Petroleum Residue Upgrading Via Delayed Coking: A Review

Authors

  • Ashish N. Sawarkar,

    1. Institute of Chemical Technology, University of Mumbai, N. P. Marg, Matunga, Mumbai, Maharashtra, 400019, India
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  • Aniruddha B. Pandit,

    1. Institute of Chemical Technology, University of Mumbai, N. P. Marg, Matunga, Mumbai, Maharashtra, 400019, India
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  • Shriniwas D. Samant,

    1. Institute of Chemical Technology, University of Mumbai, N. P. Marg, Matunga, Mumbai, Maharashtra, 400019, India
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  • Jyeshtharaj B. Joshi

    Corresponding author
    1. Institute of Chemical Technology, University of Mumbai, N. P. Marg, Matunga, Mumbai, Maharashtra, 400019, India
    • Institute of Chemical Technology, University of Mumbai, N. P. Marg, Matunga, Mumbai, Maharashtra, 400019, India
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Abstract

World petroleum residue processing capacity has reached about 725 million metric tons per annum (MMTPA). The high demand for transportation fuels and the ever-rising heavy nature of crude oil have resulted in a renewed interest in the bottom-of-the-barrel processing using various conversion processes. Delayed coking, known for processing virtually any refinery stream (which not only poses a serious threat to environment, but also involves a disposal cost) has garnered tremendous importance in the current refining scenario. Needle coke obtained from delayed coking process is a highly sought-after product, which is used in electric arc furnaces (in the form of graphite electrodes) in steel making applications. In the present communication, the published literature has been extensively analyzed and a state-of-the-art review has been written that includes: (1) importance and place of delayed coking as a residue upgrading process in the current refining scenario; (2) coking mechanism and kinetics; (3) design aspects; (4) feedstocks suitable for the production of needle coke; (5) characteristics of needle coke; (6) factors affecting needle coke quality and quantity; and (7) future market for needle coke. An attempt has been made to get the above-mentioned aspects together in a coherent theme so that the information is available at a glance and could be of significant use for researchers and practising refiners.

Abstract

La capacité de traitement des résidus pétroliers mondiaux a atteint environ 725 millions de tonnes métriques par année (MMTPA). La forte demande de carburants pour le transport et la nature de plus en plus lourde de l'huile brute ont renouvelé l'intérêt pour le traitement des résidus (fond de baril) à l'aide de divers procédés de conversion. La cokéfaction retardée, connue pour traiter virtuellement tout courant de raffinage, qui non seulement constitue une menace sérieuse pour l'environnement, mais également implique des coûts d'élimination, a pris une importance considérable dans le scénario de raffinage actuel. Le coke en aiguilles obtenu à partir du procédé de cokéfaction retardée est un produit très recherché, qui est employé dans les fours à arc électriques (sous la forme d'électrodes de graphite) dans les applications de fabrication de l'acier. Dans le présent article, on a analysé de manière extensive la littérature scientifique et on présente une étude des dernières développements, qui inclut : (i) l'importance et la place de la cokéfaction en tant que procédé de valorisation des résidus dans le scénario de raffinage actuel, (ii) le mécanisme de cokéfaction et la cinétique, (iii) les aspects de la conception, (iv) les approvisionnements convenant à la production de coke en aiguilles, (v) les caractéristiques du coke en aiguilles, (vi) les facteurs influant sur la qualité et la quantité du coke en aiguilles et (vii) le marché futur pour le coke en aiguilles. On a tenté de regrouper ces différents aspects de manière cohérente, de telle sorte que l'information soit disponible au premier coup d'œil et puisse être d'une utilité pratique pour les chercheurs et les raffineurs sur le terrain.

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