ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Использование газообразных и жидких продуктов, сопутствующих получению нефтяного углерода из "Нефтяной углерод" Термодеструкция углеводородного сырья может происходить в паровой (производство сажи) и жидкой фазе (производство пеков и кокса). В паровой фазе термодеструкция мелеет осуществляться в инертной среде и в присутствии активных составляющих дымовых газов. В зависимости от этого (особенно при высоких температурах) выход и качество получаемых продуктов существенно различаются. [c.237] Принципиально иначе осуществляется деструкция углеводородного сырья при более низких температурах в жидкой фазе. В процессе деструкции наряду с конечными продуктами формируются промежуточные фракции (бензиновые, керосино-газойлевые), существенно снижающие выход нефтяного углерода (пеков и кокса), хотя потенциальный выход его и выше, чем при деструкции сырья в паровой фазе. Регулированием соотношения конечных и промежуточных продуктов в жидкой фазе достигается необходимый выход конечных продуктов и их качество. [c.237] Непрерывное коксование осуществляют при более высоких температурах (520—550 °С), чем замедленное коксование, и па поверхности контактов (коксовых частиц). Однако повышенная температура в зоне реакции еще не приведет к большей глубине разложения сырья, чем при замедленном коксовании. Особенность коксования на твердых теплоносителях — интенсивное испарение части исходного сырья без существенной деструкции, что, очевидно, должно привести к снижению выхода продуктов деструкции и уплотнения, протекающих в жидкой фазе. Деструкция в паровой фазе при непрерывных процессах коксования, в отличие от замедленного коксования, протекает с большей скоростью. В связи с этим конечная глубина разложения и выход продуктов определяются главным образом кинетикой процесса в паровой фазе, а влияние давления на показатели процесса более существенно, чем при замедленном коксовании. Деструкция в паровой фазе промежуточных фракций должна привести к повышенному газообразованию и увеличению в продуктах распада содержания непредельных соединений. [c.238] Отмеченные закономерности деструкции углеводородного сырья в паровой, жидкой и смешанных фазах в той или иной мере подтверждаются практикой работы промышленных установок производства сажи, коксования и других видов нефтяного углерода. [c.238] Из-за сложности химического состава сырья и влияния мнолсества факторов на его термодеструкцию п на качество получаемых продуктов весьма трудно точно определить выход нефтяного углерода и сопутствующих ему продуктов. Для этого чаще всего пользуются эмпирическими уравнениями, полученными на основе обобщения статистических данных работы промышленных установок. Несмотря на то, что получаемые результаты являются функцией изменения параметров термодеструкцин в узкой области и описывают выход продуктов с заметными погрешностями, такая первичная оценка выхода продуктов при термодеструкции н ироко распространена. [c.238] Выход сажи в значительной мере определяется качеством сырья (газообразного, жидкого, степенью его ароматизованности), способом ее получения (печная, канальная, термическая) и требуемыми свойствами (степенью дисперсности). Степень дисперсности сажи зависит от совершенства процесса горения, степени распыления жидких видов сырья, длительности пребываш1я частиц углерода в зоне реакции и др. [c.238] Мало- и полуактивные низкодисперспые сажи (ПМ-15 и ПМ-ЗОВ), вырабатываемые из жидкого сырья, с малой удельной геометрической иоверхностью (5г=15—30 м /г) обычно получают в макродиффузионном пламени в условиях ограниченного доступа активных составляющих дымовых газов (Н2О и СО2) к поверхности углерода и при относительно невысоких температурах (1200 °С). В результате незначительного времени контакта углерода с активными составляющими дымовых газов выход сажи приближается к потенциалу и тем в большей степени, чем меньше дисперсность сажи. [c.239] Среднеактивные и активные сажи (типа ПМ-50, ПМ-75 и ПМ-100), вырабатываемые из жидкого сырья, требуют иных условий для формирования частиц с удельной геометрической поверхностью 5г = 50—100 м /г. В этом случае необходимо создать лучшие условия контакта поверхности сажи с продуктами сгорания и охлаждающим агентом (водой), т. е. повысить степень газификации поверхности углерода. Такие условия обеспечивают тонким распылом сырья перед подачей в зону реакции (подогрев продуктов, подаваемых в реактор, совершенствование конструкции распылителей и т. д.), повышением степени турбулизации потока сырья (скорости потоков достигают 50—100 м/с). Сажп с повышенной активностью в микродиффузионном турбулентном пламени получаются при большем удельном расходе воздуха (3— 6 м /кг) и