KR20220123095A - 침상 코크스의 제조 시스템 및 방법 - Google Patents

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카이 치아오
렌칭 추
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티엔주오 첸
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차이나 페트로리움 앤드 케미컬 코포레이션
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Abstract

침상 코크스 제조 시스템 및 상기 시스템을 이용한 침상 코크스 제조 방법이 개시되며, 상기 시스템은: 코크스 타워, 압력 안정화 타워, 버퍼 탱크 및 코킹 분별 타워를 포함하고, 압력 제어기가 상부의 압력을 조정하기 위해 압력 안정화 타워의 상부에 제공되며, 코크스 타워의 오일 가스 배출구는 파이프라인을 통해 압력 안정화 타워의 오일 가스 유입구와 연통되며, 코크스 타워의 상부의 압력을 조정하기 위한 압력 제어기가 코크스 타워 또는 코크스 타워를 압력 안정화 타워에 연결하는 오일 가스 파이프라인에 제공되지 않는다. 상기 시스템 및 방법은 침상 코크스 제조 공정의 작동 안정성을 개선할 수 있으며, 전체 반응 기간에서, 코킹 분별 유닛의 처리량의 변동이 작고, 분리 정밀도가 높으며, 코크스 타워의 압력을 제어하기 쉽고, 전체 시스템의 작동 안정성이 크게 개선된다.

Description

침상 코크스의 제조 시스템 및 방법
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2019년 12월 31일에 발명의 명칭 "침상 코크스 제조 공정의 안정성을 개선하기 위한 방법 및 시스템"으로 출원된 중국 특허 출원 번호 201911423745.8에 대한 우선권을 주장하며, 그 내용은 전체가 본 명세서에 참고로 편입된다.
본 출원은 침상 코크스(needle coke) 제조 분야에 관한 것이며, 특히 안정성이 개선된 침상 코크스를 제조하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
침상 코크스의 제조는 전형적으로 지연 코크스 공정으로 수행되지만, 기존의 지연 코크스 공정과 다른 제조 공정에서 온도-변화 작동(operation)이 채택되고, 침상 코크스의 형성은 액상 탄화 이론을 따른다.
CN103184057A는 코크스 타워의 온도를 코킹 로(coking furnace)의 배출구 온도를 제어하여 390-510℃로 제어하고 유지하는 온도 변화 작동에 의한 침상 코크스의 제조 방법을 개시한다. 제1 반응 단계에서 코크스 타워의 온도는 390-460℃이고 중간상 액정이 시스템에서 형성되며; 제2 반응 단계에서, 코크스 타워의 온도가 450-480℃로 상승되고 중간상(intermediate phase) 액정이 응고(solidify)되기 시작하며, 제3 반응 단계에서, 코크스 타워의 온도는 460-510℃로 상승되고 중간상 액정은 완전히 응고되어 침상 코크스를 형성한다.
CN104560152A는 코킹 로의 배출구 온도가 430-520℃의 범위 내에서 제어되고, 코크스 타워의 압력을 0.1-3.0 MPa의 범위 내에서 제어되는, 온도- 및 압력-변화 작동에 의한 침상 코크스의 제조 방법을 개시한다. 제1 반응 단계에서, 노의 배출구 온도는 저온에서 480ºC로 상승되고, 코크스 타워의 압력은 1.5MPa로 유지되며; 제2 반응 단계에서, 노의 배출구 온도가 지속적으로 상승되고, 코크스 타워의 압력이 점차적으로 0.5MPa로 감소된 다음 일정하게 유지되어 침상 코크스가 형성된다.
침상 코크스 제조 공정의 온도- 및 압력-변화 특성으로 인해, 침상 코크스의 산업적 제조가 매우 어렵고 디바이스 작동이 불안정하다. 초기 반응 단계에서, 공급원료는 더 낮은 온도에서 코크스 타워에 공급되고, 온화한 반응이 일어나고, 상대적으로 더 적은 양의 오일 가스가 생성되며, 코크스 타워의 액량(liquid amount)은 지속적으로 증가하며; 반응이 진행됨에 따라, 노의 온도가 점차 상승하고, 코크스 타워의 온도가 점차 코킹 온도(coking temperature)까지 증가하여, 격렬한 열분해(thermal cracking) 및 열중축합 반응이 일어나고, 다량의 오일 가스가 분별 시스템으로 배출되며; 반응의 종료시, 코크스 타워에서 물질이 실질적으로 응고되어 침상 코크스를 형성하고, 발생된 오일 가스의 양이 감소한다. 전체 반응 기간에서, 코크스 타워의 상부에서 배출된 오일 가스양의 변동이 크고, 코크스 타워의 상부의 압력 제어 시스템의 조정범위가 넓고, 압력 제어 시스템이 항상 적절한 작동 범위에서 유지될 수 없고; 또한, 분별 유닛의 처리량이 크게 변동하여 결과적으로 분리 효과가 저조하고 작업 안정성에 영향을 미친다.
종래 기술의 결점과 관련하여, 본 출원은 신규한 침상 코크스 제조 시스템 및 방법을 제공하며, 이에 의해 침상 코크스 제조 공정의 안정성이 개선될 수 있고, 전체 반응 기간에서, 코킹 분별 유닛(coking fractionation unit)은 처리량의 변동이 적고 분리 정밀도가 높으며, 코크스 타워의 압력을 조절하기 쉽기 때문에 전체 시스템의 작동 안정성이 크게 개선된다.
일 측면에서, 본 출원은 침상 코크스 제조 시스템으로서:
공급원료 유입구 및 오일 가스 배출구가 제공된 코크스 타워로서, 여기서 탄화수소-함유 공급원료가 반응하여 침상 코크스 및 오일 가스가 제조되는 코크스 타워;
오일 가스 유입구, 오버헤드 경질 분획(overhead light fraction) 배출구, 하부 오일(bottom oil) 배출구 및 사이클 오일(cycle oil) 유입구가 제공된 압력 안정화 타워로서, 여기서 코크스 타워로부터 오일 가스가 수용되고(received) 오버헤드 경질 분획 및 하부 오일로 분리되며, 압력 제어기가 상부의 압력을 조정하기 위해 압력 안정화 타워의 상부(top)에 제공되는, 압력 안정화 타워;
압력 안정화 타워로부터 하부 오일을 수용하고 완충 작용(buffering action)을 제공하기 위한, 유입구, 제1 하부 오일 배출구 및 제2 하부 오일 배출구가 제공된 버퍼 탱크; 및
유입구, 경유 배출구 및 중유 배출구가 제공된 코킹 분별 타워(coking fractionation tower)로서, 여기서 버퍼 탱크로부터 하부 오일이 수용되고 경유와 중유로 분리되는, 코킹 분별 타워를 포함하며;
코크스 타워의 오일 가스 배출구는 파이프라인을 통해 압력 안정화 타워의 오일 가스 유입구와 연통하고, 코크스 타워의 상부의 압력을 조정하기 위한 압력 제어기가 코크스 타워 또는 코크스 타워를 압력 안정화 타워에 연결하는 오일 가스 파이프라인에 제공되지 않으며,
버퍼 탱크의 유입구는 압력 안정화 타워의 하부 오일 배출구와 연통하고, 버퍼 탱크의 제1 하부 오일 배출구는 제공된 온도 조정기(temperature adjuster)가 있는 파이프라인을 통해 압력 안정화 타워의 사이클 오일 유입구와 연통하며, 버퍼 탱크의 제2 하부 오일 배출구는 코킹 분별 타워의 유입구와 연통하고,
선택적으로, 코킹 분별 타워의 중유 배출구는 코크스 타워의 공급원료 유입구와 연통하는, 침상 코크스 제조 시스템을 제공한다.
또 다른 측면에서, 본 출원은 본 출원의 시스템을 사용한 침상 코크스의 제조 방법으로서:
(1) 가열된 탄화수소-함유 공급원료를 코크스 타워에서 반응시켜 침상 코크스 및 오일 가스를 얻는 단계;
(2) 코크스 타워로부터의 오일 가스를 압력 안정화 타워에서 분리하여 오버헤드 경질 분획(overhead light fraction) 및 하부 오일을 얻는 단계;
(3) 하부 오일을 압력 안정화 타워에서 버퍼 탱크로 보내고, 버퍼 탱크에서 하부 오일의 두 개의 스트림을 인출하는 단계;
(4) 온도 조정 후에 하부 오일의 제1 스트림을 버퍼 탱크에서 압력 안정화 타워로 복귀시키는 단계(returning);
(5) 하부 오일의 제2 스트림을 버퍼 탱크에서 코킹 분별 타워로 보내고, 여기서 상기 스트림이 경유와 중유로 분리되고, 선택적으로 추가 반응을 위해 중유를 코크스 타워로 복귀시키는 단계
를 포함하며,
상기 압력 안정화 타워의 상부의 압력은 압력 안정화 타워의 상부의 압력 제어기에 의해 조정되어, 코크스 타워의 상부의 압력이 설정값으로 유지되는, 침상 코크스의 제조 방법을 제공한다.
종래 기술과 비교하여, 침상 코크스의 제조 시스템 및 방법은 다음과 같은 장점을 갖는다:
(1) 종래 기술에서, 침상 코크스(needle coke) 제조 기간 전체에서, 코크스 타워의 오일 가스 배출 레이트(discharge rate)의 변동이 크고, 코크스 타워의 압력은 코크스 타워의 상부의 압력 제어기에 의해 조정되며, 압력 제어기의 작동 범위가 넓어서, 반응 시스템의 작동이 크게 변동하고 불안정하다. 본 출원에서는, 압력 안정화 타워가 코크스 타워의 하류에 제공되고 압력 제어기가 압력 안정화 타워의 상부에 제공되고, 코크스 타워의 상부의 오일 가스 배출구가 압력 안정화 타워의 오일 가스 유입구와 연통하고, 압력 제어기가 코크스 타워 또는 코크스 타워를 압력 안정화 타워에 연결하는 오일 가스 파이프라인에 제공되지 않으므로, 코크스 타워의 상부의 압력과 압력 안정화 타워의 상부의 압력이 밀접하게 연관되어, 압력 안정화 타워의 상부의 압력을 조정하여 코크스 타워의 상부의 압력을 제어할 수 있다. 한편, 코크스 타워의 상부에서 배출되는 오일 가스의 양에 비해, 압력 안정화 타워의 상부에서 배출되는 경질 분획의 양이 훨씬 적어, 압력 제어기의 작동 범위가 크게 감소되고, 압력 제어기가 최적의 작동 범위 내에서 안정적으로 유지될 수 있어, 코크스 타워의 상부의 압력을 안정적으로 제어하는데 유리하다.
