Разделительная смазка для покрытия металлических камер коксования

 

Союз Советсник

Социапистичесиик

Респубпии

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (((896058 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 28. 05. 80 (21) 2939516/23-04 с присоелинениевв заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 07, Oi . 82. Бюллетень М 1.

Дата опубликования описания 09.01.82 (51)М. Кл.

С 10 М 3/04

1оеударствекы11 квннтвт

СССР по авлаи язвбрвтвкий н открытий (5 5) УДК 662.092. .8(088.87 (72) Авторы изобретения

P. Н. Гимаев, Г. Г. Теляшев, P. И. Ус

P. М. Билялов и А. К. Курочкин!

-,!

1.» j.Ф о

Уфимский нефтяной институт и Ново-Уф нский (71) Заявители нефтеперерабатывающий завод

«-( (54) РАЗДЕЛИТЕЛЬНАЯ СМАЗКА ДЛЯ ПОКРЫТИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ

KAMEP КОКСОВАНИЯ

Изобретение относится к производству нефтяного электродного кокса и может быть использовано в нефтепере-. рабатывающей промышленности при получении электродного кокса коксованием жидкого нефтяного сырья и каменно—

S угольной смолы в обогреваемых и не —.* обогреваемых металлических камерах, i в которых наблюдается явление при— коксовывания коксового пирога к стен10 кам реакционных аппаратов.

Явление прикоксовывания коксовоi o пирога к стенкам реакционных аппаратов существенно снижает эффективность действующих процессов коксоват5 ния поскольку для выгрузки кокса и зачистки камер требуется длительное время 16-24 ч ; уменьшается выход крупнокускового кокса из — за дробления при зачистке стенок камер механичес— ким либо гидравлическим способом; снимается срок службы камер вследствие различных коэффициентов термического расширения материалов камер и прилипшего коксового пирога в стади= ях коксования, подсушки и охлаждЕния . Стенки камер испытывают сильные деформационные напряжения, кото рые приводят к частому прогару кубов и образованию трещин на стенках необходимых камер. По этим причинам горизонтальные кубы коксования полностью заменяют через 30-40 циклов коксования, необогреваемые камеры на установках замедленного коксования — через 4 — 8 лет (в зависимости от материала стенки).

Известны графитосодержащие смазки на основе минеральных масел и остаточных нефтепродуктов — технического вазелина, мазута, церезина, нигрола, стеарина, которые применяются в различных областях техники, в частности, в линейном производстве в качестве разделительного покрытия пресс-форм и машин для литья под давлением (1) .

Однако применение указанных смазок в качестве разделительного покрытия для защиты стенок камеры коксования затруднено, так как их основа" минеральные масла и другие нефтепро-. дукты лиофильны по отношению к сырью коксования. По этой причине указанные смазки частично растворяются и смываются при контакте с жидким углеводородным сырьем в период заг — 1O рузки камер.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является разделительная смазка на водной основе, содержащая сажу, непрокаленный неф- 15 .тяной кокс, дистенсилиманит, огнеупорную глину, поверхностно-активное вещество (ПАВ ) — оксиэтилированный алкилфенол с числом окиси этилена 7 или 10 (23.

Однако разделительное покрытие, формируемое этой смазкой, имеет низ.кую теплопроводность (2,30-3,00 ккал/м -ч о С), так как в состав наполнителя входит непрокаленный нефтяной д кокс, а в качестве связующего исполь,.зуется дистенсилиманит и огнеупорная глина, имеющие высокие теплоизоля.ционные свойства.

При коксовании жидкого сырья в го- gy ризонтальных кубах с наружным огневым обогревом низкая теплопроизводность приводит к снижению коэффициента теплопередачи в .слое коксующегося сырья, а следовательно, и производительности аппарата. Кроме того, дистенсилиманит и огнеупорная глина, переходя в электродный кокс, повышает его зольность. В составе смазки от.сутствуют компоненты, улучшающие ее адгезию к металлической поверхности, что может привести к срыву разделительного покрытия при больших скоростях загрузки.

Цель избретения — улучшение тепло45 проводности, седиментационной устойчивости, адгезионных свойств смазки, а также устранение ее зольности.

