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

бинированной установки АТ-ТКК (сочетание атмосферной трубча­

необходимость в комбинировании установок коксования с установ­ ками прокалки и обессеривания.

Дальнейшим этапом комбинирования может стать использова­ ние тепла раскаленного кокса с установок обессеривания с целью получения из углеводородных, газов технического водорода для гидрогенизационных процессов.

Т Е Х Н И К О - Э К О Н О М И Ч Е С К И Е П О К А З А Т Е Л И П О Л У Н Е П Р Е Р Ы В Н Ы Х И Н Е П Р Е Р Ы В Н Ы Х СПОСОБОВ КОКСОВАНИЯ

Полунепрерывный процесс коксования в необогреваемых камерах существенно отличается от непрерывных процессов коксования, что отражается на качестве всех получаемых продуктов, в том числе и нефтяного кокса. Ниже приведены параметры технологического режима реакторных блоков различных процессов коксования. Не­ прерывные процессы коксования отличаются от полунепрерывного процесса (в необогреваемых камерах) более высокой производи­

111'

контактного коксования в движущемся слое гранулированного теп­ лоносителя— 0,25—0,43 ч - 1 , тогда как при полунепрерывном кок­ совании в необогреваемых камерах (с учетом коэффициента ре­ циркуляции) она не превышает 0,06—0,07 ч _ 1 . Такие низкие объем­ ные скорости обусловливают громоздкость и металлоемкость уста­ новок коксования в необогреваемых камерах и ограничивают производительность установок по исходному сырью. Поэтому рабо­ ты, направленные на повышение коэффициента эффективности ис­ пользования объема камер (К), заслуживают всяческого внима­ ния. Методика оценки эффективности использования объема камер описана :в работе ['168]. А в табл. 8, где показана эффективность их использования при работе на различном сырье и при различных температурах коксования, приведены только результаты расчета коэффициента К по этой методике для установки замедленного кок­

мости), чтобы достигнуть максимальной эффективности использо­ вания объема коксовых «амер — 11—13 кг/(м3 -ч) . К сожалению, проектировщики не всегда придерживаются этого правила, в ре­ зультате чего даже на сверхукрупненной установке имеются боль­ шие резервы по повышению К (табл. 9).

Некоторые удельные расходные показатели сверхкрупной уста­ новки замедленного коксования несколько выше, чем установок

112

системы, позволяющей повысить чистоту отбираемых фракций кокса;

использованием более современного газоотделения, обеспечи­ вающего более глубокое извлечение пропан-пропиленовой фракции.

Из отечественных установок замедленного коксования в необогреваемых камерах обычной производительности наиболее отрабо­ тана установка Ново-Уфимского НПЗ. По сравнению с аналогич­ ными установками других заводов она имеет лучшие технико-эко­ номические показатели: наибольший средний межремонтный про­ бег, наиболее низкую себестоимость выпускаемого кокса; кроме того, штат обслуживающего персонала на 30% меньше. Низкая -себестоимость кокса НУ НПЗ является следствием не только хоро­ шо поставленной технической и организационной работы на уста­ новке, но и низкой стоимости сырья коксования и большого выхо­ да кокса на. единицу сырья.

Несмотря на* более суровые климатические условия и повышен- -н-ую вязкость остатков-, удельные расходные показатели -НУ НП З почти во всех случаях ниже, чем на других установках коксования.

вого вида оборудования позволяет снизить себестоимость выпускае­ мой продукции за счет уменьшения капитальных и эксплуатацион­ ных затрат. Так, на модернизированных укрупненных установках стоимость строительства ниже по сравнению с обычными на 13,8%, себестоимость продукции — на 8,8%, а на сверхкрупных установках, по сравнению с укрупненными, соответственно на 7,4 и 3,4%.

Обращает внимание тот факт, что в нашей стране среди про­ дуктов коксования наибольшую стоимость имеет кокс, в то время как за рубежом при реализации продуктов коксования доля газа и кокса составляет всего 9—10% от суммарного валового, дохода. Продажная цена нефтяного кокса зависит от его назначения. Стоимость кокса, используемого в качестве топлива, 5,5—6,5долл/т, а кокса, направляемого в алюминиевую промышленность (содержа­ ние серы до 2,0%), в 2—3 раза дороже (13,5—16,5 долл/т). При стоимости сырья коксования менее 12,6 долл/м3 экономика про­ цесса весьма благоприятна, даже без учета реализации кокса (кокс сбрасывается в отвалы).

