СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕФТЯНОГО КОКСА
METHOD OF PRODUCING OIL COKE

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к способу получения нефтяного кокса замедленным коксованием нефтяного сырья.
Известен способ получения нефтяного кокса с повышенным выходом летучих веществ (более 15%) замедленным коксованием нефтяных остатков, в котором получения вышеуказанного кокса добиваются изменением конструкции реактора, например, верхняя часть которого имеет значительно больший диаметр, чем остальная часть реактора, за счет чего устраняется переброс пены в основную ректификационную колонну (Пат. СРР №71642, МПК С10В 55/00, оп. 29.11.80 г.).
Недостатком известного способа является неоднородность получаемого кокса в объеме реактора по выходу летучих вследствие разности его диаметра. Кроме того, выполнение реактора с разным диаметром приводит к снижению его эксплуатационной надежности.
Наиболее близким к заявляемому объекту является способ получения нефтяного кокса замедленным коксованием нефтяных остатков, включающий прогрев камеры коксования водяным паром и парами коксования, нагрев сырья и подачу его в низ камеры коксования совместно с теплоносителем - тяжелым газойлем коксования (фр. 200-500°С), который перед подачей в камеру коксования нагревают до температуры выше на 50-60°С температуры сырья коксования. Кроме того, указанный теплоноситель также используют для дополнительного прогрева камеры после подачи водяного пара и паров коксования. (Пат. РФ №2162876, МПК C10B 55/00, оп. 10.02.2001 г.).
Недостатком данного способа является подача теплоносителя, нагретого до температуры выше на 50-60°С температуры сырья коксования (490-500°С) совместно с сырьем коксования, что не позволяет получать кокс с повышенным выходом летучих веществ. Кроме того, при коксовании в мягком температурном режиме (для получения кокса с повышенным выходом летучих) происходит переброс пены в ректификационную колонну из-за интенсивного вспенивания коксуемого сырья, что приводит к закоксовыванию реакционной аппаратуры и преждевременной остановке установки коксования.
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в получении нефтяного кокса с повышенным выходом летучих веществ за счет регулирования температурного режима коксования по высоте камеры коксования с одновременным увеличением продолжительности работы реакционной аппаратуры.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения нефтяного кокса замедленным коксованием нефтяных остатков, включающем прогрев камеры коксования вначале водяным паром, затем парами коксования, подаваемыми в верхнюю часть камеры коксования и дополнительный прогрев камеры коксования теплоносителем - тяжелым газойлем коксования, нагрев исходного и вторичного сырья коксования, нагрев теплоносителя - тяжелого газойля коксования и подачу вторичного сырья и теплоносителя в нижнюю часть камеры коксования, согласно изобретению, теплоноситель - тяжелый газойль коксования нагревают до температуры 400-420°С и подают с вторичным сырьем в нижнюю часть камеры коксования раздельными потоками с подачей последнего через дополнительную колонну, причем вышеупомянутый теплоноситель подают также в среднюю и верхнюю части камеры коксования при заполнении последней соответственно на 1/3 и 2/3 ее высоты, при этом дополнительный прогрев камеры коксования после подачи водяного пара проводят совместно теплоносителем и парами коксования, причем теплоноситель при прогреве подают в среднюю часть камеры коксования.
В качестве теплоносителя - тяжелого газойля коксования целесообразно использовать фр. 360-380°С.
Исходное сырье целесообразно нагревать в печи до температуры 360-380°С.
Вторичное сырье целесообразно нагревать в печи до температуры 480-490°С.
Целесообразно вышеупомянутый теплоноситель использовать для подогрева вторичного сырья в теплообменнике.
Подача сырья коксования и теплоносителя - тяжелого газойля коксования в камеру коксования раздельными потоками и ввод последнего на 1/3 и 2/3 высоты камеры в процессе коксования позволяет регулировать температуру верха коксующейся массы в наиболее критических зонах ее вспенивания, регулировать выход летучих веществ в получаемом коксе, а также предотвратить переброс пены в ректификационную колонну и увеличить межремонтный пробег реакционной аппаратуры.
Подача сырья коксования через дополнительную колонну позволяет за счет регулирования насыщения последнего газойлевыми фракциями регулировать выход летучих веществ в получаемом коксе.
Совмещение операции подачи паров коксования и теплоносителя - тяжелого газойля при прогреве и дополнительная подача последнего в среднюю часть камеры коксования позволяет сократить время подготовительных операций цикла коксования и, следовательно, время заполнения камер сырьем коксования, что также увеличивает выход летучих веществ в получаемом коксе.
На прилагаемом чертеже приведена принципиальная схема реализации предлагаемого способа.
Способ осуществляют следующим образом.
