Реферат коксование тяжелого нефтяного сырья

Обновлено: 30.06.2024

На российских заводах имеется достаточное число установок пиролиза прямогонной бензиновой фракции (например, в городах Кстово в Нижегородской области, Волгограде), основная цель которых — получение углеводородного газа с высоким содержанием непредельных углеводородов. Из газа пиролиза получают (% мае.): этилен чистотой 99,9, пропилен чистотой 99,9, бутан-бутадиеновую фракцию, содержащую 30-40 бутадиена, 25-30 изобутилена и 15-30 н-бутилена. Эти газы используются в нефтехимической промышленности. Наряду с газом в процессе образуется жидкий продукт (смола пиролиза), содержащий моноциклические и полициклические ароматические углеводороды. Основные направления использования жидких продуктов пиролиза — получение бензола и других ароматических углеводородов как компонента автомобильных бензинов, нефтеполимерных смол, котельных топлив. Также смола пиролиза является сырьем для производства технического углерода, пеков и высококачественных коксов.

1. Пиролиз в России

Сегодня одним из главных процессов в нефтехимии является пиролиз — способ получения ненасыщенных и ароматических углеводородов из нефтяного сырья. Данный процесс происходит при температурах 700- 1000°С, при которых осуществляется нефтепродуктов на отдельные фракции. Следовательно, данный процесс позволяет обеспечить химическую промышленность различным углеводородным сырьем.

Кроме того, пиролиз нефти является отличным способом борьбы в случаях разлива нефти и нефтяного шлама. В данных случаях образуется достаточно большое количество мусора, загрязненного нефтью и нефтепродуктами.

И путем пиролиза можно максимально быстро и безопасно избавиться от подобного рода загрязнений, поскольку пиролиз мусора, содержащего нефть, является абсолютно безопасным с экологической точки зрения. Кроме того, в результате данного процесса можно получить энергию и вещества, которые можно использовать в химической промышленности. Рассмотрим, как происходит технология и процесс пиролиза нефти более подробно.

Основным назначением процесса пиролиза нефти и нефтепродуктов, являющегося наиболее жесткой формой термического крекинга — является получение непредельных газообразных водородов, в первую очередь этилена и пропилена. Именно по этой причине пиролизные установки в нефтепереработке часто называют этиленовыми установками. Процесс пиролиза также может быть направлен и на получение ароматических углеводородов, среди которых:

По этой причине пиролиз нефти еще иногда называется ароматизацией нефти.

Схема превращений нефтяного сырья в процессе пиролиза внешне проста. Сырье поступает по трубам в печь, где поддерживается высокая температура. Там оно переходит в газообразную форму. Затем после выхода из печи полученный газ подвергают закалке путем впрыскивания воды.

Закажите работу от 200 рублей

Если вам нужна помощь с работой, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 экспертов готовы помочь вам прямо сейчас.

После этого газ охлаждается. Как мы видим, тут соблюдается классический принцип работы обыкновенной печи: подготовили сырье — получили продукт — охладили его. Но полученный в результате пиролиза нефтяного сырья продукт еще не готов, поскольку продукты пиролиза

Узел пиролиза состоит из нескольких печей пиролиза. Суммарные годовые мощности по этилену всех печей, без учёта печей находящихся в резерве (на регенерации), определяют мощность всей установки пиролиза. На выходе из ЗИА продукты пиролиза проходят вторичную закалку путём прямого впрыскивания смолы пиролиза (так называемое закалочное масло) до температур не выше 200 °C.

Узел первичного фракционирования и разделения продуктов пиролиза состоит из систем фракционирующих колонн и отстойников. В результате, продукты пиролиза разделяются на технологическую воду, на тяжёлую смолу (температура начала кипения ~ 200 °C), на лёгкую смолу (пиробензин), на предварительно облегченный пирогаз (у/в С1-С4 с содержанием у/в С5-С8).

Далее легкий пирогаз поступает на узел компримирования, состоящий из многоступенчатого компрессора. Между стадиями компрессии предусмотрены теплообменники и сепараторы для охлаждения компримированного пирогаза и его сепарации с дополнительным выделением влаги и пироконденсата. На этой стадии пирогаз сжимается до давлений 3,7 — 3,8 МПа для повышения температур кипения разделяемых продуктов. Также между стадиями компримирования предусмотрен узел очистки пирогаза от кислых газов (СО2, Н2S), представляющий собой насадочную колонну, в которой происходитхемосорбция кислых газов раствором NaOH.

