5.2.2 Расчет коксонагревателя установки коксования в кипящем слое теплоносителя

Объем дымовых газов, проходящих через коксонагреватель, V_д.г, м³/с,

V_д.г.= V_г·, (5.8)

где V_г – объем газов, поступающих в коксонагреватель, м³/с; Т – температура в коксонагревателе, К; Т_о – начальная температура, равная 273 К; Р – давление в коксонагревателе, МПа; Р_о – начальное давление, равное 0,101 МПа.

Объем дымовых газов будет равен

V_д.г.= 28,6·= 51,23 м³/с.

Сечение и диаметр коксонагревателя определяются по формулам (5.1) и (5.2) соответственно. Скорость движения дымовых газов над кипящим слоем кокса принимается 1,0 м/с. Тогда сечение и диаметр коксонагревателя будут равны:

м²;

D== 8,1 м.

Масса коксового теплоносителя, находящегося единовременно в коксонагревателе, определяется по формуле (5.4). Принимается время пребывания коксовых частиц в коксонагревателе 10 минут. Тогда по формуле (5.4)

G_к==134680 кг.

Объем кипящего слоя определяется по формуле (5.5):

V_к.с.==299,3 м³.

Высота кипящего слоя находится по уравнению (5.6):

h_к.с.==5,8 м.

Высота коксонагревателя определяется по формуле (5.7). Принимается высота отстойной зоны равной 4,7 м. Тогда общая высота коксонагревателя будет равна

Н=5,8+4,7=10,5 м.

5.2.3 Материальный баланс процесса коксования

Материальный баланс приведен в таблице 5.1.

Таблица 5.1 – Материальный баланс процесса коксования

Приход	Количество
	т/год	% масс.
Гудрон	800000	98,43
Водяной пар	12800	1,57
Всего:	812800	100,00
Расход	Количество
	т/год	% масс.
Сухой газ	40000	4,92
Жирный газ	104000	12,80
Стабильный бензин	144000	17,72
Легкий газойль	160000	19,69
Тяжелый газойль	200000	24,60
Кокс	152000	18,70
Водяной пар	12800	1,57
Всего:	812800	100,00

5.3 Варианты заданий для расчета реакторного блока термоконтактного коксования представлены в таблице а5.

6 Процесс получения нефтяных пеков

6.1 Технология процесса

Процесс термоконденсации нефтяных остатков с получением пеков (пе-кование) по технологическим условиям проведения во многом подобен термическому крекингу, но отличается пониженной температурой (420-430 ^оС) и давлением (0,1- 0,5 МПа), а по продолжительности термолиза (0,5-10 ч.) и аппаратурному оформлению – замедленному коксованию.

В качестве сырья для получения нефтяного пека используются остатки прямой перегонки (мазуты, полугудроны, гудроны), термического крекинга, пиролиза (смолы) и высококипящие ароматизированные концентраты и газойли, получаемые на основе дистиллятных продуктов. Тяжелые нефтяные остатки (ТНО) представляют собой исключительно сложную многокомпонентную и полидисперсную по молекулярной массе смесь высокомолекулярных углеводородов и гетеросоединений, включающих, кроме углерода и водорода, серу, азот, кислород и металлы, такие как ванадий, никель, железо, молибден и др. Наибольший практический интерес для организации крупнотоннажного производства нефтяного пека представляют методы, основанные на термодеструктивных процессах переработки тяжелых нефтяных остатков. Так, в процессе, разработанном в Японии для оформления промышленных технологий производства нефтяных пеков, предлагают использовать принцип замедленного коксования. При этом получают соответственно высокоплавкий нефтяной пек или полукокс, которые могут быть применены в качестве компонентов угольной шихты.

Японская фирма «Эврика индастри» на базе технологии фирмы «Куреха кемикл» разработала процесс термического крекинга вакуумных остатков с получением топливных фракций и пека (рисунок 6.1). Установка представляет собой полупериодический процесс термического крекинга с перегретым паром, в котором сырье вместе с рециркулятом, нагретое в печи до 500 ⁰С, поступает в реакторный блок. Последний состоит из двух реакторов: один заполняется сырьем, а через другой с помощью крана-переключателя пропускают перегретый до 600 ⁰С водяной пар, в результате происходит термокрекинг сырья и отпарка образующихся продуктов.

Поскольку все продукты перерабатываются в жидкой или газовой фазах, процесс не загрязняет окружающую среду.

Обслуживание установки, из-за отсутствия аппаратов высокого давления, просто и безопасно.

1 - сырьевая печь; 2 - реакторы; 3 - фракционирующая колонна; 4 - перегреватель водяного пара; 5 - колонна отпарки стоков; 6 – транспортер - рыхлитель.

Потоки: I - сырье (гудрон); II - пар; III - Н₂; IV - топливный газ; V - газойль (на гидроочистку); VI - сточные воды на очистку; VII - тяжелый газойль (на гидрообессеривание); VIII - пек; IX - вода

Рисунок 6.1 - Схема процесса термокрекинга гудрона с перегретым водяным паром фирмы «Куреха»