На стоимость кокса существенное влияние оказывает его ка­ чество: макро- и микроструктура, пористость, механические свой­ ства, содержание углерода, водорода, серы, зольных компонентов

илетучих веществ.

Втабл. 10 приведены физико-химические свойства и элементар­ ный состав различных нефтяных коксов.

Та б л и ц а 10. Физико-химические свойства и элементарный состав

различных нефтяных коксов

Анализ данных табл. 10 позволяет заключить о существенном различии коксов, получаемых в необогреваемых камерах и при не­ прерывных процессах коксования, особенно по величине удельного электросопротивления, удельной поверхности и гранулометрическо­ му составу.

Как и все нефтепродукты, кокс обладает малой электропровод­ ностью. Значение удельного электросопротивления сырого нефтя­

116

на два порядка ниже и обусловлена повышенной температурой коксования на поверхности гранулированного и порошкообразноготеплоносителя. Такое же влияние температуры наблюдается и при коксовании пековых остатков. В результате повышения температу­ ры коксования пековых остатков с 550 до 650 °С удельное электро­ сопротивление кокса снижается в 2500 раз. Это объясняется энер­ гичным протеканием процессов упаковки ароматических конденси­ рованных сеток в пакеты.

При непрерывном коксовании на качество нефтяного кокса влияет не только технологический режим коксообразования в реак­ торе, но и условия обработки в регенераторе. Обработка в регене­ раторе воздухом и другими активными газами при высоких тем­ пературах приводит к обогащению кислородом и изменению вели­ чины удельной поверхности пор. Удельная поверхность пор коксов непрерывного коксования в несколько раз выше, чем у коксов, полученных в необогреваемых камерах. По мере увеличения удель­ ной поверхности кокса существенно возрастает его реакционная способность и влагоемкость.

Коксы, полученные различными способами, значительно разли­ чаются таіоке по гранулометрическому составу. Коксы замедленно­ го коксования имеют широкий гранулометрический состав, непре­ рывно изменяющийся в процессе транспортирования к потребителю. Это должно быть учтено при проектировании транспортных систем.

Кокс, полученный на установках непрерывного коксования, бо­ лее однороден по гранулометрическому составу. Гранулированный кокс контактного коксования в движущемся слое гранулированного теплоносителя представляет собой зернистый материал с насыпной плотностью 0,880—1,020 г/см3 и диаметром гранул от 3 до 15 мм. Качество гранулированного кокса, полученного коксованием кре­ кинг-остатков малосернистых и сернистых нефтей, приведено ниже:

Кокс, полученный на установке коксования в кипящем слое,, состоит из мелких сферических частиц. Он содержит мало летучих,, имеет мелкие поры, обладает высокой механической прочностью,, хорошей текучестью и подвижностью и не склонен к слеживанию.

117

Типовая характеристика кокса, полученного коксованием в кипя­ щем слое, приведена ниже:

Кокс, выгружаемый из необогреваемых камер, предварительно классифицируют по фракциям или отправляют в железнодорожных вагонах к потребителю. Коксы непрерывных процессов транспорти­

тую, поверхность кокса нужно обрызгивать тончайшим слоем мазу­ та или гудрона.

Перевозка в вагонах из-под цемента, глины и других материа­ лов, а также неправильное хранение могут значительно, ухудшить технические свойства кокса. Кусковой кокс измельчается, в нем повышается содержание влаги и золы, изменяется ее состав.

Из сильно измельченного кокса, содержащего влаги более 3— 5%, в районах с суровыми климатическими условиями могут обра­

вующих ГОСТ на нефтяные коксы замедленного коксования до­

118

Кроме того, факультативно еженедельно определяется механи­ ческая прочность. Содержание кремния, железа и ванадия опреде­ ляют ежемесячно.

В более ранних американских спецификациях на нефтяные кок­ сы содержание влаги не нормировалось. Позднее ее содержание

* В вес. %

Качество сырья и технология влияют не только на технико-эко- номические показатели процессов коксования; они существенно сказываются и при дальнейшей переработке (прокаливании, обессеривании, графитации).

В заключение необходимо кратко остановиться на выборе типа установки коксования. Этот выбор зависит прежде всего от назна­

При получении кокса для электрометаллургии, особенно при переработке малосернистых остатков, замедленное коксование останется ведущим процессом на длительное время. В ряде случаев на выбор процесса переработки нефтяных остатков существенное влияние оказывает стоимость сырья и водорода [218]. При низ­ кой стоимости сырья и высокой стоимости водорода для перера-

119