высоких температурах процесса (1350—1500 °С). [c.239] Процесс получения сажи в последнем случае сопровождается большей газификацией углерода и меньшим его выходом (35— 50% на сырье). Наряду с целевым продуктом в процессе сажеобразования образуются дымовые газы, причем их количество в 2—3 раза больше, чем выход сажи. Данные исследований [35] свидетельствуют о возможности некоторого увеличения выхода сажн прн улучшении процесса горения сырья в реакторе (путем повышения однородности распыла п получения частиц с одинаковым размером, сообщения большего физического тепла в зо)1у реакции за счет подогрева исходных продуктов перед подачей в реактор, обеспечения равномерности газификации частиц и др.). [c.239] Из формулы видно, что предельное количество бензина можно получить путем полной рециркуляции керосино-газойлевых фракций( т. е. при осуществлении крекинга до кокса). По мере снижения коэффициента рециркуляции промежуточных фракций выход бензина в расчете на исходное сырье уменьшается. [c.240] В процессе сажеобразования получают отходящие газы, качество и направления использования которых зависят во многом от способа получения сажи и ее качества. При получении сажи без доступа воздуха (термический способ получения сажи) газы не загрязнены побочными продуктами и содержат значительное количество водорода (85% объемн. Н2). Такие газы можно использовать для процессов гидрогенизации в нефтеперерабатывающей промышленности или для других химических процессов. При печных способах производства саж отходящие газы сильно загрязнены побочными продуктами, и ценность их как химического сырья существенно снижается. В табл. 22 приведен состав газов, образующихся при получении саж ПМ-75 и ПМ-100 из различных видов сырья. [c.240] Энтальпия отходящих газов в зависимости от содержания в них водяных паров (10—40%) колеблется в пределах 1680— 3360 кДж/м . В смеси с высококалорийными газами отходящие газы могут служить топливом в печах, в котельных, для подогрева воздуха, сырья, получения пара и для других целей. После удаления СО2 и Н2О дымовые газы могут направляться также на рециркуляцию в реактор для регулирования режима и степени дисперсности получаемого углерода. [c.240] Поскольку в условиях коксования асфальтенов испарения не происходит и они разлагаются незначительно, Ка 0 с уменьшением молекулярной массы компонентов нефтяных остатков значение Км— -I- При Км = 1 молекулы компонентов остатка переходят в паровую фазу без изменения, и коксообразования не происходит. При коксовании масляных компонентов остатка выход углерода всегда мал из-за высокого соотношения паровой и жидкой фаз и значительного приближения Н С паровой фазы к Н С исходных молекул. [c.241] При определении коксуемости по Конрадсону в результате воздействия высоких температур и малой длительности коксования компоненты остатка значительно испаряются, а при коксовании в лабораторном кубике или в промышленных условиях (особенно в условиях повышенных давлений) большое количество компонентов остатка вовлекается во вторичные реакции, что способствует повышению выхода кокса. [c.241] При коксовании нефтяных остатков, обладающих малыми значениями Сконр (менее 5%), упрощенная формула для определения выхода кокса неприменима из-за высокой испаряемости сырья. [c.242] Повышение давления в системе от 0,1 до 0,6 МПа позволяет увеличить выход кокса на 35—40%, что весьма важно. Дальнейшее повышение давления в системе весьма сложно и, по-видимо-му, экономически не оправдано. [c.242] При замедленном коксовании выход кокса из одного и того же сырья всегда больше, а газа меньше, чем при термоконтактном коксовании на порошкообразном теплоносителе. Соотношение в этих процессах выходов кокса составляет в среднем 1,2—1,5. С повышением плотности и коксуемости сырья выходы кокса к газа при любом способе коксования возрастают. Однако при термоконтактном коксовании на порошкообразном теплоносителе выход газа увеличивается более интенсивно. Так, с повышением коксуемости сырья с 10 до 40% выход газа при замедленном коксовании возрастает в 1,55 раза, а при термоконтактном коксовании на порошкообразном теплоносителе — в 1,7 раза. [c.242] Такое различие вполне объяснимо, если учесть теорию коксования. С утяжелением сырья в паровую фазу переходят фракции с более высокой молекулярной массой в условиях коксования иа, порошкообразном коксе они подвергаются большим деструктивным изменениям, чем более легкие промежуточные фракции, получаемые из облегченного сырья. При замедленном коксовапии из-за низкой температуры паровой фазы (420—440 °С) различие в промежуточных продуктах не может оказать заметного влияния на выход и качество легких продуктов коксования (газа, бензина). . [c.242] Вернуться к основной статье