Сжатый пирогаз поступает на узел осушки — в адсорберы с заполненными молекулярными ситами, где происходит полное удаление воды.

На узле глубокого охлаждения пирогаза происходит ступенчатое захолаживание пирогаза до температуры −165 °C. В таких условиях практически тольководород .

Пиролизная смола, полученная на стадии первичного фракционирования используется для получения технического углерода .

Закажите работу от 200 рублей

На крупнотоннажных этиленовых установках (от 250 тыс. т/год и выше) лёгкие смолы (пиробензин .

4. Пиролиз нефтепродуктов

Посредством пиролиза нефтяного сырья добывают различные нефтепродукты, которые представляют собой это смеси различных углеводородов.

Все нефтепродукты могут быть классифицированы на следующие группы:

К первой группе нефтепродуктов относятся жидкие и газообразные топлива. Данные продукты занимают примерно 63% от общего числа нефтепродуктов. К топливам относятся углеводородные газы, бензины, дизельные и котельные топлива. Все нефтяные топлива подвергаются тщательной очистке, кроме котельного топлива, которое используется в качестве мазута.

Ко второй группе относятся нефтяные масла. Это разнообразные смазочные масла, которые могут использоваться для самых различных целей.

Третью группу составляют технические нефтяные битумы, которые широко применяются в промышленности, особенно в строительной отрасли.

К четвертой группе относятся нефтяные растворители, используемые на производствах и в быту в качестве растворителей для разбавления красок, удаления загрязнений и промывки деталей.

К шестой группе относятся вещества, используемые в качестве нефтехимического сырья — бензол, толуол, нафталин, ксилол, зеленое масло и др. Эти вещества помогают получить синтетический спирт, каучук и многое другое сырье.

Нужна работа? Есть решение!

Более 70 000 экспертов: преподавателей и доцентов вузов готовы помочь вам в написании работы прямо сейчас.

Хотя способов переработки нефти существует достаточно много, именно пиролиз является одним из наиболее перспективных методик, поскольку он позволяет получить максимально возможное количество нефтепродуктов из шестой группы. Соответственно, он позволяет обеспечить нефтехимическую промышленность необходимым для работы сырьем. Однако, необходимо отметить, что сегодня существует еще один способ получения различных нефтепродуктов, для которого вовсе не нужна сама нефть. И таким способом является переработка ТБО . Из обыкновенного мусора уже научились получать синтетическое топливо, что позволяет экономить такой не восполняемый природный ресурс как нефть.

5. Коксование нефтепродуктов

пиролиз коксование этилен производство

Важнейшей тенденцией в переработке нефти в настоящее время является стремление возможно полнее использовать все составные части нефти и максимально увеличить выход светлых продуктов, в первую очередь бензина. С этой целью часть образующихся тяжелых остатков (гудрон, крекинг-остаток, мазут) подвергают коксованию — процессу глубокого разложения путем нагревания до 450-500° при атмосферном давлении. При коксовании, помимо беззольного нефтяного кокса, применяемого для изготовления угольных электродов и как топливо, получают газ и жидкие нефтепродукты — бензиновый дистиллят, а также газойль — сырье для каталитического крекинга. Наряду со старыми периодическими или полунепрерывными процессами (коксование в кубах, печах, камерах), где сложной операцией является удаление кокса, применяется новый непрерывный контактный способ с твердым движущимся теплоносителем — гранулированным нефтяным коксом, который нагревается посредством продуктов горения газа и затем смешивается с нагретым сырьем в реакторе. Летучие продукты отводятся в ректификационную колонну, часть кокса непрерывно подвергается измельчению, а образовавшийся избыток кокса выводится из установки.

Список литературы

1. Гуревич И.Л. Технология переработки нефти и газа: 4.1. М.: Химия, 1972. 360 с.

. Смидович Е.В. Технология переработки нефти и газа: 4.2. М.: Химия, 1980. 328 с.

. Черножуков Н.И. Технология переработки нефти и газа: Ч.З. М.: Химия, 1978. 424 с.

