Высокореакционный нефтяной кокс - углеродистый восстановитель для выплавки солнечного кремния

Ким И. В¹., Спешилов Е.Г²., Горохов А.П³., Бертникова А.И⁴., Еременко Н.Н⁵.

¹Аспирант кафедры Металлургии Цветных Металлов

Иркутского государственного технического университета.

²Студент кафедры Химической Технологии Иркутского государственного технического университета.

³Студент кафедры Химической Технологии Иркутского государственного технического университета.

⁴Студент кафедры Химической Технологии Иркутского государственного технического университета.

⁵ Студент кафедры Химической Технологии Иркутского государственного технического университета.

Впервые в практике нефтеперерабатывающей промышленности России в промышленных масштабах получен новый нефтяной кокс специального назначения – высокореакционный нефтяной кокс (ВНК) для использования в цветной металлургии [1]

Классически нефтяной кокс в нашей стране получают двумя способами:замедленным коксованием в не обогреваемых реакторах и реакторах со псевдоожиженным слоем. На сегодняшний деньнефтеперерабатывающая промышленность эксплуатировала более 20установок замедленного, причем их доля в общем объёме производства кокса составила около 85%.Каждый потребитель предъявляет специфические требования к качествукокса, что неизбежно ведёт к дифференцированию производства. Так,малозольный кокс замедленного коксования в основном используется вкачестве сырья для изготовления анодной массы и обожжённых анодов впроизводстве алюминия.

Сырьем для получения ВНК использовали модифицированную тяжелую смолу пиролиза ОАО «Ангарского завода полимеров» с коксовым числом = 28-30, а также облагороженные крекинг - остатки, гудроны и смесевые гудроны с различных атмосферно-трубчатых установок Ангарского нефтеперерабатывающего завода.[2]

Этот нефтяной кокс обладает преимуществами над всеми применяющимися до сих пор восстановителями по следующим физико-химическим параметрам:

-низким содержанием золы (≤ 0,08 %) и ее благоприятным химическим составом, низким содержанием серы (≤1,42%), истинная плотность после прокаливания при 1300°С в течение 5ч, 2,13 г/см3, оптимальным гранулометрическим составом: фракции - 3-5 мм; 3-8 мм; 8-25 мм, слабой склонностью к образованию упорядоченной графитной структуры, достаточной механической прочностью, максимально исключающей содержание мелких фракции (0-3 мм), низкой плотностью, обеспечивающей наилучшие разрыхление колошникового слоя шихт;

-высокой реакционной способностью по отношению к газообразному оксиду кремния, хорошей термостойкостью, проявляющейся в устойчивости к раздавливанию и истиранию в условиях высоких температур колошника печи, постоянством химического состава, хорошей газопроницаемостью, способствующей равномерному выделению газов на колошнике печи.

При производстве ВНК впервые в качестве основного компонента использовалась модифицированная тяжелая смола пиролиза.

ВНК может быть получен в двух вариантах:

1.путем рассева нефтекоксовой мелочи с получением промышленных партий фракций 3-5 мм, 3-8 мм и 8-25 мм ( Патент РФ № 2173486);

2.брикетированием нефтекоксовой мелочи фракции 0 -3 мм, например, с техническим гидролизным лигнином качестве связующего.

Разработана принципиально новая схема рассева влажного нефтекокса с использованием грохотов-мультивибраторов с резиновым эластичными ситовыми панелями.

Показано, что нефтяной кокс ВНК существенно отличается по своей химической активности от рядовых нефтяных коксов. Имеющиеся различия в УЭС нефтяных коксов должны учитываться при выборе электрических режимов и компоновке состава шихты.[3]

Низкое содержание серы в ВНК позволяет существенно экономить соду в процессе очистки отходящих газов электрометаллургического процесса производства кремния.

Получена более высокая сортность кремния по результатам испытаний, чем в сравниваемый период.

Реальное улучшение показателей процесса предполагает дальнейшее использование ВНК - как эффективного восстановителя при производстве кремния.

Работа проводилась Иркутским государственным техническим университетом, совместно с ОАО «СибВАМИ», а также с ЗАО «Кремний» г. Шелехов. Производство ВНК налажено на установке замедленного коксования в необогреваемых камерах 21/10-ЗМ Ангарского нефтеперерабатывающего завода, НК «Роснефть». Внедрение крупных промышленных партий осуществлено на ЗАО «Кремний» г. Шелехов

Литература:

1.Черных А.Е., Зельберг Б.И, Школьников А.Р. Справочник металлурга. Производство кремния. С-Пб.: Изд-во МАНЭБ,2004.-555с.

2.Страхов В.М. Альтернативные углеродистые восстановители для ферросплавных производств. Журн. Кокс и Химия.2009.№1.С.20-21.

3.Терентьев В.Г., Сысоев А.В., Гринберг И.С. и др. Производство алюминия/ М.: Металлургия, 1997.- 164-175 с.