Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2469066

(19)

RU

(11)

2469066

(13)

C1

(51) МПК C10B55/00 (2006.01)

C10B57/04 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 07.12.2012 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011120048/05, 19.05.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

19.05.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 19.05.2011

(45) Опубликовано: 10.12.2012

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: RU 2209826 С1, 10.08.2003. RU 2400518 С1, 27.09.2010. WO 2005113712 А1, 01.12.2005. ВАРФОЛОМЕЕВ Д.Ф. и др. Висбрекинг нефтяных остатков//Тематический обзор. - М.: ЦНИИТЭНЕФТЕХИМ, 1982, с.10-14. СКЛЯР М.Г. Использование жидких нефтяных продуктов в качестве добавок, улучшающих прочностные характеристики кокса//Кокс и химия. - 1990, 5, с.18-21.

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 КОКСУЮЩЕЙ ДОБАВКИ ЗАМЕДЛЕННЫМ КОКСОВАНИЕМ НЕФТЯНЫХ ОСТАТКОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области нефтепереработки. Исходное сырье нагревают в печи 1 до температуры 250-390°С и подают в испаритель 2, куда также подают рециркулят - тяжелый газойль коксования. В результате смешивания исходного сырья с рециркулятом получают вторичное сырье. Вторичное сырье нагревают в реакционной печи 4 до температуры 450-480°С. В ректификационной колонне 3 парожидкостные продукты фракционируются на газ, бензин, легкий, тяжелый газойли и кубовый остаток. Кубовый остаток смешивают с оксидом кальция и/или магния в смесительной емкости 6 и подают в камеру коксования 5 одновременно с подачей нагретого вторичного сырья. В камере коксования 5 образуются коксующая добавка и парожидкостные продукты коксования. Изобретение позволяет получить коксующую добавку с низким содержанием серы и высоким содержанием летучих веществ. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 6 пр.

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к получению нефтяного кокса замедленным коксованием с содержанием летучих веществ более 15% и менее 25% для использования в качестве коксующей добавки в шихту коксования углей.

Известен способ получения коксующей добавки замедленным коксованием нефтяных остатков, включающий подачу сырья в камеру коксования с температурой 450-470°С, коксование его в течение 14-24 ч при коэффициенте рециркуляции не более 1,2. (Патент РФ на изобретение 2400518, кл. С10В 55/00, опубл. 2010 г.).

Недостаток этого способа заключается в следующем. При коксовании сернистых нефтяных остатков образуется коксующая добавка с высоким содержанием серы, которая в последующем попадает в металлургический кокс и, как следствие, отрицательно сказывается на качестве литейного чугуна (повышается вязкость, ухудшается заполнение форм), а также на качестве стали, полученной при переделке сернистых чугунов (сталь становится красноломкой).

Для нейтрализации отрицательного воздействия органической серы, содержащейся в металлургическом коксе, используемом в доменном производстве в качестве топлива и восстановителя, в процессе выплавки чугуна в шихту добавляют флюсы: оксиды кальция и магния, которые, взаимодействуя с содержащейся в металлургическом коксе серой, переводят ее в неорганическую форму по реакции:

и выводится в виде шлака. Причем, чем больше содержание серы в металлургическом коксе, тем большее количество флюса следует добавлять в шихту, так как процесс десульфурации целесообразно осуществлять при избытке в шлаке оксида кальция. А необходимость введения большого количества флюса при выплавке чугуна перегружает домну, снижая производительность по чугуну.

Наиболее близким к заявляемому объекту является способ получения нефтяного кокса замедленным коксованием нефтяных остатков, заключающийся в том, что исходное сырье нагревают до температуры 300-350°С, подают в испаритель для смешивания с рециркулятом и образования вторичного сырья, нагревают вторичное сырье в реакционной печи до температуры 480-505°С и подают в камеру коксования, где образуются кокс и парожидкостные продукты коксования, фракционирование последних в ректификационной колонне с образованием газа, бензина, легкого и тяжелого газойлей и кубового остатка коксования. В качестве рециркулята используют кубовый остаток коксования. (Патент РФ на изобретение 2209826, кл. С10В 55/00, опубл. 2003 г.).

Недостаток данного способа заключается в получении целевого продукта с высоким содержанием серы и низким содержанием летучих веществ.

Изобретение направлено на получение коксующей добавки с низким содержанием серы и высоким содержанием летучих веществ.