. Справочник нефтепереработчика /Под ред. Г.А. Ластовкина, Б.Д. Радченко, М.Г. Рудина. М.: Химия, 1986. 648 с.

. Химия нефттл и газа /Под ред. В.А. Проскурякова, А.Б. Дробки- на. Л.: Химия, 1989.424 с.

. Магарил Р.З. Теоретические основы химических процессов переработки нефти. Л.: Химия, 1985. 285 с.

Скидка 100 рублей на первый заказ!
Акция для новых клиентов! Разместите заказ или сделайте расчет стоимости и получите 100 рублей. Деньги будут зачислены на счет в личном кабинете.
Узнать стоимость

. Гуреев А.А., Фукс И.Г., Лашхи В.Л. Химмотология. М.: Химия, 1986. 368 с.

. Жоров Ю.М. Термодинамика химических процессов: Справочник. М.: Химия, 1985. 464 с.

. Альбом технологических схем процессов переработки нефти и газа / Под ред. Б.И. Бондаренко. М.: Химия, 1983. 128 с.

. Крекинг нефтяных фракций на цеолитсодержащих катализаторах / Под ред. С.А. Хаджиева. М.: Химия, 1982. 280 с.

. Химическая технология твердых горючих ископаемых / Под ред. Г.Н. Макарова и Г.Д. Харламповича. М.: Химия, 1986.496 с.

. Александров И.А. Перегонка и ректификация в нефтепереработке. М.: Химия, 1981. 352 с.

. Маслянский Г.Н., Шапиро Р.Н. Каталитический риформинг бензинов. Л.: Химия, 1985.225 с.

Скидка 100 рублей на первый заказ!
Акция для новых клиентов! Разместите заказ или сделайте расчет стоимости и получите 100 рублей. Деньги будут зачислены на счет в личном кабинете.
Узнать стоимость

Кокс – это серое, чуть серебристое, пористое и очень твердое вещество, более чем на 96% состоящее из углерода и получаемое при нагревании каменного угля или нефтяных пеков без доступа воздуха при 950-1050°С.

Коксование возникло в 18 веке, когда истребление лесов для получения древесного угля, использовавшегося при выплавке железа, стало угрожающим и потребовалось заменить этот уголь другим топливом. В 1735 г. в Англии была проведена первая доменная плавка на коксе.

Термический процесс, при котором на ряду с дистиллятами в качестве конечного продукта получают нефтяной кокс,называется коксованием.

Коксование служит как для увеличения выхода светлых нефтепродуктов из тяжелого сырья, так и для производства нефтяного электродного кокса.

Сырьем для коксования выступают высокомолекулярные нефтяные остатки, такие как гудроны, крекинг остатки термического крекинга, асфальты, смолы пиролиза и др.

Основными показателями качества кокса являются: содержание смол, асфальтенов, серы, коксуемость (10-20%) и содержание мех.примесей.

В промышленном масштабе коксование нефтяных остатков осуществляется тремя способами:

1) в горизонтальных обогреваемых кубах (периодический процесс)

2) в необогреваемых коксовых камерах (полунепрерывный процесс)

3) в псевдоожиженом слое коксового теплоносителя (непрерывный процесс)

При получении кокса в горизонтальные обогреваемых кубах основе=ным агрегатом является коксовый куб или горизонтальный цилиндрицеский аппара, обогреваемый открытым огнем. При этом процессе продукты разложения удаляются непрерывно из реакционной зоны, а остаток постепенно утяжеляется, превращаясь в кокс. В таком коксе почти не содержится летучих компонентов и он не требует дополнительной прокалки. На кубовых установках используют крекинг-остатки и смолы пиролиза, из которых делают специализированный кокс.

Замедленное коксование используется для получения основного количества нефтяного кокса.

