Установка земельного коксования

I. УСТАНОВКА ЗАМЕДЛЕННОГО КОКСОВАНИЯ

1.1Выбор и обоснование метода производства

Основной целью процесса коксования является получение нефтяного кокса. Нефтяной кокс получают при коксовании нефтяного сырья в горизонтальных обогреваемых кубах, в необогреваемых камерах и в аппаратах с движущимся теплоносителем. Исходным сырьем для коксования являются обычно нефтяные остатки: гудрон, мазут, крекинг-остаток. В меньшем количестве используют тяжелые ароматизированные дистилляты пиролиза, каталитического крекинга. В зависимости от технологии получения нефтяной кокс содержит от 90 до 95% углерода, 2-5% водорода,  2-3% кислорода и азота. Важнейшими показателями качества кокса являются:

1) содержание серы ( не более 1,5 % вес.для высококачественного кокса);                             

2) зольность ( не более 0,3-0,6 % вес.);

3) содержание влаги ( не более 3,0 % вес.);

4) выход летучих веществ  ( не более 5,0-7,0 % вес.).

большое значение имеет также структура кокса.

Промышленный процесс коксование осуществляется на установках трех типов: периодических (коксование в горизонтальных обогреваемых кубах), непрерывных (термоконтактное коксование), полунепрерывных (замедленное коксование в необогреваемых камерах).

Периодический процесс – наиболее старый из существующих процессов коксования.  Коксование проводится в нескольких обогреваемых камерах, работающих самостоятельно. Кубы представляют собой горизонтальные аппараты диаметром 2-4,5 м и длиной 10-13 м.

          Сырье загружают в куб и  постепенно подогревают его снизу  открытым огнем. При температуре 300° С начинаются выделения дистиллятных паров, которое усиливается по мере разогревания куба. После того как температура  в паровой фазе куба достигнет 445-460°С начинается ее снижение.

Понижение температуры говорит о том, что выделение погонов прекратилось и процесс образования коксового «пирога» в основном закончился. Дальнейший подогрев куба необходим для завершения процесса коксования, прокалки и просушки кокса. Прокалку кокса ведут при температуре 700-720 °С.

После прокалки, которая продолжается 2-3 часа, температуру в топке под кубом постепенно снижают, выключают форсунку и охлаждают куб. Для охлаждения куба подается сначала водяной пар, а затем воздух. Когда температура кокса понизится до 150-250 °С, приступают к его выгрузке. Выгрузка кокса из кубов почти не механизирована и представляет собой очень тяжелую, трудоемкую операцию. Кокс выгружают через люк. Для этого перед шуровкой в куб закладывают цепь или щиты, которые лебедкой вытягиваются из люка, взламывая коксовый «пирог». Оставшаяся часть кокса извлекается вручную. Коксование в кубах – малопроизводительный процесс, требующий значительных затрат ручного труда, связанный с большим расходом металла и топлива. Особенно много металла требуется для замены нижних листов куба, которые часто прогорают. Общий цикл работы куба колеблется от 20 до 35 ч., а максимальный выход одного куба не превышает 5 тн. кокса. Следовательно, даже батарея из 10-12 кубов производит не более 250-300 тн. кокса в сутки. Несмотря на то что по своему техническому уровню периодические коксовые установки давно устарели, и в нашей стране и за рубежом еще эксплуатируется значительное количество коксовых кубов и батарей. На кубовых установках благодаря хорошей прокалке в кубах удается получить крупнокусковой кокс с малым содержанием летучих (2-5 %) компонентов, что позволяет выпускать качественный электродный кокс.

