Способ получения нефтяного пека

 

Изобретение относится к способам получения нефтяного пека, применяемого в качестве связующего или пропиточного материала при изготовлении различных углеродных изделий и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности. Изобретение направлено на увеличение выхода и повышения качества нефтяного пека. Способ получения нефтяного пека заключается в смешении продуктов термокрекинга с тяжелой смолой пиролиза от производства моноолефинов с последующей вакуумной перегонкой полученной смеси. Тяжелую смолу пиролиза добавляют в количестве 5 - 40% мас. от сырья термокрекинга. 2 табл.

Изобретение относится к способам получения нефтяного пека, применяемого в качестве связующего или пропиточного материала при изготовлении различных углеродных изделий, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен способ получения нефтяного пека путем термокрекинга дистиллятных фракций вторичного происхождения с последующей вакуумной перегонкой дистиллятного крекинг-остатка [1] Недостатком известного способа является низкая плотность пека, недостаточная спекающая способность и высокое серосодержание, обусловленное использованием дистиллятов сернистых нефтей. Все эти факторы затрудняют использование крекинговых пеков в технологии углеграфитовых материалов.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения нефтяного пека, включающий термокрекинг газойлевых фракций вторичного происхождения с последующим смешением продуктов крекинга с остатком вакуумной перегонки в соотношении от 1:100 до 20:100 [2] Известный способ позволяет увеличить степень ароматизации и спекающие свойства нефтяного пека. Однако и этот способ не позволяет получать нефтяной пек с удовлетворительными характеристиками и достаточно высоким выходом.

Предлагаемое изобретение направлено на увеличение выхода и повышение качества нефтяного пека.

Это достигается тем, что в способе получения нефтяного пека, включающем термокрекинг тяжелых газойлевых фракций или их смесей с последующим смешением продуктов крекинга с высокоароматизированными углеводородами и вакуумной перегонкой полученной смеси, в качестве высокоароматизированных углеводородов используют тяжелую смолу пиролиза от производства моноолефинов в количестве 5 40% мас. от сырья термокрекинга.

Тяжелая смола пиролиза при легком фракционном составе обладает высокой степенью ароматизации и одновременно чрезвычайно высокой реакционной способностью, проявляющейся, например, в интенсивном коксообразовании при высокотемпературном нагреве. Смешение ее с продуктами крекинга позволит создать оптимальные условия для протекания реакций термополиконденсации, вследствие чего продукты реакции обогащаются ароматическими углеводородами, возрастает коксуемость. Возможное коксообразование высокореакционной смолы пиролиза предотвращается тем, что термическая обработка ее осуществляется в среде уже прошедших стадию крекинга продуктов, обладающих по этой причине низкой реакционной способностью.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Сырье тяжелые газойлевые фракции вторичного происхождения или их смеси с экстрактами масляного происхождения после нагрева в теплообменниках направляют в печь, где при температуре 495 505^oC и давлении ≈ 2,0 МПа осуществляют термический крекинг исходного сырья. Далее продукты реакции подают в реакционную камеру, где при температуре 440 460^oC и давлении 1,5 2,0 МПа осуществляют дополнительный крекинг паровой фазы. Выходящие из реакционной камеры продукты крекинга смешивают с тяжелой смолой пиролиза от производства моноолефинов, добавляемой в количестве 5 40% мас. от сырья термокрекинга. Смесь подают в испарители на отпарку легкокипящих фракций. Дистиллятный крекинг остаток направляют в вакуумную колонну, где за счет дополнительной отпарки легкокипящих фракций получают продукт нефтяной пек с необходимой температурой размягчения и содержанием летучих веществ.

Для проверки предлагаемого способа получения нефтяного пека и сравнения его со способом-прототипом были проведены эксперименты, результаты которых представлены примерами и таблицами.

Пример 1 (прототип).