Технологическая схема установки замедленного коксования в необогреваемых камерах:

2,3 – трубчатые печи

5,5′ - камеры замедленного коксования

7 – четырехходовые краны

8,19,21 – аппараты воздушного охлаждения

9 – ректификационная колонна

10,11 – отпарные колонны

Сырье — гудрон или крекинг-остаток (или их смесь) — подается насосом 1 двумя параллельными потоками в трубы подовых и потолочных экранов печей 2 и 3, где оно нагревается до 350—380 °С. Затем сырье поступает в нижнюю часть колонны 9 на верхнюю каскадную тарелку. Сюда же под нижнюю тарелку поступают горячие газы и пары продуктов коксования, образующиеся в двух параллельно работающих камерах 5 (или 5'). В колонне сырье встречается с восходящим потоком газов и паров и в результате контакта тяжелые фракции паров конденсируются и смешиваются с сырьем. Таким образом, в нижней части колонны образуется смесь сырья с рециркулятом, обычно называемая вторичным сырьем. Если в сырье содержались легкие фракции, то они в результате контакта с высокотемпературными парами испаряются и уходят в верхнюю часть колонны 9.

В колонне 9 продукты коксования разделяются. С верха колонны уходят пары бензина и воды, а также газ коксования. Эти продукты проходят аппарат воздушного охлаждения 8, затем водяной холодильник 16 для дополнительного охлаждения и поступают в водогазоотделитель 77, где разделяются на водный конденсат, нестабильный бензин и жирный газ.

Часть нестабильного бензина нагнетается насосом 15 в качестве орошения на верхнюю тарелку колонны 9. Балансовое количество бензина проходит теплообменник 18, где нагревается за счет тепла легкого газойля, и передается в секцию стабилизации. Водный конденсат, отводимый из водогазоотделителя 17, подается насосом 14 через теплообменник 20 в пароперегреватели, расположенные в конвекционных секциях печей 2 и 3.

Легкий и тяжелый газойли, отводимые из отпарных колонн 10 и 11, направляются соответственно насосами 13 и 12 через теплообменники нагрева нестабильного бензина 18, водного конденсата 20 и аппараты воздушного охлаждения 19 и. 21 в резервуары.

После заполнения камер коксом, образующимся в процессе, камеры отключают и продувают водяным паром для удаления оставшихся жидких продуктов нефтяных паров. Удаляемые продукты поступают вначале в колонну 9, а затем, когда температуру кокса понизится до 400—405 СС, поток паров отдувают в приемник 4. Подачу водяного пара продолжают до снижения температуры кокса до 200 °, далее в камеру подают воду до тех пор, пока вновь подаваемые порции воды, пары которой выходят в атмосферу, не перестанут испаряться, т. е. пока в сливной трубе приемника 4 не появится вода.

Кокс из камер выгружается гидравлическим способом — посредством гидрорезаков с использованием воды давлением 10—15 МПа.

Назначением процесса термоконтактного крекинга (ТКК) является получение дистиллятов, богатых ароматическими углеводородами и газа, содержащего до 50 % (об.) непредельных углеводородов. В качестве сырья используют высокосернистые нефтяные остатки — гудрон вакуумной перегонки нл мазут атмосферной перегонки.

Процесс может быть направлен на получение сырья для нефтехимии: увеличенного выхода газе более богатого непредельными углеводородам жидких продуктов, из которых могут быть выделен! бензол, толуол и нафталин. Тяжелые фракции могу являться сырьем для производства технической углерода. В этом случае режим процесса более жест кий: температура в реакторе 600°С и коксонагревателе 670—700 °С. Газойли коксования использую на некоторых заводах (иногда после гидроочистки как компоненты сырья установки каталитическое крекинга.

Установка термоконтактного крекинга состоит и реакторного блока (реактор, коксонагреватель, сепаратор-холодильник кокса, воздуходувка и др.) и блока разделения (парциальный конденсатор, ректификационная колонна, отпарная колонна, газосепаратор).

При этом процессе сырье вступает в контакт с подвижным нагретым до более высокой температуры инертным теплоносителем и коксуется на поверхности этого теплоносителя. Из реакционного аппарата в регенератор постоянно выводится часть теплоносителя с отложившимся на нем коксом, где часть кокса выжигается и за счет тепла, выделившегося при сгорании, происходит подогрев теплоносителя до требуемой температуры. Нагретый теплоноситель возвращается в зону реакции. Теплоносителем является порошкообразный кокс с размером частиц до 0,3 мм. Для перемещения теплоносителя используется пневмотранспорт. Движущей силой является поток газа или пара, который захватывает коксовые частицы и переносит их. При непрерывном коксовании в кипящем слое происходит собственно коксование, сопровождающееся прокалкой кокса. Выход кокса при таком коксовании меньше, чем при замедленном.

