Способ переработки кислых гудронов

 

Сущность изобретения: кислый гудрон подвергают термообработке в присутствии восстановительной добавки и теплоносителя - твердого остатка термообработки в виде кипящего слоя, нагретого путем его частичного сжигания при температуре 450- 500°С при контакте с воздухом, подаваемый для сгорания кипящего слоя. Продолжительность пребывания теплоносителя в зоне реакции 8-11 мин. Термообработку ведут при температуре 350-450°С и давлении 30- 40 КПа. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

сОюз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 10 6 17/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4866785/04 (22) 28.06.90 (46) 30.11.92, Бюл. ¹ 44 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) В.И.Антонишин и А.А.Сидорук (56) Дюмаев К.М, и др. Регенерация отработанных сернокислотных растворов. 1987 г. с. 8-11.

Авторское свидетельство СССР № 454244, кл. С 10 G 31/06, С 10 6 17/10, 1971.

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к утилизации кислых гудронов — отходов производства, образующихся при сернокислотной очистке нефтяных фракций, содержащих загрязненную серную кислоту.

Известен способ переработки кислых гудронов, основанный на окислительно-восстановительном взаимодействии серной кислоты и сульфокислот с нагретыми до температуры 200-400 С нефтепродуктами, взятыми в соотношении 10-125 мас.ч. на

1 мас,ч. Кисло о гудрона. При этом серная кислота и сульфокислоты восстанавливаются до диоксида серы и воды, а органическая масса окисляется до более вязкого нейтрального нефтепродукта, который может быть использован. в зависимости от глубины окисления, в качестве битума или сырья для его получения, как компонент котельного топлива или сырья коксования и др.

Этот способ обладает следующими недостатками:

„,. Ж,, 1778147 А1 (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ КИСЛЫХ ГУДРОНОВ (57) Сущность изобретения: кислый гудрон подвергают термообработке в присутствии восстановительной добавки и теплоносителя — твердого остатка термообработки в виде кипящего слоя, нагретого путем его частичного сжигания при температуре 450500 С при контакте с воздухом, подаваемый для сгорания кипящего слоя. Продолжительность пребывания теплоносителя в зоне реакции 8-11 мин. Термообработку ведут при температуре 350-450 С и давлении 3040 КПа. 1 э.п. ф-лы, 2 табл.

I» для разложения серной кислоты и суль- . фокислот, содержащихся в кислом гудроне,; требуется большое количество восстанови- тельной среды (1:10-125 мас.ч,); процесс обладает рядом технологических трудностей: интенсивное пенообразование, большой объем реакционных; 4 аппаратов, коррозия аппаратуры серной : с4 кислотой и сульфокислотами в зоне высоких температур.

Все это вместе взятое затрудняет внед-: рение этого способа утилизации кислых гуд- е ронов в производство. V

Наиболее близким к предлагаемому является способ переработки кислого гудрона, заключающийся в смешении кислого а гудрона с 3-25% восстановительной добавки (мазут, тяжелые масляные дистилляты, полугудрон, гудрон), распылении смеси в реакторе при одновременном нагреве ее а кипящем слое до температуры 200-300 С газообразными продуктами сгорания топлива, образующимися в выносной топке для

1778147 сжигания топлива под давлением. При нагреве реакционной смеси происходит разложение серной кислоты и сульфокислот до диоксида серы и воды, окисление и уплотнение органической массы до твердого кокса- 5 подобного продукта, который выводят из аппарата, Недостатки известного способа заключаются в следующем: значительный расход топлива на обра- 10 зование газообразных продуктов сгорания, которые используются в качестве теплоносителя для нагрева реакционной смеси в реакторе и низкий коэффициент теплопередачи газ - твердое вещество, что влечет за 15 собой увеличение эксплуатационных затрат на переработку кислого гудрона большое количество газообразных продуктов, проходящих через реакционное устройство, и осуществление процесса в 20 кипящем слое с низкой концентрацией взвеси (образующегося твердого остатка термообработки), что способствует большому выносу мелких частиц твердого продукта из аппарата, а также существенному увели- 25 чению его размеров.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса переработки кислого гудрона за счет увеличения производительности реакционного устройства и 30 снижения энергозатрат.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе переработки кислого гудрона в присутствии восстановительной добавки и теплоносителя, согласно изобре- 35 тению термообработку ведут при массовой