(2) 코크스 타워로부터의 오일 가스의 일부는 본 출원에 제공된 압력 안정화 타워에서 응축될 수 있으므로, 압력 안정화 타워의 오버헤드 경질 분획의 플로우 레이트(flow rate)가 코크스 타워의 상부의 오일 가스 플로우 레이트보다 작으며, 압력 안정화 타워의 상부의 압력이 오버헤드 성분의 플로우 레이트를 통해 제어되는 경우, 플로우 제어 밸브의 스위치 범위가 상대적으로 작아서, 시스템에서의 압력의 변동이 감소될 수 있다. 또한, 침상 코크스 제조 공정 동안 제조된 오일 가스의 양이 지속적으로 변하기 때문에, 타워 내부의 압력을 유지하기 위해 압력 제어 밸브를 지속적으로 조정해야 한다. 압력 제어 밸브가 코크스 타워의 상부에 제공되는 경우, 밸브 개방(opening)에 큰 변화가 필요할 수 있으며, 코크스 타워의 상부의 오일 가스의 온도가 420℃ 이상에 도달할 수 있고, 코킹이 쉽게 발생할 수 있다. 압력 제어 밸브가 압력 안정화 타워의 상부에 제공되는 경우, 밸브의 개방에 단지 작은 변화만이 필요하며, 경질 분획의 온도가 상대적으로 낮고, 코킹 경향이 감소되어, 디바이스의 전반적인 작동 안정성이 개선되고, 디바이스의 가동 기간이 연장될 수 있다.
(3) 본 출원의 시스템 및 방법에서, 압력 안정화 타워 및 버퍼 탱크의 협력 작동 및 온도-조정된 하부 오일의 재순환(recycling)을 통해 압력 안정화 타워의 액체 레벨이 조정되고 이의 작동 온도가 합리적인 범위 내에서 변동되도록 보장되어, 압력 안정화 타워의 상부의 압력이 설정값으로 유지되도록 보장된다.
(4) 코크스 타워의 상부에서 배출된 오일 가스가 코킹 분별 타워로 직접 보내지는 종래 기술에 비해, 본 출원에서는 하부 오일이 버퍼 탱크에서 코킹 분별 타워로 인출(withdrawing)됨으로써, 분별 타워의 작동 변동이 크게 감소될 수 있고, 분리 정밀도가 개선될 수 있다. 한편, 전체 제조 기간에서, 하부 오일은 필요에 따라, 특정 플로우 레이트로 분별 타워로 보내질 수 있으므로, 공급 레이트의 불안정으로 인한 분별 타워의 작동에 대한 악영향이 제거될 수 있고; 한편, 오일 가스 중의 경질 액체의 일부 및 비-응축성 가스와 하부 오일로부터 제거되어, 분별 타워로의 공급물의 특성 변동이 감소된다.
도 1은 본 출원의 침상 코크스의 제조 시스템 및 방법의 바람직한 구현예의 개략도이다.
도 2는 반응 시간의 함수로서 코킹 분별 타워로의 공급물에서 액체 성분의 5% 증류 온도의 플롯을 나타낸다.
도 3은 실시예 1에 대하여 반응 시간의 함수로서 코킹 분별 타워의 부하(load)의 플롯을 나타낸다.
도 4는 실시예 2에 대하여 반응 시간의 함수로서 코킹 분별 타워의 부하의 플롯을 나타낸다.
도 5는 비교예 1에 대하여 반응 시간의 함수로서 코킹 분별 타워의 부하의 플롯을 나타낸다.
도 6은 비교예 2에 대하여 반응 시간의 함수로서 코킹 분별 타워의 부하의 플롯을 나타낸다.
이하, 본 출원을 구체적인 구현예 및 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 기재한다. 본 출원의 특정 구현예는 단지 예시 목적으로 제공되며 어떠한 방식으로든 제한하려는 의도가 아님에 유의해야 한다.
본 출원의 맥락에서 기재된, 수치 범위의 끝점을 포함하는 임의의 특정 수치 값은 그 정확한 값으로 제한되지 않지만, 상기 정확한 값에 가까운 모든 값, 예를 들어 상기 정확한 값의 ±5% 이내의 모든 값을 추가로 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 본원에 기재된 임의의 수치 범위와 관련하여, 범위의 끝점 사이, 각 끝점과 범위 내의 임의의 특정 값 사이, 또는 범위 내의 임의의 2개의 특정 값 사이에서 임의의 조합을 만들어 하나 이상의 새로운 수치 범위(들)를 제공할 수 있으며, 상기 새로운 수치 범위(들)는 또한 본 출원에서 구체적으로 기재된 것으로 간주되어야 한다.
달리 명시되지 않는 한, 본원에서 사용된 용어는 당업계의 통상의 지식을 가진 자에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지며; 용어가 본원에서 정의되고 그 정의가 당업계의 일반적인 이해와 다른 경우, 본원에서 제공된 정의가 우선한다.
본 출원의 맥락에서, 용어, "코크스 타워"는 코킹 반응(coking reaction)을 통해 탄화수소-함유 공급원료로부터 침상 코크스를 제조하기 위한 반응 장치를 말하며, 이는 당업계에서 통상적으로 사용되는 임의의 형태일 수 있으며, 이에 대한 본 출원에서 특별히 제한되지 않는다.
본 출원의 맥락에서, 용어, "코킹 분별 타워(coking fractionation tower)"는 코킹 반응 동안 생성된 오일 가스를 분별 증류에 의해 분리하는 장치를 말하며, 이는 당업계에서 통상적으로 사용되는 임의의 형태일 수 있으며, 이에 대한 본 출원에서 특별히 제한되지 않는다.
본 출원의 맥락에서, 용어, "경유(light oil)"는 코킹 분별 타워의 상부에서 얻어지는 상대적으로 끓는점이 더 낮은 성분을 지칭하고, 용어, "중유(heavy oil)"는 코킹 분별 타워의 하부에서 얻어지는 상대적으로 끓는점이 더 높은 성분을 지칭하며, 경유와 중유 사이의 컷 포인트(cut point)는 실제 필요에 따라 선택할 수 있다. 전형적으로, "경유"의 95% 증류 온도(distillate temperature)는 약 300-400℃, 바람직하게는 약 320-360℃이고, "중유"의 5% 증류 온도는 "경유"의 95% 증류 온도보다 약 3℃ 이상 더 높게 제어된다.
본 출원의 맥락에서, 명시적으로 언급된 사항 이외에, 언급되지 않은 임의의 사항 또는 사항들은 임의의 변경 없이 당업계에 알려진 것과 동일한 것으로 간주된다. 더욱이, 본원에 기재된 임의의 구현예는 본원에 기재된 다른 하나 이상의 구현예와 자유롭게 조합될 수 있으며, 이렇게 얻어진 기술적 해결방안 또는 아이디어는 본 출원의 원래 개시사항 또는 원래 설명의 일부로 간주되며, 그러한 조합이 명백히 비합리적이라는 것이 당업자에게 명백하지 않는 한, 본원에 개시되거나 예상되지 않은 새로운 사항으로 여겨져서는 안된다.
교과서 및 학술지 논문을 포함하지만 이에 제한되지 않는, 본원에 인용된 모든 특허 및 비특허 문헌은 그 전체가 참고로 본원에 편입된다.
제1 측면에서, 본 출원은 침상 코크스 제조 시스템으로서:
공급원료 유입구 및 오일 가스 배출구가 제공된 코크스 타워로서, 여기서 탄화수소-함유 공급원료가 반응하여 침상 코크스 및 오일 가스가 제조되는 코크스 타워;
오일 가스 유입구, 오버헤드 경질 분획(overhead light fraction) 배출구, 하부 오일(bottom oil) 배출구 및 사이클 오일(cycle oil) 유입구가 제공된 압력 안정화 타워로서, 여기서 코크스 타워로부터 오일 가스가 수용되고 오버헤드 경질 분획 및 하부 오일로 분리되며, 압력 제어기가 상부의 압력을 조정하기 위해 압력 안정화 타워의 상부(top)에 제공되는, 압력 안정화 타워;
압력 안정화 타워로부터 하부 오일을 수용하고 완충 작용을 제공하는, 유입구, 제1 하부 오일 배출구 및 제2 하부 오일 배출구가 제공된 버퍼 탱크; 및
유입구, 경유 배출구 및 중유 배출구가 제공된 코킹 분별 타워로서, 여기서 버퍼 탱크로부터 하부 오일이 수용되고 경유와 중유로 분리되는, 코킹 분별 타워를 포함하며;
코크스 타워의 오일 가스 배출구는 파이프라인을 통해 압력 안정화 타워의 오일 가스 유입구와 연통하고, 코크스 타워의 상부의 압력을 조정하기 위한 압력 제어기가 코크스 타워 또는 코크스 타워를 압력 안정화 타워에 연결하는 오일 가스 파이프라인에 제공되지 않으며,
버퍼 탱크의 유입구는 압력 안정화 타워의 하부 오일 배출구와 연통하고, 버퍼 탱크의 제1 하부 오일 배출구는 제공된 온도 조정기가 있는 파이프라인을 통해 압력 안정화 타워의 사이클 오일 유입구와 연통하며, 버퍼 탱크의 제2 하부 오일 배출구는 코킹 분별 타워의 유입구와 연통하고,
선택적으로, 코킹 분별 타워의 중유 배출구는 코크스 타워의 공급원료 유입구와 연통하는, 침상 코크스 제조 시스템을 제공한다.
