JPS6410560B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は鋼鉄産業で用いられる電気炉用黒鉛電
極の製造に適する特級コークスを製造する方法に
関する。 電気炉製鋼法は直径0.5〜1mの大型黒鉛電極を
使用しており、そしてこの種の電極は厳しい使用
条件に耐えるために一般に“特級”と表示される
種類のコークスから形成される。 特級石油コークスは多年にわたつて製造されて
おり、多くの名前で呼ばれている。 例えば特級石油コークスは、例えば、No.１コー
クス、電極用コークス、針コークス、および特級
コークスと呼ばれている。 特級コークスは粉砕され、〓焼され、接合剤の
ピツチと混合され、押出し成形され、加熱されて
黒鉛電極が形成される。特級コークスはその金属
結晶的外観、砕かれることにより細長く裂けた形
状になりやすいこと等の点において通常の“レギ
ユラーコークス”又は“No.２コークス”と区別さ
れる。レギユラー石油コークスは多少無定形であ
り、そして暗いスポンジ状の外観を有しており、
砕かれた場合、不規則形状の粒子になる。特級コ
ークスは低い熱膨脹係数（CTE）を有している。
熱膨脹係数を測定しそして表示する種々の方法が
ある。 望ましい電極を得るのに必要なCTEの値は30
〜98℃の温度範囲において黒鉛棒を光学レバー法
によつて測定した場合、7.0×10^-7／℃又はそれ
以下である。5.0×10^-7／℃又はそれ以下のCTE
値は特に大口径の電極にとつて極めて好ましい。 本出願明細書中において用いられる用語の“特
級コークス”は7.0×10^-7／℃以下のCTE値を有
するデイレード（delayed）石油コークスを意味
する。従来の特級コークスの製造用原料は接触分
解法によつて得られる芳香族留分を多く含有する
石油留分であつた。直留常圧蒸留残油は特級コー
クス製造用原料として不適当であると考えられて
おり、事実上記直留残油はほとんどの場合不適当
である。米国特許第2745794は接触分解法と熱分
解法との組合せ方法を開示する。この方法で得ら
れるコークスはレギユラーコークスである。米国
特許第2775549は特定の石油残油から特級コーク
スを製造する方法を示す。米国特許第2922755に
おいて蒸留残油は熱タールと混合され、この混合
物は上記蒸留残油の含有量が約10〜30重量パーセ
ントの条件下でデイレードコーキング法を実施さ
れて、特級コークスを生成する。K.E.Roseの論
文“炭化水素法”、1971年７月、85〜92頁はデイ
レードコーキング法において特級およびレギユラ
ーコークス用の原料について述べている。従来特
級コークスはブロツク操作に基づく方法により製
造されていた。レギユラーコーカー軽油から得ら
れた熱タールは分離され、そして特級コークスを
得るためにブロツク操作に基づいて特級コーカー
（コーキング装置）へ供給されるが、この際コー
カーへ供給される原料の大部分はレギユラーコー
カー軽油の熱分解によつて得られる熱タールであ
る。レギユラーおよび特級コークスを製造する類
似の方法は米国特許第3472761に開示されている。
レギユラーコークスの代表的製法はKasch et al
の論文“The oil and Journal”1956年１月２日
に記載されている。 本発明によれば外部から熱タールを供給するこ
となく一定の特性を有する常圧蒸留残油から100
パーセント特級コークスを連続的に製造する方法
が提供される。 この方法において原料は最初に製造された熱タ
ールと混合され、ついでコーカー精留塔へ供給さ
れる。コーカー精留塔からの底留出物はコーカー
加熱炉へ送られ、ここで約910〜945゜F（488〜507
℃）のコーキング温度まで加熱され、ついで35〜
100paig（2.50〜7.03Kg／cm²）のような適切な圧力
に維持されているコークスドラムに移送され、こ
こで特級デイレードコーキングプロセスが生ず
る。 コーカー軽油を含有するコークスドラムからの
蒸気はコーカー精留塔へ帰還し、ここで約400〜
650゜F（204〜343℃）の沸点を有する軽質軽油と
