Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2452760

(19)

RU

(11)

2452760

(13)

C1

(51) МПК C10B57/04 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 27.08.2012 - действует Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011108948/05, 10.03.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

10.03.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 10.03.2011

(45) Опубликовано: 10.06.2012

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: СКЛЯР М.Г. и др. Использование жидких нефтяных продуктов в качестве добавок, улучшающих прочностные характеристики кокса. - Кокс и химия, 1990, 5, с.18-21. SU 1087077 А, 15.04.1984. SU 1703674 A1, 07.01.1992. WO 2011005400 A1, 13.01.2011. JP 58015555 A, 28.01.1983.

Адрес для переписки:

129085, Москва, пр-кт Мира, 101, стр.1, ООО "Патентно-правовая компания "ВЕЛЛ"

(72) Автор(ы):

Валявин Геннадий Георгиевич (RU),

Запорин Виктор Павлович (RU),

Сухов Сергей Витальевич (RU),

Мамаев Михаил Владимирович (RU),

Бидило Игорь Викторович (RU),

Валявин Константин Геннадьевич (RU),

Стуков Михаил Иванович (RU),

Загайнов Владимир Семенович (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Общество с ограниченной ответственностью "Проминтех" (RU)

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕФТЯНОЙ СПЕКАЮЩЕЙ ДОБАВКИ В ШИХТУ КОКСОВАНИЯ УГЛЕЙ

(57) Реферат:

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

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

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

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

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

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

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

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

Известен способ получения нефтяной добавки к угольной шихте для получения металлургического кокса, заключающийся в том, что нефтяные остатки нагревают в трубчатой печи до температуры 350-600°С под давлением от атмосферного до 150 кг/см 2 в течение 0,5-60 мин, затем нагревают в реакторе до температуры 380-450°С путем контакта с неокисляющим газом, имеющим температуру 400-2000°С, с получением углеродсодержащего материала с температурой размягчения 130-300°С и коксуемостью 40-80%, который используют в качестве спекающей добавки в шихту коксования углей. Небольшое количество такой спекающей добавки к слабококсующим углям при коксовании существенно улучшает качество получаемого доменного кокса (SU 1087077, МПК С10В 57/04, C10G 9/36, опубл. 1984 г.).

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

Известен способ получения нефтяной спекающей добавки замедленным коксованием, заключающийся в коксовании тяжелых нефтяных остатков на традиционной установке замедленного коксования, но при более низких температурах с получением нефтяной спекающей добавки плотностью 1,3 г/см, содержанием летучих веществ 28,9% и индексом Рога выше 50 (Хайрудинов И.Р., Жирнов B.C., Морозов А.Н. Проблемы создания производства нефтяных спекающих добавок в угольные шихты коксования. Нефтепереработка и нефтехимия, 2006, 3, с.28-29).

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

Наиболее близким к заявляемому объекту является способ получения нефтяной спекающей добавки в шихту коксования углей, включающий висбрекинг гудрона, вакуумную перегонку полученного остатка висбрекинга с получением вакуумного остатка висбрекинга с различной температурой начала кипения в качестве целевого продукта (М.Г.Скляр. Использование жидких нефтяных продуктов в качестве добавок, улучшающих прочностные характеристики кокса. - Кокс и химия, 1990, 5, с.18-21).

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

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

Изобретение направлено на улучшение качества нефтяной спекающей добавки.

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

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

Предлагаемый способ получения нефтяной спекающей добавки осуществляют следующим образом.

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

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

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

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

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

В результате висбрекинга было получено, % масс.: газ (по C 4 ) - 2,3; бензин - 3,8; флегма - 11,0; вакуумный газойль - 9,6; вакуумный остаток висбрекинга - 73,3. Характеристика полученного в качестве нефтяной спекающей добавки вакуумного остатка висбрекинга приведена в таблице.

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

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

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

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

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

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

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

Сравнительные данные по получению спекающей добавки по способу-прототипу и предлагаемому способу

Наименование показателей

Примеры по способу-прототипу

Примеры по предлагаемому способу

1

2

3

4

Температура размягчения по КиШ вакуумного остатка, °С

61

89

61

89

Температура размягчения по КиШ асфальта, °С

-

-

120

161

Плотность, г/см 3

1,0812

1,1037

1,1263

1,1630

Коксуемость, % масс.

31,0

37,0

47,0

58,0

Содержание летучих веществ, % масс.

78

70

63

55

Индекс Рога

49

57

72

93

Содержание серы, % масс.

3,5

3,6

4,1

4,4

Формула изобретения

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