Исходное сырье, например гудрон из емкости 1 с температурой 110°С, прокачивают через теплообменник 2, где за счет тепла циркуляционного потока тяжелого газойля оно нагревается до температуры 240°С, после чего поступает в печь 3 и с температурой 360-380°С направляется в нижнюю часть дополнительной колонны 4, туда же подается водяной пар для отпарки легкокипящих фракций, содержащихся в исходном сырье. С низа дополнительной колонны 4 вторичное сырье подают через трубное пространство теплообменника 5 в реакционные змеевики печи 6, где оно нагревается до 480-490°С. По межтрубному пространству теплообменника 5 прокачивают теплоноситель - тяжелый газойль коксования, нагретый в печи 3 до температуры 400-420°С. В потоки вторичного сырья, подаваемые в реакционные змеевики печи 6, дополнительно подают турбулизатор, например химочищенную воду. Из печи 6 нагретое до температуры 480-490°С сырье коксования поступает через четырехходовой кран 7 в камеры коксования 8 или 9 с температурой 465-475°С. В камерах 8 или 9 за счет аккумулированного тепла происходит процесс замедленного коксования сырья с образованием постепенно наращиваемой коксующейся массы. По мере заполнения камеры коксующейся массой для поддержания температуры ее верха на уровне 400-420°С и предотвращения выброса пены в ректификационную колонну, в камеру коксования последовательно, сначала на уровне 1/3, затем-2/3 ее высоты подают нагретый в печи 3 до температуры 400-420°С теплоноситель - тяжелый газойль коксования. В конце цикла заполнения камер 8 или 9 на верх коксующейся массы для уменьшения ее вспенивания дополнительно подают раствор антипенной присадки, например, СКТН-А в легком газойле из емкости 10.
Парогазовые продукты коксования (пары коксования) через верхнюю горловину камер коксования 8 или 9 по шлемовому трубопроводу отводят в основную ректификационную колонну 11 на разделение по компонентам. В ректификационной колонне 11 жидкая часть после отпарки стекает вниз, образуя кубовый газойль, который собирают внизу ректификационной колонны 11 и отводят как компонент котельного топлива. Из нижней отпарной части ректификационной колонны 11 парообразные продукты поднимаются вверх - в укрепляющую ее часть, оборудованную ректификационными и глухими тарелками, где и происходит разделение дистиллята на компоненты: паровую фазу, легкий и тяжелый газойли. С верха ректификационной колонны 11 паровая фаза через конденсатор-холодильник 12 поступает в трехфазный газосепаратор 13, где разделяется на газ, бензин и сточную воду.
Прогрев камер коксования 8 или 9 вначале осуществляют водяным паром до достижения температуры 110-120°С их верха. Дальнейший разогрев камер проводят одновременно теплоносителем - тяжелым газойлем коксования с температурой 400-420°С и парами коксования из работающих камер. При этом разогрев ведут тремя потоками: в верхнюю часть камеры направляют пары коксования, в среднюю и нижнюю часть - теплоноситель - тяжелый газойль. При прогреве камер коксования 8 или 9 до температуры 360-380°С продукты прогрева из них переводят в основную ректификационную колонну 11, а теплоноситель - тяжелый газойль - для подачи на верх коксующейся массы. Когда нет необходимости подавать теплоноситель в камеры, для обеспечения непрерывности цикла коксования предусмотрена подача его через теплообменник 5 в линию тяжелого газойля.
Также с целью регулирования качества выбранного сырья коксования предусмотрена подача тяжелого газойля коксования из основной ректификационной колонны 11 в дополнительную колонну 4.
Ниже приведены конкретные примеры осуществления предлагаемого способа
Таблица
Показатели работы установки замедленного коксования для получения кокса с повышенным содержанием летучих веществ
Предлагаемый способ
Ед. изм.
Пример 1
Пример 2
1. Исходное сырье
гудрон
гудрон
2. Температура нагрева теплоносителя - тяжелого газойля коксования (фр. 360-380°С)
°С
420
400
3. Расход теплоносителя (% масс. от исходного сырья)
% масс.
30
30
4. Температура нагрева исходного сырья
°С
360
380
5. Температура нагрева вторичного сырья
°С
480
490
6. Температура на входе в камеру коксования
°С
465
475
7. Время коксования
час
16
18
8. Время подготовительных операций, включая время прогрева камер коксования
час
16 (прогрев камеры - 3,5 часов)
18 (прогрев камеры - 4,5 часов)
9. Выход кокса на исходное сырье (гудрон)
% масс
30
30
10. Максимальный уровень заполнения коксом реактора до переброса коксующейся массы (пены) в ректификационную колону
м
18
20
11. Максимальный коксосъем с реактора
м<sup>3</sup>
365,9
413,4
12. Продолжительность работы змеевика печинагрева вторичного сырья
мес.
6
8
13. Выход летучих веществ в коксе
%
21-25
16-20
Таким образом предлагаемый способ позволяет вести коксование нефтяных остатков при мягком температурном регулируемом режиме с получением нефтяного кокса с повышенным выходом летучих веществ (до 25%). При этом предлагаемый способ позволяет увеличить межремонтный пробег реакционной аппаратуры - печи нагрева до 6-8 мес., а также сократить время подготовительных операций цикла коксования до 16-18 час.