19 Совершенствование установок замедленного коксования

Установки замедленного коксования

Процесс коксования тяжелых нефтяных остатков – базовый и рентабельный процесс углубления переработки нефти, обеспечивает получение нефтяного кокса и дополнительных дистиллятных продуктов

Сырье – от мазута до тяжелых гудронов и асфальтов, каменноугольные пеки, сланцевая смола, тяжелые нефти из битуминозных песков

Мировые мощности – 252,9 млн.т/г

Особенности отечественных УЗК

Низкий выход кокса, Низкая коксуемость сырья, Короткий межремонтный пробег, Повышенный коэффициент рециркуляции, Длительный цикл заполнения коксовых камер (24 ч), Высокие энергозатраты (в 3 раза выше зарубежных)

Нефтяной кокс используется

1. в качестве восстановителя и проводника электрического тока

2. в качестве восстановителя при производстве электродной продукции, алюминия, абразивных материалов, карбидов

3. в качестве восстановителя при плавке цветных металлов, в производстве сероуглерода

4. сырье производства конструкционных материалов

Основные проблемы УЗК

Низкая эффективность работы нагревательных печей. Средний КПД – 70%, должен составлять 90%

Короткий период пробега печей (6-7 месяцев) из-за повышенного коксования змеевиков, потеря производительности

Завышенные периоды коксования и выгрузки кокса из-за несовершенства технологии и оборудования

Вынос коксовой мелочи в ректификационную колонну, закоксованность нижней части колонны, износ рабочих колес горячих насосов

Неавтоматизированные операции по вскрытию и закрытию нижних люков коксовых камер, проблемы по охране труда

Совершенствование установок замедленного коксования

1. Совершенствование трубчатой печи:

1. введение в прямогонные остатки ароматических добавок для увеличения агрегативной устойчивости сырья;

2. увеличение турболизации парожидкостной смеси в трубах печи (подача турболизатора, замена двух 4-х ходовых кранов на один 5-и ходовой, изменение гидродинамики потока сырья в печи).

2. Подбор оптимальной температуры коксования

- чем больше температура нагрева и больше время коксования, тем в коксе меньше летучих, выше механическая прочность, выше выход крупнокускового кокса. Температура начала гранулообразования (Тнг) определяет структуру кокса:

а) если температура процесса > Тнг

– идет внутриреакторная циркуляция сырья с образованием мелких карбоидных частиц. Кокс получается рыхлый, dкусков= 3-6 мм.

б)если температура процесса £ Тнг

- в реакторе образуется монолитный кокс, dкусков не менее 25 мм.

3. Подбор оптимального режима пропарки реактора.

- Обычный режим–подача 5-6т/ч водяного пара в течение 6 часов

- Верхний слой становится рыхлым, уменьшается прочность и снижается выход крупнокускового коска.

- Определен оптимальный режим: подача 1т/ч водяного пара в течение 6-12ч.

- Позволило на 3-4% увеличить выход кокса, снизить расход водяного пара и объем стоков.

4. Особенности технологий производства игольчатого кокса

Цель: получение высококачественных, графитированных электродов

• работающих при высоких нагрузках

• обладающих анизотропной структурой

• низким коэффициентом термического расширения

• высокой электропроводимостью.

Мировое производство 2 млн.т/год (США, Япония, Англия)

Сырье: малосернистые ароматизиронанные дистиллятные остатки, остатки ТК, КК, экстракты масляного производства, смола пиролиза, каменноугольные смолы.

Аппаратурное оформление:

• Выше кратность циркуляции и давление в реакторе

• Прокалка при t =1400-1450оС

• Требует на НПЗ наличие установок

ТК дистиллятного сырья с целью ароматизации сырья при Р=6-8МПа

УЗК дистиллятного крекинг-остатка

ПРОЦЕСС ФЛЕКСИКОКИНГ

Флексикокинг

Процесс относится к термоокислительным процессам.

«Флексикокинг» - основан на комбинировании процесса термоконтактного коксования нефтяных остатков и газификации полученного порошкообразного кокса.

Сырье: тяжелые нефтяные остатки любого качества, природные битумы, тяжелые нефти.

Позволяет 99% сырья превратить в газообразные и жидкие нефтепродукты, получить технологический или топливный газ (водород, оксид углерода, метан).

Принципиальная схема установки термоконтактного коксования 1-реактор(псевдоожиженный слой процесса коксования), 2-скрубер, 3-коксонагреватель(псевдоожиженный слой), 4-газификатор, где кокс превращаетсяся в смесь пара, Н₂,СО,СО₂.

В процессе Флексикокинга образуется низкокалорийный топливный или технологический газ (смесь СО и Н2), легко поддающиеся сероочистке

Более 95 % кокса газифицируется путем подачи водяного пара и воздуха при повышенной температуре (температура газификации 900-950оС).

Комбинирование процессов позволяет избежать дополнительных затрат на вспомогательное оборудование, на дополнительное количество рабочих, уменьшить транспортные расходы, расходы на перекачку продукции.