ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Г л ава третья Свойства и анализ нефтяного кокса из "Облагораживание и применение нефтяного кокса" Рассмотренные выше закономерности коксообразования лежат в основе промышленных способов коксования. В настоящее время в промышленности применяют в основном два способа замедленное коксование в необогреваемых камерах [20] и коксование в кипящем слое порошкообразного кокса [21, 22]. Третий способ коксования — в движущемся слое гранулированного кокса отрабатывается в опытно-промышленном масштабе [231. Старые способы коксования — в кубах и керамических печах — не рекомендуется применять на новых нефтеперерабатывающих заводах. [c.19] При непрерывных процессах предварительно подогретое сырье контактируется с горячим теплоносителем (порошкообразным или гранулированным коксом) в реакторе и подвергается коксованию в кипящем или движущемся слое при температурах 520—560 °С в течение от 3 до 40 мин. Нагрев теплоносителя до температуры 650 °С производится в коксонагревателе (регенераторе). Балансовое количество кокса непрерывно выводится из регенератора на охлаждение. Производительность наиболее мощных установок коксования на порошкообразном коксе составляет 6000 т сутки по свежему сырью. В результате всех способов коксования получают газ, бензин, керосино-газойлевую фракцию и кокс. [c.20] Газ и бензиновые фракции по своим качествам близки к аналогичным продуктам термического крекинга и используются в таком же направлении [201. Керосино-газойлевые фракции пригодны в качестве сырья для каталитического крекинга (особенно при работе на прямогонном остатке) [24] или в качестве газотурбинного топлива [25—27]. В последнем случае необходимо снижать температуру застывания керосино-газойлевых фракций до требуемых норм добавлением специального депрессатора [28]. [c.20] Более подробно различные способы коксования и использование газообразных и жидких продуктов этих процессов рассмотрены в литературе [18, 20]. [c.20] Коксование пековых остатков, полученных на базе угля, в отличие от нефтяных сопровождается одновременной прокалкой получаемого кокса при высоких температурах (900—1050 °С), что положительно влияет на качество углеродной продукции — кокса [291. [c.20] Значительное влияние на выход и физико-химические свойства коксов оказывает качество сырья. При прочих равных условиях, чем выше коксуемость исходного сырья, тем больше получается из него кокса. [c.20] В табл. 1 приведен выход кокса и других продуктов замедленного коксования в необогреваемых камерах при работе на сырье различного качества, но при одинаковом технологическом режиме. [c.21] Из-за существенного различия химической природы прямогон-ных и крекинг-остатков процесс коксообразования протекает с различными скоростями и тепловыми эффектами реакций, что в конечном счете сказывается не только на выходе, но и на качестве кокса. Чем глубже подвергнут предварительному термическому крекингу остаток на установках термического крекинга, чем больше содержит он конденсированных ароматических соединений, тем более прочный получается кокс. Например, из крекинг-остатка при одинаковом способе и режиме коксования получается кокс с большей механической прочностью, чем из прямогонного остатка той же нефти. [c.21] Материальный баланс и качество продуктов, в том числе кокса, зависят также от способа коксования и режима процесса. [c.22] При одинаковом сырье наименьший выход кокса и соответственно летучих получается в случае коксования в керамических печах, где температура в зоне реакции достигает 800 С и более. [c.22] Выход кокса изменяется в зависимости от способа коксования, достигая величины в 1,1 раза большей коксуемости исходного сырья для процессов коксования в кипящем слое и в 1,9 раза — для процессов в необогреваемых камерах и кубах. [c.22] Наиболее важным фактором, характерным для каждого способа коксования и определяющим выход и качество кокса при переработке одинакового сырья, является температура процесса. [c.22] При пониженных температурах коксования (в кубах, необогреваемых камерах) вследствие замедления скорости распада создаются благоприятные условия для вовлечения в реакцию поликонденсации максимального количества структурных звеньев распавшихся сложных молекул. По этой причине выход твердого остатка возрастает. При повышении температуры коксования (в керамических печах, непрерывные способы коксования) скорость испарения и реакций распада составляющих нефтяных остатков увеличивается быстрее, чем скорость реакций поликонденсации, ввиду различной энергии активации этих реакций. В этом случае происходит некоторый разрыв по времени между реакциями распада и конденсации, что способствует выносу из зоны реакции части накапливающихся на поверхности частиц структурных звеньев распавшихся молекул и снижает в конечном счете выход кокса. [c.22] Возвратом тяжелых жидких продуктов коксования в зону реакции можно увеличить выход кокса, что следует также из формулы, приведенной на стр. 21, согласно которой понижение температуры конца кипения выводимой с установки жидкой фракции ведет к возрастанию выхода кокса. [c.22] Чем больше в исходном сырье асфальто-смолистых веществ, тем эффективнее процесс коксообразования при повышении давления в реакционной зоне. [c.23] Рассмотренные факторы, кроме выхода, влияют также на структуру кокса. Полученный при всех способах коксования кокс можно представить как структуру, состоящую из двух слагаемых макроструктуры, зависящей от характера вспученности нефтяного остатка при коксообразовании, и микроструктуры, являющейся скелетом межпористых перегородок. [c.23] Изучением микроструктуры кокса установлено, что он состоит из поликонденсированных систем ароматических углеводородов, в состав которых входят гетероциклические соединения и зольные элементы. Кокс, полученный при высокотемпературных процессах коксования, отличается от кокса низкотемпературных процессов степенью поликонденсадии, числом углеродных атомов в боковых цепях и физико-химическими свойствами (электро- и теплопроводность, плотность, пористость и т. д.). [c.23] Макро- и микроструктура кокса, пористость, механические свойства, содержание углерода, водорода и летучих веществ зависят главным образом от способа и режима коксования. [c.23] В табл. 2 приведено среднее качество кокса в зависимости от способа коксования, а в табл. 3—характеристика кокса, полученного в необогреваемых камерах, в зависимости от температуры. Повышение температуры приводит к снижению выхода летучих, повышению механической прочности и снижению пористости кокса. По данным Нельсона [30], механическая прочность коксов становится особенно низкой при выходе летучих свыше 5%, при этом увеличивается их растворимость в трихлорэтане. [c.23] Анализ данных табл. 2 и 3 показывает существенное различие коксов, получаемых в необогреваемых камерах и при непрерывных процессах коксования, особенно по величине удельного электросопротивления, удельной поверхности и гранулометрическому составу. [c.23] Вернуться к основной статье