Середкин Н.Ю.

Иркутский государственный технический университет

Влияние различных производственных факторов на процесс производства нефтяного кокса.

На качество производимого нефтяного кокса оказывает влияние большое количество факторов, среди которых основными считаются состав сырья, температура и давление. Совокупность этих факторов способна изменить качественные и количественные показатели получаемых нефтяных коксов в широких пределах. Предлагается рассмотреть влияние этих факторов на процесс получения коксов и на сам продукт.

Сырье

Основным сырьем коксования являются остатки первичной перегонки нефти. С утяжелением остатка перегонки данной нефти (повышением температуры начала кипения) выход кокса из сырья коксования возрастает, но в пересчете на нефть практически постоянен (таблица 1).

Таблица 1. Выход кокса из остатков перегонки нефти

Сырье коксования	Выход кокса. % масс.
	На сырье	На нефть
Мазут (>350^0)	15,5	7,75
Полугудрон (>450^0)	24,6	7,75
Гудрон (>500^0)	28,3	7,50

Количество дистиллятов для последующей каталитической переработки (в % на нефть), получаемое как сумма вакуумного газойля и жидких продуктов коксования, возрастает с увеличением глубины отбора вакуумного газойля, т.к. при коксовании часть сырья (10-12% масс, сырья коксования) превращается в газ (в основном метан + этап), жидкие фракции коксования несколько беднее водородом за счет потери части водорода в газе.

Поэтому, с учетом более высоких затрат на коксование относительно вакуумной перегонки, целесообразно подвергать коксованию гудрон, получаемый после максимально глубокой вакуумной перегонки мазута. Выход кокса из гудронов различных нефтей тем больше, чем больше содержание в гудроне асфальтенов, смол и полициклических ароматических углеводородов, и возрастает с увеличением в определенной степени суммирующего показателя — плотности.

Гудроны высокопарафинистых нефтей не могут подвергаться коксованию в процессе замедленного коксования. Парафин является осадителем асфальтенов, при нагреве гудрона в печи асфальтены осаждаются в змеевике печи, в результате выделения фазы асфальтенов змеевик очень быстро закоксовывается. При термоконтактном коксовании эта проблема не возникает, так как температура нагрева в печи ниже температуры коксования.

Содержащиеся в сырье металлы и значительная часть серы остаются в коксе. При получении специальных сортов кокса для электродной промышленности в качестве сырья коксования используют высокоароматизованные малосернистые дистилляты, в частности тяжелую смолу пиролиза.

В этом случае получается кокс, обладающий в значительной степени анизотропной структурой (игольчатый кокс).[1]

Температура

Чем выше температура коксования, тем большая часть продуктов разложения исходного сырья переходит в газовую фазу (при данном давлении), неиспаряющийся остаток утяжеляется. Перешедшие в газовую фазу тяжелые фракции, естественно, исключаются из процесса образования кокса, выход кокса снижается, выход газообразных и в большей степени жидких продуктов возрастает.

При замедленном коксовании температура коксования лимитируется температурой выхода из печи. При увеличении температуры выхода из печи выше 500-515° наиболее ароматизованные асфальтены сырья выделяются из раствора в виде второй жидкой фазы (при тем меньшей температуре, чем менее ароматизовано сырье), что приводит к быстрому закоксовыванию змеевика печи, одновременно образуются шарообразные частицы кокса (диаметром до 10 см).

При термоконтактном коксовании температура может быть значительно выше, распределение жидкого сырья на широкоразвитой поверхности коксовых частиц повышает скорость испарения. В результате термоконтактное коксование позволяет получать меньшие выходы кокса и большие жидких продуктов.[2]

Давление

С увеличением давления при данной температуре коксования тяжелые фракции газойля коксования переходят в жидкую фазу и частично при жидкофазных реакциях конденсируются до кокса, выход кокса возрастает, жидких продуктов коксования падает.

Поэтому желательно проведение процесса под минимальным давлением, которое па различных установках в зависимости от компоновки оборудования, перепада давления на линии от реактора до первой колонны, давления в этой колонне составляет 0,2-0,4 МПа.[3]

Перспективы развития процесса

Рост потребления моторных топлив и объективное повышение себестоимости и, соответственно, цены нефти требуют увеличения выхода моторных топлив из нефти.

При выходе гудрона из нефти в среднем 30% коксование позволяет получить около 20% на нефть жидких продуктов С5+ (7-8% кокса, 3-4% газа), что позволяет очень значительно увеличить выход светлых продуктов из нефти — на 10-12% абсолютных (без учета производства битумов).

Это делает необходимым максимальное увеличение мощности процесса коксования.

Список литературы:

1. Смидович Е.В. Технология переработки нефти и газа / Е.В. Смидович. – М: Химия. 1972. – 300 с.

2. Сюняев З.И. Производство, облагораживание и применение нефтяного кокса / З.И. Сюняев. – М: Химия. – 1973. – 295 с.

3. Гуревич И.Л. Технология переработки нефти и газа / И.Л. Гуревич. – М.: Химия, 1982. – ч.1. – 240 с.