본 출원의 시스템에서, 코크스 타워의 상부의 오일 가스 배출구는 압력 안정화 타워의 오일 가스 유입구와 연통하고, 압력 제어기가 코크스 타워 또는 코크스 타워를 압력 안정화 타워에 연결하는 오일 가스 파이프라인에 제공되지 않으므로, 코크스 타워의 상부의 압력과 압력 안정화 타워의 상부의 압력이 밀접하게 연관되어 있어, 코크스 타워의 상부의 압력이 압력 안정화 타워의 상부의 압력 조정을 통해 제어될 수 있다.
본 출원에 따르면, 압력 안정화 타워는 코크스 타워로부터 오일 가스를 수용하고 이를 오버헤드 경질 분획 및 하부 오일로 분리하는데 적합한 임의의 장치일 수 있으며, 이는 이로써 제한되는 것은 아니지만, 증류 분야에서 통상적으로 사용되는 트레이드 컬럼, 충전 컬럼 등을 포함하며, 이에 대한 본 출원에서 특별히 제한되지 않는다.
본 출원에 따르면, 압력 안정화 타워의 상부에 제공된 압력 제어기는 코킹 분야에서 통상적으로 사용되는 일반적인 장치로서, 압력 안정화 타워의 상부의 압력을 효과적으로 조절할 수 있는 한 이에 대한 본 출원에서 특별히 제한되지 않는다. 바람직한 구현예에서, 상기 압력 안정화 타워의 상부의 압력 제어기는, 상기 압력 안정화 타워의 상부에서 배출되는 경질 분획의 플로우 레이트를 조정하여, 예를 들어, 경질 분획 배출 파이프라인의 밸브의 개방을 조정하여 압력 안정화 타워의 상부의 압력을 조절할 수 있고, 결국 코크스 타워의 상부의 압력을 설정값으로 유지한다.
바람직한 구현예에서, 적어도 2개의 코크스 타워가 제공되고, 반응 단계에 있는 적어도 하나의 코크스 타워 및 디코킹 단계(decoking stage)에 있는 적어도 하나의 코크스 타워가 항상 있다.
본 출원에 따르면, 버퍼 탱크는 압력 안정화 타워로부터 하부 오일을 수용하고 완충 작용을 제공하기에 적합한 임의의 장치, 예컨대 기존의 오일 탱크일 수 있으며, 이에 대한 본 출원에서 특별히 제한되지 않는다.
바람직한 구현예에서, 시스템은 코크스 타워로 공급될 탄화수소-함유 공급원료를 가열하기 위한 노를 추가로 포함한다.
바람직한 구현예에서, 시스템은 코크스 타워로 공급될 탄화수소-함유 공급원료를 얻기 위해 탄화수소-함유 초기 공급원료를 하이드로처리(hydrotreating)하기 위한 수소화 반응기(hydrogenation reactor)를 추가로 포함한다.
제2 측면에서, 본 출원은 본 출원은 본 출원의 시스템을 사용한 침상 코크스의 제조 방법으로서:
(1) 가열된 탄화수소-함유 공급원료를 코크스 타워에서 반응시켜 침상 코크스 및 오일 가스를 얻는 단계;
(2) 코크스 타워로부터의 오일 가스를 압력 안정화 타워에서 분리하여 오버헤드 경질 분획 및 하부 오일을 얻는 단계;
(3) 하부 오일을 압력 안정화 타워에서 버퍼 탱크로 보내고, 버퍼 탱크에서 하부 오일의 두 개의 스트림을 인출하는 단계;
(4) 온도 조정 후에 하부 오일의 제1 스트림을 버퍼 탱크에서 압력 안정화 타워로 복귀시키는 단계;
(5) 하부 오일의 제2 스트림을 버퍼 탱크에서 코킹 분별 타워로 보내고, 여기서 스트림이 경유와 중유로 분리되고, 선택적으로 추가 반응을 위해 중유를 코크스 타워로 복귀시키는 단계
를 포함하며,
상기 압력 안정화 타워의 상부의 압력은 압력 안정화 타워의 상부의 압력 제어기에 의해 조정되어, 코크스 타워의 상부의 압력이 설정값으로 유지되는, 침상 코크스의 제조 방법을 제공한다.
바람직한 구현예에서, 단계(1) 이전에, 상기 방법은 단계(1)에서 사용된 탄화수소-함유 공급원료를 얻기 위해 탄화수소-함유 초기 공급원료를 하이드로처리(hydrotreating)하는 단계(0)을 추가로 포함한다.
본 출원에 따르면, 탄화수소-함유 초기 공급원료는 하이드로처리 후에 침상 코크스의 제조에 적합한 임의의 공급원료일 수 있으며, 이에 대한 본 출원에서 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 탄화수소-함유 초기 공급원료는 접촉 분해 슬러리 오일(catalytic cracking slurry oil), 접촉 분해 디캔트 오일(catalytic cracking decant oil), 에틸렌 타르, 열 분해 잔류물(thermal cracking residue), 콜타르(coal tar), 콜타르 피치, 및 이들의 임의의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있으며, 바람직하게는 접촉 분해 슬러리 오일이다.
추가의 바람직한 구현예에서, 하이드로처리 단계(0) 전에, 상기 방법은 탄화수소-함유 초기 공급원료를 고형물 제거 처리에 적용하는 단계를 추가로 포함한다. 고형물 제거 처리는 예를 들어 여과, 원심 침전(centrifugal sedimentation), 진공 증류, 용매 추출 및 이들의 임의의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있는 임의의 적합한 수단에 의해 수행될 수 있다.
본 출원에 따르면, 하이드로처리 단계(0)는 당업계에서 통상적으로 사용되는 수소화 반응기를 이용하여 수행될 수 있으며, 이에 대해 본 출원에서 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 수소화 반응기(hydrogenation reactor)는 고정층 수소화 반응기, 에뷸레이트층 수소화 반응기(ebullated bed hydrogenation reactor), 서스펜드층 수소화 반응기(suspended bed hydrogenation reactor), 이동층 수소화 반응기(moving bed hydrogenation reactor), 및 이들의 임의의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있으며, 바람직하게는 고정층 수소화 반응기이다.
본 출원에 따르면, 하이드로처리 단계(0)는 당업계에서 통상적으로 사용되는 임의의 수소화 촉매(hydrogenation catalyst)를 사용하여 수행될 수 있으며, 이에 대해 본 출원에서 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 수소화 촉매는 기존의 중유 하이드로처리 촉매일 수 있으며, 이 촉매의 담체는 전형적으로 알루미나와 같은 무기 산화물이고 활성 성분은 VIB족 및/또는 VIII족 금속의 산화물, 예컨대 Mo, W, Co, Ni 등의 산화물이다. 수소화 촉매는 또한 Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals에서 개발한 FZC 계열 수소화 촉매와 같은 기존의 상업적으로 이용 가능한 촉매일 수 있다.
추가의 바람직한 구현예에서, 하이드로처리 단계(0)의 반응 조건은: 약 300-480℃, 바람직하게는 약 330-400℃의 반응 온도, 약 3-20MPa, 바람직하게는 약 5-10MPa의 반응 압력, 약 100-2500, 바람직하게는 약 500-1500의 수소-대-오일 부피비, 및 약 0.1-2.0 h-1, 바람직하게는 약 0.5-1.0 h-1의 액체 시간당 공간 속도를 포함한다.
바람직한 구현예에서, 단계(1)의 가열된 탄화수소-함유 공급원료의 온도(즉, 노의 배출구 온도)는 약 400℃ 내지 약 550℃, 바람직하게는 약 440℃ 내지 약 520℃이고, 탄화수소-함유 공급원료의 승온 속도(즉, 노의 가열 속도)는 약 1℃/h 내지 약 50℃/h, 바람직하게는 약 2℃/h 내지 약 10℃/h이고; 코크스 타워의 상부의 압력은 약 0.01-2.5 MPa, 바람직하게는 약 0.2-1.5 MPa이고, 코크스 타워는 정압(constant pressure) 또는 가변압(variable pressure)으로 작동될 수 있으며, 가변압으로 작동되는 경우, 압력의 변화율(change rate)은 약 0.1-5 MPa/h이고; 반응 기간은 약 10시간(h) 내지 약 50시간, 바람직하게는 약 30시간 내지 약 50시간이다.
바람직한 구현예에서, 단계(2)에서 압력 안정화 타워의 오버헤드 경질 분획은 비-응축성 가스 및 증류 오일(distillate oil)을 포함하고, 증류 오일의 95% 증류 온도(distillate temperature)는 약 150℃ 내지 약 430℃, 바람직하게는 약 230℃ 내지 약 370℃, 그리고 보다 바람직하게는 약 230℃ 내지 약 330℃의 범위로 제어된다. 압력 안정화 타워의 오버헤드 경질 분획 중 증류 오일의 95% 증류 온도는 고정된 값이거나 일정 범위 내에서 변동될 수 있다.
바람직한 구현예에서, 단계(2)에서 압력 안정화 타워의 액체 레벨은 타워의 전체 높이의 약 10% 내지 약 80%가 되도록 제어된다.
바람직한 구현예에서, 단계(4)에서 하부 오일의 제1 스트림은 온도 조정된 후, 예를 들어 열교환 매체(전형적으로 냉각 매체)와 열교환된 후에 압력 안정화 타워의 중앙(middle)으로 복귀된다. 바람직하게는, 코크스 타워의 공급물에 대한 하부 오일의 제1 스트림의 질량비(mass ratio)는 약 0.001 내지 약 1, 바람직하게는 약 0.05 내지 약 0.4이고/이거나 하부 오일의 제1 스트림이 압력 안정화 타워로 복귀되는 온도는 약 200-380℃, 바람직하게는 약 230-340℃로 제어된다.