Это достигается тем, что в способе получения коксующей добавки замедленным коксованием нефтяных остатков, заключающемся в том, что исходное сырье после нагрева подают в испаритель для смешивания с рециркулятом и образования вторичного сырья, которое нагревают в реакционной печи и подают в камеру коксования, где образуются коксующая добавка и парожидкостные продукты коксования, фракционирование последних в ректификационной колонне с образованием газа, бензина, легкого и тяжелого газойлей и кубового остатка коксования, согласно изобретению кубовый остаток смешивают с оксидом кальция и/или магния и подают в камеру коксования одновременно с подачей в нее нагретого вторичного сырья, при этом исходное сырье нагревают до температуры 250-390°С, а вторичное сырье - до температуры 450-480°С. Коэффициент рециркуляции составляет не более 1,2.

Предпочтительное содержание оксида кальция и/или магния, подаваемого на смешивание с кубовым остатком, составляет 0,5-1,5 от содержания серы в исходном сырье.

Целесообразно в качестве рециркулята использовать тяжелый газойль коксования.

Известны лабораторные исследования в стационарных условиях, аналогичных процессу коксования в кубах, по влиянию щелочных добавок на сернистое сырье коксования. При этом большая часть органической серы в исходном сырье коксования взаимодействовала с гидроокисью калия и переводила ее в растворимую в воде соль, что и обеспечивало снижение содержания серы. (Н.С.Казанская, М.Е.Казаков, Е.В.Смидович, Е.Р.Саркисянц «О свойствах нефтяных коксов, полученных в присутствии гидратов окиси калия». - Известия ВУЗов «Нефть и газ», 1974, 6, с.55-58). При этом вводилось значительное количество гидрооксида калия, что требовало последующей промывки полученного кокса водой для удаления избытка щелочи.

Подача оксида кальция и/или магния в кубовый остаток с последующим вводом полученной смеси непосредственно в камеру коксования одновременно с подачей в нее вторичного сырья, как это имеет место в заявляемом способе, обеспечит по сравнению с прототипом снижение содержания серы в получаемой коксующей добавке вследствие осуществления взаимодействия содержащейся в сырье серы с оксидом кальция и/или магния и образованием неорганической неактивной формы соединения серы. При этом добавление оксида кальция и/или магния менее 0,5 от содержания серы в исходном сырье, нецелесообразно из-за незначительного снижения содержания серы в коксующей добавке, а добавление оксида металла более 1,5 от содержания серы в исходном сырье нецелесообразно из-за увеличения зольности в получаемой коксующей добавке.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Исходное сернистое (первичное) сырье нагревают в печи 1 до температуры 250-390°С и подают в испаритель 2, куда подают рециркулят - тяжелый газойль коксования из ректификационной колонны 3. В результате смешивания первичного сырья с рециркулятом образуется вторичное сырье, которое нагревают в реакционной печи 4 до температуры 450-480°С и подают в камеру коксования 5, где образуется коксующая добавка, а также парожидкостные продукты коксования, которые из верхней части камеры по шлемовой трубе поступают в ректификационную колонну, где фракционируются с получением газа, бензина, легкого и тяжелого газойлей и кубового остатка. Кубовый остаток выводят из нижней части ректификационной колонны и подают в смесительную емкость 6, куда подают порошкообразный оксид кальция и/или магния в контролируемом количестве: 0,5-1,5 от содержания серы в исходном сырье. Полученную смесь подают непосредственно в камеру коксования 5 одновременно с подачей в нее вторичного сырья, где образуется коксующая добавка и парожидкостные продукты коксования.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1 (по предлагаемому способу).

Исходное сырье (гудрон смеси западно-сибирской и арланской нефти), имеющее плотность 1,025 г/см 3 , коксуемость по Конрадсону 24 мас.%, содержание серы 3,21% подвергали коксованию на установке замедленного коксования следующим образом:

Исходное сырье нагрели в трубчатой печи до температуры 295°С, после чего подали в испаритель, где оно смешивалось с тяжелым газойлем коксования в качестве рециркулята в количестве 20% на сырье. Полученное вторичное сырье нагрели в печи до температуры 460°С и подали в камеру коксования, где образовались коксующая добавка и парожидкостные продукты коксования. Последние по шлемовой трубе подали в нижнюю часть ректификационной камеры, где подвергались фракционированию с образованием газа, бензина, легкого и тяжелого газойлей и кубового остатка, который был выведен из ректификационной колонны с температурой 390°С в смесительную емкость, куда также был подан оксид кальция в виде извести в количестве 0,62 от содержания серы в исходном сырье, что составляет 2,0% на сырье коксования. Полученная смесь подавалась в камеру коксования одновременно с подачей в нее вторичного сырья.

В результате коксования выход кокса составил 33,1%, содержание серы в коксе 2,84%. По сравнению с коксом, получаемым по способу-прототипу снижение содержания серы в коксе составило 0,78 абс.%.

Пример 2 (по предлагаемому способу).

