Способ получения низкосернистого нефтяного кокса

Способ получения низкосернистого нефтяного кокса

Реферат

Область техники

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, а именно к технологии переработки тяжелых нефтяных остатков в процессе замедленного коксования, и направлено на улучшение свойств получаемого нефтяного кокса.

Предшествующий уровень техники

Известен способ получения нефтяного кокса, включающий изготовление смеси нефтяных остатков, ее предварительный нагрев до 300-400°С, смешение с парогазовыми продуктами коксования в кубовой части ректификационной колоны, нагрев полученной смеси (вторичного сырья коксования) до 480-510°С, выдержку ее в реакторе коксования в течение 16-48 часов с получением кокса и легкой фракции коксования и последующей разгонкой легкой фракции (Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа: Учебное пособие для вузов. Уфа: Гилем, 2002, с.382-390). Такой способ замедленного коксования нефтяных остатков используется практически на всех действующих установках коксования России.

Основными показателями качества нефтяного кокса являются содержание серы, микропримесей металлов, золы, влаги, выход летучих веществ, гранулометрический состав и механическая прочность. В зависимости от доли серы, коксы классифицируются на низкосернистые (1-1,15 мас.%), сернистые (1,6-4,0 мас.%) и высокосернистые (более 4 мас.%). Повышенное содержание серы в коксах вызывает коррозию оборудования, повышенное количество трещин в электродных изделиях, снижение сортности металлов и экологические проблемы.

Сырьем для переработки на установках замедленного коксования являются различные нефтяные остатки - гудроны, полученные при вакуумной перегонке мазутов; мазуты, полученные при атмосферной перегонке нефти; асфальт; побочные продукты масляных производств; тяжелый газойль каталитического крекинга; тяжелая пиролизная смола.

Для производства низкосернистого нефтяного кокса (электродного кокса) в мировой практике традиционно используют концентраты ароматических углеводородов, обладающие невысоким содержанием серы, низкой зольностью, низким содержание веществ, нерастворимых в бензоле и хинолине. Этими качествами обладают дистиллятные крекинг-остатки (ДКО) из малосернистых нефтей, газойли каталитического крекинга (ГКК), пиролизные продукты переработки нефти и экстракты масляного производства.

Практика показывает, что качество нефтяного кокса зависит как от качества используемых индивидуальных нефтяных остатков, так и от компонентного состава смесей. Поэтому задача повышения качества нефтяного кокса в условиях дефицита малосернистого сырья коксования решается путем подбора оптимального состава сырья коксования (компаундированием) и использованием технологии подготовки сырья коксования.

Компаундированием сернистых и низкосернистых нефтяных остатков в сырье коксования можно добиться не только снижения содержания в коксе серы, металлов и доли коксовой мелочи, но и увеличить выход кокса.

Наиболее близким к заявляемому объекту является способ получения нефтяного кокса (патент РФ №2079537, С10В 55/00), заключающийся в том, что смесь тяжелых нефтяных остатков нефтехимии и\или нефтепереработки, в частности смесь дистиллятного крекинг-остатка и гудрона, подают в камеру замедленного коксования, после чего полученный продукт обрабатывают водородом при температуре 490 - 550°С и давлении до 5 МПа в течение 8-24 часов.

Недостатком такого способа получения низкосернистого кокса является высокая себестоимость, вызванная использованием водорода.

Раскрытие изобретения

Задача, решаемая заявленным изобретением, состоит в разработке малозатратной технологии получения низкосернистого кокса.

Технический результат заключается в том, что за счет выбора состава используемой смеси исключается стадия обработки кокса водородом при повышенном давлении при получении низкосернистого кокса.

Технический результат достигается путем замедленного коксования смеси тяжелых нефтяных остатков нефтехимии и\или нефтепереработки, в которую добавляют 10-25% гидроочищенной бензиновой фракции жидких продуктов коксования, предварительно нагретой до 200-300°С.

Осуществление изобретения

На чертеже представлена принципиальная технологическая схема установки замедленного коксования.