바람직한 구현예에서, 열교환 매체는 탄화수소-함유 초기 공급원료와 같은 콜드 오일(cold oil)일 수 있고, 하부 오일의 제1 스트림이 압력 안정화 타워로 복귀되는 온도는 열교환 매체의 플로우 레이트를 조정함으로써 제어된다. 예를 들어, 냉각 매체가 사용되는 경우, 냉각 매체의 플로우 레이트를 증가시키면 하부 오일의 제1 스트림이 압력 안정화 타워로 복귀되는 온도를 낮출 수 있고, 반대로 냉각 매체의 플로우 레이트를 감소시키면 하부 오일의 제1 스트림이 압력 안정화 타워로 복귀되는 온도가 상승될 수 있다.
바람직한 구현예에서, 압력 안정화 타워의 오버헤드 경질 분획 중 증류 오일의 95% 증류 온도는 하부 오일의 제1 스트림이 압력 안정화 타워로 복귀되는 온도를 조정함으로써 조절된다. 구체적으로, 증류 오일의 95% 증류 온도가 310℃ 이상으로 증가되는 경우, 하부 오일의 제1 스트림이 압력 안정화 타워로 복귀되는 온도가 낮아져서(예를 들어, 냉각 매체의 플로우 레이트를 증가시킴으로써), 압력 안정화 타워의 증발 섹션의 온도가 감소되고, 결국 증류 오일의 95% 증류 온도가 감소되고; 증류 오일의 95% 증류 온도가 240℃ 이하로 감소되는 경우, 하부 오일의 제1 스트림이 압력 안정화 타워로 복귀되는 온도가 상승되어(예를 들어, 냉각 매체의 플로우 레이트를 감소시킴으로써), 압력 안정화 타워의 증발 섹션의 온도가 증가되고, 결국 증류 오일의 95% 증류 온도가 증가된다.
바람직한 구현예에서, 압력 안정화 타워의 액체 레벨은 압력 안정화 타워로부터 하부 오일의 배출 레이트(rate) 및/또는 하부 오일의 제1 스트림의 재순환 레이트(recycle rate)를 조정함으로써 조절된다. 구체적으로, 압력 안정화 타워의 액체 레벨이 타워의 전체 높이의 60% 이상으로 증가되는 경우, 압력 안정화 타워로부터 하부 오일의 배출 레이트가 상승하고/하거나 하부 오일의 제1 스트림의 재순환 레이트가 낮아져, 압력 안정화 타워의 액체 레벨이 감소되며; 압력 안정화 타워의 액체 레벨이 타워의 전체 높이의 20% 이하로 감소되는 경우, 압력 안정화 타워로부터 하부 오일의 배출 레이트가 낮아지고/낮아지거나 하부 오일의 제1 스트림의 재순환 레이트가 상승되어, 압력 안정화 타워의 액체 레벨이 증가된다.
추가의 바람직한 구현예에서, 하부 오일의 제1 스트림이 압력 안정화 타워로 복귀되는 온도 및 플로우 레이트는, 오버헤드 경질 분획 중 증류 오일의 95% 증류 온도 및 압력 안정화 타워의 액체 레벨을 동시에 조절하도록 제어된다.
특히 바람직한 구현예에서, 압력 안정화 타워의 액체 레벨이 타워의 전체 높이의 60% 이상으로 증가되고 증류 오일의 95% 증류 온도가 310℃ 이상으로 증가되는 경우, 하부 오일의 제1 스트림이 압력 안정화 타워로 복귀되는 온도가 낮아지고 압력 안정화 타워로부터 하부 오일의 배출 레이트가 상승되거나; 압력 안정화 타워의 하부의 액체 레벨이 타워의 전체 높이의 60% 이상으로 증가되고 증류 오일의 95% 증류 온도가 240℃ 이하로 감소되는 경우, 하부 오일의 제1 스트림이 압력 안정화 타워로 복귀되는 온도 및 압력 안정화 타워로부터 하부 오일의 배출 레이트가 상승되거나; 압력 안정화 타워의 하부의 액체 레벨이 타워의 전체 높이의 20% 이하로 감소되고 증류 오일의 95% 증류 온도가 310℃ 이상으로 증가되는 경우, 하부 오일의 제1 스트림이 압력 안정화 타워로 복귀되는 온도 및 압력 안정화 타워로부터 하부 오일의 배출 레이트가 낮아지거나; 또는 압력 안정화 타워의 하부의 액체 레벨이 타워의 전체 높이의 20% 이하로 감소되고, 증류 오일의 95% 증류 온도가 240℃ 이하로 감소되는 경우, 하부 오일의 제1 스트림이 압력 안정화 타워로 복귀되는 온도는 상승되고, 압력 안정화 타워로부터 하부 오일의 배출 레이트는 낮아진다.
바람직한 구현예에서, 버퍼 탱크의 액체 레벨은 단계(3)에서 탱크의 전체 높이의 약 30-70%로 제어된다.
바람직한 구현예에서, 단계(5)에서 하부 오일의 제2 스트림의 플로우 레이트는 버퍼 탱크의 액체 레벨에 따라 제어된다. 특히, 버퍼 탱크의 액체 레벨이 25% 미만인 경우, 하부 오일의 제2 스트림의 플로우 레이트가 낮아지고, 버퍼 탱크의 액체 레벨이 60%를 초과하는 경우, 하부 오일의 제2 스트림의 플로우 레이트가 상승된다.
바람직한 구현예에서, 단계(5)에서 하부 오일의 제2 스트림이 코킹 분별 타워로 들어가는 온도는 약 370℃ 내지 약 450℃, 바람직하게는 약 385℃ 내지 약 420℃가 되도록 제어된다.
추가의 바람직한 구현예에서, 단계(5)에서 제2 하부 오일이 코킹 분별 타워로 들어가는 온도는 단계(1)에서 얻어진 오일 가스와의 열교환, 노를 사용한 가열, 또는 이들의 조합에 의해 조절될 수 있다.
바람직한 구현예에서, 단계(5)에서 코킹 분별 타워에 의해 분리된 경유의 95% 증류 온도는 약 300℃ 내지 약 400℃의 범위, 바람직하게는 약 320℃ 내지 약 360℃의 범위가 되도록 제어된다.
바람직한 구현예에서, 단계(5)에서 코킹 분별 타워에서 분리된 경유는 부분적으로 압력 안정화 타워로 재순환되어 압력 안정화 타워의 상부의 압력 및 코크스 타워의 상부의 압력을 조절하여 이들을 설정값으로 유지한다.
바람직한 구현예에서, 단계(5)에서 코킹 분별 타워에 의해 분리된 중유는 경유의 95% 증류 온도보다 적어도 약 3℃ 더 높은 5% 증류 온도를 갖는다.
바람직한 구현예에서, 단계(5)에서 코킹 분별기에 의해 분리된 중유는 코크스 타워로 직접 재순환될 수 있거나, 고형물 제거 처리를 거친 후 코크스 타워로 재순환될 수 있으며, 바람직하게는 후자이다. 고형물 제거 처리는 예를 들어 여과, 원심 침전 또는 이들의 임의의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있는 임의의 적합한 수단에 의해, 바람직하게는 여과에 의해 수행될 수 있다.
제3 측면에서, 본 출원은 하기 단계를 포함하는 침상 코크스 제조 공정의 안정성 개선 방법을 제공한다:
i) 본 출원의 제1 측면에 따른 침상 코크스 제조 시스템을 사용하여 침상 코크스를 제조하는 단계;
ii) 압력 안정화 타워의 상부에 제공된 압력 제어기를 조절하여 코크스 타워의 상부의 압력을 조정하여 설정값으로 유지하는 단계;
iii) 하부 오일의 제1 스트림이 압력 안정화 타워로 복귀되는 온도를 조절함으로써, 압력 안정화 타워의 오버헤드 경질 분획 중 증류 오일의 95% 증류 온도를 조정하여 설정값으로 유지되도록 하는 단계; 및
iv) 압력 안정화 타워로부터 하부 오일의 배출 레이트 및/또는 하부 오일의 제1 스트림의 재순환 레이트를 조절함으로써, 압력 안정화 타워의 액체 레벨을 조정하여 설정값으로 유지하는 단계.
바람직한 구현예에서, 단계 i)은 본 출원의 제2 측면에 따른 침상 코크스의 제조 방법에 따라 수행되며, 이의 구체적인 작동은 여기서 생략된다.
바람직한 구현예에서, 단계 ii)는 예를 들어 경질 분획 배출 파이프라인 상의 밸브 개방(opening)을 조정함으로써 압력 안정화 타워의 상부로부터 경질 분획의 배출 레이트를 조절함으로써 수행된다.
바람직한 구현예에서, 단계 iii)은 다음과 같은 방식으로 수행된다: 증류 오일의 95% 증류 온도가 310℃ 이상으로 증가되는 경우, 하부 오일의 제1 스트림이 압력 안정화 타워로 복귀되는 온도를 낮춤으로써(예를 들어, 냉각 매체의 플로우 레이트를 증가시킴으로써), 이에 의해 증류 오일의 95% 증류 온도가 감소되고; 증류 오일의 95% 증류 온도가 240℃ 이하로 감소되는 경우, 하부 오일의 제1 스트림이 압력 안정화 타워로 복귀되는 온도를 상승시킴으로써(예를 들어, 냉각 매체의 플로우 레이트를 감소시킴으로써), 이에 의해 증류 오일의 95% 증류 온도가 증가된다.