Поставленная цель достигается тем, что разделительная смазка для покры50 тий металлических камер коксования на основе воды с добавлением оксиэтилированного алкилфенола, адгезионной присадки, углеродистого наполнителя и связующего, в качестве адгезионной присадки содержит слеиновую кислоту, в качестве углеродистого наполнителя сажу и графит или прокаленный нефтяной кокс в качестве связующего— 896058 4 карбамид при следующем соотношении .компонентов, мас.7.:

Графит или прокаленный нефтяной кокс 5-12

Сажа 5-1 2

Карбамид 7-10

Оксиэтилированный алкилфенол 0,3-0,5

Олеиновая кислота 0,5-1,0

Вода до 100

В этой смазке углеродистый наполнитель, состоящий из графита и сажи, имеет высокую теплопроводность 5060 ккал/м часоС при 25 С. В составе смазки может быть использован графит марок "П" ПЗ-Б, а также крошка искуственного графита, образующаяся при механической обработке графити-. рованных электродов и ниппелей к ним.

Применение прокаленного нефтяного кокса замедленного коксования взамен графита снижает стоимость смазки. Кроме того, нефтяной кокс более доступен. Используют кокс малосернистый (S 1,0X) и сернистый (S 2,0Z) после прокалки при 1300 С в течение одного часа, Однако при использовании в качестве наполнителя смеси прокаленного кокса и сажи несколько снижается теплопроводность разделительной пленки (35-40 ккал/м-час С ). Сажу берут печную марок ПМ-15, ПМ-30, ПЕЧ-5, ДГ-100.

Применение в качестве наполнителя смеси графита и сажи позволяет полезно использовать их специфические свойства, а именно высокую теп-. лопроводность графита (100 ккал/м к нас С при 25 C) и устойчивость водной суспензии сажи против расслоения.

При совместном присутствии коллоидных частиц графита и сажи водная суспензия, стабилизированная ПАВ— оксиэтилированными алкилфенолами ОП-7 или ОП-10), сохраняет седимен . тационную устойчивость в течение длительного времени (более одного месяца) . Весовое соотношение графи-, та и сажи 1:1 обеспечивает хорошую седиментационную устойчивость.

Низкий предел содержания углеродного наполнителя определяется условиями образования непрерывной пленки на поверхности камеры коксования, Карбимид (мочевина) в составе смазки выполняет роль связующего.

Берут кристаллический карбамид по

ГОСТ 2081-63, который при темпера8960 турах выше температуры плавления спекает отдельные частицы углеродного наполнителя в сплошную пленку.

Низкий предел содержания карбамида определяется минимально необходи мым для спекания наполнителя,в сплош ную пленку. Верхний предел ограничен тем, что черезмерно высокое содержание карбамида приводит к разрушению разделительной пленки из-за разложе- ф ния карбамида с интенсивным газообразованием при подаче горячего сы рья.

Олеиновая кислота (IIo ГОСТ 758055) является полярным веществом, уве- 15 личивает адгезию смазки к металлу.

Низший предел ее содержания выбран исходя иэ условия отсутствия срыва .пленки под напором струи жидкости сырья при скорости подачи 10-12 м/с. zp

Введение ее вьппе верхнего предела на адгезию смазки не сказывается.

Использование воды в качестве дисперсионной среды имеет преимущества по сравнению с масляной основой,25 поскольку дисперсионная среда смазки постоянно испаряется в период под,готовки камер к коксованию, оставЛяя на поверхности аппарата плотную разделительную пленку. Кроме того, Зп смазка трудносгораема и не взрывоопасна.

Приготовление смазки осуществляют следующим образом.

Размолотый в шаровой мельнице до фракции меньше 200 мкм графит прокаленный нефтяной кокс и сажу, взятые в требуемом соотношении, загружают в сосуд и производят их увлажнение путем подачи пара при температуре 80-95оС в течение 1-2 ч. К концу увлажнения весовое соотношение наполнителя и воды, как правило,1:(! 2). .Суспензию перемешивают и в нее добавляют водный раствор ПАВ. Затем суспензию дипергируют на установке ультразвука гидродинамического типа в течение 15-20 мин.

