Способ получения нефтяной спекающей добавки в шихту коксования углей


 


Владельцы патента RU 2452760:

Общество с ограниченной ответственностью "Проминтех" (RU)

Изобретение относится к области нефтепереработки. Способ включает висбрекинг гудрона с получением остатка висбрекинга, вакуумную перегонку остатка висбрекинга с получением вакуумного остатка висбрекинга с температурой размягчения по КиШ 60-90°С, который подвергают деасфальтизации с получением асфальта в качестве целевого продукта с повышенным содержанием летучих веществ, высокой коксуемостью и высоким индексом Рога. 1 табл., 4 пр.

 

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к термическим процессам получения из тяжелых нефтяных остатков спекающей добавки, используемой в шихте коксования углей.

В настоящее время в коксохимической промышленности актуальной задачей является разработка процессов и технологий, позволяющих получать доменный кокс из шихт с повышенным содержанием дешевых слабоспекающихся углей.

Спекаемость характеризует способность добавки в смеси с угольной шихтой при нагревании без доступа воздуха переходить в пластическое состояние с последующим образованием твердого углеродного остатка.

Повышение спекаемости углей и соответствующее улучшение прочностных и эксплуатационных характеристик металлургического кокса при введении в угольную шихту нефтяных спекающих добавок обуславливается рядом факторов: пластифицирующей ролью добавок, понижающих вязкость пластической массы и расширяющих температурный диапазон пластического состояния; водородно-донорными свойствами, модифицирующими химические реакции при термической деструкции углей; мезогенными (жидкокристаллическими) свойствами добавок, влияющими на анизотропную оптическую структуру кокса, и т.д.

Для оценки способности как исходного угля, так и нефтяной спекающей добавки к спеканию используют методы анализа выхода и вида углеродного остатка после термодеструкции, проводят оценку способности спекать инертные (некоксующиеся) примеси (индекс Рога), а также оценку пластичности.

К основным требованиям, предъявляемым к спекающим добавкам для введения их в угольную шихту взамен жирных углей, относятся: высокий показатель коксуемости, высокое содержание летучих веществ, высокий индекс Рога.

Спекающие добавки целесообразно вводить в твердом виде (консистенция может характеризоваться температурой размягчения по КиШ, °С), так как в этом случае добавки легче измельчать и дозировать при приготовлении угольной шихты.

Известен способ получения нефтяной добавки к угольной шихте для получения металлургического кокса, заключающийся в том, что нефтяные остатки нагревают в трубчатой печи до температуры 350-600°С под давлением от атмосферного до 150 кг/см2 в течение 0,5-60 мин, затем нагревают в реакторе до температуры 380-450°С путем контакта с неокисляющим газом, имеющим температуру 400-2000°С, с получением углеродсодержащего материала с температурой размягчения 130-300°С и коксуемостью 40-80%, который используют в качестве спекающей добавки в шихту коксования углей. Небольшое количество такой спекающей добавки к слабококсующим углям при коксовании существенно улучшает качество получаемого доменного кокса (SU 1087077, МПК С10В 57/04, C10G 9/36, опубл. 1984 г.).

Недостаток данного способа заключается в сложности аппаратурного оформления процесса, а также в жестких условиях процесса.

Известен способ получения нефтяной спекающей добавки замедленным коксованием, заключающийся в коксовании тяжелых нефтяных остатков на традиционной установке замедленного коксования, но при более низких температурах с получением нефтяной спекающей добавки плотностью 1,3 г/см, содержанием летучих веществ 28,9% и индексом Рога выше 50 (Хайрудинов И.Р., Жирнов B.C., Морозов А.Н. Проблемы создания производства нефтяных спекающих добавок в угольные шихты коксования. Нефтепереработка и нефтехимия, 2006, №3, с.28-29).

Недостаток этого способа заключается в неоднородном качестве получаемой нефтеспекающей добавки. Кроме того, при пропарке, охлаждении и выгрузке полученной нефтяной спекающей добавки из камеры коксования могут возникать аварийные ситуации из-за возможного переброса недококсованной массы при подаче воды на охлаждение.