바람직한 구현예에서, 단계 iv)는 다음과 같은 방식으로 수행된다: 압력 안정화 타워의 액체 레벨이 타워의 전체 높이의 60% 이상으로 증가되는 경우, 압력 안정화 타워로부터 하부 오일의 배출 레이트를 상승시키고/상승시키거나 하부 오일의 제1 스트림의 재순환 레이트를 낮춰서, 이에 따라 압력 안정화 타워의 액체 레벨을 감소되고; 압력 안정화 타워의 액체 레벨이 타워의 전체 높이의 20% 이하로 감소되는 경우, 압력 안정화 타워로부터 하부 오일의 배출 레이트를 낮추고/낮추거나 하부 오일의 제1 스트림의 재순환 레이트를 높여서, 이에 따라 압력 안정화 타워의 액체 레벨이 증가된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 바람직한 구현예에서, 본 출원의 침상 코크스 제조 시스템은 수소화 반응기(2), 노(4), 코크스 타워(6A/B), 압력 안정화 타워(8), 버퍼 탱크(11), 코킹 분별 타워(14), 필터(17), 열 교환기(19), 및 노(20)을 포함한다. 코크스 타워(6A/B)에는 공급원료 유입구 및 오일 가스 배출구가 제공되며; 압력 안정화 타워(8)에는 오일 가스 유입구, 오버헤드 경질 분획 배출구, 하부 오일 배출구 및 사이클 오일 유입구가 제공되고, 압력 제어기(23)는 압력 안정화 타워의 상부에(예를 들어, 오버헤드 경질 분획 배출 파이프라인(9)에) 이의 상부의 압력을 조절하기 위해 제공되며; 버퍼 탱크(11)에는 유입구, 제1 하부 오일 배출구 및 제2 하부 오일 배출구가 제공되고; 코킹 분별 타워(14)에는 유입구, 경유 배출구 및 중유 배출구가 제공된다. 코크스 타워(6A/B)의 오일 가스 배출구는 파이프라인(7)을 통해 압력 안정화 타워(8)의 오일 가스 유입구와 연통하고, 코크스 타워(6A/B)의 상부의 압력을 조정하기 위한 압력 제어기가 코크스 타워 또는 코크스 타워를 압력 안정화 타워에 연결하는 오일 가스 파이프라인(7)에 제공되지 않는다. 압력 안정화 타워의 하부 오일 배출구는 파이프라인(10)을 통해 버퍼 탱크(11)의 유입구와 연통하고, 버퍼 탱크(11)의 제1 하부 오일 배출구는 파이프라인(13)을 통해 압력 안정화 타워(8)의 사이클 오일 유입구와 연통하고, 온도 조정기(예컨대 열교환기(19))가 파이프라인(13)에 제공되고, 버퍼 탱크의 제2 하부 오일 배출구는 파이프라인(12 및 21)을 통해 코킹 분별 타워(14)의 유입구와 연통하고, 코킹 분별 타워(14)의 중유 배출구는 파이프라인(16, 18 및 5)을 통해 코크스 타워(6A/B)의 공급원료 유입구와 연통한다.
본 출원의 침상 코크스의 제조 방법의 바람직한 구현예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 고형물 제거 처리를 거친 탄화수소-함유 초기 공급원료(1)는 수소 가스(22)와 혼합된 다음 수소화 반응기(2)에 공급되고, 수소화 반응기(2)에서 혼합물은 반응을 위해 수소화 촉매와 접촉되고, 생성된 정제유(refined oil)는 파이프라인 (3)을 통해 지연 코킹 로(4)로 공급되고, 지연 코킹 로(4)에서 특정 온도로 가열되고, 파이프라인(5)을 통해 코크스 타워(6A/B)로 공급된다. 코크스 타워(6A/B)에서 제조된 코크스는 타워의 하부(bottom)에 퇴적(deposit)되고 제조된 오일 가스는 파이프라인(7)을 통해 압력 안정화 타워(8)로 전달된다. 압력 안정화 타워(8)에서 분리된 경질 분획은 파이프라인(9)을 통해 타워의 상부에서 배출되고, 하부 오일은 파이프라인(10)을 통해 버퍼 탱크(11)로 보내진다. 버퍼 탱크(11)의 하부 오일은 두 개의 스트림으로 배출되고, 하나의 스트림은 열교환기(19)로 보내지고, 여기서 열교환 후에, 스트림은 파이프라인(13)을 통해 압력 안정화 타워(8)로 재순환되고 압력 안정화 타워에서 파이프라인(7)으로부터의 코킹 오일 가스와 접촉되어 물질 이동(mass transfer) 및 열 전달(heat transfer)이 수행되고; 다른 스트림은 파이프라인(12)을 통해 노(20)로 보내지고, 여기서 특정 온도로 가열된 다음 파이프라인(21)을 통해 코킹 분별 타워(14)로 보내진다. 하부 오일의 제2 스트림은 코킹 분별 타워(14)에서 분리되어 경유와 중유가 제조되며, 경유는 파이프라인(15)을 통해 배출되고, 중유는 파이프라인(16)을 통해 필터(17)로 보내지고 필터(17)에서 코크스 브리즈(coke breeze)와 같은 고형물 입자가 제거된 후, 파이프라인(18)을 통해 파이프라인(3)으로부터의 정제유와 혼합되고, 노(4)로 보내진다. 압력 안정화 타워의 상부의 압력은 이의 상부의 압력 제어기(23)에 의해 조절되어 코크스 타워의 상부의 압력이 설정된 값으로 유지된다.
일부 바람직한 구현예에서, 본 출원은 다음과 같은 기술적 해결방안을 제공한다:
1.하기 단계를 포함하는, 침상 코크스 제조 공정의 안정성 개선 방법:
(1) 코크스 오일 가스 생성물을 처리를 위해 코킹 반응 시스템에서 압력 안정화 타워로 공급하여 오버헤드 경질 분획 및 하부 오일을 얻는 단계;
(2) 단계(1)에서 얻어진 하부 오일을 버퍼 탱크에 통과시켜, 버퍼 처리 후 두 개의 스트림으로 분리되는 단계로서, 하부 오일의 제1 스트림은 온도 조정된 후 압력 안정화 타워로 재순환되고, 하부 오일의 제2 스트림은 코킹 분별 시스템으로 보내지고 경유와 중유로 분리되는 단계.
2. 항목 1에 있어서, 단계(1)에서 압력 제어 시스템이 압력 안정화 타워의 상부에 제공되며, 압력 안정화 타워의 상부의 압력은 코크스 타워의 상부의 압력과 연관되며, 즉, 코크스 타워의 상부의 압력은 압력 안정화 타워의 상부의 압력을 조절하여 제어되는 것을 특징으로 하는 침상 코크스 제조 공정의 안정성 개선 방법.
3. 항목 1에 있어서, 단계(1)에서, 압력 안정화 타워의 오버헤드 경질 분획은 비-응축성 가스 및 증류 오일을 포함하고, 증류 오일의 95% 증류 온도는 150-430℃, 바람직하게는 230-370℃, 그리고 보다 바람직하게는 230-330℃인 것을 특징으로 하는 침상 코크스 제조 공정의 안정성 개선 방법.
4. 항목 1에 있어서, 단계(2)에서 코킹 분별 시스템에 의해 분리된 경유의 일부를 압력 안정화 타워로 재순환하여 압력 안정화 타워의 상부의 압력과 코크스 타워의 상부의 압력을 설정값으로 유지하는 것을 특징으로 하는 침상 코크스 제조 공정의 안정성 개선 방법.
5. 항목 1에 있어서, 단계(2)에서 코킹 분별 시스템에 의해 분리된 중유는 코킹 반응 시스템으로 직접 재순환되거나, 고형물 제거 처리 후 코킹 반응 시스템에 재순환되며, 바람직하게는 고형물 제거 처리 후에 재순환되는 것을 특징으로 하는 침상 코크스 제조 공정의 안정성 개선 방법.
6. 항목 5에 있어서, 고형물 제거 처리는 여과 및/또는 원심 침전에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 침상 코크스 제조 공정의 안정성 개선 방법.
7. 항목 1에 있어서, 압력 안정화 타워의 액체 레벨이 타워의 전체 높이의 10-80%인 것을 특징으로 하는 침상 코크스 제조 공정의 안정성 개선 방법.
8. 항목 1에 있어서, 단계(2)의 하부 오일의 제1 스트림이 가열 또는 냉각된 후에 압력 안정화 타워의 중앙으로 복귀되며, 여기서, 코크스 타워의 공급물에 대한 하부 오일의 제1 스트림의 질량비는 0.001-1, 그리고 바람직하게는 0.05-0.4인 것을 특징으로 하는 침상 코크스 제조 공정의 안정성 개선 방법.
9. 항목 1에 있어서, 압력 안정화 타워의 하부 오일을 압력 안정화 타워로 복귀시키는 작동 모드는 압력 안정화 타워의 오버헤드 경질 분획 중 증류 오일의 95% 증류 온도 및 압력 안정화 타워의 하부의 액체 레벨에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 침상 코크스 제조 공정의 안정성 개선 방법.
10. 항목 1에 있어서, 압력 안정화 타워의 하부의 액체 레벨이 타워의 전체 높이의 60% 이상으로 증가되고 증류 오일의 95% 증류 온도가 310℃ 이상으로 증가되는 경우, 하부 오일의 제1 스트림은 냉각된 후에 압력 안정화 타워로 복귀되고, 압력 안정화 타워로부터 하부 오일의 배출 레이트가 상승되며; 압력 안정화 타워의 하부의 액체 레벨이 타워의 전체 높이의 60% 이상으로 증가되고, 증류 오일의 95% 증류 온도가 240℃ 이하로 감소되는 경우, 하부 오일의 제1 스트림은 가열된 후에 압력 안정화 타워로 복귀되고 압력 안정화 타워로부터 하부 오일의 배출 레이트가 상승되며; 압력 안정화 타워의 하부의 액체 레벨이 타워의 전체 높이의 20% 이하로 감소되고, 증류 오일의 95% 증류 온도가 310℃ 이상으로 증가되는 경우, 하부 오일의 제1 스트림은 냉각된 후에 압력 안정화 타워로 복귀되고 압력 안정화 타워로부터 하부 오일의 배출 레이트가 낮아지고; 압력 안정화 타워의 하부의 액체 레벨이 타워의 전체 높이의 20% 이하로 감소되고, 증류 오일의 95% 증류 온도가 240℃ 이하로 감소되는 경우, 하부 오일의 제1 스트림은 가열된 후에 압력 안정화 타워로 복귀되고, 압력 안정화 타워로부터 하부 오일의 배출 레이트가 낮아지는 것을 특징으로 하는 침상 코크스 제조 공정의 안정성 개선 방법.
