книги из ГПНТБ / Сюняев З.И. Производство, облагораживание и применение нефтяного кокса

УДК 66.092.89:665.61

С98

С98 Сюняев 3. И.

Производство, облагораживание и применение неф­ тяного кокса. М., «Химия», 1973.

чество получаемых продуктов. Большой раздел посвя­ щен анализу и свойствам кокса; описаны существую­ щие и разрабатываемые способы облагораживания кок­

3147-167 118-73 050(01)-73

© Издательство «X и м и я», 1973

s

ПРЕДИСЛОВИЕ

Интенсивное развитие цветной и черной металлургии, а также химической промышленности, являющихся наиболее крупными по­ требителями малозолы-юго, малосернистого и высокосернистого нефтяных коксов, ставит перед нефтеперерабатывающей промыш­ ленностью задачу получения качественных углеродистых материа­ лов на основе нефти. В связи с этим на нефтеперерабатывающих заводах при переработке нефтяных остатков все большее место за­ нимают процессы коксования.

Большая мощность установок по производству кокса, относи­ тельно дешевое сырье, широкая возможность автоматизации и ме­ ханизации процессов коксования на НПЗ позволяют производить нефтяные коксы стоимостью в 1,5—2 раза меньше стоимости пекового кокса, получаемого на основе угля. Современные нефтяные коксы, вырабатываемые на крупнотоннажных установках, по струк­ туре, и особенно по гранулометрическому составу, существенно отличаются от нефтяных коксов, получаемых в кубах, и от пековых углеродистых веществ, образующихся при коксовании жидких продуктов угольного происхождения. Поэтому перед использовани­ ем таких новых видов углеродистых материалов в качестве сырья для производства анодов и электродной продукции, восстановите­ лей и сульфидизаторов требуется их облагораживание.

Отсутствие систематизированного материала по научным осно­ вам технологии производства, достаточного количества теоретиче­ ских и опытно-исследовательских данных по процессам облагора­ живания и особенностям применения новых видов нефтяных коксов затрудняет их переработку на химических и металлургических предприятиях. В результате этого и ряда других причин возникло некоторое несоответствие между увеличением мощностей в цветной металлургии и ростом производства электродного кокса [119].

В предлагаемой книге освещено современное состояние проблем, связанных с производством, облагораживанием и применением но­ вых видов нефтяных коксов, что в какой-то мере восполняет про­

5

ВВ Е Д Е Н И Е

Втекущем столетии, и особенно во второй его половине, в топлив­

жение существенно изменилось. Так, за последние 15—20 лет доля

Особенно интенсивно за последние десятилетия изменился топ­ ливно-энергетический баланс СССР. Доля нефти и газа с 1950 по 1970 г. существенно возросла. В дальнейшем этот процесс изме­

6 млн. т [16]. К концу девятой пятилетки в результате интенсив­ ного развития производства ферросплавов, фосфора п расширения агломерации руд потребность в коксовом орешке возрастет в 3 ра­ за и коксовой мелочи в 2 раза по сравнению с 1968 г. Ресурсы же коксового орешка и мелочи в коксохимической промышленности за этот же период уменьшатся в 5—6 раз.

7

Производства, основанные на базе коксующихся углей,— хи­ мическая промышленность и электротермические производства (выплавка алюминия, различных сортов сталей, карбидов, получе­ ние хлора, магния, сероуглерода, производство углеграфитовых материалов, всевозможных восстановителей и сульфидирующих агентов и др.) — должны искать новые источники сырья.

Многочисленные крупнотоннажные химические продукты (мало­ зольные коксы, сульфидирующие агенты, связующие вещества, про­ филактические средства против прилипания и примерзания сы­ пучих материалов к поверхностям горнотранспортного оборудо­ вания, сырье для производства сажи и др.) могут быть получены коксованием нефтяных остатков.

Такое направление не противоречит основной линии развития нефтеперерабатывающей промышленности — увеличению глубины отбора от нефти. В результате первичной переработки нефти по­ лучают 30—60% тяжелых остатков. Из-за повышенной вязкости их использование в качестве котельных топлив затрудняется; кро­ ме того, при транспортировании таких продуктов создаются опре­ деленные неудобства. В течение нескольких десятков лет нефтяные

требования к качеству автомобильных бензинов существенно воз­ росли. Кроме того, за последнее десятилетие ведущее место в топ­ ливном балансе страны надолго закрепили за собой сернистые,

коксование на порошкообразном теплоносителе и контактное кок­ сование в движущемся слое на гранулированном теплоносителе. Периодическое коксование нефтяных остатков в кубах является наиболее простым и старым способом. Его применяют для полу­ чения электродного кокса — крупнокускового. Однако процесс не перспективен из-за малой производительности и небольшого срока службы кубов, большой затраты труда на выгрузку кокса и т. д. Тем не менее, некоторые малотоннажные сорта нефтяного кокса

8

{например, КНПС) получают в нашей стране в кубах. Для круп­ нотоннажного производства электродного кокса в отечественной и зарубежной практике чаще всего применяют коксование в необогреваемых камерах, или замедленное коксование. В СССР впервые кокс замедленного коксования был получен в 1956 г. [161].

Непрерывные процессы коксования на поверхности контактов,

с получением в качестве целевых компонентов газа и жидких ди­ стиллятов. Непрерывное контактное коксование можно осуществ­ лять в движущемся слое коксовых гранул (от 3 до 11 мм) и в ки­ пящем слое (частицы размером от 0,1 до 0,5 мм). Последний спо­ соб является наиболее отработанным как в СССР, так и за рубежом. Однако он имеет серьезный недостаток — кокс получается порошкообразным. Поэтому для производства электродной продук­ ции процесс пока еще не может быть рекомендован.

Динамика производства нефтяного кокса в СССР и в США

Из табл. 2 видно, что в СССР более высокие темпы производства нефтяного кокса, чем в США. Особенно существенно предпола­ гается развивать процессы коксования в нашей стране в девятой пятилетке. Поскольку потребность народного хозяйства в нефтяном малосернистом электродном коксе возрастет в 1975 г. по срав­ нению с 1967 г. в 3,5 раза [172], количество вырабатываемого ма­ лосернистого кокса (включая и мелкие фракции, получаемые на действующих установках) не обеспечит народное хозяйство углеро­ дистым сырьем; поэтому производство кокса предполагается су­ щественно расширить. Одновременно в связи с дефицитом и вы­ сокой стоимостью малосернистых нефтяных остатков, используе­ мых не только как сырье коксования и гидрокрекинга, но и для производства битумов, малосернистого котельного топлива, увели-

9