Un’unità coker è un processo di cracking termico nell’industria della raffineria di petrolio utilizzato per recuperare elementi di valore, il più importante dei quali è il coke di petrolio dai residui del processo di raffineria principale. Il processo di cokeria prevede l’alimentazione di olio residuo riscaldato o pece sul fondo di un grande recipiente verticale noto come tamburo di coke, dove avviene il cracking termico. Il processo di cracking fa sì che l’olio si separi in gas e vapore che escono dalla parte superiore del tamburo del coke e coke solidificato che si raccoglie all’interno del tamburo. Una volta che il coke si è accumulato ad un livello predeterminato, il processo viene interrotto e la massa di coke viene espulsa dall’unità coketrice mediante getti d’acqua ad alta pressione. Il coke raccolto dall’unità viene quindi inviato a un ulteriore trattamento per la produzione di combustibili o prodotti finali di qualità anodica.
Il petrolio residuo e la pece di catrame di carbone dalle colonne di distillazione atmosferica e sotto vuoto in una raffineria di petrolio contengono ancora diversi elementi preziosi, tra cui nafta, gasoli e gas di idrocarburi. Uno dei più importanti di questi elementi è un solido poroso e carbonioso noto come coke di petrolio o pet coke. Il coke di qualità commerciale ha un contenuto di carbonio molto elevato e può essere utilizzato come combustibile di combustione efficiente a basse emissioni o, nel caso di tipi come il coke ad ago, per la fabbricazione di anodi utilizzati nelle fonderie di acciaio, titanio e alluminio. Questi prodotti vengono estratti dai residui di raffineria in una sezione dell’impianto denominata coker, tipicamente una delle fasi finali del processo di raffineria.
L’unità coker sfrutta un fenomeno sperimentato da William Burton e Vladimir Shukhov noto come cracking termico durante il quale gli idrocarburi a catena lunga vengono scomposti, o crackizzati, in varianti a catena corta. Questo processo di cracking avviene in un grande recipiente verticale noto come tamburo di coke. L’olio residuo o pece viene prima riscaldato a circa 930° Fahrenheit (500° Celsius) e immesso sul fondo del tamburo del coke dove inizia il processo di cracking. Durante il cracking, i gas e gli oli vaporizzati fuoriescono dalla parte superiore dell’unità coker per la raccolta, mentre il coke solido e poroso si accumula per formare una massa all’interno del tamburo.
Una volta che nel tamburo è presente un accumulo sufficiente di coke, l’alimentazione viene interrotta e il processo cessa. Quando il coke nel tamburo si è sufficientemente raffreddato, getti d’acqua ad alta pressione vengono abbassati nella parte superiore del tamburo da strutture alte sopra note come derrick de-coker. Questi getti tagliano la massa di coke in pezzi più piccoli che fuoriescono dal fondo del tamburo per la raccolta e il trattamento per la produzione di combustibili o prodotti di qualità anodica. Le unità di cokeria sono generalmente dotate di due tamburi di coke che consentono al processo di continuare in un tamburo mentre l’altro viene decokificato. Molte raffinerie più grandi dispongono di diverse unità coker a doppio tamburo per stare al passo con le esigenze di produzione.