Состав и свойства продуктов:

- Газообразный продукт ( содержит много предельных углеводородов, но при повышении температуры от 490 до 510оС содержание алкенов возрастает от 16-18% до 20-25%)

- Бензин (содержит много непредельных углеводородов и серы, для повышения качества бензинов применяется глубокое гидрирование в чистом виде с последующим реформированием гидрогенезата)

- Легкий газойль ( используется в производстве печного и газотурбинного топлива, а после гидроочистки направляется в дизельное топливо)

- Тяжелый газойль ( напрвляется на установки термического крекинга для вырвботки сырья, используемого при получении технического углерода(сажи))

- Нефтяной кокс ( используется для получения анодной массы в алюминиевой промышленности, для графитовых электродов)

Коксование - это разложение при высокой температуре без доступа воздуха твердых и жидких горючих ископаемых с образованием летучих веществ и твердого остатка - кокса.

Сырье для получения нефтяного кокса

Качество сырья оказывает первостепенное влияние на характеристики конечного продукта − нефтяного кокса.

Производство кокса в СНГ в основном осуществляется на установках замедленного коксования (УЗК).

Характерной особенностью условий работы УЗК является использование в качестве сырья разнообразных смесей, остающихся на заводах в результате переработки нефти.

тяжелые фракции нефти, образующиеся в результате атмосферной и вакуумной перегонки нефти (мазут, полугудрон, гудрон),
тяжелые нефтяные остатки (ТНО):
- тяжелый газойль каталитического крекинга,
- остатки масляного производства (асфальт пропановой деасфальтизации гудрона, экстракты фенольной очистки масел и др.).
Из всех нефтяных остатков, склонных к образованию различных видов структур кокса, предпочтительными считаются ароматические концентраты (дистиллятный крекинг-остаток) и некоторые другие высокомолекулярные углеводороды.

По этой причине дистиллятное сырье относят к перспективным видам сырья.

НПЗ имеют разные производственные условия и работают на различной нефти, поэтому для каждого НПЗ установки замедленного коксования строились с учетом конкретных условий.

Среди основных параметров, определяющих качество нефти, таких как плотность, фракционный и химический состав нефтепродуктов, наиболее значимыми являются плотность и показатель сернистости.

Сера − одна из самых нежелательных примесей в составе сырой нефти и конечного продукта − кокса.

В зависимости от массовой доли серы кокс, так же как и нефть, классифицируется на малосернистый, сернистый, высокосернистый.

Сернистый кокс отличается менее благоприятными свойствами, по сравнению с малосернистым коксом: вызывает коррозию оборудования, повышенное количество трещин в электродных изделиях, разрушение огнеупорной кладки печей прокаливания, вследствие чего его использование ограничено определенными областями.

Нефть, поступающая на нефтеперерабатывающие заводы, различается по составу, особенно по содержанию серы.

Для для России характерна переработка в основном сернистой и высокосернистой нефти.

К малосернистым (нефть с содержанием серы менее 0,5%) относят большую часть бакинской, грозненской, сахалинской, туркменской и некоторой украинской нефти, а также казахстанской нефти.

Сернистую нефть с содержанием серы 0,5-2,5% добывают в Урало-Поволжском районе (Туймазинское, Ромашинское месторождения и другие), в Западной Сибири (Самотлорское, Нижневартовское, Мегионское и другие).

К высокосернистым (нефть с содержанием серы более 2,5%) относятся месторождения − Арланское, Радаевское, Покровское (Урало-Поволжский район).

В настоящее время основным сырьем для получения кокса являются сернистая нефть.

Применение технологий, позволяющих получать качественный кокс независимо от состава исходной нефти, решает многие проблемы:
- обеспечивает электродную промышленность качественным сырьем,
- позволяет задействовать в производстве более широкий диапазон нефти,
- углубить процесс переработки нефти на НПЗ.
С целью обессеривания конечного продукта применяется прокаливание кокса.

Еще один путь получения обессеренного нефтяного кокса из высокосернистых марок нефти − это предварительное удаление серы из сырой нефти методом гидрообессеривания, гидрокрекинга, или деасфальтизации.