 

Рис.1.  Технологическая схема коксования в кубах

1 - куб; 2 - разгрузочный  люк; 3 - шлемовая труба; 4 - конденсатор-холодильник;                5 - сепаратор; 6 - приемник дистиллята  коксования; 7 - труба для хвостовых погонов;               8 - аварийный бачок.                                                                       

При непрерывном (термоконтактном) коксовании нагретое сырье вступает в контакт с подвижным, нагретым до более высокой температуры инертным теплоносителем и коксуется на поверхности этого  теплоносителя.  Кокс, отложившийся на поверхности теплоносителя, вместе с ним выводится из зоны реакции. В освоенных промышленностью процесса теплоносителем служат частицы кокса.После вывода из зоны реакции теплоноситель и отложившийся на нем кокс поступает в регенератор, где часть кокса выжигается. За счет тепла, выделившегося при сгорании, происходит подогрев теплоносителя до требуемой температуры. Нагретый теплоноситель возвращается в зону реакции. Поскольку основное количество тепла, необходимое для коксования, сообщается за счет контакта сырья с нагретым теплоносителем, сырье перед подачей в реактор можно подогревать до более низкой температуры, чем требуется при замедленном коксовании. Это облегчает переработку наиболее высоковязких, смолистых продуктов, например асфальтов масляного производства, которое быстро коксуется при подогреве в трубчатых печах.

Существует два типа установок непрерывного коксования, которые различаются по типу применяемого теплоносителя и способу вывода его из зоны реакции. Первый тип – установки контактного коксования с применением крупногранулированного кокса (размер частиц 3-18 мм.), второй – установки, где теплоносителем является порошкообразный кокс с размером частиц до 0,3 мм., а коксование происходит в кипящем слое теплоносителя. Используется принцип пневмотранспорта. Движущей силой является поток газа или пара, захватывающий коксовые частицы и несущий их.

Высокая температура коксового теплоносителя способствует испарению продуктов разложения и удалению их с поверхности коксовых частиц. Возможность образования продуктов вторичного происхождения уменьшается. Поэтому выход кокса при термоконтактном коксовании меньше, чем при замедленном коксовании.

При непрерывном коксовании в кипящем слое происходит одновременно   три   процесса:   коксование,   сопровождающееся образованием продуктов разложения и уплотнения, прокалки кокса, и вторичные реакции распада и уплотнения продуктов коксования, находящихся в паровой фазе.

 Получаемый на этой  установке кокс представляет  собой мелкие и плотные шарики  с блестящей поверхностью и  с выходом летучих 1-4%. Максимальный  размер шариков 2 мм, минимальный - 0,07 мм; из них 90% - мельче 0,4 мм.

Процесс непрерывного коксования испытан в масштабе опытно промышленной установки.

 

 

Рис.2. Схема установки непрерывного коксования в псевдоожиженном слое кокса.

1 - парциальный  конденсатор (скруббер); 2 - реактор; 3 - коксонагреватель; 4 - топка;        5 - холодильник-классификатор  кокса; 6 - ректификационная колонна; 7 - конденсатор;     8 - компрессор; 9 - холодильник; 10 - газосепаратор; 11 - стабилизатор; 12 - отпарная колонна; 13 - котел-утилизатор.

Полунепрерывный процесс коксования пришел на смену кубовым установкам. Он проводится в необогреваемых коксовых камерах (замедленное коксование). Этот процесс известен с начало 30-х годов. В настоящее время замедленным коксованием получают наибольшее количество нефтяного кокса во многих странах мира.

Сырье замедленного коксования нагревается в трубчатой печи       до 500°С и направляется в полный необогреваемый вертикальный цилиндрический аппарат – коксовую камеру (реактор). В камере сырье находится длительное время и за счет аккумулированного им тепла коксуется. С верха работающей камеры удаляются потоки легких дистиллятов. После заполнения реакторов коксом на 70-90% поток сырья переключается на другую камеру, а из отключенной камеры выгружается кокс.

Процесс замедленного коксования имеет периодический характер по выгрузке кокса и непрерывный – по подаче сырья и выделению дистиллятных продуктов.