650゜F（343℃）留分から成る重質軽油とに分離す
る。軽質コーカー軽油は熱分解精留塔へ送られ、
そしてここからさらに軽質軽油分解炉へ送られ、
ここで得られた生成物は熱分解精留塔へ帰還す
る。コーカー精留塔からの重質コーカー軽油は熱
分解精留塔へ送られ、ここからさらに重質軽油分
解炉へ供給され、ここで分解されて熱分解精留塔
へ帰還する。軽質油分解炉および重質油分解炉か
らの熱タール混合物は熱分解精留塔の底から回収
されそしてコーカー精留塔へ帰還しここで常圧蒸
留残油と混合されて、ここで上述の一連のサイク
ルが終了する。コークスドラム内で生成したコー
クスはコークスドラムの底から回収され、そして
さらに加工されて電気炉製鋼用の電極に適したコ
ークスを得る。本発明方法によつて得られるコー
クスの全ては上記電極用に適した特級コークスで
あり、上記米国特許No.3472761のように特級コー
クスとレギユラーコークスとを同時に得るもので
はない。特級コークスはレギユラーコークスより
も極めて高価であり、そして特級コークスのみを
製造することのできる本発明の能力は極めて望ま
しいものであり、そして外部から供給される原料
が通常、特級コークスの製造に不適当であると考
えられていた常圧蒸留残油であることを考慮した
場合、全く予期できないものである。 本発明の目的は常圧蒸留残油がゆいつの新鮮な
原料として用いられ、そしてゆいつのコークス生
成物として特級コークスを製造することのできる
方法を提供することである。 本発明で用いる原料は常圧蒸留残油であつてそ
のAPI比重は20〜30であり、コンラドソン残油炭
素分（CCR）は6.0重量％以下であり、そして
ASTM法Ｄ―1160に基づく沸点分布は下記の通
りである。

【表】

【表】 常圧蒸留残油は新鮮な原油を実質的に大気圧下
で蒸留することによつて得られ、そしてこの蒸留
は一般に原油精製法における最初の工程である。
常圧蒸留は原油の低沸点成分（約400〜650゜F）を
除去する。上述の特性を有する常圧蒸留残油のみ
が本発明の方法に好ましく用いられる。多くの常
圧蒸留残油は上述の特性の全てを有しておらず、
したがつて本発明の方法を満足させない。本発明
に必要な特性を有する常圧蒸留残油の一例は
Minas原油から得られるものであつて、下記の特
性を有する。 比重（API） 27.9 コンラドソン残留炭素分 4.6

【表】 本発明におけるコーキングおよび熱分解工程の
条件は特級コークスおよび熱タールを製造する従
来の条件と同じである。 即ち本発明の特徴はコーキング又は熱分解の分
野における新しい操作条件にあるのではなくゆい
つのコークス生成物として特級コークスを製造す
る組合されたコーキングおよび熱分解法に特定の
性質を有する原料が外部からゆいつの原料として
使用可能であることを見出したことにある。 本発明方法を用いる代表的なプラントは完全な
全装備型固定式バツテリーリミツトプラントとし
て述べられる。このプラントはデイレードコーカ
ー装置、熱分解装置、製品処理機能を持つたガス
回収装置、コークス〓焼装置、ユーテイリテイー
設備、出荷設備を有する原料および製品貯蔵タン
クから構成される。本発明は100パーセント常圧
蒸留残油から成る原料から100パーセント特級コ
ークスを製造することができ、この原料に対して
10容量％までのエチレンタールを随意に添加する
ことができる。コークス以外にも本方法は燃料ガ
ス、プロパン、ブタン、ナフサ、燃料留分、その
他の炭化水素製品を製造する。従来、特級コーク
ス製造用の熱タールはレギユラーコークスを製造
するためのコーキングプロセスから得られるレギ
ユラーコーカー軽油から製造されていた。 本発明においては連続的方法が採用され、この
方法においてシステムへ供給される原料の全ては
常圧蒸留残油であり、そして使用される熱タール
は従来のようにレギユラーコーキング操作で外部
的に製造されるものではなく、内部的に製造され
る。 本発明の方法を第１図の実施例について以下説
明する。 上述の特性を有する常圧蒸留残油は線２０を介
してコーカー精留塔２１へ供給される。10容量パ