Способ получения низкосернистого нефтяного кокса из нефтяных остатков состоит в следующем. Исходное сырье коксования, изготовленное смешением нефтяных остатков в смесителе 1, нагревается в конвекционных змеевиках печи 2 до 300-400°С и поступает в ректификационную колонну 3, где осуществляется подготовка сырья коксования; продукты коксования, поступающие из коксового реактора 4 с температурой 360-430°С под нижнюю каскадную тарелку ректификационной колонны, контактируют с исходным сырьем; высококипящие компоненты, находящиеся в продуктах коксования, в результате контакта с исходным сырье конденсируются и возвращаются в смеси с исходным сырьем на коксование. Подготовленное таким образом вторичное сырье по трансферной линии, куда через специальный узел ввода 5 осуществляется подача (впрыск) предварительно нагретой до 200-300°С части гидроочищенной бензиновой фракции жидких продуктов замедленного коксования, поступает в печь 2, где нагревается до температуры коксования 460-510°С, а затем в коксовый реактор 4. Образующиеся в ходе коксования дистиллятные продукты коксования через верх коксового реактора 4 поступают в низ ректификационной колонны 3 под каскадные тарелки, где происходит подготовка сырья коксования, а также разделение продуктов коксования на тяжелый газойль замедленного коксования, легкий газойль замедленного коксования, бензиновую фракцию замедленного коксования и газ. Кокс, образовавшийся при разложении смеси нефтяных остатков, заполняет коксовый реактор 4. При заполнении коксового реактора коксом на 70-80% в него подается перегретый или острый пар для пропарки кокса, после чего осуществляется охлаждение и выгрузка кокса из коксового реактора 4.

Подача гидроочищенной бензиновой фракции жидких продуктов коксования, нагретой до 200-300°С, в трансферную линию с вторичным сырьем коксования, полученным смешением продуктов коксования с исходным сырье внизу ректификационной колонны, позволяет исключить стадию обработки кокса водородом при повышенном давлении и тем самым обеспечить получение низкосернистого кокса с применением малозатратной технологии.

Ниже представлены примеры получения кокса предлагаемым способом.

Пример 1. К 50,0 г сырья коксования, состоящего из гудрона ГК-3 (содержание серы 1,38 мас.%) добавили 5,6 г гидроочищенной бензиновой фракции жидких продуктов процесса замедленного коксования (содержание серы 0,1%), предварительно нагретой до 200°С. В результате проведения процесса замедленного коксования приготовленной смеси было получено 13,62 г нефтяного кокса с содержанием серы 1,11 мас.%.

Пример 2. К 50,0 г сырья коксования, состоящего из гудрона ГК-3 (содержание серы 1,38 мас.%) добавили 8,8 г гидроочищенной бензиновой фракции жидких продуктов процесса замедленного коксования (содержание серы 0,1%), предварительно нагретой до 250°С. В результате проведения процесса замедленного коксования приготовленной смеси было получено 12,34 г нефтяного кокса с содержанием серы 1,05 мас.%.

Пример 3. К 50,0 г сырья коксования, состоящего из гудрона ГК-3 (содержание серы 1,38 мас.%) добавили 16,7 г гидроочищенной бензиновой фракции жидких продуктов процесса замедленного коксования (содержание серы 0,1%), предварительно нагретой до 300°С. В результате проведения процесса замедленного коксования приготовленной смеси было получено 12,67 г нефтяного кокса с содержанием серы 1,00 мас.%.

Пример 4. К 50,0 г сырьевой смеси, состоящей из гудрона ЭЛОУ АВТ-6 и гудрона ГК-3 (содержание серы 1,43 мас.%) добавили 5,6 г гидроочищенной бензиновой фракции жидких продуктов процесса замедленного коксования (содержание серы 0,1%), предварительно нагретой до 200°С. В результате проведения процесса замедленного коксования приготовленной смеси было получено 13,86 г нефтяного кокса с содержанием серы 1,29 мас.%.

Пример 5. К 50,0 г сырьевой смеси, состоящей из гудрона ЭЛОУ АВТ-6 и гудрона ГК-3 (содержание серы 1,43 мас.%) добавили 8,8 г гидроочищенной бензиновой фракции жидких продуктов процесса замедленного коксования (содержание серы 0,1%), предварительно нагретой до 250°С. В результате проведения процесса замедленного коксования приготовленной смеси было получено 12,94 г нефтяного кокса с содержанием серы 1,22 мас.%.

