ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Процессы получения нефтяных пеков термоконденсацией остатков из "Технология глубокой переработки нефти и газа" Среди термических процессов наиболее широкое распространение в нашей стране и за рубежом получил процесс замедленного коксования, который позволяет перерабатывать самые различные виды ТНО с выработкой продуктов, находящих достаточно квалифицированное применение в различных отраслях народного хозяйства. Другие разновидности процессов коксования ТНО - периодическое коксование в кубах и коксование в псевдоожиженном слое порошкообразного кокса - нашли ограниченное применение. Здесь рассматриваются только установки замедленного коксования (УЗК). [c.382] Основное целевое назначение УЗК - производство крупно-куско-вого нефтяного кокса. Наиболее массовыми потребителями нефтяного кокса в мире и в нашей стране являются производства анодной массы и обожженных анодов для алюминиевой промышленности и графити-рованных электродов для электросталеплавления. Широкое применение находит нефтяной кокс при изготовлении конструкционных материалов, в производствах цветных металлов, кремния, абразивных (карбидных) материалов, в химической и электротехнической промышленностях, космонавтике, в ядерной энергетике и др. [c.382] Сырьем установок коксования являются остатки перегонки нефти - мазуты, гудроны производства масел - асфальты, экстракты термокаталитических процессов - крекинг-остатки, тяжелая смола пиролиза, тяжелый газойль каталитического крекинга и др. За рубежом, кроме того, используют каменноугольные пеки, сланцевую смолу, тяжелые нефти из битуминозных песков и др. [c.383] Основными показателями качества сырья являются плотность, коксуемость по Конрадсону, содержание серы и металлов и групповой химический состав (см. табл.7.4). Коксуемость сырья определяет прежде всего выход кокса, который практически линейно изменяется в зависимости от этого показателя. При замедленном коксовании остаточного сырья выход кокса составляет 1,5-1,6 от коксуемости сырья. [c.383] В зависимости от назначения к нефтяным коксам предъявляют различные требования. Основными показателями качества коксов (см. 4.6.2) являются содержание серы, золы, летучих, гранулометрический состав, пористость, истинная плотность, механическая прочность, микроструктура и др. (см. табл. 4.14). [c.383] По содержанию серы коксы делят на малосернистые (до 1 %), среднесернистые (до 1,5 %), сернистые (до 4 %) и высокосернистые (выше 4,0 %) по гранулометрическому составу - на кусковой (фракция с размером кусков свыше 25 мм), орешек (фракция 8-25 мм) и мелочь (менее 8 мм) по содержанию золы - на малозольные (до 0,5 %), среднезольные (0,5 - 0,8 %) и высокозольные (более 0,8 %). [c.383] Содержание серы в коксе зависит почти линейно от содержания ее в сырье коксования. Малосернистые коксы получают из остатков малосернистых нефтей или подвергнутых гидрооблагораживанию. Как правило, содержание серы в коксе всегда больше ее содержания в сырье коксования. [c.383] Содержание золы в коксе в значительной мере зависит от глубины обессоливания нефти перед ее переработкой. Теоретические основы (химизм, механизм реакций и влияние технологических параметров) процессов коксования изложены в 7.2.7 и 7.2.8. [c.383] Название замедленное в рассматриваемом процессе коксования связано с особыми условиями работы реакционных змеевиков трубчатых печей и реакторов (камер) коксования. Сырье необходимо предварительно нагреть в печи до высокой температуры (470-510°С), а затем подать в необогреваемые, изолированные снаружи коксовые камеры, где коксование происходит за счет тепла, приходящего с сырьем. [c.384] В зависимости от производительности УЗК различаются количеством и размерами коксовых камер, количеством и мощностью нагревательных печей На устяновклх первого поколениа приняты печи шатрового типа и 2 или 3 камеры коксования с диаметром 4,6 м и высотой 27 м, работающие поочередно по одноблочному варианту. УЗК последующих поколений преимущественно являются двухблочными четырехкамерными, работающими попарно. На современных модернизированных УЗК используются печи объемно-настильного и вертикально-факельного пламени и коксовые камеры большего диаметра (5,5 - 7,0 м высота - 27 - 30 м). В них предусмотрены высокая степень механизации трудоемких работ и автоматизации процесса. [c.385] По технологическому оформлению УЗК всех типов различаются между собой незначительно и преимущественно работают по следующей типовой схеме первичное сырье — нагрев в конвекционной секции печи — нагрев в нижней секции ректификационной колонны теплом продуктов коксования — нагрев вторичного сырья в радиантной секции печи — коксовые камеры — фракционирование. [c.385] Вторичное сырье с низа колонны К-1 забирается печным насосом и направляется в реакционные