ーセント以下のエチレンタールが随意に上記蒸留
残油に添加されてもよい。エチレンタールはエチ
レンを製造するための通常の石油化学プロセスか
ら得られた残油であつて、しばしば特級コーカー
原料として小量用いられる。コーカー精留塔２１
からの軽質軽油および重質軽油は熱分解精留塔１
３および分解炉１７，１９から成る熱分解ユニツ
トへそれぞれ線２２および線２３を介して供給さ
れる。軽質および重質軽油は熱分解精留塔１３か
らそれぞれ軽質油分解炉１７および重質油分解炉
１９へ送られ、そこでそれぞれ熱分解されて、熱
分解精留塔１３へ帰還する。上記２種の軽油はコ
ーカー精留塔２１から上記分解炉１７，１９へ、
もし望むならば、直接に移送されてもよい。分解
炉１７，１９からのタールは熱分解精留塔１３の
底から取り出され、コーカー精留塔２１へ外部か
ら供給される原料に線２４を介して添加される。
コーカー精留塔２１の底から取り出された熱ター
ルおよび外部原料の重質成分はコーカー加熱炉５
へ送られ、ここでコークス化温度にまで加熱され
る。コーカー加熱炉５で加熱された物質はコーク
スドラム７の一つに送られる。コークスドラム７
からの塔頂留出物は線２５を介してコーカー精留
塔２１へ帰還する。コーカー精留塔２１の頂部か
らガソリンのような高軽質留分とガス生成物が取
り出されて、セパレーター３を介して回収され
る。熱分解精留塔１３の頂部からその他の高軽質
成分が取り出され、これらはセパレーター１５お
よび燃料油ストリツパー９を介して回収される。 この第１図に示す方法の操作は特開昭49−
33901、第４頁左上欄第５行目以下に記載のもの
と同様であり、その代表的な操作は以下の通り実
施される。 約20〜30゜API比重および上述のコンラドソン
残留炭素分および沸点分布を有する常圧蒸蒸留残
油は約815.6℃に熱交換により予熱された後、コ
ーカー精留塔２１の底部へ通される。コーカー精
留塔底部の温度は約842.3〜898℃に維持されてい
る。 熱分解精留塔１３から回収された8.0〜5.0゜API
比重を有する442℃の熱タールが常圧蒸留残油と
ともにコーカー精留塔２１の底部に供給される。
常圧蒸留残油を含有するコーカー精留塔２１の塔
底油はコーカー加熱炉５へ圧送され、ここで約
885℃498℃に加熱される。コーカー加熱炉５へ圧
送された上記塔底油の比重は約14〜16゜APIであ
る。コーカー加熱炉５から出た上記塔底油は約
4.57〜5.28Kg／cm²の圧力で操作されている２個の
コークスドラム７内の１個に通される。上記２個
のコークスドラム７の運転は通常24時間サイクル
であつて、一方のドラムに上記塔底油が通されて
いる間に、残りのドラムからは生成堆積したコー
クスが取り出される。コークストラム７頂部から
出た塔頂蒸気はコーカー精留塔２１のフラツシユ
ゾーン（fiash zone）へ回帰する。コークスドラ
ム内で生成したコークスは取り出された後、さら
に〓焼塔の処理を受ける。〓焼されたコークスは
電極および冶金炉としての用途に適した品質を有
している。約14〜18゜API比重を有する重質コー
カー軽油と、約85〜89゜API比重を有する軽質コ
ーカー軽油がコーカー精留塔２１内で生成する。
重質コーカー軽油および軽質コーカー軽油は熱分
解精留塔１３へ通される。コーカー精留塔２１か
らの塔頂留出油はコーカー湿性ガスおよびコーカ
ーナフサである。コーカー精留塔２１は軽質およ
び重質コーカー軽油を処理してタールおよび軽質
製品を生成させる。２種の分解加熱炉が使用さ
れ、その内の一つである重質軽油加熱炉１９は重
質軽油をおだやかな状態で熱分解し、一方軽質軽
油加熱炉１７は重質軽油を厳しい条件で熱分解す
る。熱分解精留塔１３からの製品は湿性ガス、熱
ナフサ、燃料留分、およびストリツプされていな
い熱タールである。上記２種の分解加熱１７，１
９からの導出物は熱分解精留塔１３の重質軽油パ
ン（Pan）の直下に位置するフラツシユゾーン
（fiash zone）に導入される。このフラツシユゾ
ーンの温度は熱タール中の軽油の量を最小にする
ように制御される。コークストラム７からの生コ
ークスは〓焼装置でさらに処理される。〓焼され