Пример 6. К 50,0 г сырьевой смеси, состоящей из гудрона ЭЛОУ АВТ-6 и гудрона ГК-3 (содержание серы 1,43 мас.%) добавили 16,7 г гидроочищенной бензиновой фракции жидких продуктов процесса замедленного коксования (содержание серы 0,1%), предварительно нагретой до 300°С. В результате проведения процесса замедленного коксования приготовленной смеси было получено 12,00 г нефтяного кокса с содержанием серы 1,09 мас.%.

Пример 7. К 50,0 г сырьевой смеси, состоящей из гудрона ГК-3 и тяжелой пиролизной смолы (содержание серы 1,29 мас.%) добавили 5,6 г гидроочищенной бензиновой фракции жидких продуктов процесса замедленного коксования (содержание серы 0,1%), предварительно нагретой до 200°С. В результате проведения процесса замедленного коксования приготовленной смеси было получено 14,46 г нефтяного кокса с содержанием серы 1,22 мас.%.

Пример 8. К 50,0 г сырьевой смеси, состоящей из гудрона ГК-3 и тяжелой пиролизной смолы (содержание серы 1,29 мас.%) добавили 8,8 г гидроочищенной бензиновой фракции жидких продуктов процесса замедленного коксования (содержание серы 0,1%), предварительно нагретой до 250°С. В результате проведения процесса замедленного коксования приготовленной смеси было получено 13,82 г нефтяного кокса с содержанием серы 1,16 мас.%.

Пример 9. К 50,0 г сырьевой смеси, состоящей из гудрона ГК-3 тяжелой пиролизной смолы (содержание серы 1,29 мас.%) добавили 16,7 г гидроочищенной бензиновой фракции жидких продуктов процесса замедленного коксования (содержание серы 0,1%), предварительно нагретой до 300°С. В результате проведения процесса замедленного коксования приготовленной смеси было получено 13,34 г нефтяного кокса с содержанием серы 1,04 мас.%.

Результаты испытания образцов нефтяных коксов, полученных при замедленном коксовании компаундированного сырья, отличающихся компонентным составом в соответствии с примерами 1-9, приведены в нижеследующей таблице.

Таблица
Способ	Состав сырьевой смеси*	Выход кокса, %	Содержание серы, мас.%
в сырье	в коксе
Прототип	Г + ТГКК + ТПС	28,0	1,45	1,42
Пример 1	ГГК-3 + 10% Бф	24,5	1,25	1,11
Пример 2	ГГК-3 + 15% Бф	21,0	1,18	1,05
Пример 3	ГГК-3 + 25% Бф	19,0	1,06	1,00
Пример 4	ГАВТ-6, ГГК-3 + 10% Бф	25,0	1,30	1,29
Пример 5	ГАВТ-6, ГГК-3 + 15% Бф	22,0	1,23	1,22
Пример 6	ГАВТ-6, ГГК-3 + 25% Бф	18,0	1,10	1,09
Пример 7	ГГК-3 + ТПС + 10% Бф	26,0	1,18	1,22
Пример 8	ГГК-3 + ТПС + 15% Бф	23,5	1,12	1,16
Пример 9	ГГК-3 + ТПС + 25% Бф	20,0	1,03	1,04
* - Г - гудрон; ТГКК - тяжелый газойль каталитического крекинга; ТПС - тяжелая пиролизная смола; ГАВТ-6 - гудрон ЭЛОУ АВТ-6; ГГК-3 - гудрон ГК-3; Бф - бензиновая фракция.

Промышленная применимость

Изобретение может использоваться в нефтеперерабатывающей промышленности, а именно при получении нефтяного кокса при переработке тяжелых нефтяных остатков в процессе замедленного коксования, для улучшения качества получаемого нефтяного кокса.

Способ получения низкосернистого нефтяного кокса путем замедленного коксования смеси тяжелых нефтяных остатков нефтехимии и/или нефтепереработки, отличающийся тем, что используют тяжелый нефтяной остаток или смесь тяжелых нефтяных остатков с добавлением 10-25% гидроочищенной бензиновой фракции жидких продуктов коксования, предварительно нагретой до 200-300°С.