 

Рис.3 Схема установки замедленного коксования в необогреваемых камерах

1,6,12,15 - насосы; 2,3 - трубчатые печи; 4- приемник; 5,5' - камеры  замедленного коксования; 8,19,21 - аппараты  воздушного охлаждения; 9- ректификационная  колонна; 10,11 - отпарные колонны; 16 - холодильник; 17 -газоотделитель; 18-20-теплообменник

 

Из трех способов получения кокса замедленное коксование самый практичный. На установке замедленного коксования мы можем получить максимум обеспечения заданной производительности установки по сырью, выходу и качеству целевых продуктов. Сырье нагревается в печи до 490-510 °С, но так как оно представляет собой тяжелый остаток богатый смолами, асфальтами, имеется большая опасность, что при такой высокой температуре оно будет коксоваться в самой печи,

 

Вызывая закоксовывание змеевика. Поэтому для обеспечения нормальной работы, процесс коксования должен быть «задержан» до тех пор, пока сырье, нагревшись до требуемой температуры, не поступает в коксовые камеры. Это достигается благодаря длительности нагрева сырья в печи (за счет высокой удельной теплонапряженностирадиатных труб), высокой скорости движения сырья по трубам печи (для этого в сырье подают турбулизатор – воду, пар).

Затем нагретое сырье подается в необогреваемые, изолированные снаружи, коксовые камеры, где происходит коксование за счет тепла приходящего с сырьем. Пары и газы, поступившие из камер, разделяются  в ректификационной колонне на газ, бензин и газойль.

Ректификационные камеры установки замедленного коксования работают по циклическому графику. В них последовательно чередуются реакции: разогрева камеры, охлаждения кокса и выгрузки. Размеры камер определяются производительностью установки, чаще всего принимают такие размеры, чтобы рабочий цикл каждой камеры составлял 48 часов. При этом одну из камер каждой пары освобождают от кокса ежедневно в одно и тоже время. По достижению определенного уровня кокса в одной камере поток сырья переключают по второму. Таким образом, практически достигается непрерывный процесс. Заполненную коксом камеру вначале пропаривают и охлаждают водой, а затем загружают кокс гидравлической резкой водяными струями высокого давления. Требуемый напор создают специальными многоступенчатыми насосами. После освобождения от кокса камеру закрывают, опрессовывают паром, прогревают парами коксования из работающей камеры до максимально возможной температуры и включают на поток.

Кокс из камер выгружают на открытую площадку или в промежуточный бункер, где воду отделяют от кокса отстоем. Затем кокс транспортируют на склад конвейерами. По другой схеме кокс, выгружаемый из камер, подают на дробилку и далее конвейерами отправляют на склад. Откуда от может отправиться к потребителю. Воду после гидровыгрузки кокса очищают от коксовой мелочи и используют повторно.

 

1.2 Физико-химические основы процесса.

Основную массу нефтяного кокса составляют карбоиды - продукты глубокого уплотнения нефтяных остатков (гудронов, крекинг-остатков, асфальтов деасфальтизации, экстрактов масляного производства), образующихся в результате действия на эти углеводороды высокой температуры - до 510 °С. Карбоиды - сложные соединения, богатые углеродом   и   бедные   водородом,   характеризуются   полной нерастворимостью в бензоле .

При нагреве сырья коксования до температуры 460-510 °С происходят реакции распада и конденсации молекул с образованием свободных радикалов. Под свободными радикалами подразумеваются осколки молекул, имеющие неспареный электрон, в силу этого обладающий повышенной реакционной способностью.

Коксообразующими компонентами в нефтяных остатках являются смолы.

Выход кокса из асфальтенов, смол и масел составляет соответственно: 60 - 75 % , 25 - 30 % и 1%. При совместном присутствии всех указанных выше компонентов, суммарный экспериментальный выход кокса заметно выше, чем рассчитанный по содержанию в сырье масел, смол и асфальтенов по правилу смешения. Это объясняется тем, что в реакции коксообразования углеводородов совместно с аналогичными осколками молекул смол и асфальтенов. Изменяя  условия  процесса,  можно  влиять  превращение компонентов сырья и, следовательно, регулировать материальный баланс в сторону меньшего или большего выхода тех или иных продуктов. Влияние температуры на ход и результаты коксования многообразно. В частности, при повышении температуры в камере количество продуктов, остающихся в жидкой фазе и подвергающихся полному разложению, уменьшается и выход кокса снижается. Начиная с некоторой температуры, тем более низкой, чем менее ароматизировано сырье, и обычно большей 500°С, наиболее ароматизированные асфальтены выделяются из раствора в смолах и маслах в виде капель второй жидкой фазы и наблюдается образование сферических