Этот вариант считается более действенным, несмотря на то, что является более сложным и требует дополнительных затрат.

На российские заводы нефть поставляется, главным образом, по системе магистральных нефтепроводов (МНП) Транснефти, в которой Западно-Сибирская нефть, марки Siberian Light смешивается с более тяжелой и сернистой нефтью марки Urals.

Способы получения сырого и обожженного нефтяного кокса

Коксование нефтяного сырья − наиболее жесткая форма термического крекинга нефтяных остатков.

Осуществляется при низком давлении и температуре 480-560 оС, с целью получения нефтяного кокса, а также углеводородных газов, бензинов и керосино-газойлевых фракций.

При коксовании происходит расщепление всех компонентов сырья с образованием жидких дистиллятных фракций и углеводородных газов; деструкция и циклизация углеводородов с интенсивным выделением керосино-газойлевых фракций; конденсация и поликонденсация углеводородов и глубокое уплотнение высокомолекулярных соединений с образованием сплошного коксового остатка.

Промышленный процесс коксования осуществляется на установках 3 х типов: периодическое коксование в коксовых кубах, замедленное коксование в камерах, непрерывное коксование в псевдоожиженном слое кокса-носителя.

Замедленное коксование

Замедленное (полунепрерывное) коксование наиболее широко распространено в мировой практике.

Сырье, предварительно нагретое в трубчатых печах до 350-380 оС, непрерывно поступает на каскадные тарелки ректификационной колонны (работающей при атмосферном давлении), стекая по которым, контактирует с поднимающимися навстречу парами, подаваемыми из реакционных аппаратов.

В результате тепло- и массообмена часть паров конденсируется, образуя с исходным сырьем так называемое вторичное сырье, которое нагревается в трубчатых печах до 490-510 о С и поступает в коксовые камеры − полые вертикальные цилиндрические аппараты диаметром 3-7 м и высотой 22-30 м.

В камеру реакционная масса непрерывно подается в течение 24-36 часов и благодаря аккумулированной ею теплоте коксуется.

После заполнения камеры коксом на 70-90% его удаляют, обычно струей воды под высоким давлением (до 15 МПа).

Кокс поступает в дробилку, где измельчается на куски размером не более 150 мм, после чего подается элеватором на грохот, где разделяется на фракции 150-25, 25-6 и 6-0,5 мм.

Камеру, из которой выгружен кокс, прогревают острым водяным паром и парами из работающих коксовых камер и снова заполняют коксуемой массой.

Летучие продукты коксования, представляющие собой парожидкостную смесь, непрерывно выводятся из действующих камер и последовательно разделяются в ректификационной колонне, водоотделителе, газовом блоке и отпарной колонне на газы,

Типичные параметры процесса: температура в камерах 450-480 о С, давление 0,2-0,6 МПа, продолжительность до 48 часов.
Достоинства замедленного коксования − высокий выход малозольного кокса.

Из одного и того же количества сырья этим методом можно получить в 1,5-1,6 раза больше кокса, чем при непрерывном коксовании.

На российских НПЗ эксплуатируются 1-блочные и 2-блочные установки коксования (каждый блок состоит из 2 х или 3 х реакторов) нескольких типов.

Компоновка, проектирование установок произведены по проектам институтов Гипронефтезаводы и ВНИПИнефть.

Периодическое коксование

Проводят в горизонтальных цилиндрических аппаратах диаметром 2-4 м и длиной 10-13 м.

Сырье в кубе постепенно нагревают снизу открытым огнем.

Далее обычным способом выделяют дистилляты, кокс подсушивают и прокаливают (2-3 часа).

После этого температуру в топке под кубом постепенно снижают и охлаждают куб сначала водяным паром, а затем воздухом.

Когда температура кокса понизится до 150-200 о С, его выгружают.

Типичные параметры процесса: температура в паровой фазе 360-400 о С, давление атмосферное.

Этим способом получают электродный и специальный виды высококачественного кокса с низким содержанием летучих.

Однако способ малопроизводителен, требует большого расхода топлива, а также значительных затрат ручного труда и поэтому почти не используется в промышленности.