Было проведено коксование аналогично примеру 1, с той лишь разницей, что в кубовый остаток добавили и перемешали 0,93 от содержания серы в исходном сырье порошкообразного оксида кальция в виде извести (или 3% на сырье коксования).

Пример 3 (по предлагаемому способу).

Было проведено коксование аналогично примеру 1, с той разницей, что в качестве добавки использовали оксид магния в количестве 1,5 от содержания серы в исходном сырье (или 5% на исходное сырье).

Пример 4 (по предлагаемому способу).

Было проведено коксование аналогично примеру 1, с той разницей, что исходное сырье было нагрето до температуры 250°С, вторичное сырье - 480°С, а в качестве добавки использовали оксид кальция в количестве 30% и оксид магния - 22%, в количестве 0,5 от содержания серы в исходном сырье (или 1,5% на исходное сырье).

Пример 5 (по предлагаемому способу).

Было проведено коксование аналогично примеру 1, с той разницей, что исходное сырье было нагрето до температуры 390°С, вторичное сырье - 450°С, а количество добавленного оксида кальция составляет 1,5 от содержания серы в исходном сырье (~5% на исходное сырье).

Для сравнения был получен кокс по способу-прототипу.

Пример 6 (по прототипу).

То же сырье, что и в примере 1, нагрели в трубчатой печи до температуры 320°С, после чего подали в испаритель, где оно смешивалось с тяжелым газойлем коксования в качестве рециркулята в количестве 20% на сырье. Полученное вторичное сырье нагрели в печи до температуры 490°С и подали в камеру коксования, где образовались кокс и парожидкостные продукты коксования. Последние по шлемовой трубе подали в нижнюю часть ректификационной камеры, где подвергались фракционированию с образованием газа, бензина, легкого и тяжелого газойлей.

Материальный баланс коксования и содержание серы в продуктах коксования по примерам 1-4 сведены в таблицу.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ по сравнению с прототипом обеспечивает снижение серы в получаемой коксующей добавке до 1,53-3,21% (в способе по прототипу содержание серы в целевом продукте составляет 3,62%). При этом повышенная зольность в коксующей добавке является благоприятным показателем, способствующим уменьшению количества флюса при выплавке чугуна.

Таким образом, введение в шихту коксования полученной предлагаемым способом коксующей добавки с уже частично связанной в неорганическую форму серой исключит перегрузку домны по выплавке чугуна и, соответственно, снижение производительности по целевому продукту (чугуну), как это имеет место при введении флюса непосредственно в процессе выплавки чугуна.

Таблица

Материальный баланс и показатели качества сырья и продуктов коксования

Наименование

Примеры по предлагаемому способу

Способ по прототипу

1

2

3

4

5

Пример 5

Содержание серы в сырье, %

3,21

3,21

3,21

3,21

3,21

3,21

Взято сырья, мас.%

100

100

100

100

100

100

Получено, мас.%:

- газа

12,30

13,80

12,70

13,2

11,3

13,40

- бензина (фр. C 5 - 180°С)

6,07

4,50

6,20

4,9

4,4

6,03

- легкого газойля (фр. 180-350°С)

26,50

24,20

22,00

26,6

19,3

25,27

- тяжелого газойля (фр.>350°С)

22,03

23,40

21,10

20,2

24,8

23,60

- коксующей добавки

33,10

34,10

38,00

35,1

40,2

31,70

Содержание серы в коксующей добавке, %

2,84

1,80

1,53

3,21

1,62

3,62

Содержание летучих веществ в коксующей добавке, %

16,8

16,1

15,5

15,1

18,8

10,1

Содержание золы в коксующей добавке, %

2,80

3,80

6,50

2,1

5,2

0,74

Формула изобретения

1. Способ получения коксующей добавки замедленным коксованием нефтяных остатков, заключающийся в том, что исходное сырье после нагрева подают в испаритель для смешивания с рециркулятом и образования вторичного сырья, которое нагревают в реакционной печи и подают в камеру коксования, где образуются коксующая добавка и парожидкостные продукты коксования, фракционирование последних в ректификационной колонне с образованием газа, бензина, легкого и тяжелого газойлей и кубового остатка коксования, отличающийся тем, что кубовый остаток смешивают с оксидом кальция и/или магния и подают в камеру коксования одновременно с подачей нагретого вторичного сырья, при этом исходное сырье нагревают до температуры 250-390°С, вторичное - до температуры 450-480°С, а коэффициент рециркуляции составляет не более 1,2.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержание оксида кальция и/или магния, подаваемого на смешивание с кубовым остатком, предпочтительно составляет 0,5-1,5 от содержания серы в исходном сырье.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве рециркулята используют тяжелый газойль коксования.

РИСУНКИ