колец кокса. Чрезмерная глубина разложения сырья в печи, растущая с повышением температуры, может приводить для относительно малоароматизированного сырья, например для гудронов высокопарафинистых нефтей, к закоксовывания змеевика печи. Одной из наибольших трудностей при эксплуатации установок замедленного коксования является вспенивание (вспучивание) продукта в коксовой камере и переброс его вследствие этого в ректификационную колонну. Продукт в коксовой камере, концентрация асфальтенов в котором достигает пороговой, является студнем, т.е. обладает высокой вязкостью.

При прохождении паров и газов слой жидкого высоковязкого продукта вспенивается; высота пенного слоя тем выше, чем больше поток газовой фазы.  Конденсация асфальтенов до  кокса, начинающаяся при застудневании раствора асфальтенов, происходит с большим газовыделением; происходит интенсивное вспенивание пластичной массы студня, высота его слоя увеличивается в 3-8 раз. Повышение температуры в камере снижает вязкость коксующегося продукта, и вспучивание уменьшается. Кроме того при этом снижается срок заполнения камеры коксом и увеличивается деструкция первично образующегося кокса (прокалка), что уменьшает содержание в коксе продуктов, выделяющихся при его прокаливании («летучих») повышение температуры в камере ограничено закоксовыванием труб печи, для различных видов сырья температура на выходе из печи не может быть выше 505-515 оС, что сильно снижает гибкость процесса замедленного коксования. Температура в камере ниже вследствие затрат тепла главным образом на крекинг и испарение продуктов крекинга и обычно составляет 420-450 °С. Первичные относительно легкие продукты распада переходят в газовую фазу. В результате бензиновые фракции процесса коксования содержат много олефиновых углеводородов. Давление в камере обычно порядка 0,2-0,3 МПа (2-3 кгс/см2), и изменение его несущественно. Качество сырья влияет на выход продуктов, качество и ход технологического процесса. Выход кокса тем выше, чем больше в сырье асфальтенов и выше его ароматизированность.    Под ароматизированностью понимают долю углеродных атомов сырья, содержащихся в ароматических кольцах. Чем выше ароматизированность жидкого продукта в коксовой камере, тем выше пороговая концентрация асфальтенов, при которой раствор

застудневает и начинается коксообразование, и меньше газовыделение при поликонденсации асфальтенов (благодаря большей ароматизированности

последних); в результате пористость кокса снижается. При меньшем газовыделение высота вспененного слоя в коксовой камере снижается, и предельная высота, до которой может быть заполнена коксом камера без опасности переброса в колонну, повышается. Содержание в сырье

асфальтенов и асфальтенообразующих  компонентов  определяет  время  начала коксообразования. Чем меньше асфальтенов в сырье и ниже скорость их накопления  при  крекинге,  тем  больше  период до  начала коксообразования. Высококачественный кокс может быть получен из дистиллятного высокоароматизированного сырья. В коксе, полученном из остаточного сырья, содержится много гетероэлементов, особенно серы, так как в асфальтенах и смолах нефти концентрируется сера, азот , и

кислородорганические и металлорганические соединения.

Большие затруднения возникают при коксовании высокопарафинистых остатков нефти. Парафины очень плохо растворяют асфальтены, поэтому при нагреве сырья в печи с повышением температуры змеевик быстро закоксовывается. Кроме того, в условиях коксования парафиновые углеводороды подвиваются только эндометрическим реакциям крекинга, и эндометричность суммарного процесса с увеличением концентрации  в  сырье  парафинов  возрастает.

 

 

 

 

Схема образования нефтяного кокса.

 

 

Рис.4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2 Описание технологической  схемы УЗК

Рис.5.