Ф -1 скорости подачи сырья равной 0,5-1,1 ч использовании в качестве теплоносителя твердого остатка термообработки в виде кипящего слоя, нагретого путем его частично- 40

ro сжигания при температуре 450-500" С за счет контакта с воздухом, подаваемым для создания кипящего слоя, и продолжительности пребывания твердого теплоносителя в зоне реакции 8-11 мин. 45

Второе отличие состоит в том, что термообработку ведут при температуре 350450 С и давлении 30-40 КПа.

Процесс термообработки кислого гудрона в реакторе с кипящим слоем теплоно- 50 сителя осуществляется следующим образом. Предварительно смешанные кислый и прямогонный гудрон насосом подаются в форсунки,вмонтированные в реактор для распыления и нанесения на теплоноси- 55 тель, находящийся в кипящем слое. Последний создается воздухом, подаваемым воздуходувкой под распределительную решетку. При контакте реакционной смеси с нагретым теплоносителем происходит раз1050-1150

В качестве восстановительной добавки к кислому гудрону использован прямогонный гудрон с такими показателями качества: ложение серной кислоты и сульфокислот, а также окисление и уплотнение органической массы с образованием остатка термообработки. В этом же процессе происходит сгорание части остатка термообработки и образующихся углеводородных компонентов, чем обеспечивается подвод необходимого тепла для протекания процесса.

Избыток остатка термообработки выводится из реакторного устройства через бункерно-шлюзовый затвор. В верхнем бункере остаток термообработки охлаждается до температуры 100-120 С.

Образующийся сернистый газ уходит иэ верхней части реакторного устройства. Его очистка, охлаждение и переработка осуществляется по известной технологии.

При пуске установки в качестве контактной массы и теплоносителя в реакторе используется измельченный нефтяной кокс с размером зерен 0,1-0,3 мм. При установившемся режиме эти функции выполняет, образующийся иэ кислого гудрона твердый остаток термообработки.

Остаток термообработки кислого гудрона представляет собой твердое зернистое пористое вещество черного матового цвета.

Продукт нерастворим в органических растворителях, в том числе: в бензоле, четыреххлористом углероде, пиридине, Основные показатели его качества;

Насыпная масса, кг/м 725-755.

Истинная плотность, кг/мз

Кажущаяся плотность, кг/м 840-890

Удельная поверхность, м /г 3,2-4,8 . Угол ссыпания мате-, риала, 45

Элементный состав, мас. ; углерод 82,6-83,5 водород 7,5-8,1 сера 2,9-3,6 кислород 4,0-4,5 азот 0,7-0,9 эольный остаток 0,8-1,1 теплота сгорания низшая, кДж/кг 32700-32800

Примеры осуществления способа.

В качестве исходного сырья для термообработки использовали парафиновые и масляный (трансформаторный) кислые гудроны, состав которых приведен в табл.1.

1778147

Таблица 1

Плотность, р 0,969

Молекулярная масса 585

Температура размягчения по КиШ, С 29

Компонентный состав. мас.%: асфальтены 6,3 смолы 16,1 масла 77,6 содержание серы, 1,6 содержание золы, 0,3 коксуемость, 9,8

Условия термообработки кислых гудронов в присутствии восстановительной добавки, материальный баланс процесса и качество остатка термообработки приведе15 ны в табл.2. Из полученных результатов следует, что сульфокислоты и серная кислота в процессе термообработки полностью разрушаются с образованием диоксида серы и реакционной воды, а органическая масса окисляется и уплотняется с образованием твердого органического остатка, Образующиеся в процессе термообработки кислых гудронов сернистый газ и остаток термообработки являются полезными продуктами. Сернистый газ может быть переработан в серную кислоту, элементную серу, бисульфит натрия и другие товарные продукты. Остаток термообработки может быть использован как твердое топливо, в качестве компонента сырья для получения нефтяного кокса и др.