11. 항목 1에 있어서, 버퍼 탱크의 액체 레벨을 탱크의 전체 높이의 30-70%로 제어하는 것을 특징으로 하는 침상 코크스 제조 공정의 안정성 개선 방법.
12. 항목 1에 있어서, 단계(4)에서 하부 오일의 제2 스트림의 플로우 레이트는 버퍼 탱크의 액체 레벨에 따라 제어되며, 하부 오일의 제2 스트림의 플로우 레이트는, 버퍼 탱크의 액체 레벨이 25% 미만인 경우에 낮아지고, 하부 오일의 제2 스트림의 플로우 레이트는, 액체 레벨이 60%를 초과하는 경우에 상승되는 것을 특징으로 하는 침상 코크스 제조 공정의 안정성 개선 방법.
13. 침상 코크스 제조 공정의 안정성을 개선하기 위한 시스템으로서,
공급원료를 수용하고 처리하기 위한 코킹 반응 시스템;
반응 생성물을 코킹 반응 시스템으로부터 수용하고 이를 오버헤드 경질 분획 및 하부 오일로 분리하기 위한 압력 안정화 타워;
하부 오일을 압력 안정화 타워로부터 수용하여 처리 후 두 개의 스트림, 즉 하부 오일의 제1 스트림과 하부 오일의 제2 스트림으로 분리하는 버퍼 탱크로서, 여기서 하부 오일의 제1 스트림은 온도 조정기가 제공되는 파이프라인을 통한 압력 안정화 타워로 복귀되는, 버퍼 탱크;
하부 오일의 제2 스트림을 버퍼 탱크로부터 수용하여 경유와 중유로 분리하는 코킹 분별 타워
를 포함하는 침상 코크스 제조 공정의 안정성을 개선하기 위한 시스템.
14. 항목 13에 있어서, 압력 안정화 타워의 작동 압력은 코크스 타워의 작동 압력과 연관되고, 압력 제어 시스템이 압력 안정화 타워의 상부에 제공되며, 압력 제어는 압력 안정화 타워의 오버헤드 경질 분획의 플로우 레이트에 의해 수행되어 코크스 타워의 상부의 압력이 설정값으로 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 침상 코크스 제조 공정의 안정성을 개선하기 위한 시스템.
15. 항목 13에 있어서, 코킹 반응 시스템은 적어도 하나의 노 및 두 개의 코크스 타워를 포함하고, 반응 단계에 있는 적어도 하나의 코크스 타워 및 디코킹 단계(decoking stage)에 있는 적어도 하나의 코크스 타워가 항상 있는 것을 특징으로 하는 침상 코크스 제조 공정의 안정성을 개선하기 위한 시스템.
16. 하기 단계를 포함하는 침상 코크스의 제조 방법:
(1) 침상 코크스 공급원료와 수소를 혼합하고, 혼합물을 수소화 반응 구역에 공급하여 수소화 촉매와 접촉시키고, 생성된 반응 유출물을 분리하여 가스, 나프타 및 정제유를 얻는 단계;
(2) 단계(1)에서 얻은 정제유를 지연 코킹 반응 시스템에 공급하고, 생성된 오일 가스 생성물을 압력 안정화 타워로 통과시키고, 이를 분리하여 오버헤드 경질 분획 및 하부 오일을 얻는 단계;
(3) 단계(2)에서 얻은 하부 오일을 버퍼 탱크에 통과시키고, 이를 두 개의 스트림, 즉 하부 오일의 제1 스트림 및 하부 오일의 제2 스트림으로 분할하고, 여기서 하부 오일의 제1 스트림은 온도 조정 후에 압력 안정화 타워로 복귀되는 단계;
(4) 단계(3)에서 얻은 하부 오일의 제2 스트림을 코킹 분별 시스템에 통과시키고, 이를 분리하여 경유 및 중유를 얻는 단계.
17. 항목 16에 있어서, 단계(1)의 침상 코크스 공급원료는 접촉 분해 슬러리 오일, 접촉 분해 디캔트 오일, 에틸렌 타르, 열 분해 잔류물, 콜타르, 및 콜타르 피치로부터 선택된 하나 이상이며, 바람직하게는 접촉 분해 슬러리 오일인 것을 특징으로 하는 침상 코크스의 제조 방법.
18. 항목 16에 있어서, 단계(1)에서, 침상 코크스 공급원료는 먼저 고형물 제거 처리를 거치며, 여기서 고형물 제거 처리는 여과, 원심 침전(centrifugal sedimentation), 진공 증류 및 용매 추출 중 하나, 또는 이들의 둘 이상의 조합인 것을 특징으로 하는 침상 코크스의 제조 방법.
19. 항목 16에 있어서, 단계(1)에서 수소화 반응 구역의 작동 조건은 300-480℃, 바람직하게는 330-400℃의 반응 온도, 3-20 MPa, 바람직하게는 5-10 MPa의 반응 압력, 100-2500, 바람직하게는 500-1500의 수소-대-오일 부피비, 및 0.1-2.0 h-1, 바람직하게는 0.5-1.0 h-1의 액체 시간당 공간 속도를 포함하는 것을 특징으로 하는 침상 코크스의 제조 방법.
20. 항목 16에 있어서, 단계(2)의 지연 코킹 반응 시스템은 적어도 하나의 노 및 두 개의 코크스 타워를 포함하며, 여기서 반응 단계에 있는 적어도 하나의 코크스 타워 및 디코킹 단계(decoking stage)에 있는 적어도 하나의 코크스 타워가 항상 있고; 노의 배출구 온도는 400-550℃, 바람직하게는 440-520℃이고 가열 속도는 1-50℃/h, 바람직하게는 2-10℃/h이고; 코크스 타워의 상부의 압력은 0.01-2.5 MPa, 바람직하게는 0.2-1.5 MPa이고, 반응 기간은 10-50시간, 바람직하게는 30-50시간인 것을 특징으로 하는 침상 코크스의 제조 방법.
21. 항목 16에 있어서, 단계(2)에서 압력 제어 시스템이 압력 안정화 타워의 상부에 제공되며, 압력 안정화 타워의 상부의 압력은 코크스 타워의 상부의 압력과 연관되며, 즉 코크스 타워의 상부의 압력은 압력 안정화 타워의 상부의 압력을 조절하여 제어하는 것을 특징으로 하는 침상 코크스의 제조 방법.
22. 항목 16에 있어서, 단계(2)에서, 압력 안정화 타워의 오버헤드 경질 분획은 비-응축성 가스 및 증류 오일을 포함하고, 증류 오일의 95% 증류 온도는 150-430℃, 바람직하게는 230-370℃, 그리고 보다 바람직하게는 230-330℃인 것을 특징으로 하는 침상 코크스의 제조 방법.
23. 항목 16에 있어서, 단계(2)에서 압력 안정화 타워의 액체 레벨이 타워의 전체 높이의 10-80%인 것을 특징으로 하는 침상 코크스의 제조 방법.
24. 항목 6에 있어서, 단계(3)에서 하부 오일의 제1 스트림은 가열 또는 냉각된 후에 압력 안정화 타워의 중앙으로 복귀되고; 코크스 타워의 공급물에 대한 하부 오일의 제1 스트림의 질량비는 0.001-1, 바람직하게는 0.05-0.4인 것을 특징으로 하는 침상 코크스의 제조 방법.
25. 항목 16에 있어서, 상기 압력 안정화 타워의 하부 오일을 압력 안정화 타워로 복귀시키는 작동 모드는 압력 안정화 타워의 오버 헤드 경질 분획 중 증류 오일의 95% 증류 온도 및 압력 안정화 타워의 하부의 액체 레벨에 따라 결정되는 침상 코크스의 제조 방법.
26. 항목 25에 있어서, 상기 압력 안정화 타워의 하부의 액체 레벨이 상기 타워의 전체 높이의 60% 이상으로 증가되고 증류 오일의 95%의 증류 온도가 310℃ 이상으로 증가되는 경우, 하부 오일의 제1 스트림은 냉각된 후에 압력 안정화 타워로 복귀되고, 압력 안정화 타워로부터 하부 오일의 배출 레이트가 상승되며; 압력 안정화 타워의 하부의 액체 레벨이 타워의 전체 높이의 60% 이상으로 증가되고, 증류 오일의 95% 증류 온도가 240℃ 이하로 감소되는 경우, 하부 오일의 제1 스트림은 가열된 후에 압력 안정화 타워로 복귀되고, 압력 안정화 타워로부터 하부 오일의 배출 레이트가 상승되며; 압력 안정화 타워의 하부의 액체 레벨이 타워의 전체 높이의 20% 이하로 감소되고, 증류 오일의 95% 증류 온도가 310℃ 이상으로 증가되는 경우, 하부 오일의 제1 스트림은 냉각된 후에 압력 안정화 타워로 복귀되고 압력 안정화 타워로부터 하부 오일의 배출 레이트가 낮아지고; 압력 안정화 타워의 하부의 액체 레벨이 타워의 전체 높이의 20% 이하로 감소되고, 증류 오일의 95% 증류 온도가 240℃ 이하로 감소되는 경우, 하부 오일의 제1 스트림은 가열된 후에 압력 안정화 타워로 복귀되고, 압력 안정화 타워로부터 하부 오일의 배출 레이트가 낮아지는 것을 특징으로 하는 침상 코크스의 제조 방법.