Сырье смесь газойлей каталитического крекинга, коксования и экстрактов селективной очистки масел, характеристика которого приведена в табл. 1, после нагрева в теплообменниках направляют в печь, где при температуре 495 - 505^oC и давлении 2,0 МПа осуществляют его термический крекинг. Продукты реакции подают в реакционную камеру, где при температуре 440 460^oC и давлении 1,6 МПа проводят дополнительный крекинг паровой фазы. Выходящие из реакционной камеры продукты крекинга смешивают с остатком вакуумной перегонки (нефтяным пеком), характеристика которого приведена в табл. 1, в соотношении 20:100.

Смесь подают в испарители на отпарку легкокипящих фракций. Дистиллятный крекинг-остаток направляют в вакуумную колонну, где за счет дополнительной отпарки легкокипящих фракций получают нефтяной пек следующего качества: плотность, кг/м³ 1190 коксуемость, мас. 48,4 температура размягчения, ^oC 86 содержание серы, мас. 2,15 содержание летучих веществ, мас. 69,7 содержание α фракции, мас. 3,9 Выход пека составил 28% мас.

Пример 2 (предлагаемый способ).

Сырье, аналогичное примеру 1, после нагрева в теплообменниках направляют в печь, где при температуре 495 505^oC и давлении 2,0 МПа осуществляют его термический крекинг. Продукты реакции подают в реакционную камеру, где при температуре 440 460^oC и давлении 1,6 МПа проводят дополнительный крекинг паровой фазы. Выходящие из реакционной камеры продукты крекинга смешивают с тяжелой смолой пиролиза от производства моноолефинов (качество приведено в табл. 1). Смолу пиролиза добавляют в количестве 5% мас. от сырья термокрекинга. Смесь подают в испарители на отпарку легкокипящих фракций. Дистиллятный крекинг-остаток направляют в вакуумную колонну, где за счет дополнительной отпарки легкокипящих фракций получают нефтяной пек следующего качества:
плотность, кг/м³ 1,2114
коксуемость, 48,6
содержание серы, мас. 1,9
выход летучих веществ, мас. 70,0
содержание a фракций, мас. 5,0
содержание a₁ фракций, мас. 0,2
температура размягчения, ^oC 86,0
Выход пека составил 30,0 мас.

Аналогично примеру 2 были приведены эксперименты по осуществлению способа в заявляемых пределах количества добавляемой тяжелой смолы пиролиза. Результаты экспериментов сведены в табл. 2.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ по сравнению со способом-прототипом позволит увеличить выход нефтяного пека до 30 -0 34,0% мас. (по прототипу 28% мас), а также повысить его качество: увеличивается плотность пека, снижается содержание серы до 1,5 1,9% мас. (по прототипу 2,15% мас.), повышается содержание α фракций в 1,3 5,4 раза по сравнению с прототипом. Кроме того, получаемый пек содержит a₁ фракции, в то время как в пеке, полученном по способу-прототипу, они отсутствуют.

Использование смолы пиролиза в количестве менее 5% мас. не оказывает существенного влияния на улучшение качества и выхода пека. Увеличение количества смолы более 40% мас. может привести к интенсивному закоксовыванию аппаратуры и получению столь высокотемпературного пека, что его трудно будет использовать.

Таким образом, предлагаемый способ позволит увеличить выход и повысить качество нефтяного пека, используемого в качестве связующего или пропиточного материала при изготовлении различных углеродных материалов путем смешения продуктов крекинга с тяжелой смолой пиролиза.

Формула изобретения

Способ получения нефтяного пека, включающий термокрекинг тяжелых газойлевых фракций или их смесей с последующим смешением продуктов крекинга с высокоароматизированными углеводородами и вакуумной перегонкой полученной смеси, отличающийся тем, что в качестве высокоароматизированных углеводородов используют тяжелую смолу пиролиза от производства моноолефинов в количестве 5 40% от массы сырья термокрекинга.

РИСУНКИ

Рисунок 1