |
RU2553116C1 (ru) | Способ получения металлургического кокса | |
EP0158387B1 (en) | A process for calcining green coke | |
US4718984A (en) | Apparatus for calcining coke | |
US1967691A (en) | Apparatus for low temperature carbonization | |
NO170550B (no) | Fremgangsmaate og anordning for fremstilling av hoeykvalitets kalsinert koks fra groenn koks | |
US2368319A (en) | Condensation of chromic chloride | |
US1994354A (en) | Method of and apparatus for purifying zinc metal | |
US2086206A (en) | Production of salt cake and hydrogen chloride | |
RU2744637C1 (ru) | Способ замедленного коксования нефтяных остатков | |
US2382395A (en) | Method of and apparatus for direct reduction of iron ores | |
US2752298A (en) | Vertical retort | |
US3991171A (en) | Dehydration of aluminum fluoride hydrates |