27. 항목 16에 있어서, 단계(3)에서 버퍼 탱크의 액체 레벨을 탱크의 전체 높이의 30-70%로 제어하는 것을 특징으로 하는 침상 코크스의 제조 방법.
28. 항목 16에 있어서, 하부 오일의 제2 스트림의 플로우 레이트는 버퍼 탱크의 액체 레벨에 따라 제어되며, 버퍼 탱크의 액체 레벨이 25% 미만인 경우, 하부 오일의 제2 스트림의 플로우 레이트가 낮아지고, 액체 레벨이 60%를 초과하는 경우, 하부 오일의 제2 스트림의 플로우 레이트가 상승되는 것을 특징으로 하는 침상 코크스의 제조 방법.
29. 항목 16에 있어서, 단계(4)에서 코킹 분별 시스템에 의해 분리된 경유의 95% 증류 온도는 300-400℃, 그리고 바람직하게는 320-360℃인 것을 특징으로 하는 침상 코크스의 제조 방법.
30. 항목 16에 있어서, 코킹 분별 시스템에 의해 분리된 경유의 일부는 압력 안정화 타워로 재순환되어 압력 안정화 타워의 상부의 압력 및 코크스 타워의 상부의 압력을 설정값으로 유지하는 것을 특징으로 하는 침상 코크스의 제조 방법.
31. 항목 16에 있어서, 단계(4)에서 코킹 분별 시스템에 의해 분리된 중유의 5% 증류 온도는 경유의 95% 증류 온도 보다 적어도 3℃ 더 높은 것을 특징으로 하는 침상 코크스의 제조 방법.
32. 항목 16에 있어서, 단계(4)에서 코킹 분별 시스템에 의해 분리된 중유는 코킹 반응 시스템으로 직접 재순환시키거나, 고형물 제거 처리 후에 코킹 반응 시스템으로 재순환되는 것을 특징으로 하는 침상 코크스의 제조 방법.
실시예
본 출원은 하기 실시예를 참조하여 추가로 설명될 것이나, 본 출원은 이에 제한되지 않는다.
하기 실시예 및 비교예에서 사용된 탄화수소-함유 초기 공급원료는 고형물 제거 처리를 거친 접촉 분해 슬러리 오일이었고, 그 특성은 표 1에 나타내었다.
Figure pct00001
실시예 1
실험은 도 1에 도시된 공정 플로우에 따라 수행되었으며, 여기서 고형물 제거 처리된 접촉 분해 슬러리 오일을 수소와 혼합하고 수소화 반응기에 공급하였다. 상표명 FZC-34의 수소화 촉매 (Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals에서 개발된 것으로, 상업적으로 이용가능)를 사용하였으며, 수소화 조건은: 반응 온도 385℃, 반응 압력 8MPa, 수소-대-오일 부피비 1000, 및 액체 시간당 공간 속도 0.8 h-1을 포함한다. 생성된 수소첨가 오일(hydrofined oil)은 지연 코킹 반응 유닛(로와 코크스 타워를 포함)으로 보내졌고, 로의 배출구 온도는 450-510℃이었고, 코크스 타워는 가변 압력에서 작동되었으며, 타워의 상부의 초기 압력은 1.2 MPa이었고, 공급 시간이 반응 기간의 60%에 도달했을 때, 타워의 상부의 압력은 0.5 MPa/h의 레이트(rate)로 0.2 MPa로 감소되었고, 반응 기간은 40시간이었으며; 반응에 의해 발생된 코킹 오일 가스는 압력 안정화 타워로 보내졌으며, 압력 안정화 타워 상부에서 경질 분획이 배출되었으며, 여기서 증류 오일은 95% 증류 온도가 248ºC이었고, 하부 오일은 타워의 하부에서 버퍼 탱크로 배출되었다. 버퍼 탱크에서 인출된 하부 오일은 두 개의 스트림으로 분할되었으며, 제1 스트림은 267℃의 온도로 조정된 후 압력 안정화 타워의 중앙으로 재순환되었고, 제2 스트림은 코킹 분별 타워로 보내졌고, 여기서 경유와 중유로 분리되었으며, 경유는 95% 증류 온도가 345℃이었고, 중유는 5% 증류 온도가 352℃이었고, 중유는 고형물 제거를 위해 여과된 후에 지연 코킹 반응 유닛으로 복귀되었다. 코킹 분별 타워로의 공급물의 5% 증류 온도는 도 2에 나타낸 바와 같이 반응 시간의 함수로 플롯되었다. 반응 기간 동안 코킹 분별 타워의 부하(load)는 도 3에 나타낸다.
실시예 2
코크스 타워를 0.8MPa의 정압에서 작동한 것을 제외하고는 실시예 1에 기재된 바와 같이 실험을 수행하였다. 반응 기간 동안의 코킹 분별 타워의 부하는 도 4에 나타낸다.
비교예 1
압력 안정화 타워나 버퍼 탱크가 제공되지 않고 코킹 반응에 의해 발생하는 오일 가스는 코킹 분별 타워로 직접 보내지는, 종래 방법을 사용하여 침상 코크스를 제조하였다. 고형물 제거 처리를 거친 접촉 분해 슬러리 오일을 수소와 혼합하고, 수소화 반응기에 공급하였다. 상표명 FZC-34의 수소화 촉매를 사용하였으며, 수소화 조건은: 반응 온도 385℃, 반응 압력 8MPa, 수소-대-오일 부피비 1000, 및 액체 시간당 공간 속도 0.8 h-1을 포함하였으며; 생성된 수소첨가 오일(hydrofined oil)은 지연 코킹 반응 유닛으로 보내졌고, 로의 배출구 온도는 450-510℃이었고, 코크스 타워는 가변 압력에서 작동되었으며, 타워의 상부의 초기 압력은 1.0 MPa이었고, 공급 시간이 반응 기간의 60%에 도달했을 때, 타워의 상부의 압력은 0.4 MPa/h의 레이트로 0.2 MPa로 감소되었고 반응 기간은 40시간이었으며; 반응에 의해 발생된 코킹 오일 가스는 코킹 분별 타워로 보내져 경류와 중류로 분리되었다. 경유의 95% 증류 온도는 328℃ 내지 347℃ 사이에서 변동하였고, 중유의 5% 증류 온도는 330-359℃였으며, 중유는 고형물 제거를 위해 여과된 후에 지연 코킹 반응 유닛으로 복귀되었다. 코킹 분별 타워로의 공급물에서의 액체의 5% 증류 온도는 도 2에 나타낸 바와 같이 반응 시간의 함수로 플롯되었다. 반응 기간 동안 코킹 분별 타워의 부하는 도 5에 나타내었다.
비교예 2
코크스 타워를 0.8MPa의 정압에서 작동한 것을 제외하고는 비교예 1에 기재된 바와 같이 실험을 수행하였다. 반응 기간 동안 코킹 분별 타워의 부하는 도 6에 나타내었다.
도 2에 도시된 바와 같이, 실시예 1에서, 코킹 분별 타워에 공급된 액체 물질의 5% 증류 온도의 변동 범위는 약 20℃이고; 비교예 1에서, 코킹 분별 타워에 공급되는 액체 물질의 5% 증류 온도의 변동 범위는 약 81℃이다. 상기 비교는 코킹 분별 타워로 공급되는 공급물의 조성은 실시예 1에서 비교적 안정한 반면, 변동 범위는 비교예 1에서 더 크다는 것을 나타낸다.
도 3-6에 도시된 바와 같이, 코킹 분별 타워의 공급 레이트는 반응이 진행됨에 따라 변한다. 즉, 코킹 분별 타워의 부하가 연속적으로 변한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 실시예 1의 코킹 분별 타워는 시작 부하의 1.6배인 피크 부하를 갖는다. 도 4에 도시된 바와 같이, 실시예 2의 코킹 분별 타워는 시작 부하의 1.5배의 피크 부하를 갖는다. 대조적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 비교예 1의 코킹 분별 타워는 시작 부하의 3.3배의 피크 부하를 가지며; 도 6에 도시된 바와 같이, 비교예 2의 코킹 분별 타워는 시작 부하의 2.5배의 피크 부하를 갖는다. 상기 비교는 비교예 1-2의 코킹 분별 컬럼의 부하의 변동이 실시예 1-2에 비해 현저히 큰 것을 나타낸다.
본 출원은 바람직한 구현예를 참조하여 상기에 상세하게 예시되지만, 그러한 구현예로 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 본 출원의 발명 개념에 따라 다양한 변형이 가능하며, 이러한 변형은 본 출원의 범위 내에 있다.
상기 구현예에서 기술된 다양한 기술적 특징은 모순 없이 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있으며, 불필요한 반복을 피하기 위해, 다양한 가능한 조합이 본 출원에서 기재되지 않지만, 이러한 조합도 본 출원의 범위 내에 있다는 점에 유의해야 한다.
또한, 본 출원의 다양한 구현예는 이의 조합이 본 출원의 취지를 벗어나지 않는 한 임의로 조합될 수 있으며, 이러한 조합된 구현예는 본 출원의 개시로 간주되어야 한다.