Непрерывное коксование в кипящем слое (термоконтактный крекинг)

Сырье, предварительно нагретое в теплообменнике, контактирует в реакторе с нагретым и находящимся во взвешенном состоянии инертным теплоносителем и коксуется на его поверхности в течение 6-12 минут.

В качестве теплоносителя используется обычно порошкообразный кокс с размером частиц до 0,3 мм, реже более крупные гранулы.

Образовавшийся кокс и теплоноситель выводят из зоны реакции и подают в регенератор (коксонагреватель).

Там слой теплоносителя поддерживается во взвешенном состоянии с помощью воздуха, в токе которого выжигается до 40% кокса, а большая его часть направляется потребителю.

Благодаря теплоте, выделившейся при выжигании части кокса, теплоноситель нагревается и возвращается в реактор.

Для перемещения теплоносителя используется пневмотранспорт частиц кокса, захватываемых потоком пара или газа.

Дистиллятные фракции и газы выводят из реактора и разделяют так же, как при замедленном коксовании.

Типичные параметры процесса: температура в теплообменнике 300-320 о С, реакторе 510-540 о С и регенераторе 600-620 о С, давление в реакторе и регенераторе 0,14-0,16 и 0,12-0,16 МПа соответственно, теплоноситель - (6,5-8,0)

Коксование в кипящем слое используют для увеличения выхода светлых нефтепродуктов. Кроме того, сочетание непрерывного коксования с газификацией образующегося кокса может быть применено для получения дизельного и котельного топлива.

Прокаливание

Перед использованием нефтяной кокс обычно подвергается облагораживанию, включающему несколько процессов.

При прокаливании удаляются летучие вещества и частично гетероатомы (например, сера и ванадий), снижается удельное электрическое сопротивление.

При графитировании 2-мерные кристаллиты превращаются в кристаллические образования 3-мерной упорядоченности.

В общем виде стадии облагораживания можно представить следующей схемой: Кристаллиты → карбонизация (прокаливание при 500-1000 о С) → 2-мерное упорядочение структуры (1000-1400 о С) → предкристаллизация (трансформация кристаллитов при 1400 о С и выше) → кристаллизация, или графитированние (2200-2800 о С).

Глубина термического крекинга тяжелых нефтяных остатков ограничена образованием кокса. При переработке особо тяжелого сырья на установках висбрекинга конечными продуктами являются только газ, бензин и крекинг-остаток, в котором приходится оставлять все газойлевые фракции, чтобы получить котельное топливо стандартной вязкости, т.е. глубина крекинга весьма невелика. Выход светлых заметно увеличивается, если термический крекинг тяжелого сырья вести с высоким выходом кокса, в котором концентрируется значительная часть углерода исходного сырья, а выход продуктов разложения (фракции газойля, бензин, газ) возрастает. Если гудрон составляет 30% от нефти, то соответствующий дополнительный выход светлых на нефть равен 15,4%. Таким образом, коксование служит одним из путей углубления переработки нефти. Еще больше распространен процесс коксования для получения нефтяного кокса. В этом случае предпочтительно подвергать коксованию малосернистое сырье, т.к. содержание серы в коксе нормировано. Потребность в нефтяном коксе, как более дешевом и высококачественном материале, чем кокс, получаемый на основе угля, весьма значительна и непрерывно возрастает. Основной потребитель кокса – алюминиевая промышленность; как служит восстановителем (анодная масса) при выплавке алюминия из алюминиевых руд. Удельный расход кокса на производство алюминия значителен и составляет 550-600 кг на 1 т. Из других областей применения кокса следует назвать использование его в качестве сырья для изготовления графитированных электродов для сталеплавильных печей, для получения карбидов (кальция, кремния) и сероуглерода. Специальные сорта кокса применяют как конструкционный материал для изготовления химической аппаратуры, работающей в условиях агрессивных сред. Промышленный процесс коксования осуществляют на установках трех типов: 1) периодические, в коксовых кубах; 2) полунепрерывные, в необогреваемых коксовых камерах; 3) непрерывные, в псевдоожиженном слое кокса – теплоносителя.

Легкий газойль также нуждается в гидроочистке – как для снижения содержания серы, так и для удаления непредельных, после чего его можно использовать в качестве дизельного топлива.

Читайте также: