Способ подготовки шихты для коксования

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано на коксохимических предприятиях для формирования угольной шихты. Для подготовки шихты для коксования с получением продукта, готового для коксования, смешивают следующие компоненты при соотношении, мас.%: нефтяная спекающая добавка (1-30); угли марок КС, и/или КСН, и/или КО, и/или ТС, и/или ОС (99-70). Продукт получен в виде моношихты или в составе шихты, содержащей несколько компонентов. Нефтяная спекающая добавка представляет собой остатки переработки нефти со следующими характеристиками: зольность Ad - не более 2,5%; выход летучих Vdaf - не более 90%; содержание серы Sd - не более 5%; температура размягчения по КиШ - не менее 40°С. Обеспечивается повышение качества кокса, содержащего слабоспекающиеся угли, утилизация слабоспекающихся углей. 6 табл.

 

Изобретение относится к области получения металлургического кокса и может быть использовано на коксохимических предприятиях для формирования угольной шихты.

Известны способы подготовки шихт для коксования, в которых осуществляют смешивание коксующих и спекающих нефтяных добавок с другими компонентами шихт.

Известен способ подготовки шихты для коксования из патента РФ №2411283 на изобретение, в котором угли различных марок смешиваются с добавкой, представляющей собой продукт замедленного полукоксования тяжелых нефтяных остатков с содержанием летучих от 12 до 25% и температурным интервалом пластичности не менее 120°C. В результате обеспечивается улучшение качества кокса за счет того, что вследствие широкого температурного интервала пластичности шихта начинает уплотняться при меньших температурах и находится в пластичном состоянии в очень широком интервале температур.

Известен способ подготовки шихты для коксования из патента РФ №2418837 на изобретение, в котором шихту для коксования получают смешиванием коксующих углей со спекающей добавкой, представляющей собой битуминозный остаток процесса получения легких фракций нефтяных продуктов со следующими характеристиками:

- зольность Ad не более 2,5%;

- выход летучих Vdaf не более 70%;

- содержание серы Sd не более 5%;

- вспучивание не менее 20 мм;

- индекс Рога (IR) не менее 10.

Недостатком известных способов является то, что нефтяные добавки смешиваются одновременно со всеми компонентами угольной шихты и создают условия для локального переожирнения спекающих компонентов шихты. Переожирнение отдельных компонентов шихты вызывает увеличение пористости и снижение плотности куска кокса, создает нарушение микроструктуры кокса, ухудшая его прочностные свойства.

Способ подготовки шихты для коксования, известный из патента РФ №2418837, выбран в качестве наиболее близкого аналога (прототипа).

Техническая проблема, решаемая настоящим изобретением, - расширение арсенала способов подготовки шихт для коксования.

Технический результат, достигаемый настоящим изобретением, - повышение качества кокса, содержащего слабоспекающиеся угли, утилизация слабоспекающихся углей марок (КС - коксовые слабоспекающиеся угли; КСН - коксовые слабоспекающиеся низкометаморфизованные угли; КО - коксовые отощенные угли; ОС - отощенные спекающиеся угли; ТС - тощие спекающиеся угли).

Заявляемый технический результат достигается за счет того, что в способе подготовки шихты для коксования с получением продукта, готового для коксования в виде моношихты или в составе шихты, содержащей несколько компонентов, заключающемся в смешении нефтяной спекающей добавки со слабоспекающимися углями марок КС, и/или КСН, и/или КО, и/или ТС, и/или ОС, смешение осуществляют при следующем соотношении компонентов, масс. %:

- нефтяная спекающая добавка (1-30),

- угли марок КС, и/или КСН, и/или КО, и/или ТС, и/или ОС (99-70),

при этом нефтяная спекающая добавка представляет собой остатки переработки нефти со следующими характеристиками:

- зольность Ad - не более 2,5%;

- выход летучих Vdaf - не более 90%;

- содержание серы Sd - не более 5%;

- температура размягчения по КиШ - не менее 40°C.

В настоящее время на рынке коксующихся углей России образовался дефицит углей марок К (коксовые угли), Ж (жирные угли) и КЖ (коксово-жирные угли) в связи с истощением их запасов.

Примечание: в настоящей заявке классификация углей по маркам осуществляется в соответствии с ГОСТ 25543-2013.

Согласно заявляемому способу нефтяная спекающая добавка смешивается непосредственно со слабоспекающимися углями марок КС, КСН, КО, ТС и ОС. Это не позволяет «переожирнить» шихту для коксования и, в зависимости от количества и вида спекающей добавки, позволяет избирательно улучшить свойства конкретного слабоспекающегося угля и модифицировать его в угли коксовой группы - марки К, Ж или КЖ. Затем полученные коксовые угли добавляются в угольную шихту обычным образом или используются для получения металлургического кокса без смешения с другими марками углей («моношихта»).

Заявляемый способ обеспечивает:

1) увеличение показателей, характеризующих спекающие и коксующие свойства углей (показатели технического, пластометрического и рефлектограмного анализов);

2) повышение вариативности набора компонентов угольной шихты;

3) повышение качества получаемого кокса с использованием модифицированного угля по показателям CSR (послереакционная прочность) и Ad (зольность).

Нефтяные спекающие добавки, пригодные для осуществления данного способа, представляют собой неперегоняемые остатки, образующиеся при атмосферно-вакуумной переработке нефти и в термокаталитических процессах нефтепереработки. К ним относятся остатки висбрекинга, гудроны, асфальты и другие продукты со следующими характеристиками:

- зольность Ad - не более 2,5%;

- выход летучих Vdaf - не более 90%;

- содержание серы Sd - не более 5%;

- температура размягчения по КиШ - не менее 40°C.

КиШ - метод «Кольца и Шара» - метод определения температуры размягчения нефтяных битумов по кольцу и шару. Сущность метода заключается в определении температуры, при которой битум, находящийся в кольце заданных размеров, в условиях испытания размягчается и, перемещаясь под действием стального шарика, касается нижней пластинки - в этот момент фиксируется температура размягчения. Метод является важным для определения физико-химических свойств марок битумов (ГОСТ 11506-73).

Количество нефтяной спекающей добавки в угольной шихте, состоящей из слабоспекающихся углей марок КС, и/или КСН, и/или КО, и/или ТС, и/или ОС варьируется от 1 до 30%. Добавление в угольную шихту более 30% нефтяной спекающей добавки нецелесообразно из-за переожирнения угля и ухудшения качества получаемого кокса по показателям CRI (реакционной способности) и содержанию серы, что снижает долю участия или полностью исключает использование такого модифицированного угля в качестве компонента шихты для коксования.

Примеры осуществления способа

Были взяты угли марок: КС (обогатительная фабрика «Междуреченская»), КСН (разрез «Черниговец»), КО (обогатительная фабрика «Бачатская»), ТС (разрез «Сибиргинский»), ОС (обогатительная фабрика «Нерюнгринская») и нефтяные спекающие добавки (СД) со следующими характеристиками:

- зольность Ad - не более 2,5%;

- выход летучих Vdaf - не более 90%;

- содержание серы Sd - не более 5%;

представляющие собой остатки процесса висбрекинга, асфальты деасфальтизации и гудрон с разными температурами размягчения 40, 50, 65, 85 и 115°C.

Перед смешением с нефтяными спекающими добавками (СД) уголь додрабливался до крупности 85% класса 0-3 мм. Температура угля была постоянной: 20°C.

СД добавлялись к углю как в дробленом виде при комнатной температуре, так и разогретые до жидкотекучего состояния. Перемешивание СД с углем осуществлялось в роторном лабораторном смесителе в течение 5 минут. Разницы в пластических свойствах модифицированного угля в зависимости от температуры и вида подаваемой на смешение СД обнаружено не было, поэтому эти показатели в таблицах не отражаются.

Определение толщины пластического слоя (Y) исходного и модифицированного угля проводилось в автоматизированном аппарате Сапожникова по ГОСТ 1186-2014.

При смешивании СД с углем происходит как увеличение выхода летучих смеси, так и увеличение до определенного предела толщины пластического слоя (Y, мм). Учитывая эти параметры, определяется марка полученного модифицированного угля.

Зависимость толщины пластического слоя (Y, мм) и марки полученного модифицированного угля от температуры размягчения по КиШ и количества добавляемой к углю СД приведены в таблицах 1-5.

При увеличении доли нефтяной спекающей добавки в смеси с углем толщина пластического слоя модифицированного угля увеличивается, однако добавление к углю более 30% СД нецелесообразно из-за ухудшения качества получаемого кокса по показателям CRI (реакционной способности) и содержанию серы.

При увеличении температуры размягчения СД пластические свойства всех типов исследованных углей улучшаются. Применение для модификации угля СД с температурой размягчения ниже 40°C нецелесообразно из-за снижения эффекта улучшения пластических свойств и появления признаков слеживаемости угля, что делает невозможным его хранение в штабеле.

Для подтверждения качественных характеристик модифицированного угля были проведены выборочные лабораторные коксования по ГОСТ 9521 с определением показателей реакционной способности и послереакционной прочности кокса CRI и CSR по ГОСТ Р 54250-2010.

Качество кокса, полученного при коксовании модифицированного угля (Обогатительная фабрика «Бачатская» и Обогатительная фабрика «Междуреченская»), приведено в таблице 6.

Качество кокса, полученного из модифицированного угля, подтверждает его соответствие марке, определенной по величине пластического слоя.

С увеличением доли СД в смеси с углем происходит улучшение качества получаемого кокса. При этом после достижения максимального значения при определенной для каждого угля доле СД в смеси происходит снижение качественных характеристик, что связано, прежде всего, с переожирнением угля.

Таким образом, при смешении слабоспекающихся углей марок КС, КСН, КО, ТС и ОС с нефтяной спекающей добавкой с характеристиками, указанными в заявке, получают концентраты коксующихся углей марок К, Ж и КЖ, которые затем можно использовать как компонент в угольной шихте для коксования, или же полученные модифицированные угли можно использовать для получения металлургического кокса без смешивания с другими марками углей.

Способ подготовки шихты для коксования с получением продукта, готового для коксования в виде моношихты или в составе шихты, содержащей несколько компонентов, заключающийся в смешении нефтяной спекающей добавки со слабоспекающимися углями марок КС, и/или КСН, и/или КО, и/или ТС, и/или ОС при следующем соотношении компонентов, масс. %:

- нефтяная спекающая добавка (1-30),

- угли марок КС, и/или КСН, и/или КО, и/или ТС, и/или ОС (99-70),

при этом нефтяная спекающая добавка представляет собой остатки переработки нефти со следующими характеристиками:

- зольность Ad - не более 2,5%;

- выход летучих Vdaf - не более 90%;

- содержание серы Sd - не более 5%;

- температура размягчения по КиШ - не менее 40°C.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к кислородно-конвертерному производству и утилизации отходящего конвертерного газа для производства водорода.

Способ относится к сжиганию низкореакционного топлива, преимущественно растительных отходов, и может быть применен в сельском хозяйстве, в деревообрабатывающей промышленности.

Изобретение относится к способу и устройству определении давления распирания угля или угольной смеси путем лабораторного исследования. Осуществляют нагревание образца в виде угля или угольной смеси в перфорированной гильзе, находящейся внутри тигля.

Изобретения могут быть использованы в угольной промышленности. Устройство для обугливания соломы, предназначенное для осуществления способа производства угля из соломы, содержит резервуар (1) для пиролиза, резервуар (2) для обугливания и регулируемую трубу (3) для подачи кислорода.

Изобретение может быть использовано в коксохимической промышленности. Ректификационная колонна для установки замедленного коксования включает укрепляющую часть (1) с ректификационными тарелками (26) и отгонную часть (2), в которой размещены струйная промывочная камера (27) и наклонная перегородка (33) с карманом (34), оснащенным штуцером (10) для отвода сверхтяжелого газойля коксования, расположенная между штуцерами ввода исходного сырья (6) и ввода паров из камеры коксования (7, 8).

Изобретения могут быть использованы в области промышленной переработки горючих углерод- и углеводородсодержащих продуктов. Способ переработки горючих углерод- и/или углеводородсодержащих продуктов включает последовательную послойную переработку шихты в реакторе в присутствии катализатора.

Изобретение относится к области переработки отходов, например отходов полимеров, резин, полимерных отходов медицинской промышленности, лигнинсодержащих отходов, бумаги и картона, масел и углеродсодержащих органических отходов, методом газификации.

Изобретение относится к области использования возобновляемых источников сырья - биомассы. Заявлен способ каталитической газификации биомассы с получением газообразных топлив.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к кислородно-конвертерному производству. Способ включает отвод газа, образующегося при продувке металла в конвертере, его охлаждение и очистку в скруббере с трубами Вентури, накопление и усреднение в газгольдере, доочистку в электрофильтре мокрого типа до концентрации пыли 10 мг/м3.

Изобретение может быть использовано в области переработки угля в высококачественное топливо. Многотрубное устройство для разложения угля с внешним нагреванием содержит воздухонепроницаемый корпус печи (1), в котором образован канал для продвижения и разложения угля (4).

Группа изобретений относится к контролю степени выветривания угля. Способ контроля степени выветривания угля включает предварительное определение поверхностного натяжения каждой марки полукокса, который получен осуществлением термообработки каждой из нескольких марок угля, находящихся на угольном складе, и предварительную оценку доли каждой из нескольких марок угля на угольном складе; и смешивание нескольких марок полукокса в соответствующих долях для получения смеси полукокса, при этом степень выветривания каждой из нескольких марок угля контролируют так, что значение поверхностного натяжения на границе раздела фаз γinter смеси полукокса, которое получено из поверхностных напряжений и долей каждой из нескольких марок полукокса, составляет 0,03 мН/м или ниже.

Изобретение относится к коксохимической промышленности, а именно к получению металлургического кокса из шихты. Нефтяная коксующая добавка состоит из продукта замедленного полукоксования тяжелых нефтяных остатков, полученного путем выдержки в течение 14-24 часов при температуре 450-500°C при коэффициенте рециркуляции в камере коксования от 1,05 до 1,2, характеризуется содержанием летучих веществ от 14 до 28% и коксуемостью по Грей-Кингу не ниже индекса G.
Изобретение относится к коксохимическому производству, в частности к составу угольной шихты для получения кокса. Угольная шихта для получения металлургического кокса содержит следующие компоненты в соотношении, масс.

Изобретение относится к коксу и способу его получения и может найти применение в металлургической промышленности. Способ получения кокса включает осуществление сухой перегонки смеси, содержащей беззольный уголь; окисленный беззольный уголь, полученный с помощью окислительной обработки беззольного угля; и сырой нефтяной кокс, в которой, относительно 100 массовых частей всего беззольного угля, окисленного беззольного угля и сырого нефтяного кокса, содержание беззольного угля составляет от 5 до 40 массовых частей, и общее содержание беззольного угля и окисленного беззольного угля составляет от 30 до 70 массовых частей.

Предложена шихта для получения металлургического кокса. Шихта содержит, мас.%: нефтяной кокс 30,0-1,0; нефтяные остатки 30,0-1,0; смесь каменных углей 40,0-98,0; Используемые нефтяные остатки характеризуются зольностью Ad не более 2,5%, выходом летучих веществ Vdaf не более 90%, содержанием серы Sd не более 5%, индексом Рога (IR) не менее 10.

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к получению высококачественного нефтяного игольчатого кокса. Способ включает смешивание в промежуточной емкости тяжелого газойля каталитического крекинга с рециркулятом с образованием вторичного сырья, нагрев вторичного сырья, подачу его в камеру коксования при температуре коксования и коксование с получением кокса и дистиллята коксования, который подают в нижнюю часть ректификационной колонны на фракционирование.
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.
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 области металлургии и может быть использовано на коксохимических предприятиях для формирования угольной шихты. Для подготовки шихты для коксования с получением продукта, готового для коксования, смешивают следующие компоненты при соотношении, мас.: нефтяная спекающая добавка ; угли марок КС, иили КСН, иили КО, иили ТС, иили ОС. Продукт получен в виде моношихты или в составе шихты, содержащей несколько компонентов. Нефтяная спекающая добавка представляет собой остатки переработки нефти со следующими характеристиками: зольность Ad - не более 2,5; выход летучих Vdaf - не более 90; содержание серы Sd - не более 5; температура размягчения по КиШ - не менее 40°С. Обеспечивается повышение качества кокса, содержащего слабоспекающиеся угли, утилизация слабоспекающихся углей. 6 табл.

Наверх