Claims (15)

  1. 침상 코크스 제조 시스템으로서,
    공급원료 유입구 및 오일 가스 배출구가 제공된 코크스 타워로서, 여기서 탄화수소-함유 공급원료가 반응하여 침상 코크스 및 오일 가스가 제조되는 코크스 타워;
    오일 가스 유입구, 오버헤드 경질 분획(overhead light fraction) 배출구, 하부 오일 배출구 및 사이클 오일 유입구가 제공된 압력 안정화 타워로서, 여기서 코크스 타워로부터 오일 가스가 수용되고 오버헤드 경질 분획 및 하부 오일로 분리되며, 압력 제어기가 상부의 압력을 조정하기 위해 압력 안정화 타워의 상부에 제공되는, 압력 안정화 타워;
    압력 안정화 타워로부터 하부 오일을 수용하고 완충 작용을 제공하는, 유입구, 제1 하부 오일 배출구 및 제2 하부 오일 배출구가 제공된 버퍼 탱크; 및
    유입구, 경유 배출구 및 중유 배출구가 제공된 코킹 분별 타워로서, 여기서 버퍼 탱크로부터 하부 오일이 수용되고 경유와 중유로 분리되는, 코킹 분별 타워;
    를 포함하며,
    코크스 타워의 오일 가스 배출구는 파이프라인을 통해 압력 안정화 타워의 오일 가스 유입구와 연통하고, 코크스 타워의 상부의 압력을 조정하기 위한 압력 제어기가 코크스 타워 또는 코크스 타워를 압력 안정화 타워에 연결하는 오일 가스 파이프라인에 제공되지 않으며,
    버퍼 탱크의 유입구는 압력 안정화 타워의 하부 오일 배출구와 연통하고, 버퍼 탱크의 제1 하부 오일 배출구는 제공된 온도 조정기가 있는 파이프라인을 통해 압력 안정화 타워의 사이클 오일 유입구와 연통하며, 버퍼 탱크의 제2 하부 오일 배출구는 코킹 분별 타워의 유입구와 연통하고,
    선택적으로, 코킹 분별 타워의 중유 배출구는 코크스 타워의 공급원료 유입구와 연통하는, 침상 코크스 제조 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    압력 안정화 타워의 상부의 압력 제어기는 압력 안정화 타워의 상부에서 배출되는 경질 분획의 플로우 레이트(flow rate)를 조절함으로써 압력 안정화 타워의 상부의 압력을 조정하고, 결국 코크스 타워의 상부의 압력을 설정값으로 유지하도록 사용될 수 있는, 침상 코크스 제조 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    적어도 2개의 코크스 타워가 제공되고, 반응 단계에 있는 적어도 하나의 코크스 타워 및 디코킹 단계(decoking stage)에 있는 적어도 하나의 코크스 타워가 항상 있는, 침상 코크스 제조 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    코크스 타워로 공급될 탄화수소- 함유 공급원료를 가열하기 위한 노를 추가로 포함하는 침상 코크스 제조 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    코크스 타워로 공급될 탄화수소-함유 공급원료를 얻기 위해 탄화수소-함유 초기 공급원료를 하이드로처리(hydrotreating)하기 위한 수소화 반응기를 추가로 포함하는 침상 코크스 제조 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 시스템을 사용한 침상 코크스의 제조 방법으로서,
    (1) 가열된 탄화수소-함유 공급원료를 코크스 타워에서 반응시켜 침상 코크스 및 오일 가스를 얻는 단계;
    (2) 코크스 타워로부터의 오일 가스를 압력 안정화 타워에서 분리하여 오버헤드 경질 분획 및 하부 오일을 얻는 단계;
    (3) 하부 오일을 압력 안정화 타워에서 버퍼 탱크로 보내고, 하부 오일의 두 개의 스트림을 버퍼 탱크에서 인출하는 단계;
    (4) 온도 조정 후에서 하부 오일의 제1 스트림을 버퍼 탱크에서 압력 안정화 타워로 복귀시키는 단계;
    (5) 하부 오일의 제2 스트림을 버퍼 탱크에서 코킹 분별 타워로 보내고, 여기서 스트림이 경유와 중유로 분리되고, 선택적으로 추가 반응을 위해 중유를 코크스 타워로 복귀시키는 단계
    를 포함하며,
    압력 안정화 타워의 상부의 압력은 압력 안정화 타워의 상부의 압력 제어기에 의해 조정되어, 코크스 타워의 상부의 압력이 설정값으로 유지되는, 침상 코크스의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    단계(1) 이전에, 단계(1)에서 사용된 탄화수소-함유 공급원료를 얻기 위해 탄화수소-함유 초기 공급원료를 하이드로처리(hydrotreating)하는 단계(0)을 추가로 포함하며;
    탄화수소-함유 초기 공급원료는 바람직하게는 접촉 분해 슬러리 오일, 접촉 분해 디캔트 오일, 에틸렌 타르, 열 분해 잔류물, 콜타르, 및 콜타르 피치, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택되며, 보다 바람직하게는 접촉 분해 슬러리 오일이며;
    바람직하게는, 상기 방법은 하이드로처리 단계(0) 전에, 탄화수소-함유 초기 공급원료에 대해 고형물 제거 처리를 수행하는 단계를 추가로 포함하며, 여기서 고형물 제거 처리는 여과, 원심 침전, 진공 증류, 용매 추출 또는 이들의 임의의 조합으로부터 선택되는, 침상 코크스의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    하이드로처리 단계(0)의 반응 조건은 약 300-480℃, 바람직하게는 약 330-400℃의 반응 온도, 약 3-20MPa, 바람직하게는 5-10MPa의 반응 압력, 약 100-2500, 바람직하게는 약 500-1500의 수소-대-오일 부피비, 및 약 0.1-2.0h-1, 바람직하게는 약 0.5-1.0h-1의 액체 시간당 공간 속도를 포함하는, 침상 코크스의 제조 방법.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계(1)의 가열된 탄화수소-함유 공급원료는 약 400-550℃, 바람직하게는 약 440-520℃의 온도를 가지며, 탄화수소-함유 공급원료는 약 1-50℃/h, 바람직하게는 약 2-10℃/h의 속도로 가열되고; 코크스 타워의 상부의 압력은 약 0.01-2.5MPa, 바람직하게는 약 0.2-1.5MPa이고, 반응 기간은 약 10-50시간, 바람직하게는 약 30-50시간인, 침상 코크스의 제조 방법.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계(2)의 오버헤드 경질 분획이 비-응축성 가스 및 증류 오일을 포함하고, 증류 오일의 95% 증류 온도는 약 150-430℃, 바람직하게는 약 230-370℃, 보다 바람직하게는 약 230-330℃로 제어되며,
    바람직하게는, 압력 안정화 타워의 액체 레벨은 단계(2)에서 타워의 전체 높이의 약 10-80%로 제어되는, 침상 코크스의 제조 방법.
  11. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    하부 오일의 제1 스트림은 단계(4)에서 온도 조정 후에 압력 안정화 타워의 중앙으로 복귀되고;
    바람직하게는, 코크스 타워의 공급물에 대한 하부 오일의 제1 스트림의 질량비는 약 0.001 내지 약 1, 바람직하게는 약 0.05 내지 약 0.4이고/이거나 하부 오일의 제1 스트림이 압력 안정화 타워로 복귀되는 온도는 약 200-380℃, 바람직하게는 약 230-340℃로 제어되는, 침상 코크스의 제조 방법.
  12. 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    압력 안정화 타워의 액체 레벨이 타워의 전체 높이의 60% 이상으로 증가되고 증류 오일의 95% 증류 온도가 310℃ 이상으로 증가되는 경우, 하부 오일의 제1 스트림이 압력 안정화 타워로 복귀되는 온도가 낮아지고 압력 안정화 타워로부터 하부 오일의 배출 레이트가 상승되거나;
    압력 안정화 타워의 하부의 액체 레벨이 타워의 전체 높이의 60% 이상으로 증가되고 증류 오일의 95% 증류 온도가 240℃ 이하로 감소되는 경우, 하부 오일의 제1 스트림이 압력 안정화 타워로 복귀되는 온도 및 압력 안정화 타워로부터 하부 오일의 배출 레이트 모두가 상승되거나;
    압력 안정화 타워의 하부의 액체 레벨이 타워의 전체 높이의 20% 이하로 감소되고 증류 오일의 95% 증류 온도가 310℃ 이상으로 증가되는 경우, 하부 오일의 제1 스트림이 압력 안정화 타워로 복귀되는 온도 및 압력 안정화 타워로부터 하부 오일의 배출 레이트 모두가 낮아지거나; 또는
    압력 안정화 타워의 하부의 액체 레벨이 타워의 전체 높이의 20% 이하로 감소되고, 증류 오일의 95% 증류 온도가 240℃ 이하로 감소되는 경우, 하부 오일의 제1 스트림이 압력 안정화 타워로 복귀되는 온도가 상승되고, 압력 안정화 타워로부터 하부 오일의 배출 레이트가 낮아지는, 침상 코크스의 제조 방법.
  13. 제6항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    버퍼 탱크의 액체 레벨은 단계(3)에서 탱크의 전체 높이의 약 30-70%로 제어되고,
    바람직하게는, 단계(5)에서 하부 오일의 제2 스트림의 플로우 레이트는 버퍼 탱크의 액체 레벨에 따라 제어되고, 버퍼 탱크의 액체 레벨이 25% 미만인 경우, 하부 오일의 제2 스트림의 플로우 레이트가 낮아지고, 액체 레벨이 60%를 초과하는 경우, 하부 오일의 제2 스트림의 플로우 레이트가 상승되는, 침상 코크스의 제조 방법.
  14. 제6항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계(5)에서 코킹 분별 타워에 의해 분리된 경유의 95% 증류 온도는 약 300-400℃, 바람직하게는 약 320-360℃로 제어되며;
    바람직하게는, 상기 방법은 단계(5)에서 코킹 분별 타워에서 분리된 경유의 일부가 압력 안정화 타워로 재순환되어, 압력 안정화 타워의 상부의 압력 및 코크스 타워의 상부의 압력을 조절하여 이들을 설정값으로 유지하는 단계를 추가로 포함하는, 침상 코크스의 제조 방법.
  15. 제6항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계(5)에서 코킹 분별 타워에 의해 분리된 중유의 5% 증류 온도는 경유의 95% 증류 온도보다 적어도 약 3℃ 더 높게 제어되며;
    바람직하게는, 단계(5)에서 얻어진 중유는 코크스 타워로 직접 재순환되거나, 고형물 제거 처리 후에 코크스 타워로 재순환되는, 침상 코크스의 제조 방법.
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