Далее в дисперсную систему, состоя щую из углеродного наполнителя, ПАВ и воды вводят 307-ный раствор карба мида в воде и добавляют требуемое количество олеиновой,кислоты. Смесь перемешивают обычным способом и фильтруют через сита Р 63 по ГОСТ

3584-53 и полученный фильтрат исполь5$ зуют как разделительную смазку .

Перед употреблением смазку разбавляют водой с температурой 40-50 С

58 4 в соотношении 1:(5-10). Смазку фильтруют через сита Р 16 по ГОСТ 3584-53.

Пример I. Графит (прокаленный нефтяной кокс) предварительно размолотый в шаровой мельнице, в ко личестве 5 мас.7 и сажу (марки КСЧ-5) в количестве 5 мас.% загружают в смеситель, где производят их увлажнение о подачей водяного пара при 80 С в течение одного часа. В конце увлажне- ния весовое соотношение наполнителя графит:сажа ) составляет 1:1. В сус- пензию при перемешивании вводят

107 †н водный раствор ПАВ-полигликогеновый эфир алкилйенолов(ОП-7) в количестве 0,3 мас.7. (на ПАВ). Полученную суспензию диспергируют в течение 15 мин на ультразвуковой уста-, новке гидродинамического типа. Послф этого вводят 30%-ный раствор карби- мида в воде в количестве 7 мас. (на карбамид ) и добавляют 0,3 мас. . олеиновой кислоты (по ГОСТ 7580-55) „

Смесь перемешивают обычным способом и фильтруют через сита Р 63. Полученный фильтрат используют как разделительную смазку. Смазку перед употреблением разбавляют водой с температурой 40 С в соотношении 1:5 и фильтруют через сита N - 16 по ГОСТУ

3584-53.

Смазку наносят на поверхность камер коксования с помощью краскопульта (пульверизатора). Температура стенки камеры при нанесении смазки должна быть в пределах 25-200 С. о

Составы предлагаемых смазок приведе;ны в табл. 1, технические свойства трех составов — в табл. 2.

Обследование внутренней поверхности кубов и распорных балок показало что они чище и на них сохраняется слой термостойкой смазки. Нижняя половина обечайки куба оказывается абсолютно чистой.

В процессе пропарки (опрессовки) тонкий слой непрококсовавшегося сырья, налипшего на смазанную поверхность распорных балок, большей частЬ отрывается и падает на днище куба, т.е. балки самоочищаются. Это объяс няется тем,что термостойкая смазка смывается водой (горячим конденсатом что в данном случае играет положительную роль.

На качество получаемого кокса обработка внутренней поверхности ку. ба термостойкой смазкой влияния не оказывает, так как последняя не со896058 держит эольных и катализирующих ингредиентов.

В результате проведенных опытнопромышленных испытаний термостойкой смазки на на коксо-кубовой установке можно сделать следующие выводы.

Графит обладает высокой теплопередачей, превышающей в три-четыре раза теплопередачу карбоидных частиц, и обработка внутренней поверхности, 10 куба и распорных балок графитонапол-, ненной термостойкой смазкой способствует равномерной теплбпередаче от дымовых газов к коксуемому сырью.

Смазка, предотвращая отложения- iS карбоидов на стадии загрузки куба и начала коксования, устраняет местные ,перегревы и, как следствие, прогары ,нижних листов.

Обработка смазкой предотвращает прикоксовывание коксового пирога к стенкам куба и их деформацию, которая возникает в результате разности ,коэффициентов термического расширения кокса и металла. Все это увели. чивает межремонтный цикл службы куба..

Выгрузка коксового пирога в два приема более эффективна, менее трудоемка и требует меньших затрат времени и труда на очистку куба и площадки от остатков кокса.

Применение термостойкой смазки на основе углеродистого материала не ухудшает качества получаемого кок.са. в

В процессе пропарки распорные балки куба очищаются от большей части налипшего на смазку нефтепродукта .

1

1 О ь л л ь ь л!

cd I

I х!

1 х!

1!. !

lo I

Э l

1

cd

Y а

t( о

О1 л ь ю

CO л ь

Э с Е д а

Э К с !

K м л ь л л ь х

cd

Р3

Э

О о

О х и

М 1 а Р»

cd D

Е A а ( о

1

I

1 —

I 1

1 1

I м

1

О Х ь л л о ь л — хь

М с 1

1

1

1 1

1 1! СЧ I!!

