4 Установка замедленного коксования

4.1 Технология процесса

Коксование- разложение при высокой температуре без доступа воздуха твердых и жидких горючих ископаемых с образованием летучих веществ и твердого остатка - кокса.

Процесс замедленного коксования является одним из самых динамично развивающихся в мировой нефтепереработке.

Популярность замедленного коксования во всем мире связана с тем, что наряду с получением нефтяного кокса в процессе реализуется целый ряд технологий, которые обеспечивают его широкое применение в производстве моторных топлив:

- обеспечивается высокоэффективная термодеасфальтизация нефтяных остатков;

- происходит деметализация нефтяного сырья;

- процесс является самым мощным «санитаром» на НПЗ;

- наличие установки высокой производительности в схеме завода позволяет наиболее быстро адаптироваться к изменению состава перерабатываемой нефти;

- при использовании нефтяного кокса в качестве энергетического топлива резко снижается загрязнение окружающей среды.

Сырьем для коксования служат тяжелые остатки, получающиеся в результате атмосферной и вакуумной перегонки нефти, пропановой деасфальтизации (асфальт деасфальтизации), термического крекинга прямогонных тяжелых остатков и дистиллятного сырья и пиролиза керосина и бензино-керосиновых фракций.

Конструктивно реактор представляет собой цилиндрический сварной вертикально установленный пустотелый аппарат с полушаровым (верхним) и коническим (нижним) днищами, для исключения рециркуляции верхняя цилиндрическая часть реактора имеет меньший диаметр, чем нижняя часть. В днищах находятся горловины, оборудованные люками для ввода гидравлического резака и выхода кокса и воды при гидравлическом извлечении.

В настоящее время в промышленных условиях эксплуатируют реакторы, предназначенные для работы под избыточным давлением до 0,18 и до 0,4 МПа.

Особенностью реакторов является периодичность их работы.

Для непрерывной работы установки необходимо не менее двух реакторов, в одном из которых производится термополиконденсация, в то время как другой находится под разгрузкой. Увеличение числа реакторов выше 6 нежелательно ввиду повышения трудоемкости обслуживания.

Число камер, необходимых для нормальной работы установки, определяется рядом факторов:

– объемом камер, количеством и качеством сырья, поддаваемого на установку;

– коэффициентом рециркуляции;

– допустимой скоростью паров на выходе из камер.

Обычно с повышением коксуемости сырья и давления в зоне реакции и с увеличением производительности установки по сырью повышается выход кокса и, следовательно, требуется большее число реакторов и увеличиваются их размеры.

Рисунок 4.1 – Рекомендуемая технологическая схема УЗК для производства игольчатого кокса на Ново-Уфимском НПЗ

4.2 Пример технологического расчета процесса замедленного коксования

Целью расчета является:

– обоснование размеров и определение числа реакторов;

– определение общей продолжительности цикла коксования, составление графика работы реакторов;

– составление материального баланса реакторов;

– определение температурного режима работы реакторов;

– определение фактической скорости паров на верху реактора;

– определение размера карбоидных частиц, выносимых с верха реактора;

– определение давления на выходе паров из реактора.

Исходные данные:

- производительность установки по гудрону 300000 т/год при работе установки 330 дней в году (G_с = 37,88 т/ч);

- коэффициент рециркуляции k_p = 0;

- давление на входе сырья в камеру P = 0,303 МПа;

- температура вторичного сырья на входе в коксовые камеры t = 470 °С;

- турбулизатор-водяной пар 3 % масс от сырья;

- атмосферное давление P_o = 0,101 МПа;

- плотность кокса ρ_нсд = 965 кг/м³.

Основные показатели качества продуктов процесса приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 – Характеристика качества продуктов

Показатель	Бензин	Легкий газойль	Тяжелый газойль	Кубовый газойль
Плотность, г/см³	0,745	0,889	0,913	0,945
Содержание серы, % масс.	0,6	1,7	1,8	1,9
Фракционный состав , оС:
Н.к.	67	200	325	-
10%	95	224	351	-
50%	139	266	388	600
90%	200	316	427	680
К.к.	243	334	457	-
Иодное число, 1 г I2 /100 г	86,8	45,7	-	-
Углеводородный состав, % масс.:
парафино-нафтеновые	46,5	47,9	46,2	-
ароматические	16,5	25,4	43,4	-
олефиновые	37,8	26,7	-	-
смолы	-	-	10,4	-

Основные размеры реакционной камеры (реактора) приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 – Размеры камеры с коническим днищем

Наименование	Условное обозначение	Значение
Высота конической части, м	Hк	3
Высота полного конуса, м	Нпол	7
Высота слоя кокса, м	Нс	11
Диаметр нижней цилиндрической части, м	D	7
Диаметр днища, м	d	2
Высота верхней части, м	Нв	5
Диаметр верхней части, м	Dв	5