Сырье коксования подается насосом Н-1 через печи П-1и П-2в ректификационную колонну К-1 на верхнюю каскадную тарелку. Под нижнюю каскадную тарелку колонны К-1, конструкция которой аналогична колонне термического крекинга, подаются горячие пары продуктов

коксования из реакционных камер. За счет контакта паров имеющих температуру ~4300С, с менее нагретым сырьем последнее нагревается. При этом часть паров конденсируется. Сконденсировавшиеся продукты коксования служат рециркулятом, вместе с первичным сырьем они уходят с низа К-1 в реакционные змеевики, расположенные в радиантной части  трубчатых печей. В печах сырье подогревается до температуры начала коксования (500-5100С) и поступает через нижний загрузочный штуцер в реакционные камеры .

  На установке имеются четыре  камеры, работающие попарно, независимо  друг от друга. Каждую пару  камер можно отключать на ремонт, не останавливая установку. Сырье  из П-2 подается в коксовую камеру Р-1 илиР-2 , а из печи П-1 – в камеру Р-3 или Р-4 .


  Из камер продукты  реакции направляются в ректификационную  колонну   К-1. Нижняя часть колонны снабжена каскадными тарелками, верхняя – ректификационными. В верхней части колонны происходит разделения продуктов реакции на фракции .

 Бензиновые пары и  газ уходят с верха колонны, охлаждаются  и частично конденсируются  в ХК-1 , а затем конденсат отделяется от газа в газосепаратореЕ-1 , где происходит также сепарация воды . Вода сбрасывается в емкость Е-2 и затем используется для получения водяного пара в специальном змеевике печи . Бензиновая фракция и газ самостоятельными потоками направляются в абсорбердеэтанизатор .

  С 31- , 26- , 18-й тарелок  колонны К-1 отбираются боковые погоны : фракция выше 4500С (тяжелый газойль), фракция 350-4500С (легкий газойль) , фракция 180-3500С (керосин) . В отпорной колонне К-5 из боковых пагонов удаляются отпаркой легкие фракции. Затем фракции с низа соответствующих секций колонны К-5 через теплообменники отводятся с установки. Часть фракций 180-3500С используется как абсорбент в доабсорбереК-3 . Для снятия избыточного тепла с 21-й тарелки К-1 выводится промежуточное циркулирующее орошение, которое после охлаждения возвращается в колонну. Тепло циркулирующего орошения используется в кипятильнике стабилизатора.

  Абсорбер К-2 предназначается для выделения бензиновых фракций из жирного газа и одновременно деэтанизации бензина. Абсорбентом является стабильный бензин. Он вводится в верхнюю часть абсорбера. С низа абсорбера бензин, содержащий  углеводороды С3 и выше, через теплообменник Т-4 подается в стабилизатор К-4 . В стабилизаторе под давлением 8,5 происходит дебутанизация бензина С верха К-4 выводится головка стабилизации (пропан-бутановая фракция) , а с низу – стабильный , не содержащий легких углеводородов , бензин Стабильный бензин охлаждается в теплообменнике Т-4 и холодильнике Х-1, очищается от сернистых соединений щелочной промывкой. Чтобы повыситьантиокислительную стабильность бензина, к нему добавляется ингибитор, который подается в линию вывода бензина с установки. Газ с верха абсорбера – деэтанизатораК-2 направляется в дополнительный абсорбер К-3 , где из него удаляются унесенные углеводороды С3 и выше. Сухой газ из К-3 выводится в общую топливную сеть завода, а насыщенный абсорбент (фракция 180-3500С) возвращается К-1 для отправки поглощенных углеводородов. Реакционные камеры установки замедленного коксования работают по циклическому графику. В них последовательно чередуются циклы: реакции, охлаждение кокса, выгрузки кокса и разогрева камеры. В начальных моментах при подачи сырья в наработавшую камеру происходит разогрев ее стенок горячим сырьем. В этот период процессы испарения преобладают над крекингом, а дистиллят, уходящий с верха реакционной камеры, состоит из почти не подвергшихся разложению легких фракций сырья. В нижней части камеры накапливается жидкая масса, которая представляет собой тяжелую часть загруженного сырья .Продолжительность первого периода зависит от качества сырья и от того, до какой температуры оно было подогрето. Так, для крекинг - остатков с высоким содержанием асфальтенов при температуре нагрева сырья 4750С первый период продолжается  5 ч, а при температуре 5100С – всего 2 ч. При коксовании полугудрона, содержащего меньше асфальтенов, продолжительность первого периода составляет при тех же температурах нагрева сырья соответственно 8-9 и 5-6 ч.

  При дальнейшей работе  подаваемое в камеру сырье  проходит через все более высокий  слой жидкости, в котором интенсивно  происходят реакции деструкции. Вязкость жидкого остатка постепенно  повышается, в нем накапливаются  коксообразующие вещества, и этот  остаток постепенно превращается в кокс. Второй период коксования отличается постоянным выходом и качеством продуктов разложения.

  Когда камера заполняется  коксом примерно на 80%, поток сырья  с помощью специального четырехходового  крана переключают на другую  камеру. В отключенной реакционной  камере коксообразование из-за  понижения температуры замедляются. В верхней части камеры в  этот период откладывается губчатая  рыхлая масса кокса. Всего по  высоте камеры насчитывается  три слоя кокса – нижний, образовавшийся  в первый период и верхний  слой, который откладывается в  конце при охлаждении камеры. Кокс в верхнем слое наименее  прочен, содержит много летучих  соединений, и  обладают повышенной  зольностью, так как он образовался  за счет коксования смолисто-асфальтеновых  веществ.

  Зольные элементы  и сера, как правило, концентрируются  в этих веществах.

  После отключения  камеры, заполненной коксом, ее продувают  водяным паром для удаления  жидких продуктов и нефтяных  паров. Удаляемые продукты поступают  сначала в колонну К-1 . После того как температура кокса понизится до 400-4050С, поток паров отключается от К-1 и направляется в емкость Е-4. Водяным паром кокс охлаждается до 2000С, после чего в камеру начинают подавать воду. Вода подается до тех пор, пока вновь подаваемые порции воды не перестанут испаряться. Сигналом прекращении испарения служит появление воды в сливной трубе Е-4 .

  Закончив охлаждение, приступают к выгрузке кокса  из камеры. Для очистки камер  на современных установках замедленного  коксования применяется гидравлический  метод. Разрушение пластов кокса  производится струей воды, имеющей  высокое давление (до 150). Над каждой  камерой устанавливаются буровые  вышки высотой 40м, предназначенные  для подвешивания бурового оборудования. Конструкция вышки и бурового  оборудования, применяемого для  удаления кокса, аналогично оборудованию  для добычи нефти и скважин. На вышки закрепляется гидродолото, с помощью которого в слое кокса пробуривается центральное отверстие. Размеры отверстия достаточны для свободного прохода гидрорезака. После пробуренного отверстия гидродолото снимают и заменяют гидрорезаком. Гидрорезакснабжен соплами, из которых подаются сильные струи воды, направляемые к стенкам камеры. Гидрорезак перемещается по камере, полностью удаляя со стенок кокс.

 Удаление из камеры  кокс и вода через разгрузочный  люк диаметром 1,4 м попадают в  питатель-дробилку, где кокс дробится  на куски размером не более 150 мм. Раздробленный кокс поступает  на конвейер, снабженный обезвоживающими  днищами, через которые удаляется  вода. Обезвоженный кокс элеватором  подается в двух ситовой грохот, где кокс сортируется на три  фракции: 150-25 мм , 25-6 мм , 6-0 мм.

  Вода, удаленная через  обезвоживающие днища, содержит  коксовую мелочь,  которую в  специальных фильтрах-отстойника отделяют от воды и переносят грейферным краном в бункер коксовой мелочи. Вода из отстойников возвращается в цикл. Коксовую камеру, из которой выгружен кокс, опрессовывают и прогревают острым водяным паром. Затем в течении некоторого времени через камеру пропускают горячие пары продуктов коксования из работающей камеры. Пройдя через подготавливаемую камеру, эти пары поступают затем в ректификационную колону К-1. Когда подготавливаемая камера прогреется до 3600С, заканчивается образование кокса в работающей камере. В этот момент производится переключение камер.

Примерный график работы коксовой камеры следующий (в ч):

Подача сырья _______________________________24

Переключение камеры _______________________0,5

Пропаривание камеры водяным паром__________2,5

Охлаждение кокса водой_______________________3

Слив воды__________________________________2,5

Бурение отверстий в коксе гидродолотом________0,5

Расширения отверстий для прохода гидрорезака__1,5

 

Удалении кокса гидрорезаками__________________4

Испытание камеры____________________________2

Разогрев камеры_____________________________7,5

Итого_____48_

                                                                                                  

Процесс замедленного коксования проводится в необогреваемых коксовых камерах. Сырье (смесь исходного сырья с рециркулирующей тяжелой газойлевой фракцией) нагревается в трубчатых нагревателях печи до 480-520 °С и закачивается в один из реакторов, предварительно прогретый. Коксовые реакторы (или камеры) представляют собой вертикальные полые цилиндры с люками вверху и внизу.

Коксование проводится за счет аккумулированного сырьем тепла. Продукты распада исходного сырья отводятся сверху камеры на ректификацию, а в камере накапливаются тяжелые жидкие остатки разложения сырья. При достижении пороговой концентрации асфальтенов в камере образуется коксовая масса. Время пребывания в камере различно для газовой и жидкой фаз. Компоненты газовой (паровой) фазы покидают зону высоких температур быстро, компоненты жидкой фазы находятся в камере, практически до полного разложения на газофазные продукты и кокс. Непрерывно выделяющиеся из реактора горячие пары и газы подвергаются ректификации в колонне, а затем поступают в конденсаторы-холодильники. Кокс в реакторе охлаждается водой и выгружается при помощи струи воды, вводимой специальными устройствами (резаками) в пробуренную центральную скважину под давлением 15 МПа. Разделка кокса на необходимые фракции осуществляется на прирельсовом складе.

Процесс замедленного коксования имеет периодический характер по выгрузке кокса и непрерывный по подаче сырья и выделению дистиллятных продуктов.

 

1.4 Характеристика сырья, готовой продукции установки замедленного коксования

Процесс замедленного коксования в не обогреваемых камерах предназначен для получения крупнокускового нефтяного кокса как основного целевого продукта, а также легкого и тяжелого газойлей, бензина и газа.

Сырьем для коксования служат малосернистые атмосферные и вакуумные нефтяные остатки, сланцевая смола, тяжелые нефти из битуминозных песков, каменноугольный деготь и гильсонит. Эти виды сырья дают губчатый кокс. Для получения высококачественного игольчатого кокса используют более термически стойкое ароматизированное сырье, например смолу пиролиза, крекинг-остатки и каталитические газойли.

Основными показателями качества сырья являются плотность, коксуемость по Конрадсону и содержание серы. Выход кокса определяется коксуемостью сырья и практически линейно изменяется в зависимости от этого показателя. При коксовании в необогреваемых камерах остаточного сырья выход кокса составляет 1,5—1,6 от коксуемости сырья. При коксовании дистиллятного сырья выход кокса не соответствует коксуемости сырья, поэтому составлять материальный баланс расчетным методом для такого сырья нельзя.

Таблица 1

Характеристика сырья

Остаток выше, °С

Выход (на нефть), % масс.

ВУ80

ВУ100

Температура, °С

Содержание, % масс.

Коксуемость, % масс.

застывания

вспышки

серы

парафина

560

15,0

1,0723

-

284,00

55

304

4,53

0,8

20,18


 

 

 

                                 Таблица 2 

Характеристика готовой продукции

3№

Наименование материала

Номер стандарта

Показатель качества для контроля

Едизм

Норма

3

         

11

Кокс нефтяной малосернистый замедленного коксования марки КЗ-А

ГОСТ 22898-78 с изм.№1,2,3,4

1)Массовая доля общей  влаги

2)Массовая доля летучих  веществ

3)Зольность

4)Массовая доля серы

5)Массовая доля мелочи (куски размером меньше 8мм)

6)Действительная плотность  после прокаливания при температуре 1300С в течении 5 часов

7) Массовая доля:

Кремний

Железо

Ванадий

%

%

%

 

%

 

%

 

г/см

 

%

%

%

Не более 3,0

Не более 9,0

Не более 0,6

Не более 1,5

Не более 10

 

2,08-2,13

 

Не более 0,08

Не более 0,08

Не более 0,015

22

Кокс нефтяной замедленного коксования марки «В» с размером кусков 0-25 мм

ТУ 38001310-78 с изм.№1,2,3

1)Содержание основных  фракций

2)Выход летучих веществ

3) Зольность

4) Массовая доля серы

5) Массовая доля влаги

%

%

%

%

%

Не менее 80,0

Не более 12,0

Не более 0,6

Не более 1,5

Не более 6,0

33

 

Кокс нефтяной, суммарный, малосернистый

 

ТУ 38601-01-183-90

 

1)Массовая доля мелочи (куски размером меньше 8 мм)

2)Массовая доля летучих  веществ

3)Зольность

4)Массовая доля серы

5)Действительная плотность  после прокаливания при температуре 1300С в течении 5 часов

6)Массовая доля:

Кремний

Железо

Ванадий

7)Массовая доля общей  влаги

 

%

 

%

%

%

г/см

 

 

 

%

%

%

%

 

Не более 50,0

 

Не более 10,0

Не более 0,6

Не более 1,5

2,08-2,13

 

 

 

Не более 0,08

Не более 0,08

Не более 0,015

Не более 3,0

 

    4

4

 

 

 

4.

 

Кокс нефтяной УВМЦ 3-25 восстановитель углеродистый для цветной металлургии

 

ТУ 38601-01-176-92 с изм №1

 

1)Массовая доля летучих  веществ

2) Массовая доля общей  влаги

3) Зольность

4) Массовая доля серы

5) Массовая доля мелочи (куски размером меньше 3 мм)

Летом

Зимой

 

%

%

%

%

 

 

%

%

 

Не более 11,50

Не более 3,0

Не более 0,8

Не более 1,5

 

 

Не более 12,0

Не более 20,0

55

 

Газ сероводородсодержащий

 

СТП 010705-401050-98

 

1) Содержание H2S

2) Содержание СО2+ H2S

3) Содержание углеводородных  газов от С1 до С5

 

%об

%об

 

%об

 

88,0

97,0

 

3,0

66

Бензин (компонент автомобильных бензинов)

СТП 010705- 101009-98

1) Фракционный состав:

а)н.к.летом

зимой

б) к.к.

2)Коррозионные свойства:

3) Содержание воды и  механических примесей

4) Внешний вид

С

 

С

 

-

 

-

Не ниже 38

Не нормир.

Не выше 205

Не корроз.

Отсутствуют

Светло-желтый

77

 

Топливо дизельное

 

СТП 010705-401005-94

1)Фракционный состав:

а) 50% перегоняется при температуре

б) 96% перегоняется при температуре

2) Содержание воды

3) Цвет 

 

С

С

-

-

Не выше 280

Не выше 340

Отсутствие

Светло-желтый

8 8

 

Газойль (тяжелый, легкий)

СТП 010705- 401018-91

1)  Температура вспышки (определяется в закрытом тигле)

2) Содержание воды

С

 

-

Не ниже 110

 

Следы

9  9

 

Газ топливный

СТП 010705- 401012 -91 с изм №1

1)  Объемная доля сероводорода  ( до очистки)

2) Массовая концентрация  H2S (после очистки)

3) Объемная доля компонентов:

а)водорода

б) метана

в) этан-этилена

г) пропан-пропилена

д) бутан-бутилена

е) сумма 02 и аргона

ж) пентана

з) азота

4) Плотность при 20 С

5) Массовая концентрация  водяных паров

6) Теплота сгорания (низшая)

%

 

мг/нм

 

 

%

%

%

%

%

%

%

%

г/дм

г/нм

кДж/м

Не более 9,0

 

70,0

 

 

5,0-15,0

15,0-20,0

5,0-15,0

10,0-35,0

25,0

1,0

1,5

20,0

1,15-1,35

5,0

11000-17000