1 1 —

I!! !! х

Х а

Э

00 Сь л ха о

g а 1

СО ь

Э х х

Э

K а

k( о (.7

Р

Э

Х ф (1 !

И о

Э о х

Ц

cd

О ь л ха

Х а 3»

cd O

Е Ы

1Г л ь л с 1 л ь о — х х

Х

Э, Я

Д Э с6 Х

1»

О 1 о

ОЕ

re! б

)cjj

0 х х

1 :

Э

Х о а

И

2 х

Я

4 ь

И ь х

1

1 о

М 1

1

U

М о

И

>х о х х

E" !

3ю

Э х

К

cd о х х

1: ь

1

1 Б ф а ф Э W4СЧ аОь- хь

Э л g м

КЭсч а l о а

Э ос о

ОЛ Х с л э- а! х ЕИ

89á05.8

Э о !! х ccj

i<3

o U!

1,о

Э! О

-о 1, д х д I, !

1 о (1 1 х .а

»

Д! х

Е Э

o I 0m о

Э t Д о о

Ц х х

Д О

1» х с6

Е»

О о

Е» э Х о 1 хц

Ц д о

896058

1 цр о ф ф,Ж

Х о л

Н

0 4

01 л

CV ф. 0 ж

Р»

1 а 1 Г

C) л

I ф г

Р „

l0

0 ф»» ф

lg

cd

Н

Р

0 х ф

0 ж

М

Р»

М о л

М л о

Ж ф

Н

Р

0 с ф

0 ж

Р}

Р»

И о о

cc} I М I М

cd

»0

Р

0.< ф Ж

cd 1

Ю

Е 1

Ф

О 1

cd 1 1

К с6

Н

0

М 1

1

1

1 о

cV 1 М

1 ф

Р

lO

0 ф

cd

Е (б

Н

0

О л

1 — -4

1 1

I ф

Р

10 с ф

М

cd

Н

Р

0 ч

1 л ч 1 и о

1 .o

0

А Х

}ч л

Ж 4

Ц ф О

Р) g

cd Ц

Р, 0

Р4»К 0 ф Н 0»

}» !

4 3 0

cd

Рю М сто ф

Х И сч

cd l

I 1

}1

I I

I ф}

1 I ж

E 1 ф

И

И

Е

О л

А

О

0 ж

Е

5

i ж

О ф

Ц

Q .

0 О

4 Ф

} 0

О

0 0

Е Ф

cd

m m5

4 ф

CCt }

3 Р

Р, cd

10»0

6 Cd

Р» Р

CO

М ф л

0 О ж

Ф

Р»

CV ф л

0 С ж

lC}

Р» (Ч

QJ л

0 О ж

Р!

Р»

М л

С 4

1 !

I

I

I

1

СЧ л }

СЧ

I

1 ж

0

ЖО

Х Е

С4 О I ф W

0 Id

}» л

И ф 1

Ф ф 1

Ж Ж I

0) C4 } ф ф 1

5-1 2

5-12

7-10

13 896058 14

Формула изобретения при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Разделительная смазка для покры- Графит или прокаленный тия металлических камер коксования нефтяной кокс на основе воды с добавлением оксиэти- Сажа лированного алкилфенола, адгезионной Карбамид присадки, углеродистого наполнителя Оксиэтилированный и связующего, о т л и ч а ю щ а я- алкилфенол 0,3-0,5 с я тем, что, с целью улучшения адге- Олеиновая кислота 0,5-1,0

J эионных свойств, теплопроводности и 1р Вода до 100 седиментационной устойчивости смаз- Источники информации, ки, а также устранения ее зольности, принятые во внимание при экспертизе она содержит в качестве адгезионной 1. Колобнев И. Ф. и др. Справочприсадки олеиновую кислоту, в качест- ник литейщика. М., "Машиностроение" ве углеродистого наполнителя-сажу и 1у 1974, с. 364-365. графит или прокаленный нефтяной кокс, 2. Авторское свидетельство СССР и в качестве связующего — карбамид -5228939кл.В 22 С 3/00,1976 прототип .

Составитель Н. Богданова

Редактор Л.Алексеенко Текле, А. Савка к о В, Бутяга

Заказ 11626/9 Тираж 523 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35 Раушская наб. д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4