Способ и устройство для производства доменного кокса из нефтяного кокса, полученного на заводах по переработке нефтепродуктов путем коксования в "нерекуперативных" коксовых печах или коксовых печах"с рекуперацией тепла"


 


Владельцы патента RU 2616473:

ТюссенКрупп Индастриал Солюшнс АГ (DE)

Изобретение относится к способу производства доменного кокса из нефтяного кокса, полученного из отрасли промышленности по переработке сырой нефти. В способе нефтяной кокс анализируют на содержание летучих веществ и золы. Сортировкой получают порцию нефтяного кокса, имеющего содержание летучих веществ15-19 масс. % и содержание золы до 2 масс. %. Эту фракцию нефтяного кокса уплотняют и помещают в коксовую печь для циклического коксования. Коксовая печь оснащена по меньшей мере одной горелкой с внешним нагревом для нагрева пространства первичного нагрева над пирогом нефтяного кокса или пространства вторичного нагрева ниже камеры коксовой печи или обоих. Нефтяной кокс нагревается до температуры 1000-1550°C в течение менее 120 часов. Образующийся доменный кокс имеет показатель прочности CSR по меньшей мере 44% и показатель реакционной способности CRI менее 33%. Изобретение обеспечивает получение кокса, обладающего повышенной прочностью и низкой реакционной способностью и подходящего для использования в качестве доменного кокса. 2 н. и 14 з.п. ф-лы.

 

[0001] Изобретение относится к способу производства доменного кокса из нефтяного кокса, полученного на заводах по переработке сырой нефти, путем коксования в «нерекуперативных» коксовых печах или коксовых печах «с рекуперацией тепла», начиная с нефтяного кокса, полученного или произведенного на заводах по переработке сырой нефти и имеющего изначально содержание летучих веществ 15-19 масс. % и фракцию золы до 2 масс. %, причем этот нефтяной кокс вводят в уплотненном виде в коксовую печь "нерекуперативной" конструкции или конструкции "с рекуперацией тепла" с целью циклического коксования, причем указанная печь оснащена по меньшей мере одной горелкой с внешним нагревом, и при этом пространство первичного нагрева или пространство вторичного нагрева ниже камеры коксовой печи или оба нагреваются до температуры 1000-1550°C, и в течение периода времени менее 120 часов фракция летучих веществ, присутствующая в нефтяном коксе, полностью дегазируется, давая доменный кокс, имеющий прочность CSR по меньшей мере 44% и показатель реакционной способности CRI менее 33%, причем оба этих показателя являются подходящими для использования в качестве доменного кокса. Кроме того, изобретение относится к коксовой печи, сконструированной в соответствии с принципом «нерекуперативных» коксовых печей или коксовых печей «с рекуперацией тепла», и содержащей пространство первичного нагрева, оснащенное горелками, нагревающими пространство первичного нагрева.

[0002] Продукты переработки нефтепродуктов и сырой нефти на заводах для образования продуктов сырой нефти включают не только требуемые продукты, но и продукт, известный как нефтяной кокс, который образуется из высококипящих остатков в операциях ректификации, на стадиях реформинга, в процессах гидрогенизации и операциях очистки на заводе по переработке сырой нефти. Этот нефтяной кокс обычно состоит из более чем 88 масс. % углерода с содержанием летучих составляющих (VOC) 8-12 масс. %. Этот нефтяной кокс представляет лишь незначительный экономический интерес, обладая свойствами, нежелательными в отношении многочисленных операций увеличения стоимости, такими, как, например, низкий показатель прочности CSR и высокий показатель реакционной способности CRI, и по этой причине не находит подходящих потребительских рынков.

[0003] Нефтяной кокс часто используется в таких областях применения, как, например, металлургия для производства электродов. Использование нефтяного кокса при производстве чугуна и стали, т.е., например, в качестве восстановителя при работе доменной печи для производства передельного чугуна, невозможно, поскольку прочность нефтяного кокса недостаточна для использования в доменной печи. Дополнительно известным является подмешивание фракций нефтяного кокса к смеси битуминозного угля, но подмешиваемая фракция нефтяного кокса ограничивается порядками величины менее 10 масс. % вследствие низкого качества доменного кокса, получаемого из него.

[0004] Еще одной проблемой с нефтяным коксом являются примеси, приходящие из переработки сырой нефти и накапливающиеся в нефтяном коксе в ходе его удаления. Примесями, часто встречающимися в нефтяном коксе, являются, например, ванадий, никель, сера, кремний, железо или титан. Например, содержание ванадия во фракциях нефтяного кокса может быть до 0,17 масс. %, содержание никеля - до 0,04 масс. %, и содержание серы - до 5 масс. %. Последствие наличия этих примесей является то, что нефтяной кокс нельзя использовать и непосредственно в целях нагревания, поскольку поступать таким образом означало бы загрязнять окружающую среду. Еще одной характеристикой нефтяного кокса является то, что он имеет более низкую температуру пламени, чем доменный кокс или уголь. Что касается его использования в качестве топлива и обращения с ним, это является нежелательной особенностью, исключающей возможность его использования для многочисленных операций дальнейшей переработки. Поэтому ведутся поиски возможностей обеспечения экономической перспективы использования нефтяного кокса.

[0005] Существенным препятствием к получению доменного кокса путем адаптации процесса коксования в соответствии со свойствами нефтяного кокса, помимо примесей и недостатка прочности продукта, является в свою очередь колеблющаяся доля летучих составляющих. Следствием колеблющейся доли летучих составляющих является то, что использование в коксовой печи трудно контролировать из-за не поддающихся по существу расчету нагревательных свойств, возникающих из летучих составляющих. В сущности, основная фракция нефтяного кокса, полученного на нефтеперерабатывающих заводах, имеет очень низкую фракцию летучих составляющих, менее 19 масс. %, следствием чего является то, что при использовании в «нерекуперативной» коксовой печи или коксовой печи «с рекуперацией тепла» кокс не подходит для обеспечения процесса самоподдерживающегося горения и, следовательно, коксования. В случае исключительного использования нефтяного кокса в качестве исходного материала в этой коксовой печи операция коксования после нескольких циклов коксования затем практически остановится, поскольку тепла, создаваемого сгоранием летучих составляющих при коксовании и запасенного в огнеупорном материале печи, уже будет недостаточно для поддерживания температуры печи на требуемой высокой отметке более 1000°C при последующих загрузках.

[0006] Еще одна трудность, отражающаяся на его коксовании, заключается в том, что в ходе процесса коксования нефтяной кокс проявляет очень высокие давления вспучивания, обусловленные присутствием в нем низкокипящих летучих составляющих. Во время процесса коксования эти составляющие приводят к существенному увеличению объема коксового пирога, соответствующему практически вспучиванию. Поэтому в обычной коксовой печи коксовать нефтяной кокс невозможно, поскольку во время процесса коксования стенки камеры коксовой печи непременно повредятся, как результат увеличения объема коксового пирога. Это увеличение объема пирога нефтяного кокса, обусловленное указанными свойствами пирога нефтяного кокса, имеет, кроме того, следствием то, что коксовый продукт, полученный с использованием фракций нефтяного кокса в смеси битуминозного угля, очень трудно принудительно удалить из камеры обычной коксовой печи.

[0007] Одна возможность переработки и дальнейшего использования нефтяного кокса описывается в документе WO 0010914 А1. В этом документе предлагается процесс подвергания нефтяного кокса с заводов по переработке сырой нефти, полученного из материала-предшественника нефтяного кокса из нефтепродуктов, операции термического крекинга при достаточно высокой температуре и в течение достаточно продолжительного периода времени для производства нефтяного кокса, содержащего уменьшенное и точно регулируемое содержание летучих веществ 13-50 масс. %. Кроме того, процесс описывает возможность обессоливания нефтяного кокса для удаления металлических примесей, которые он содержит. Наконец, в этом документе описывается возможность отбора примесей серы в нефтяном коксе до пониженной и экологически приемлемой фракции посредством, например, добавления в псевдоожиженный слой обессеривающих добавок. Процесс обеспечивает возможность получения фракций нефтяного кокса, имеющих очень точно определяемое содержание летучих составляющих и примесей. Фракции нефтяного кокса, имеющие содержание летучих веществ 15-25 масс. %, называются здесь как нефтяной кокс, но еще и продублированы как «нефтяной уголь», поскольку их свойства напоминают свойства обычных битуминозных жирных или кузнечных углей.