змеевики печей (их две, работают параллельно), расположенные в радиантной их части. В печах вторичное сырье нагревается до 490 - 510°С и поступает через четырехходовые краны двумя параллельными потоками в две работающие камеры две другие камеры в это время находятся в цикле подготовки. Входя в низ камер, горячее сырье постепенно заполняет их так как объем камер большой, время пребывания сырья в них также значительно и там происходит крекинг сырья. Пары продуктов коксования непрерывно уходят из камер в колонну К-1, а утяжеленный остаток задерживается в камере. Жидкий остаток постепенно превращается в кокс. [c.386] Колонна К-1 разделена полуглухой тарелкой на две части нижнюю, которая является как бы конденсатором смешения, а не отгонной секцией колонны и верхнюю, выполняющую функцию концентрационной секции ректификационных колонн. В верхней части К-1 осуществляется разделение продуктов коксования на газ, бензин, легкий и тяжелые газойли. В колонне К-1 температурный режим регулируется верхним острым и промежуточным циркуляционными орошениями. Легкий и тяжелый газойли выводятся через от парные колонны соответственно К-2 и К-3. [c.387] Газы и нестабильный бензин из сепаратора С-1 поступают в фракционирующий абсорбер К-4. В верхнюю часть К-4 подается ох-Лч-гжденный стабильный бензин, в нижнюю часть подводится тепло посредством кипятильника с паровым пространством. С верха К-4 выводится сухой газ, а снизу - насыщенный нестабильный бензин, который подвергается стабилизации в колонне К-5, где от него отгоняется головка, состоящая из пропан-бутановой фракции. Стабильный бензин охлаждается, очищается от сернистых соединений щелочной промывкой и выводится с установки. [c.387] Коксовые камеры работают по циклическому графику. В них последовательно чередуются циклы коксование, охлаждение кокса, выгрузка его и разогрев камер. Когда камера заполнится примерно на 70 - 80 % по высоте, поток сырья с помощью переключающих кранов переводят в другую камеру. Заполненную коксом камеру продувают водяным паром для удаления жидких продуктов и нефтяных паров. Удаляемые продукты поступают вначале в колонну К-1. После того, как температура кокса понизится до 400 - 405°С, поток паров отключают от колонны и направляют в скруббер (на рисунке не показан). Водяным паром кокс охлаждают до 200 °С, после чего в камеру подают воду. [c.387] После охлаждения кокс из камер выгружают. Для этой операции применяют гидравлический метод. Пласты кокса разрушаются струей воды давлением 10-15 МПа. Над каждой камерой установлены буровые вышки высотой 40 м, предназначенные для подвешивания бурового оборудования. На вышке закрепляется гидродолото, с помощью которого в слое кокса пробуривается центральное отверстие. [c.387] Коксовую камеру, из которой выгружен кокс, опрессовывают и прогревают сначала острым водяным паром, затем горячими парами продуктов коксования из работающей камеры до температуры 360 - 370°С и после этого переключают в рабочий цикл коксования. [c.388] Подготовительные операции УЗК занимают 24 - 34 ч. В отличие от непрерывных нефтехимических процессов, в реакционных камерах УЗК химические превращения осуществляются в нестационарном режиме с периодическими колебаниями параметров процесса, прежде всего температуры и времени. Продолжительность термолиза в жидкой фазе изменяется от максимального значения с начала заполнения камеры до минимального к моменту переключения на подготовительный цикл. На характер изменения температурного режима по высоте и сечению камеры оказывает влияние эндотер-мичность суммарного процесса термолиза, а также величина потерь тепла в окружающую среду. Это обстоятельство обусловливает непостоянство качества продуктов коксования по времени, в том числе кокса по высоте камеры. Так, верхний слой кокса характеризуется высокой пористостью, низкой механической прочностью и высоким содержанием летучих веществ (то есть кокс недококсован). Установлено, что наиболее прочный кокс с низким содержанием летучих находится в середине по высоте и сечению камеры. [c.388] в табл.7.6, приводится материальный баланс УЗК при коксовании различных видов сырья. [c.389] С целью интенсификации электросталеплавильных процессов в последние годы широко применяют высококачественные графити-рованные электроды, работающие при высоких удельных токовых нагрузках (30-35 Ом/см ). Зарубежный и отечественный опыт показывает, что получить такие электроды возможно лишь на основе специального малозольного и малосернистого, так называемого игольчатого кокса. Только игольчатый кокс может обеспечить такие необходимые свойства специальных электродов, как низкий коэффициент термического расширения и высокая электропроводимость. Потребности металлургии в таких сортах коксов за рубежом и в бывшем СССР непрерывно возрастают. [c.390] Вернуться к основной статье