5 Производство нефтяных пеков
Пек представляет собой битуминозный материал черного или бурого цвета с блестящим раковистым изломом. При нормальных условиях – обычно твердое вещество, а при нагревании выше температуры размягчения переходит в вязко-текучее состояние. Пеки в зависимости от применения классифицируются на следующие группы:
I – пеки-связующие, применяемые при изготовлении самообжигающихся или обожженных анодов, графитированных электродов, электроугольных изделий и конструкционных материалов на основе графита;
II – пропитывающие;
III – брикетные пеки-связующие (для частичного брикетирования углей перед их коксованием, литейных коксобрикетов, коксобрикетов для цветной металлургии);
IV – волокнообразующие;
V – специальные пеки;
VI – сырье коксования.
Наиболее крупномасштабными потребителями пеков (как и нефтяных коксов) являются производства анодов и графитированнных электродов.
Таким образом, пек при изготовлении углеродистых изделий выполняет две основные функции:
- на переделах смешения и прессования он связывает частицы твердого наполнителя и обеспечивает массе определенные пластические и прессовые свойства;
- на переделе обжига пек проявляет свои спекающие свойства за счет образования прочной коксовой связи.
Исходя из двух основных технологических функций – связующей и спекающей способности – к пекам предъявляются следующие общие требования: пек в зависимости от назначения должен обладать определенной температурой размягчения, плотностью, вязкостью, коксовым остатком, иметь наиболее удовлетворительный химический состав и удовлетворять потребителя по содержанию серы, зольных компонентов и влаги, а также быть стабильным при хранении, не токсичным и дешевым.
Процесс термоконденсации нефтяных остатков с получением пеков (пекование) 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.
Японская фирма «Эврика индастриз» на базе технологии фирмы «Куреха кемикл» разработала процесс термического крекинга вакуумных остатков с получением топливных фракций и пека (рисунок). 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 - печь; 2 - реакторы; 3 - фракционирующая колонна; 4 - перегреватель ВП; 5 - колонна отпарки стоков; 6 – транспортер-рыхлитель.
I - сырье (гудрон); II - пар; III - Н2; IV - топливный газ; V - газойль (на гидроочистку); VI - сточные воды на очистку; VII - тяжелый газойль; VIII - пек; IX - вода