たコークスの収率は約80％である。コーカー加熱
炉５は出口温度約496〜502℃で運転されている。
コークスドラム７は約4.57〜5.28Kg／cm²の圧力お
よび約452〜460℃の出口温度で運転されている。 本発明の他の実施例を第２図に基づいて説明す
る。この実施例は上記常圧蒸留残油がコーカー精
留塔２１へ供給される以前に減圧蒸留塔２６で処
理されることを除いては上記第１図に基づく実施
例と操作条件について実質的に同一である。減圧
蒸留塔２６の底から減圧残油留分が取り出されて
線２０を介してコーカー精留塔２１へ送られる。
減圧蒸留塔２６の塔頂留出物は線２７を介して熱
分解精留塔１３へ供給される。減圧蒸留塔２６の
使用はコーカー精留塔２１およびコーカー加熱炉
５で処理すべき物質の量を減少させる。その結
果、常圧蒸留残油の軽油留分はコーカー精留塔２
１およびコーカー加熱炉５で処理される必要がな
く、直接に熱分解精留塔１３とその後に分解炉１
７，１９へ供給されるため、操作効率の向上が得
られる。この実施例におけるコーキングおよび熱
分解の条件は第１図に基づく最初の実施例と同じ
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のフローシートであ
り、第２図は他の実施例のフローシートである。 ２１…コーカー精留塔、５…コーカー加熱炉、
７…コークスドラム、１３…熱分解精留塔、１７
…軽質軽油分解炉、１９…重質軽油分解炉、２６
…減圧蒸留塔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 90〜100容量％の常圧蒸留残油と、10容
   量％以下のエチレンタールとから成る原料をコ
   ーカー精留塔へ供給する工程（但し、上記常圧
   蒸留残油は20〜30のAPI比重と6.0％以下のコ
   ンラドソン残留炭素分を有し、そして下記の沸
   点分布を有する）； 容量パーセント 温度（℃） ５ 232―371 10 260―399 20 299―438 30 332―471 40 354―504 50 382―532 60 482＋ (b) 上記コーカー精留塔からの底留出物をコーカ
   ー加熱炉へ移送し、この底留出物をコークス化
   温度まで加熱する工程； (c) 上記加熱された底留出物を特級コークス化条
   件に維持されているコークスドラムに供給して
   この内部に特級コークスを生成させる工程； (d) 上記コークスドラムから塔頂留出蒸気を上記
   コーカー精留塔へ移動する工程； (c) 上記コーカー精留塔から軽油を回収して、こ
   れを熱分解ユニツトに供給し、この軽油を熱分
   解炉手段内で熱分解して熱タールを含有する熱
   分解流出物を得る工程； (f) 上記熱分解炉手段からの流出物を熱分解精留
   塔へ供給する工程； (g) 上記熱分解精留塔からの熱タールを回収し、
   そしてこの熱タールと上気常圧蒸留残油を合体
   する工程； (h) 上記各工程を通して得られる唯一のコークス
   生成物である特級コークスを上記コークスドラ
   ムから回収する工程； を含む常圧蒸留残油から特級コークスを製造する
   方法において； 上記常圧蒸留残油を上記(a)の工程前に最初に減
   圧蒸留塔へ供給し、ここで減圧蒸留残油留分と軽
   油留分とに分離し、上記減圧蒸留残油留分は上記
   コーカー精留塔へ、そして上記軽油留分は上記熱
   分解ユニツトへそれぞれ供給するようにしたこと
   を特徴とする方法。 ２ 上記軽油は軽質軽油と重質軽油とから成る特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 上記軽質および重質軽油は上記熱分解炉手段
   へ供給される前に上記熱分解精留塔へ供給される
   特許請求の範囲第２項記載の方法。 ４ 上記熱分解炉手段は軽質軽油分解炉と重質軽
   油分解炉とからなる特許請求の範囲第３項記載の
   方法。 ５ 上記減圧蒸留塔からの上記軽油留分は上記熱
   分解精留塔へ供給される特許請求の範囲第４項記
   載の方法。