Наиболее близким к заявляемому объекту является способ получения нефтяной спекающей добавки в шихту коксования углей, включающий висбрекинг гудрона, вакуумную перегонку полученного остатка висбрекинга с получением вакуумного остатка висбрекинга с различной температурой начала кипения в качестве целевого продукта (М.Г.Скляр. Использование жидких нефтяных продуктов в качестве добавок, улучшающих прочностные характеристики кокса. - Кокс и химия, 1990, №5, с.18-21).

Недостаток данного способа заключается в низком качестве нефтяной спекающей добавки: недостаточно высокой коксуемости и низком индексе Рога.

Хотя получаемая спекающая добавка и имеет высокое содержание летучих веществ, способствующее хорошей спекаемости с возможностью использования в шихте коксования тощих углей, но получаемый доменный кокс обладает недостаточно высокой прочностью из-за того, что при совместной карбонизации угольной шихты с такой спекающей добавкой в последней может образовываться крупномозаичная мезофазная матрица, которая в дальнейшем при преобразовании ее в кокс не обеспечивает необходимую механическую прочность.

Изобретение направлено на улучшение качества нефтяной спекающей добавки.

Это достигается тем, что в способе получения спекающей добавки в шихту коксования углей, включающем висбрекинг гудрона с получением остатка висбрекинга, вакуумную перегонку остатка висбрекинга с получением вакуумного остатка висбрекинга с температурой размягчения по КиШ 60-90°С, согласно изобретению вакуумный остаток висбрекинга подвергают деасфальтизации с получением асфальта в качестве целевого продукта.

При проведении деасфальтизации вакуумного остатка висбрекинга в получаемом остатке концентрируется до 60-80% асфальтенов, содержащихся в исходном остатке, а также большая часть смол и полициклических ароматических углеводородов - наиболее желательных компонентов, обеспечивающих высокие спекающие свойства нефтяной добавки: высокая коксуемость и относительно высокое содержание летучих веществ.

Предлагаемый способ получения нефтяной спекающей добавки осуществляют следующим образом.

Исходное сырье - гудрон нагревают в реакционной печи до температуры висбрекинга 440-490°С и подают в ректификационную колонну для предварительного отделения легких фракций (газа, бензина, газойля) от остатка висбрекинга. На входе в колонну в поток подают охладитель (кулинг), чтобы температура в нижней части колонны не превышала 400°С. Остаток висбрекинга с температурой ~400°С поступает в вакуумную колонну, где из него боковым погоном отделяют вакуумный газойль, а с низа вакуумной колонны выводят вакуумный остаток с температурой размягчения по КиШ 60-90°С. Полученный вакуумный остаток висбрекинга подвергают деасфальтизации с получением асфальта в качестве нефтяной спекающей добавки.

Необходимость регулирования температуры размягчения вакуумного остатка висбрекинга, направляемого на установку деасфальтизации, обусловлена технологическими особенностями ведения процесса экстракции. Так, температура размягчения вакуумного остатка висбрекинга ниже 60°С ограничивается тем, что с уменьшением вязкости сырья возрастает температура образования второй фазы, приближаясь к критической температуре используемого растворителя, что делает процесс деасфальтизации такого сырья нецелесообразным. С другой стороны, направлять на деасфальтизацию вакуумный остаток висбрекинга с температурой размягчения выше 90°С также нецелесообразно, так как это требует использования большого количества растворителя для процесса экстракции, при этом для повышения растворяющей способности самого растворителя в исходном сырье должно обязательно содержаться некоторое количество низкомолекулярных компонентов.

Кроме того, по мере утяжеления исходного сырья деасфальтизации, т.е. при увеличении температуры размягчения, выход асфальта существенно возрастает, и вследствие высокой вязкости получаемого асфальта (асфальтитового концентрата) возникают проблемы с его выводом из экстрактора и транспортировкой по трубопроводу, что обуславливает необходимость проведения процесса при высоких температурах. Это ограничивает верхний предел температуры размягчения вакуумного остатка висбрекинга - исходного сырья деасфальтизации.

Пример 1 (по способу-прототипу). На промышленной установке подвергался висбрекингу гудрон смеси западно-сибирских и башкирских нефтей со следующей характеристикой: плотность - 1,0331 г/см3, коксуемость - 21,1% масс., температура размягчения по КиШ - 40,2°С, содержание серы - 3,1%.

Висбрекинг исходного гудрона осуществлялся при температуре на выходе из печи 455°С и давлении в вакуумной колонне 100 мм рт.ст.

В результате висбрекинга было получено, % масс.: газ (по C4) - 2,3; бензин - 3,8; флегма - 11,0; вакуумный газойль - 9,6; вакуумный остаток висбрекинга - 73,3. Характеристика полученного в качестве нефтяной спекающей добавки вакуумного остатка висбрекинга приведена в таблице.

Пример 2 (по способу-прототипу). Аналогично примеру 1 исходный гудрон подвергался висбрекингу при температуре на выходе из печи 460°С и давлении в вакуумной колонне 50 мм рт.ст.

В результате висбрекинга было получено, % масс.: газ (по C4) - 3,6; бензин - 4,2; флегма - 15,4; вакуумный газойль - 11,9; вакуумный остаток висбрекинга - 68,9. Характеристика полученного в качестве нефтяной спекающей добавки вакуумного остатка висбрекинга приведена в таблице.

Пример 3 (по предлагаемому способу). Аналогично примеру 1 гудрон подвергался висбрекингу с получением вакуумного остатка висбрекинга с температурой размягчения по КиШ 61°С, который подвергался деасфальтизации смесью бутана с бензином.

В результате деасфальтизации вакуумного остатка висбрекинга было получено 35% масс. деасфальтизата и 65% масс. асфальта в качестве нефтяной спекающей добавки, характеристика которого приведена в таблице.

Пример 4 (по предлагаемому способу). Аналогично примеру 2 был получен вакуумный остаток висбрекинга с температурой размягчения по КиШ 89°С, который подвергался деасфальтизации смесью бутана с бензином.

В результате деасфальтизации вакуумного остатка висбрекинга было получено 28% масс. деасфальтизата и 72% масс. асфальта в качестве нефтяной спекающей добавки, характеристика которого приведена в таблице.

Как видно из представленных данных, использование предлагаемого способа позволит по сравнению со способом-прототипом получать спекающую добавку (асфальт) с более высокой коксуемостью и более высоким индексом Рога. При этом содержание летучих веществ в спекающей добавке (асфальте) является достаточно высоким для его использования в качестве спекающих добавок в угольную шихту взамен жирных углей. Следует отметить, что получаемая спекающая добавка является твердым продуктом и может подвергаться дроблению, что позволит легко дозировать его при смешивании с угольной шихтой и обеспечить технологичность при перемешивании с получением однородной смеси.

Сравнительные данные по получению спекающей добавки по способу-прототипу и предлагаемому способу
Наименование показателей Примеры по способу-прототипу Примеры по предлагаемому способу
1 2 3 4
Температура размягчения по КиШ вакуумного остатка, °С 61 89 61 89
Температура размягчения по КиШ асфальта, °С - - 120 161
Плотность, г/см3 1,0812 1,1037 1,1263 1,1630
Коксуемость, % масс. 31,0 37,0 47,0 58,0
Содержание летучих веществ, % масс. 78 70 63 55
Индекс Рога 49 57 72 93
Содержание серы, % масс. 3,5 3,6 4,1 4,4

Способ получения нефтяной спекающей добавки в шихту коксования углей, включающий висбрекинг гудрона с получением остатка висбрекинга, вакуумную перегонку остатка висбрекинга с получением вакуумного остатка висбрекинга с температурой размягчения по КиШ 60-90°С, отличающийся тем, что вакуумный остаток висбрекинга подвергают деасфальтизации с получением асфальта в качестве целевого продукта.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к коксохимическому производству, в частности к составам для изготовления металлургического кокса. .
Изобретение относится к способам переработки окисленных никелевых руд. .
Изобретение относится к области переработки отходов промышленного производства и может быть использовано для пирометаллургического получения черновой меди из вторичных материалов.

Изобретение относится к способу переработки в шахтных печах сульфидных медных руд, концентратов и других медьсодержащих материалов с целью получения медного штейна.

Изобретение относится к производству доменного кокса, а именно к подготовке угольной шихты к коксованию, и может быть использовано в коксохимической промышленности.
Изобретение относится к производству кокса, в частности к добавкам к шихтам для получения кокса. .

Изобретение относится к области получения металлургического кокса и может быть использовано в металлургии, в частности на коксохимических предприятиях. .

Изобретение относится к производству металлургического кокса и может быть использовано в коксохимической промышленности, в частности для составления угольной шихты на основе определения технологической ценности угольных компонентов, включающих различные марки углей разной бассейновой принадлежности.

Изобретение относится к производству кокса, в частности к подготовке угольной шихты к коксованию, и может быть использовано в коксохимической отрасли промышленности.

Изобретение относится к области нефтепереработки

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано на коксохимических предприятиях при подготовке угольной шихты к коксованию

Изобретение относится к коксохимическому производству и касается способа формирования шихты для получения металлургического кокса

Изобретение относится к области нефтепереработки

Изобретение может быть использовано в металлургической и коксохимической промышленности. Способ составления и подготовки угольной шихты для получения металлургического кокса включает формирование угольной шихты из первого и второго компонентов путем их раздельного дозирования и смешения с последующим дроблением полученной угольной шихты. Первый компонент угольной шихты, содержащий угли марки ГЖО, ГЖ, Ж и, не обязательно, КЖ, получают на стадии обогащения угля марки Ж путем введения углей марок КС и КО в количестве от 5 до 25%. Второй компонент угольной шихты формируют путем введения нефтяного кокса в смесь коксовых углей разного петрографического состава, включающих марки КЖ, К, КО, КС, КСН, ОС, на стадии складирования и усреднения в штабеле. Долевое участие нефтяного кокса в смеси коксовых углей для совместного усреднения в штабеле рассчитывают по формуле Dнкм=[(Sзад-Sшт)/(Sнкм-Sшт)]*100, где Dнкм - долевое участие нефтяного кокса в штабеле коксовых углей, %; Sзад - требуемый уровень содержания серы в штабеле при использовании, задается исходя из условий содержания серы в угольной шихте и коксе, %; Sшт - содержание серы в углях, составляющих штабель без нефтяного кокса, %; Sнкм - содержание серы в нефтяном коксе, %. Изобретение позволяет ограничить рост содержания серы в коксе, снизить затраты на десульфурацию и получить кокс с прочностными свойствами М 25 на уровне не ниже 82,0%, М 10 не более 10,2%, CSR не менее 45,6%, а также с низкой реакционной способностью CRI не более 36,4%. 1 табл., 7 пр.

Изобретения могут быть использованы в коксохимической промышленности. Способ подготовки угля для получения кокса включает набивание угля в емкость для получения образца, на который помещают материал, имеющий сквозные отверстия, проходящие сверху донизу, нагревают полученный образец и измеряют расстояние проникновения, на которое расплавленный образец проникает внутрь указанных сквозных отверстий. Расстояние проникновения индивидуальной марки угля устанавливают на заданном значении или на значении, меньшем, чем заданное. Заданное значение расстояния проникновения марки угля, который должен быть подготовлен, определяют по уравнениям: расстояние проникновения = 1,3 х а х logMFc (1) или расстояние проникновения = а' х logMFc+b(2), где а и а' постоянные, составляющие от 0,7 до 1,0 от коэффициента logMF, полученного с помощью измерения расстояния проникновения, и значения logMF, по меньшей мере, одного из углей, который удовлетворяет условию logMF < 2,5, и построения линии регрессии, которая проходит через начало координат, с использованием измеренных значений, и где MFc представляет собой максимальную текучесть по Гизелеру для угля, который должен быть подготовлен, а где b представляет собой постоянную, определенную с помощью среднего значения стандартного отклонения расстояния проникновения или больше и среднего значения, умноженного на 5, или меньше. Заданное значение расстояния проникновения должно составлять 15 мм или должно представлять собой среднее значение расстояния проникновения видов угля, умноженное на 2, или больше. Изобретения позволяют более точно оценить термопластичность угля и спекающей добавки и получить высокопрочный металлургический кокс. 8 н. и 20 з.п. ф-лы, 8 ил., 4 табл., 1 пр.

Изобретения могут быть использованы в коксохимической промышленности. Способ оценки термопластичности углей или спекающих добавок включает набивку угля или спекающей добавки в емкость с получением образца, размещение слоя набивки из частиц на образце, нагрев образца с поддержанием при этом образца и слоя набивки при постоянном объеме или с приложением постоянной нагрузки на слой набивки, измерение расстояния проникновения, представляющее собой термопластичность угля, на которое расплавленный образец проникает в полости слоя набивки, и оценку термопластичности образца с использованием измеренного значения. Способ получения кокса включает измерение расстояния проникновения, которое представляет собой термопластичность угля, по отношению к углю или углям, которые должны быть добавлены к смеси коксующихся углей и которые имеют логарифмическое значение максимальной текучести по Гизелеру, logMF, не меньше чем 3,0. Определяют отношение смешивания посредством определения пропорций углей, имеющих логарифмическое значение максимальной текучести по Гизелеру, logMF, не меньше чем 3,0, таким образом, чтобы средневзвешенное значение измеренного расстояния или расстояний проникновения было не больше 17 мм. Изобретения позволяют более точно оценить термопластичность угля и спекающей добавки и получить высокопрочный металлургический кокс. 5 н. и 17 з.п. ф-лы, 12 ил., 5 табл., 4 пр.

Изобретение может быть использовано в металлургической области. Шихта для получения металлургического кокса с повышенной дренажной способностью, в качестве которой применяют продукт замедленного коксования тяжелых нефтяных остатков с содержанием летучих от 12 до 25% в количестве 100%. Изобретение позволяет упростить производство шихты для получения металлургического кокса с повышенной дренажной (фильтрационной) способностью 89,2 % по отношению к шлаковому расплаву. 2 табл., 2 пр.

Изобретения могут быть использованы в коксохимической промышленности. Способ производства кокса включает формирование смеси углей путем смешения двух или более типов угля и карбонизацию указанной смеси углей. При этом предварительно выводится соотношение между межфазным натяжением смеси углей, состоящей из двух или более типов угля, и прочностью кокса, который произведен путем карбонизации указанной смеси углей. Межфазное натяжение указанной смеси углей получают с использованием поверхностного натяжения каждого из типов углей и определения относительных содержаний каждого из указанных типов угля с использованием указанного соотношения между межфазным натяжением и прочностью кокса, которое было предварительно выведено, таким образом, чтобы межфазное натяжение смеси углей находилось в таком интервале, в котором кокс имел бы желаемую прочность. Изобретения позволяют смешивать различное угольное сырье и производить доменный кокс с высокой прочностью. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 ил., 13 табл., 6 пр.

Изобретение относится к области коксохимии. В процессе замедленного коксования дистиллятных и остаточных продуктов переработки нефти получают добавку коксующую. Полученную добавку вводят в угольную шихту в количестве 1-18 мас.%. Проводят коксование полученной шихты. Изобретение позволяет получить модифицированный металлургический кокс с заданными качественными параметрами. 2 табл., 1 пр.
Наверх