[0008] В документе D.N. Walker et al., "Sun Coke company's heat recovery cokemaking technology high coke quality and low environmental impact", Revue de metallurgie - Cahiers d'informations techniques, Revue de metallurgie, Paris, France, Volume 100, No. 3, 1 March 2003, pages 233-241, III, V, XP008123362, ISSN:0035-1563 описана установка для производства кокса, которая производит кокс, начиная от различных сортов угля, при этом кокс - в зависимости от используемого сорта угля - обладает определенной стабильностью и определенной фракцией летучих составляющих, и при этом установка состоит из коксовых печей, которые содержат камеры коксовых печей с нисходящими каналами, соответствующее дно печи, плиту коксовой печи, и один или несколько направленных вверх каналов для дымового газа, и также канал для дымового газа расположен на камере коксовой печи, запасную вытяжную трубу, сосуд для использования избыточного тепла со связанной электрогенераторной установкой, и установку по очистке отходящих газов с вытяжной трубой для нисходящих отходящих газов.

[0009] В документе WO 2011054421 А1 описан способ удержания тепла в камерах коксовой печи во время простоя сосуда для использования избыточного тепла, при этом камеры коксовой печи поддерживаются в теплом состоянии посредством горелок с внешним нагревом во время простоя после выпуска, тем самым дымовой газ с низким содержанием загрязнителей получают из этих горелок, так что сосуды для использования избыточного тепла, которые в ходе нормальной работы охлаждают дымовые газы из батарей косовых печей и используют их для образования пара, могут быть перекрыты и подвергнуты осмотру, и при этом работа горелок производит дымовой газ с низким содержанием загрязнителей, который может быть выведен непосредственно в атмосферу.

[00010] В документе WO 2007149642 A2 описан способ увеличения плотности упаковки угольного брикета, состоящего из частиц угля, с целью создания протяженного пласта сухого уплотненного угля для завалки в коксовую печь, при этом указанный способ включает этапы выгрузки угольного брикета на загрузочную плиту, которая содержит боковые стенки и расположена за пределами коксовой печи, при этом загрузочная плита содержит по меньшей мере одну подвижную торцевую сторону, с целью размещения верхней поверхности пласта сухого уплотненного угля над загрузочной плитой и применения прижимающего давления к верхней поверхности угольного брикета для дегазации угля, и тем самым производят пласт сухого уплотненного угля, который имеет плотность загрузки в диапазоне от приблизительно 960 до приблизительно 1200 килограммов на кубический метр, который может быть введен в коксовую печь для коксования посредством загрузочной плиты.

[00011] В документе US 6290494 B1 описана машина для завалки коксовой печи, содержащая подвижную раму, и устройство подачи коксовой печи, которое содержит подвижную продолговатую загрузочную плиту, имеющую первую торцевую стенку и вторую торцевую стенку, и убираемые боковые стенки на загрузочной плите, и переходную секцию на первом конце загрузочной плиты, которая может образовывать подвижную область между первым концом загрузочной плиты и коксовой печью, при этом загрузочная плита оснащена приводным устройством для перемещения загрузочной плиты в коксовую печь, так что машина для загрузки коксовой печи обеспечивает возможность быстрой загрузки коксовой печи уплотненной коксовой шихтой, допуская использование даже низкосортного угля с целью производства доменного кокса.

[00012] В документе US 2787585 A описан способ производства доменного кокса из высоколетучего, плохо коксующегося угля, из которого при обычных условиях получают кокс, имеющий недостаточную прочность для применения в металлургических целях, при этом способ включает смешивание относительно большой фракции угля, имеющего высокое содержание летучих веществ в диапазоне приблизительно 7-25 масс. %, и нефтяного кокса, имеющего содержание летучих веществ в диапазоне приблизительно 14-24 масс. %, и подвергание смеси воздействию температур, которые обычно используются для коксования угля, пока уголь не будет полностью закоксован, для получения доменного кокса, который имеет повышенную прочность относительно кокса, произведенного только из угля, имеющего высокую фракцию летучих веществ.

[00013] В документе US 2640016 A описан способ производства доменного кокса, для которого сначала производят начальную смесь, которая состоит из сильно коксующегося угля, имеющего высокую фракцию летучих веществ, и нефтяного кокса, имеющего фракцию 5-25 процентов, при этом нефтяной кокс имеет фракцию летучих веществ в диапазоне 14-35 процентов, определенную в соответствии с методом ASTM № D271-48, модифицированного для торфа и бурого угля, и состоит исключительно из летучего вещества, имеющего пластовую температуру в диапазоне 400-500°C, и основная фракция измельченных твердых частиц в смеси имеет гранулометрическую классификацию менее 1/8 дюйма, так что в ходе коксования образуется узкая, глубоко проходящая зона коксования, и данная смесь коксуется путем непрямого нагрева при температуре 982-1204°C, при этом в ходе способа производят плотный, твердый и кусковой кокс, когда начальную смесь нагревают в соответствии с установленным способом.

[00014] В документе G. Veit, "Compacted charging: A process for economical coke making", 2nd international meeting on ironmaking and 1st international symposium on iron ore and parallel event - 5th Japan-Brazil symposium on dust processing energy-environment on metallurgical industries - 2nd international meeting on ironmaking and 1st int., Volume 2, 2004, pages 1231-1240, XP08162957 описаны в обзорной статье преимущества уплотнения различных сортов угля, используемых не только для традиционных коксовых печей, которые улавливают летучие продукты коксования для дальнейшей переработки, а и для коксовых печей нерекуперативного типа, которые используют летучие продукты коксования для нагрева путем сгорания, при этом операция уплотнения обеспечивает получение показателей прочности CSI кокса более 65, и предусматривается возможность образования высококачественного кокса даже из сортов низкокалорийного угля, нефтяного кокса и металлургического кокса, несмотря на соответствующий выбор сортов исходного угля, и процесс уплотнения для коксовых печей нерекуперативного типа осуществляется в приспособлении для уплотнения с целью создания однородного массива угля для коксования, состоящего из закоксованного угля, который имеет такую же длину и ширину, что и камера коксовой печи.

[00015] Наличие нефтяного кокса с точно определяемой фракцией летучих составляющих и примесей открывает новые возможности для использования получаемого нефтяного кокса для производства доменного кокса. Обработка сырой нефти дает особенно высокую фракцию нефтяного кокса, имеющую содержание летучих веществ 15-19 масс. %. До настоящего времени этот продукт не подвергался дальнейшей обработке в промышленном масштабе, поскольку обычные процессы коксования не дают решения проблем, связанных с этим продуктом: низкое содержание энергии, низкая экономичность, опасные давления вспучивания во время коксования, существенное загрязнение и высокие потери нагревания. Однако лабораторные исследования доменного кокса, полученного из этой конкретной фракции нефтяного кокса, свидетельствуют о его высоком качестве. Примеры этих исследований приводятся в статье Stukov et al., "Increasing the Strength of Metallurgical Petroleum Coke to the Coking Batch", Coke and Chemistry, 2009, Vol. 52, No. 8, pp. 349-352. Поскольку техническая осуществимость в производстве доменного кокса из нефтяного кокса до настоящего времени не обеспечена, существует необходимость получения осуществимого способа производства доменного кокса путем коксования нефтяного кокса в коксовой печи.

[00016] Следовательно, целью изобретения является создание способа, который позволяет получать нефтяной кокс с фракцией 15-19 масс. % летучих составляющих и повышенной фракцией примесей, использует его для коксования в промышленном масштабе и получает из него кокс, обладающий повышенной прочностью и низкой реакционной способностью и подходящий для использования в качестве доменного кокса.

[0017] Поставленная цель достигается в соответствии с настоящим изобретением посредством способа, в котором берут нефтяной кокс, имеющий известное содержание летучих составляющих 15-19 масс. % и известную фракцию золы до 2 масс. %, и затем осуществляют коксование этого нефтяного кокса в уплотненном виде в регулярных условиях с температурами в камерах нагрева 1000-1550°C в течение периода времени 120 часов в «нерекуперативной» коксовой печи или коксовой печи «с рекуперацией тепла» для получения доменного кокса, причем печь оснащена по меньшей мере одной горелкой для нагрева пространства первичного нагрева, образованного газовым пространством, присутствующим при работе над пирогом нефтяного кокса, или для нагрева пространства вторичного нагрева ниже камеры коксовой печи, или обоих.

[0018] Содержание летучих веществ и содержание золы нефтяного кокса определяют анализом перед коксованием, причем неважно, где выполняют анализ: на участке, где находится коксовая печь, или на участке поставщика нефтяного кокса. Все, что важно для осуществления предлагаемого способа, - это чтобы присутствовал нефтяной кокс, имеющий известное содержание летучих составляющих, пределы которого должны быть по меньшей мере 15 масс. % и не более 19 масс. %.

[0019] Для того чтобы компенсировать уменьшенное энергосодержание, обусловленное более низкой фракцией летучих составляющих, нефтяного кокса, имеющего указанные свойства, необходимо использовать внешний нагревающий газ для нагрева пространства первичного нагрева или пространства вторичного нагрева, поскольку цель заключается в том, чтобы подвергнуть дальнейшей переработке лишь эту фракцию нефтяного кокса с низким энергосодержанием для получения доменного кокса в нерекуперативном коксовом реакторе или коксовом реакторе с рекуперацией тепла. В противном случае следствием было бы несоразмерно продолжительное и неэкономичное время коксования, поскольку низкое энергосодержание исходного сырья недостаточно для устойчивого поддерживания температур на требуемом уровне выше 1000°C и так, что компенсировать высокие потери тепла с отходящими газами и потери тепла излучением, связанные с этой операцией.

[0020] Однако благодаря использованию коксовой печи нерекуперативной конструкции или конструкции с рекуперацией тепла, можно коксовать шихтовую смесь, состоящую, главным образом, из нефтяного кокса и обладающую указанными характеристиками, поскольку конструкция такого вида для коксовой печи оставляет свободным газовое пространство над пирогом нефтяного кокса в рабочем состоянии, причем это газовое пространство захватывает высокие давления вспучивания, создаваемые нефтяным коксом. В контексте изобретения установлено, что марки кокса, полученные таким образом, имеют показатели прочности CSR более 44% показатели реакционной способности CRI менее 33%, что позволяет использовать их в качестве доменного кокса при производстве чугуна и стали или например, при работе доменных печей. Указанные цифры для кокса являются выгодными для работы доменной печи, если этот кокс используется при работе доменной печи.

[0021] Заявляется, в частности, способ производства доменного кокса из нефтяного кокса, полученного из отрасли промышленности по переработке сырой нефти, в котором:

- нефтяной кокс с нефтехимических процессов подвергают анализу на содержание летучих веществ и содержание золы, чтобы его можно было рассортировать на порции с известным содержанием летучих составляющих и содержанием золы, и

- сортировкой получают порцию нефтяного кокса с содержанием летучих веществ 15-19 масс. % и фракцией золы менее 2 масс. % в пересчете на порцию нефтяного кокса, не содержащую воды и золы, и помещают ее в резервуар-бункер для кокса или контейнер для хранения кокса, и

- эту фракцию нефтяного кокса из резервуара-бункера для кокса или контейнера для хранения кокса помещают загрузочными машинами сначала в уплотняющее средство для уплотнения, а затем в коксовую печь с размерами «нерекуперативной» конструкции или конструкции «с рекуперацией тепла» для циклического коксования,

и отличающийся тем, что

- коксовая печь оснащена по меньшей мере одной горелкой с внешним нагревом для нагрева пространства первичного нагрева над пирогом нефтяного кокса или для нагрева пространства вторичного нагрева ниже камеры коксовой печи или обоих, посредством которой нефтяной кокс в камере коксовой печи нагревают горячим нагревающим газом до температуры 1000-1550°C в течение периода времени менее 120 ч для производства доменного кокса, имеющего показатель прочности CSR по меньшей мере 44% и показатель реакционной способности CRI менее 33%.

[0022] Коксовые печи нерекуперативного типа или типа с рекуперацией тепла с пространствами первичного и вторичного нагрева известны специалистам в области технологии коксования. Этот тип конструкции полностью описан, например, в статье Walter Buss et al., "Thyssen Still Otto/PACTI Non-recovery coke making system", Iron и Steel Engineer, Association of Iron и Steel Engineers, Pittsburgh, USA, Volume 76, No. 1, January 1999, pages 33-38. Батарея коксовых печей из коксовых печей, подходящая для коксования углеродистого исходного сырья с высокими давлениями вспучивания описана в документе WO 2011107198 A1. В ходе процесса нагрева пирог нефтяного кокса достигает расчетной температуры 900-1100°C. Перечисление и объяснение коксовых печей конструкции с рекуперацией тепла и нерекуперативной конструкции изложены в посредством примером в описаниях патентов US 4344820 A, US 4287024 A, US 5114542 А, GB 1555400 А или СА 2052177 С.

[0023] Как результат нагрева, происходящего над уплотненным пирогом нефтяного кокса, нефтяной кокс нагревается таким образом, что образуется кокс требуемого качества с фракцией летучих составляющих в нефтяном коксе, поднимающейся из порции в виде неочищенного газа коксования. Часть этих отошедших составляющих сгорает субстехиометрически для образования тепла, по меньшей мере, периодически, в пространстве первичного нагрева, вначале с добавлением воздуха. Затем смесь частично сгоревших отходящих газов отводится через боковые газовые каналы камеры коксовой печи и полностью сжигается при дальнейшем сгорании в пространстве вторичного нагрева. Таким образом, как результат фракции летучих веществ, присутствующей в нефтяном коксе, нефтяной кокс нагревается и снизу, и, как следствие, за исключением зон боковых дверей, пирог нефтяного кокса нагревается со всех сторон, и получается однородное качество коксования.

[0024] Качество полученного кокса можно определять, как описано, получая показатель прочности CSR по меньшей мере 44% и показатель реакционной способности CRI менее 33%. Необходимым условием является использование порции нефтяного кокса, имеющей содержание летучих веществ 15-19 масс. % и фракцию золы менее 2 масс. % в пересчете на порцию нефтяного кокса, не содержащую воды и золы.

[0025] Возможно также использование нефтяного кокса, содержание летучих составляющих которого определено с большей точностью. В одном варианте осуществления изобретения содержание летучих веществ нефтяного кокса составляет 16-18 масс. %. Как результат, работой можно управлять эффективнее.

[0026] Для того чтобы реализовать изобретение, пирог нефтяного кокса может, в принципе, нагреваться со всех сторон, тем самым достигая требуемой температуры. В одном преимущественном варианте осуществления изобретения нагревание осуществляют в коксовой печи таким образом, что пламя горелки вводят горизонтально в газовое пространство над порцией нефтяного кокса, именуемое пространством первичного нагрева. С этой целью в одном преимущественном варианте осуществления по меньшей мере одна труба горелки расположена в стенке над дверью камеры коксовой печи, причем в эту трубу горелкой подают горячий газ или дымовой газ, и она открыта через отверстие в газовое пространство над нефтяным коксом, тем самым обеспечивается нагрев этого пространства горячим газом. Горизонтальное расположение труб горелки над порцией обеспечивает, что втекающий газ втекает в камеру первичного нагрева над пирогом нефтяного кокса и, как результат, непосредственный контакт между поверхностью кокса и воздухом для сгорания и, следовательно, нежелательное выгорание подаваемого кокса или получаемого кокса, уменьшается. В то же время между введенной трубой горелки и верхним краем порции устанавливают вертикальное расстояние более 100 мм, благодаря чему верхние слои нефтяного кокса не сгорают.

[0027] В контексте изобретения возможно также, например, нагревать нефтяной кокс посредством дополнительных горелок, расположенных в пространстве вторичного нагрева ниже нефтяного кокса. В одном дополнительном варианте осуществления заявляется единственное или одновременное расположение по меньшей мере одной горелки в отверстиях боковых торцов пространства вторичного нагрева, благодаря чему повышается температура этого нагревательного пространства и, следовательно, происходит интенсификация нагрева порции снизу. Наконец, для нагревания можно использовать отверстия в своде камеры коксовой печи. Для реализации возможна также конструкция коксовой печи с нагревом стен, описанная, например, в документе US 4045299 A, хотя для настоящего изобретения она не испытывалась.

[0028] Нагрев можно корректировать регулированием аэрации и давления камеры коксовой печи, например, так, чтобы установить в камере коксовой печи избыточное давление 0,01-20 мбар. Этого можно добиться соответствующим регулированием горелки и заслонками для аэрации. В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения нагрев корректируется регулированием аэрации и давления таким образом, чтобы установить в камере коксовой печи избыточное давление 0,1-10 мбар.

[0029] Камеру коксовой печи можно нагревать с использованием, например, природного газа в качестве нагревающего газа. Вместе с тем в качестве нагревающего газа для нагрева камеры коксовой печи можно использовать и сжиженный газ, коксовый газ, колошниковый газ или конвертерный газ. Для реализации способа согласно изобретению для нагрева можно использовать и смесь по меньшей мере двух газов из группы газов, включающей природный газ, сжиженный газ, коксовый газ, колошниковый газ или конвертерный газ, в любой пропорции. Выбор соответствующего нагревающего газа зависит от целого ряда факторов, таких, как, например, доступность.

[0030] Для достижения требуемых показателей прочности CSR и реакционной способности CRI и для обеспечения требуемой нагреваемости с характеристиками нагревания за счет отходящих составляющих важно установление содержания летучих составляющих во вводимом нефтяном коксе. В одном варианте осуществления изобретения перед измельчением смесь нефтяного кокса смешивают с битуминозным углем в качестве вспомогательного средства, чтобы содержание летучих веществ было 19-25 масс. % в пересчете на сухую шихтовую смесь. В еще одном варианте осуществления перед измельчением смесь нефтяного кокса смешивают с битумом в качестве вспомогательного средства, чтобы содержание летучих было 19-25 масс. % в пересчете на сухую шихтовую смесь. В еще одном варианте осуществления перед измельчением смесь нефтяного кокса смешивают с сортом нефти в качестве вспомогательного средства, чтобы содержание летучих веществ было 19-25 масс. % в пересчете на сухую шихтовую смесь. Полученный в результате коксовый продукт имеет показатель прочности CSR более 44% и показатель реакционной способности CRI менее 33%.

[0031] Кроме того, как результат этапов способа, которым его получают, используемый нефтяной кокс имеет фракцию золы, которая ниже 2 масс. %. Обычно этого как раз достаточно, чтобы защитить нефтяной кокс от чрезмерного выгорания вследствие сгорания в ходе коксования. Однако для того чтобы обеспечить достаточную экономичность способа, часто необходимо принять дополнительные меры против нежелательного выгорания нефтяного кокса. С этой целью можно также выбрать несколько повышенное содержание летучих составляющих, если к нефтяному коксу подмешиваются вспомогательные средства, обладающие эффектом подавления сгорания нефтяного кокса.

[0032] Кроме того, если к нефтяному коксу подмешивается вспомогательное средство, влияющее на поведение выгорания нефтяного кокса, фракция золы может выбираться на более высоком уровне. Функция фракции золы заключается в предотвращении нежелательного сгорания нефтяного кокса. В одном варианте осуществления изобретения в смесь нефтяного кокса подмешивают золу в качестве вспомогательного средства, чтобы задать фракцию золы в диапазоне 2-12 масс. %, предпочтительно, 2-6 масс. % в пересчете на сухую общую смесь, и эту смесь измельчают и сортируют, получая фракцию, имеющую гранулометрический состав d, находящийся в диапазоне 0,5<d<3 мм, и сортированную смесь для дальнейшего коксования помещают в резервуар-бункер для кокса или контейнер для хранения кокса. Измельчение и сортировка необходимы для обеспечения распределения золы в продукте таким образом, чтобы не ухудшились достигнутые показатели прочности CSR и реакционной способности CRI.

[0033] В дополнительном варианте осуществления в смесь нефтяного кокса подмешивают содержащий золу уголь в качестве вспомогательного средства, чтобы задать фракцию золы в диапазоне 2-12 масс. %, предпочтительно, 2-6 масс. % в пересчете на сухую общую смесь, и эту смесь измельчают и сортируют, получая фракцию, имеющую гранулометрический состав d, находящийся в диапазоне 0,5<d<3 мм, и сортированную смесь для дальнейшего коксования помещают в резервуар-бункер для кокса или контейнер для хранения кокса. Кроме того, смесь нефтяного кокса перед подмешиванием вспомогательных средств или после подмешивания вспомогательных средств могут полностью или частично измельчать в измельчающем устройстве для получения среднего размера частиц для фракции остатка менее 3 мм. Операцию измельчения могут выполнять и для частичной фракции общей смеси. Предпочтительными частичными фракциями в этом случае являются массовая фракция 70-95 и, предпочтительнее, массовая фракция 80-90.

[0034] В контексте изобретения можно также изменять содержание воды используемого нефтяного кокса путем добавления воды. Добавление воды может повысить стойкость пирога нефтяного кокса. В одном варианте осуществления изобретения общее содержание воды шихтовой смеси корректируют добавкой жидкой воды до 7-11,5 масс. %, и эту смесь для дальнейшего коксования помещают в резервуар-бункер для кокса или контейнер для хранения кокса. Воду могут добавлять непосредственно или, альтернативно, обрызгиванием или погружением.

[0035] В контексте изобретения шихтовую смесь перед завалкой могут уплотнять уплотняющим устройством любого рода, чтобы плотность шихтовой смеси составляла 0,8-1,225 т/м3. Уплотняющую операцию обычно могут осуществлять этапами способов прессования, трамбования, ударного воздействия или вибрации, которые могут осуществлять и в сочетании. Предпочтительно, перед завалкой шихтовую смесь уплотняют трамбовочным устройством до плотности шихтовой смеси 1,0-1,150 т/м3.

[0036] Для того чтобы повлиять на операцию коксования, перед началом нагревания на поверхность загрузки печи можно нанести инертный к горению разделительный слой. Этот слой состоит, например, из кокса. В еще одном варианте осуществления инертный к горению разделительный слой состоит из угля. Наконец, этот инертный к горению разделительный слой может состоять и из золы или песка. Наконец, этот инертный к горению разделительный слой может состоять из содержащих углерод кусков в виде, например, кускового угля или кускового кокса, имеющего размер зерен менее 25 мм.

[0037] В одном варианте осуществления изобретения толщина разделительного слоя составляет 0,2-25 см. Разделительный слой могут наносить любым путем. Так, например, разделительный слой могут наносить на уплотненный кокс с помощью машины для уплотнения кокса, содержащей дополнительное отверстие, расположенное на трамбовках или между ними. Это требует уплотняющего кокс средства, которое содержит по меньшей мере одну трамбовку с дополнительным средством над порцией. Машины для уплотнения кокса, оснащенные трамбовками или ударными, вибрационными или прессовальными устройствами для уплотнения, являются частью известного уровня техники и описаны как пример в документе WO 2010102714 A2.

[0038] В еще одном варианте осуществления вспомогательное средство хранят в резервуаре-бункере для кокса в специальной шахте, из которой при загрузке прессовок вспомогательное средство вводят в отверстие, предназначенное для этой цели в машине для уплотнения кокса. Вспомогательное средство могут добавлять в отверстие, предназначенное для этой цели в машине для уплотнения кокса, с помощью шнекового конвейера. Кроме того, вспомогательное средство могут - добавлять в отверстие, предназначенное для этой цели в машине для уплотнения кокса, с помощью системы ползунов, системы цепного конвейера, средства свободного падения или средств скольжения. Кроме того, разделительный слой могут вываливать на поверхность порции позже, снаружи уплотняющего средства.

[0039] В еще одном варианте осуществления изобретения шихтовую смесь смешивают со вспомогательными средствами в четырех последовательных смесительных бункерах, в которых осуществляют измельчение и смешивание измельченного материала. Измельчение и смешивание также могут осуществлять в несколько этапов. Кроме того, шихту могут предварительно нагревать. Таким образом, например, температуру шихтовой смеси перед ее завалкой в коксовую печь можно корректировать до 120-250°C путем предварительного нагрева в нагреваемом контейнере.

[0040] Доменный кокс, полученный из нефтяного кокса, может найти любое дальнейшее применение. В частности, он может использоваться как доменный кокс. Альтернативно, он может использоваться в цветной металлургии для производства металлов или для производства электродов.

[0041] Заявляется также устройство, в котором предлагаемый способ согласно изобретению могут реализовывать. В частности, заявляется коксовая печь для получения кокса из нефтяного кокса, полученного из отрасли промышленности по переработке сырой нефти, причем указанная печь

- сконструирована по принципу батареи «нерекуперативных» коксовых печей или коксовых печей «с рекуперацией тепла», имеет ширину камеры в диапазоне 2-6 метров и длину камеры в диапазоне 10-20 м, так что при высоте 2 м объем камеры коксовой печи составляет 40-240 м3, и

- коксовая печь имеет облицованную кирпичом вершину свода, которая может вместе с находящейся ниже камерой коксовой печи образовывать газовое пространство, присутствующее над коксовым пирогом в заполненном состоянии как пространство первичного нагрева, и

- коксовая печь оснащена боковыми каналами отходящих газов и пространством вторичного нагрева, находящимся под коксом, и

- камера коксовой печи оснащена резервуаром-бункером для кокса или контейнером для хранения кокса и загрузочной машиной, которая может загружать камеру коксовой печи из резервуара-бункера для кокса или контейнера для хранения кокса,

и отличающаяся тем, что

- камера коксовой печи нагревается наружными горелками, нагревающими пространство первичного нагрева, и нагревающий газ и кислородосодержащий газ подаются в горелки по сборному трубопроводу вдоль передней части камеры коксовой печи и регулируемым ответвлениям в горелки,

- горелка или горелки расположены по меньшей мере на одной стороне камеры коксовой печи, в стенке, содержащей дверь камеры коксовой печи, над дверью камеры коксовой печи и они нагревают пространство первичного нагрева через отверстие, расположенное в стенке, содержащей дверь камеры коксовой печи.

[0042] Наружные горелки могут произвольно располагаться на камере коксовой печи с таким расчетом, чтобы обеспечивать нагрев пространства первичного нагрева. Они могут располагаться по одной или несколько штук на камеру коксовой печи. Однако в одном предпочтительном варианте осуществления горелка или горелки располагаются по меньшей мере на одной стороне камеры коксовой печи, в стенке, содержащей дверь камеры коксовой печи, над дверью камеры коксовой печи и нагревают пространство первичного нагрева через отверстие, находящееся в стенке, содержащей дверь камеры коксовой печи. Через данное отверстие в газовое пространство направляется сегмент наконечника трубы горелки.

[0043] С этой целью горелка или горелки располагаются по меньшей мере на одной стороне камеры коксовой печи, в стенке, содержащей дверь камеры коксовой печи, над дверью камеры коксовой печи и нагревают пространство первичного нагрева через отверстие, находящееся в стенке, содержащей дверь камеры коксовой печи, и в одном преимущественном варианте осуществления между выпуском трубы горелки и верхним краем порции нефтяного кокса устанавливается вертикальное расстояние более 100 мм. В свою очередь, расположение горелок на своде камеры коксовой печи экономит пространство.

[0044] В одном варианте осуществления изобретения выпуск трубы горелки или выпуски труб горелок изготовлены из жаропрочной стали. В еще одном варианте осуществления выпуск трубы горелки или выпуски труб горелок изготовлены из огнеупорного керамического материала. Это может быть осуществлено на одной горелке или на нескольких горелках, если установлены несколько горелок.

[0045] В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения коксовая печь согласно изобретению связана с несколькими дополнительными коксовыми печами для образования батареи коксовых печей, и сборный трубопровод проходит вдоль передней части камер коксовых печей батареи коксовых печей. Агрегация коксовых печей нерекуперативного типа или типа с рекуперацией тепла в батарею коксовых печей известна специалисту в области технологии коксовых заводов.

[0046] Пространство вторичного нагрева также может нагреваться одной или несколькими наружными горелками, в которые подаются нагревающий газ и кислородосодержащий газ по сборному трубопроводу вдоль передней части камеры коксовой печи и регулируемым ответвлениям, открытым в горелки. В одном варианте осуществления изобретения горелка или горелки выполнены в виде горелок с вентиляторами. Для реализации сборный трубопровод может располагаться, как пример, на своде камеры коксовой печи. Кроме того, сборный трубопровод может располагаться в установленном виде ниже платформы для машины для обслуживания коксовых печей или вдоль анкерных стоек. Наконец, для обеспечения питания горелки или горелок сборный трубопровод может располагаться произвольно.

[0047] Ответвление или ответвления могут регулироваться, например, посредством крана, ползунка, сопла, заслонки или задвижки. В одном варианте осуществления изобретения батарея коксовых печей содержит станцию регулирования давления, в которой нагревающий газ сжимается до требуемого давления и в этом состоянии проходит из станции регулирования давления по сборному трубопроводу в горелки и непосредственно в горелки подается с правильным давлением.

[0048] Кроме того, заявляется уплотняющее средство для уплотнения угля, подходящего для нанесения разделительного слоя на коксовые прессовки при получении прессовок. Подходящее уплотняющее средство, которое можно использовать для получения этого устройства, описано в документе WO 2010102714 A2. Указанное средство состоит из шести толкателей, которые используются как боковые поверхности при образовании прессовок прессующим устройством. В одном варианте осуществления изобретения толкатели приводятся гидравлически. Подходящее уплотняющее средство может быть образовано из вибрационного устройства. Для образования уплотняющего средства согласно изобретению верхний толкатель или верхняя плита вибрационного устройства уплотняющего средства из документа WO 2010102714 A2 оснащается опрокидывающим средством, с помощью которого вспомогательное средство может помещаться на поверхность прессовки, так что при уплотнении на поверхности уплотненной шихтовой смеси образуется дополнительный слой вспомогательного средства, добавленный опрокидывающим средством.

[0049] Кроме того, заявляется батарея коксовых печей, состоящая из коксовых печей согласно изобретению и оснащенная указанным уплотняющим средством.

[0050] Предлагаемый способ используется, главным образом, в батареях коксовых печей, образованных из камер коксовых печей согласно изобретению с известными вспомогательными средствами. Эти средства включают, например, 1-10 бункеров, в которых хранятся разные шихтовые смеси нефтяного кокса. Кроме того, эти средства включают, например, 1-4 измельчительных устройств, 1-4 сортировочных устройств или 1-4 смесительных бункеров, в которых нефтяной кокс, вспомогательные средства или все шихтовые смеси хранятся, сортируются или смешиваются. Батареи коксовых печей также могут быть оснащенными уплотняющим средством.

[0051] Преимущество изобретения заключается в создании экономичного средства использования нефтяного кокса, полученного на заводах по переработке сырой нефти и из отрасли промышленности по переработке нефтепродуктов и представляющего фракцию нефтяного кокса, имеющую содержание летучих веществ 15-19 масс. %, и получения из него кокса, имеющего показатель прочности CSR более 44% и показатель реакционной способности CRI менее 33%, что позволяет использовать его, в отличие от закоксованного нефтяного кокса, в работе доменной печи или в процессах плавки для производства металлов.

Примеры

[0052] Ниже приводится описание аналитических методов для нефтяного кокса, служащего для производства нефтяного кокса, выступающего в качестве исходного нефтяного кокса для способа согласно изобретению.

[0053] 1. Содержание летучих веществ. Содержание летучих веществ в нефтяном коксе определяют, как пример, в соответствии со стандартом DIN 51720. Измеренное количество - это фракция остатка, которая остается после нагревания кокса при пониженном давлении до температуры 900°C в течение 7 минут. Способ быстрого определения содержания летучих веществ в коксе описан в документе US 6074205 A.

[0054] 2. Содержание золы. Содержание золы определяют, как пример, в соответствии со стандартом DIN 51719. Измеренное количество - это фракция остатка, которая остается после сгорания кокса в печи при температуре 815°C. Способ быстрого определения содержания золы в коксе описан в документе DE 3120064 A1.

[0055] 3. Прочность кокса. Прочность кокса определяют путем испытания, известного как испытание CSR. Аббревиатура CSR расшифровывается как «Прочность кокса после реакции». Измеренное количество - это процентная масса остатка, полученного из испытательного блока кокса массой 200 г после нагревания под давлением 1 бар диоксида углерода (CO2) при температуре 1100°C в течение 2 часов с последующей обработкой во вращающемся барабане при частоте вращения 600 оборотов в минуту (мин"1) в течение 30 минут. В настоящее время этот метод испытания общепризнан, стандартизирован и описан как пример в документе ЕР 0738780 В2.

[0056] 4. Реакционная способность кокса. Реакционную способность кокса определяют путем испытания, известного как испытание CRI. Аббревиатура CRI расшифровывается как «Показатель реакционной способности кокса» и описывает химическую активность кокса. Измеренное количество - это процентная масса остатка, полученного из испытательного блока кокса массой 200 г после нагревания под давлением 1 бар диоксида углерода (CO2) при температуре 1100°C в течение 2 часов. Полученное значение называется реакционной способностью CRI. Чем меньше полученное значение, тем ниже реакционная способность. Этот метод прост и быстр, и характеристическое значение CRI обеспечивает хорошую корреляцию с поведением кокса в ходе работы доменной печи. В настоящее время этот метод испытания общепризнан, стандартизирован (стандарт ISO 18894) и описан как пример в документе ЕР 1142978 А1.

Далее представлены предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения:

Вариант осуществления 1: Способ производства доменного кокса из нефтяного кокса, полученного из отрасли промышленности по переработке сырой нефти, в котором

- нефтяной кокс с нефтехимических процессов подвергают анализу на содержание летучих веществ и содержание золы, чтобы его можно было рассортировать на порции с известным содержанием летучих составляющих и содержанием золы, и

- сортировкой получают порцию нефтяного кокса с содержанием летучих веществ 15-19 масс. % и фракцией золы менее 2 масс. % в пересчете на порцию нефтяного кокса, не содержащую воды и золы, и помещают ее в резервуар-бункер для кокса или контейнер для хранения кокса, и

- эту фракцию нефтяного кокса из резервуара-бункера для кокса или контейнера для хранения кокса помещают загрузочными машинами сначала в уплотняющее средство для уплотнения, а затем в коксовую печь с размерами «нерекуперативной» конструкции или конструкции «с рекуперацией тепла» для циклического коксования,

отличающийся тем, что

- коксовая печь оснащена по меньшей мере одной горелкой с внешним нагревом для нагрева пространства первичного нагрева над пирогом нефтяного кокса или для нагрева пространства вторичного нагрева ниже камеры коксовой печи или обоих, посредством которой нефтяной кокс в камере коксовой печи нагревают нагревающим газом до температуры 1000-1550°C в течение периода времени менее 120 часов для получения доменного кокса, имеющего показатель прочности CSR по меньшей мере 44% и показатель реакционной способности CRI менее 33%.

Вариант осуществления 2: Способ по варианту осуществления 1, отличающийся тем, что содержание летучих веществ нефтяного кокса перед коксованием составляет 16-18 масс. %.

Вариант осуществления 3: Способ по любому из вариантов осуществления 1 и 2, отличающийся тем, что нагрев осуществляют в коксовой печи пламенем горелки, которое вводят в газовое пространство над порцией нефтяного кокса.

Вариант осуществления 4: Способ по любому из вариантов осуществления 1-3, отличающийся тем, что коксовая печь оснащена по меньшей мере одной горелкой с внешним нагревом для нагрева пространства вторичного нагрева ниже пирога нефтяного кокса, посредством чего нагревают пирог нефтяного кокса.

Вариант осуществления 5: Способ по варианту осуществления 4, отличающийся тем, что нагрев осуществляют в коксовой печи пламенем горелки, которое вводят в газовое пространство под порцией нефтяного кокса.

Вариант осуществления 6: Способ по любому из вариантов осуществления 1-5, отличающийся тем, что нагрев корректируют регулированием аэрации и давления таким образом, чтобы в камере коксовой печи установить избыточное давление 0,01-20 мбар.

Вариант осуществления 7: Способ по любому из вариантов осуществления 1-5, отличающийся тем, что нагрев корректируют регулированием аэрации и давления таким образом, чтобы в камере коксовой печи установить избыточное давление 0,1-10 мбар.

Вариант осуществления 8: Способ по любому из вариантов осуществления 1-7, отличающийся тем, что в качестве нагревающего газа для нагрева используют природный газ.

Вариант осуществления 9: Способ по любому из вариантов осуществления 1-7, отличающийся тем, что в качестве нагревающего газа для нагрева используют сжиженный газ.

Вариант осуществления 10: Способ по любому из вариантов осуществления 1-7, отличающийся тем, что в качестве нагревающего газа для нагрева используют коксовый газ.

Вариант осуществления 11: Способ по любому из вариантов осуществления 1-7, отличающийся тем, что в качестве нагревающего газа для нагрева используют колошниковый газ.

Вариант осуществления 12: Способ по любому из вариантов осуществления 1-7, отличающийся тем, что в качестве нагревающего газа для нагрева используют конвертерный газ.

Вариант осуществления 13: Способ по любому из вариантов осуществления 8-12, отличающийся тем, что для нагрева используют смесь по меньшей мере двух газов из группы газов - природного газа, сжиженного газа, коксового газа, колошникового газа или конвертерного газа - в любой пропорции.

Вариант осуществления 14: Способ по любому из вариантов осуществления 1-13, отличающийся тем, что перед измельчением смесь нефтяного кокса смешивают с битуминозным углем в качестве вспомогательного средства, чтобы содержание летучих веществ было в диапазоне 19-25 масс. % в пересчете на сухую шихтовую смесь.

Вариант осуществления 15: Способ по любому из вариантов осуществления 1-13, отличающийся тем, что перед измельчением смесь нефтяного кокса смешивают с битумом в качестве вспомогательного средства, чтобы содержание летучих веществ было в диапазоне 19-25 масс. % в пересчете на сухую шихтовую смесь.

Вариант осуществления 16: Способ по любому из вариантов осуществления 1-13, отличающийся тем, что перед измельчением смесь нефтяного кокса смешивают с сортом нефти в качестве вспомогательного средства, чтобы содержание летучих веществ было в диапазоне 19-25 масс. % в пересчете на сухую шихтовую смесь.

Вариант осуществления 17: Способ по любому из вариантов осуществления 1-16, отличающийся тем, что в смесь нефтяного кокса подмешивают золу в качестве вспомогательного средства, чтобы задать фракцию золы в диапазоне 2-12 масс. % в пересчете на сухую общую смесь, и эту смесь перед коксованием измельчают и сортируют, получая фракцию, имеющую гранулометрический состав d, находящийся в диапазоне 0,5<d<3 мм, и сортированную смесь для дальнейшего коксования помещают в резервуар-бункер для кокса или контейнер для хранения кокса.

Вариант осуществления 18: Способ по любому из вариантов осуществления 1-16, отличающийся тем, что в смесь нефтяного кокса подмешивают содержащий золу уголь в качестве вспомогательного средства, чтобы задать фракцию золы в диапазоне 2-12 масс. % в пересчете на сухую общую смесь, и эту смесь перед коксованием измельчают и сортируют, получая фракцию, имеющую гранулометрический состав d, находящийся в диапазоне 0,5<d<3 мм, и сортированную смесь для дальнейшего коксования помещают в резервуар-бункер для кокса или контейнер для хранения кокса.

Вариант осуществления 19: Способ по варианту осуществления 18, отличающийся тем, что в смесь нефтяного кокса подмешивают содержащий золу уголь в качестве вспомогательного средства, чтобы задать фракцию золы в диапазоне 2-6 масс. % в пересчете на сухую общую смесь, и эту смесь перед коксованием измельчают и сортируют, получая фракцию, имеющую гранулометрический состав d, находящийся в диапазоне 0,5<d<3 мм, и сортированную смесь для дальнейшего коксования помещают в резервуар-бункер для кокса или контейнер для хранения кокса.

Вариант осуществления 20: Способ по любому из вариантов осуществления 14-19, отличающийся тем, что смесь нефтяного кокса перед или после подмешивания вспомогательных средств полностью или частично измельчают в измельчающем устройстве для получения среднего размера частиц фракции остатка менее 3 мм.

Вариант осуществления 21: Способ по любому из вариантов осуществления 1-20, отличающийся тем, что общее содержание воды шихтовой смеси корректируют добавкой жидкой воды в диапазоне до 7-11,5 масс. %, и эту смесь для дальнейшего коксования помещают в резервуар-бункер для кокса или контейнер для хранения кокса.

Вариант осуществления 22: Способ по любому из вариантов осуществления 1-21, отличающийся тем, что шихтовую смесь перед завалкой уплотняют уплотняющим устройством до плотности шихтовой смеси в диапазоне 0,8-1,225 т/м3.

Вариант осуществления 23: Способ по любому из вариантов осуществления 1-21, отличающийся тем, что шихтовую смесь перед завалкой уплотняют трамбовочным устройством до плотности шихтовой смеси в диапазоне 1,0-1,150 т/м3.

Вариант осуществления 24: Способ по любому из вариантов осуществления 1-23, отличающийся тем, что перед началом нагревания на поверхность загрузки печи наносят инертный к горению разделительный слой.

Вариант осуществления 25: Способ по варианту осуществления 24, отличающийся тем, что указанный инертный к горению разделительный слой состоит из кокса.

Вариант осуществления 26: Способ по варианту осуществления 24, отличающийся тем, что указанный инертный к горению разделительный слой состоит из угля.

Вариант осуществления 27: Способ по варианту осуществления 24, отличающийся тем, что указанный инертный к горению разделительный слой состоит из углеродосодержащих кусков, имеющих размер зерен менее 25 мм.

Вариант осуществления 28: Способ по варианту осуществления 24, отличающийся тем, что указанный инертный к горению разделительный слой состоит из золы или песка.

Вариант осуществления 29: Способ по любому из вариантов осуществления 24-28, отличающийся тем, что толщина разделительного слоя составляет 0,2-25 см.

Вариант осуществления 30: Способ по любому из вариантов осуществления 24-29, отличающийся тем, что разделительный слой наносят на уплотненный кокс с помощью машины для уплотнения кокса, содержащей дополнительное отверстие, предназначенное для этой цели, на верхнем толкателе или верхней плите.

Вариант осуществления 31: Способ по любому из вариантов осуществления 24-30, отличающийся тем, что вспомогательное средство хранят в резервуаре-бункере для кокса в специальной шахте, из которой при загрузке вспомогательное средство помещают в отверстие, предназначенное для этой цели в машине для уплотнения кокса.

Вариант осуществления 32: Способ по варианту осуществления 31, отличающийся тем, что вспомогательное средство добавляют в отверстие, предназначенное для этой цели в машине для уплотнения кокса, с помощью шнекового конвейера.

Вариант осуществления 33: Способ по варианту осуществления 31, отличающийся тем, что вспомогательное средство добавляют в отверстие, предназначенное для этой цели в машине для уплотнения кокса, с помощью системы ползунов.

Вариант осуществления 34: Способ по варианту осуществления 31, отличающийся тем, что вспомогательное средство добавляют в отверстие, предназначенное для этой цели в машине для уплотнения кокса, с помощью системы цепного конвейера.

Вариант осуществления 35: Способ по любому из вариантов осуществления 24-34, отличающийся тем, что шихтовую смесь смешивают со вспомогательными средствами в последовательных смесительных бункерах числом до четырех, в которых осуществляют многоэтапное измельчение и смешивание измельченного материала.

Вариант осуществления 36: Способ по любому из вариантов осуществления 1-35, отличающийся тем, что температуру шихтовой смеси перед ее загрузкой в коксовую печь предварительно нагревают до 120-250°C в нагреваемом контейнере.

Вариант осуществления 37: Коксовая печь для производства кокса из нефтяного кокса, полученного из отрасли промышленности по переработке сырой нефти, причем печь

- сконструирована по принципу батареи коксовых печей «с рекуперацией тепла», имеет ширину камеры в диапазоне 2-6 метров и длину камеры в диапазоне 10-20 м, так что при высоте 2 м объем камеры коксовой печи составляет 40-240 м3, и

- коксовая печь имеет облицованную кирпичом вершину свода, которая может вместе с находящейся ниже камерой коксовой печи образовывать газовое пространство, присутствующее над коксовым пирогом в заполненном состоянии как пространство первичного нагрева, и

- коксовая печь оснащена боковыми каналами отходящих газов и находящимся ниже пространством вторичного нагрева, и

- камера коксовой печи оснащена резервуаром-бункером для кокса или контейнером для хранения кокса и загрузочной машиной, которая может загружать камеру коксовой печи из резервуара-бункера для кокса или контейнера для хранения кокса,

отличающаяся тем, что

- камера коксовой печи нагревается наружными горелками, нагревающими пространство первичного нагрева, и нагревающий газ и кислородосодержащий газ подаются по сборному трубопроводу вдоль передней части камеры коксовой печи и регулируемым ответвлениям в горелки, и

- горелка или горелки расположены по меньшей мере на одной стороне камеры коксовой печи, в стенке, содержащей дверь камеры коксовой печи, над дверью камеры коксовой печи, и они нагревают пространство первичного нагрева через отверстие, расположенное в стенке, содержащей дверь камеры коксовой печи, при этом между выпуском трубы горелки и верхним краем порции устанавливается вертикальное расстояние более 100 мм.

Вариант осуществления 38: Коксовая печь по варианту осуществления 37, отличающаяся тем, что выпуск трубы горелки изготовлен из жаропрочной стали.

Вариант осуществления 39: Коксовая печь по варианту осуществления 37, отличающаяся тем, что выпуск трубы горелки изготовлен из огнеупорного керамического материала.

Вариант осуществления 40: Коксовая печь по любому из вариантов осуществления 37-39, отличающаяся тем, что коксовая печь связана с несколькими дополнительными коксовыми печами для образования батареи коксовых печей, и сборный трубопровод проходит вдоль передней части камер коксовых печей батареи коксовых печей.

Вариант осуществления 41: Коксовая печь по любому из вариантов осуществления 37-40, отличающаяся тем, что пространство вторичного нагрева также нагревается наружной горелкой, в которую подают нагревающий газ и кислородосодержащий газ по сборному трубопроводу вдоль передней части камеры коксовой печи, причем указанный трубопровод открыт в горелку по регулируемому ответвлению.

Вариант осуществления 42: Коксовая печь по любому из вариантов осуществления 37-41, отличающаяся тем, что горелка или горелки выполнены в виде горелок с вентиляторами.

Вариант осуществления 43: Коксовая печь по любому из вариантов осуществления 37-42, отличающаяся тем, что сборный трубопровод расположен на своде камеры коксовой печи.

Вариант осуществления 44: Коксовая печь по любому из вариантов осуществления 37-43, отличающаяся тем, что сборный трубопровод расположен ниже платформы для машины для обслуживания коксовых печей.

Вариант осуществления 45: Коксовая печь по любому из вариантов осуществления 37-44, отличающаяся тем, что ответвление или ответвления регулируют посредством крана, ползунка, заслонки, сопла или задвижки.

Вариант осуществления 46: Коксовая печь по любому из вариантов осуществления 37-44, отличающаяся тем, что батарея коксовых печей содержит станцию регулирования давления, в которой нагревающий газ сжимается до требуемого давления и в этом состоянии проходит из станции регулирования давления по сборному трубопроводу в горелки.

1. Способ производства доменного кокса из нефтяного кокса, полученного из отрасли промышленности по переработке сырой нефти, в котором

• нефтяной кокс с нефтехимических процессов подвергают анализу на содержание летучих веществ и содержание золы, чтобы его можно было рассортировать на порции с известным содержанием летучих составляющих и содержанием золы, и

• сортировкой получают порцию нефтяного кокса с содержанием летучих веществ 15-19 мас.% и фракцией золы менее 2 мас.% в пересчете на порцию нефтяного кокса, не содержащую воды и золы, и помещают ее в резервуар-бункер для кокса или контейнер для хранения кокса, и

• эту фракцию нефтяного кокса из резервуара-бункера для кокса или контейнера для хранения кокса помещают загрузочными машинами сначала в уплотняющее средство для уплотнения, а затем в коксовую печь «нерекуперативной» конструкции или конструкции «с рекуперацией тепла» для циклического коксования,

отличающийся тем, что

• коксовая печь оснащена по меньшей мере одной горелкой с внешним нагревом для нагрева пространства первичного нагрева над пирогом нефтяного кокса или для нагрева пространства вторичного нагрева ниже камеры коксовой печи или обоих, посредством которой нефтяной кокс в камере коксовой печи нагревают нагревающим газом до температуры 1000-1550°С в течение периода времени менее 120 часов для получения доменного кокса, имеющего показатель прочности СSR по меньшей мере 44% и показатель реакционной способности CRI менее 33%.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что содержание летучих веществ нефтяного кокса перед коксованием составляет 16-18 мас.%.

3. Способ по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что нагрев осуществляют в коксовой печи пламенем горелки, которое вводят в газовое пространство над порцией нефтяного кокса.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что коксовая печь оснащена по меньшей мере одной горелкой с внешним нагревом для нагрева пространства вторичного нагрева ниже пирога нефтяного кокса, посредством чего нагревают пирог нефтяного кокса.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве нагревающего газа для нагрева используют природный газ.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нефтяной кокс измельчают, и перед указанным измельчением нефтяной кокс смешивают с битуминозным углем в качестве вспомогательного средства, чтобы содержание летучих веществ было в диапазоне 19-25 мас.% в пересчете на сухую шихтовую смесь.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в нефтяной кокс подмешивают золу в качестве вспомогательного средства, чтобы задать фракцию золы в диапазоне 2-12 мас.% в пересчете на сухую общую смесь, и эту смесь перед коксованием измельчают и сортируют, получая фракцию, имеющую гранулометрический состав d, находящийся в диапазоне 0,5<d<3 мм, и сортированную смесь для дальнейшего коксования помещают в резервуар-бункер для кокса или контейнер для хранения кокса.

8. Способ по любому из пп. 6 и 7, отличающийся тем, что нефтяной кокс перед или после подмешивания вспомогательных средств полностью или частично измельчают в измельчающем устройстве для получения среднего размера частиц фракции остатка менее 3 мм.

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что общее содержание воды шихтовой смеси корректируют добавкой жидкой воды в диапазоне до 7-11,5 мас.%, и эту смесь для дальнейшего коксования помещают в резервуар-бункер для кокса или контейнер для хранения кокса.

10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед началом нагревания на поверхность загрузки печи наносят инертный к горению разделительный слой.

11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что температуру шихтовой смеси перед ее загрузкой в коксовую печь предварительно доводят до 120-250°С в нагреваемом контейнере.

12. Коксовая печь для производства кокса из нефтяного кокса, полученного из отрасли промышленности по переработке сырой нефти, причем печь

• сконструирована по принципу батареи коксовых печей «с рекуперацией тепла», имеет ширину камеры коксовой печи в диапазоне 2-6 метров и длину камеры коксовой печи в диапазоне 10-20 м, так что при высоте 2 м объем камеры коксовой печи составляет 40-240 м3, и

• коксовая печь имеет облицованную кирпичом вершину свода, которая может вместе с находящейся ниже камерой коксовой печи образовывать газовое пространство, присутствующее над коксовым пирогом в заполненном состоянии как пространство первичного нагрева, и

• коксовая печь оснащена боковыми каналами отходящих газов и находящимся ниже пространством вторичного нагрева, и

• камера коксовой печи оснащена резервуаром-бункером для кокса или контейнером для хранения кокса и загрузочной машиной, которая может загружать камеру коксовой печи из резервуара-бункера для кокса или контейнера для хранения кокса,

отличающаяся тем, что

• камера коксовой печи нагревается наружными горелками, нагревающими пространство первичного нагрева, и нагревающий газ и кислородосодержащий газ подаются по сборному трубопроводу вдоль передней части камеры коксовой печи и регулируемым ответвлениям в горелки, и

• горелка или горелки расположены по меньшей мере на одной стороне камеры коксовой печи, в стенке, содержащей дверь камеры коксовой печи, над дверью камеры коксовой печи и нагревают пространство первичного нагрева через отверстие, находящееся в стенке, содержащей дверь камеры коксовой печи.

13. Коксовая печь по п. 12, отличающаяся тем, что пространство вторичного нагрева также нагревается наружной горелкой, в которую подают нагревающий газ и кислородосодержащий газ по сборному трубопроводу вдоль передней части камеры коксовой печи, причем указанный трубопровод открыт в горелку по регулируемому ответвлению.

14. Коксовая печь по п. 12 или 13, отличающаяся тем, что горелка или горелки выполнены в виде горелок с вентиляторами.

15. Коксовая печь по п. 12, отличающаяся тем, что сборный трубопровод расположен ниже платформы для машины для обслуживания коксовых печей.

16. Коксовая печь по п. 12, отличающаяся тем, что батарея коксовых печей содержит станцию регулирования давления, в которой нагревающий газ сжимается до требуемого давления и в этом состоянии проходит из станции регулирования давления по сборному трубопроводу в горелки.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к коксохимической промышленности, а именно к технологии получения металлургического кокса из шихты, включающей продукты переработки нефти. Шихта для получения металлургического кокса из углеродсодержащих материалов с содержанием тяжелых сернистых остатков нефтепереработки в количестве не менее 10% содержит горючий сланец в количестве от 0,1 до 30% от массы шихты.

Изобретение относится к области получения металлургического кокса и может быть использовано в цветной металлургии. Способ получения кокса включает приготовление шихты из смеси углей различных технологических марок с нефтяным коксом фракции менее 25 мм.

Изобретение относится к коксохимической промышленности и может быть использовано для подбора угольных шихт для коксования. Для угольных концентратов проводят индивидуальные коксования в лабораторных условиях.

Изобретение относится к угольной промышленности и может быть использовано для приготовления смеси углей для производства кокса. Угольная шихта для производства кокса содержит два или больше типов углей с различными поверхностными натяжениями, относительную долю каждого из углей регулируют, используя поверхностное натяжение смеси полукоксов, полученной из указанной смеси углей, в качестве показателя.

Изобретение относится к области коксохимии. В процессе замедленного коксования дистиллятных и остаточных продуктов переработки нефти получают добавку коксующую.

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.

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%.

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.

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.

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.

Изобретения могут быть использованы в коксохимической и нефтяной промышленности. Способ для последовательного изготовления угольных спрессованных блоков (11), пригодных для камер коксования, включает засыпание сыпучей угольной массы (6) из устройства (5) подачи угля в пресс-форму (4), содержащую подвижную плиту (1), снабженную непроницаемой для угля откидной стопорной стенкой (2), и две боковые стенки (15a, 15b), проходящие параллельно направлению перемещения плиты (1).

Изобретение относится к обработке угля и его подготовке к коксованию. Способ получения отдельных уплотненных элементов для коксования включает операции прессования и уплотнения угля при помощи соответствующего прессового устройства в один или более угольных уплотненных элементов.

Изобретение относится к установке и способу изготовления угольного брикета, пригодного к коксованию, с целью последующей загрузки камеры коксовальной печи. Установка содержит вибрационное устройство с вибрационной машиной со столом-толкателем, с вибрационным столом, выполненным с возможностью колебания, на котором закреплена опока, в которую сверху вдавлен установленный сверху груз, станцию наполнения сырого материала, с каждой стороны вибрационного стола, при этом вибрационный стол с опокой выполнен с возможностью перемещения между обеими станциями, причем вибрационное устройство установлено посередине пути толкания вибрационного стола, эжектор, предназначенный для выталкивания угольного блока с вибрационного стола на нижележащее несущее основание, направление перемещения которого перпендикулярно ходовому перемещению вибрационного стола, транспортирующее средство со штабелирующим толкателем, для штабелирования угольного блока и последующего выталкивания угольного блока на свое нижележащее несущее основание, причем направление перемещения штабелирующего толкателя является параллельным ходовому перемещению вибрационного стола.

Изобретение относится к устройствам для загрузки и уплотнения угольной шихты в вертикальные коксовые печи непрерывного слоевого коксования и может быть использовано в коксохимической промышленности.

Изобретение может быть использовано при получении кокса из угля. Установка для коксования по способам без регенерации или с регенерацией тепла содержит печи (1, 2), имеющие ограниченную дверцами и боковыми стенками печную камеру для загрузки угля или уплотненного угольного пирога и находящееся над ним свободное пространство.
Наверх