Предложенный способ озволяет вести технологический процесс термообработки кислого гудрона при более высокой концентрации взвеси твердого остатка термообрэботки в кипящем слое. уменьшенном количестве газообразных продуктов, проходящих через реактор и другие технологические аппараты, повышенной производительности реактора по перерабатываемому сырью, а также самообеспечении процесса теплом путем частичного сжигания в кипящем слое, образующегося остатка термообрэ ботки.

<6 о р м у л а и з о б р е т е н и я

1, Способ переработки кислых гудронов путем их термообработки в присутствии восстановительной добавки и теплоносителя, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса и снижения энергозатрат, термообработку ведут при массовой скорости подачи сырья

0,5-1,1 ч ", использовании в качестве теплоносителя твердого остатка термообработки в виде кипящего слоя, нагретого путем его частичного сжигания при 450-500 С за счет контакта с воздухом, подаваемым для создания кипящего слоя, и продолжительности пребывания твердого теплоносителя в зоне реакции 8-11 мин.

2. Способ по п.,1, от л и ч а ю щи и с я тем, что термообработку ведут при температуре 350-450 С и давлении 30-40 КПа.

1778147

Таблица 2

Результаты термообраб тки кислых гудронов (и материальном балансе соот гудронов (ци>ьровые значения в пансе соответствуют на загрузку по сырью или 100 кг/ч загрузки сырья е реакт ) акторе>

Показатель

Исходное сырье

Проба 1+6,52 восстанови. тельной добавки тки

Проба 2+8,02 восстановительной добавки

Проба 3+32 восстановительной добавки

1. Условия термообрабо

Темлература в реакторе,ЗС верх

40 кипя>ций слой низ

Давление, кПа

Нассовая скорость подачи сырья, ч з

0,7

0,5

Время пребывания остатка термообработки в реакторе, мин

8>0

11,0

10,0

ZI. материальный баланс

Взято1

1. Кислый гудрон

93,5

6,5

114,8

214,8

92,0

8,0

120, О

220,0

100,0

3,0

107,1

210,0

2. Прямогонный гудрон

3. Воздух

Всего .

Получено:

25,4

183,7

1. Остаток термообработки

2, Сернистый газ в тон числе: диоксид серы

19,9 "

194 >1.

17,5

201,5

42,1 .

29,2

37.8

92,4

1,0 .

220 ° 0

39,6

33 1

26,6

32,9

91,1

1,0

210,1

29,1

36,4

88,4

0,8

214,8 диоксид углерода вода азот

3. Потери

Всего:

Ш. Качество остатка термообработки

876

4,8

Насыпная масса, кг/му

Истинная плотность, кг/мз

Кавуа аяся плотность, кг/мз

Удельная поверхность, мз/г

739 .

1070 840

3,2

3,9 .

Угол ссылания материала;

Элементный состав, Ф: углерод 82,6 83,5 В3,0

8,1 . 8,0 . 7,5 сера 2,9 . 3,0 ° 3,6 кислород 4,5 4,0 4,0 азот 0,8 0,7 0,9 вольный остаток 1,1 . 08 10 теплота сгорания, кДк/кг 32700 32800 32760

Кислотное число> нг КОН/r 0,0 0>0 0,0

Ф

Количество сырья, подаваемого в единицу времени (кг/ч) на единицу массы (кг) твердого теплоносителя, находяцегося в реакторе.

Составитель 8.Антонишин

Техред М,Моргентал . Корректор А.Мотыль водород

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4163 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская нэб., 4/5