СИСТЕМА КОКСОВАНИЯ И СПОСОБ КОКСОВАНИЯ
COKING SYSTEM AND COKING METHOD

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к системе коксования, в частности к системе коксования для получения игольчатого кокса. Настоящее изобретение также относится к способу коксования.
Уровень техники
Игольчатый кокс в основном используется для производства графитовых электродов высокой и сверхвысокой мощности. С развитием эпохи стали постепенно увеличивается количество металлолома, что стимулирует развитие сталеплавления в электропечах, что в свою очередь неизбежно увеличивает потребление графитовых электродов, в частности электродов высокой и сверхвысокой мощности, и потребность в игольчатом коксе постоянно увеличивается.
В патентной заявке CN200810017110.3 раскрыт способ получения игольчатого кокса, который включает в себя подвергание обогащенной ароматическими веществами фракции или остаточного масла обработке замедленным коксованием при определенной программе повышения температуры и прокаливание полученного зеленого кокса для получения игольчатого кокса с высоким содержанием мезофазы и развитой игольчатой структурой.
В патентной заявке CN201110449286.8 раскрыт способ получения однородного нефтяного игольчатого кокса, который включает в себя этапы нагревания сырья для получения игольчатого кокса до относительно низкой температуры 400-480°C с помощью нагревательной печи, а затем подачу сырья в коксовую колонну, в котором сырье для коксования образует текучий мезофазный жидкий кристалл; после завершения низкотемпературной стадии подачи свежего сырья постепенно повышают температуру на выходе нагревательной печи и одновременно изменяют подачу нагревательной коксовой печи на свежее сырье и тяжелый дистиллятный нефтепродукт из ректификационной колонны; и когда материал в коксовой колонне достигает температуры для затвердевания и коксообразования, изменяют подачу нагревательной коксовой печи на средний дистиллятный нефтепродукт коксовой печи, образующееся в процессе реакции, и одновременно увеличивают температуру подачи в нагревательной коксовой печи, чтобы температура в коксовой колонне достигала 460-510°C, и в завершении проводят высокотемпературное отверждение нефтяного кокса для получения игольчатого коксового продукта.
В патенте США US4235703 раскрыт способ получения высококачественного кокса из остаточного нефтепродукта, который включает в себя этапы гидродесульфирования и деметаллизации сырья, а затем выполнение замедленного коксования для получения нефтяного кокса для электрода высокой мощности.
В патенте США US4894144 раскрыт способ одновременного получения игольчатого кокса и нефтяного кокса с высоким содержанием серы путем предварительной обработки прямогонной тяжелой нефти с помощью процесса гидроочистки и разделения остаточного гидрогенизированного нефтепродукта на две части, которые соответственно коксуются и затем прокаливаются для получения игольчатого кокса и нефтяного кокса с высоким содержанием серы.
В патентной заявке CN1325938A раскрыт способ получения игольчатого нефтяного кокса из серосодержащего атмосферного мазута, где сырье последовательно подвергают гидроочистке, гидродеметализации и гидродесульфированию, гидрированный продукт отделяют для получения гидрированного тяжелого дистиллятного нефтепродукта, гидрированный тяжелый дистиллятный нефтепродукт подвергают замедленному коксованию для получения игольчатого кокса в условиях получения игольчатого кокса.
Вышеупомянутый способ использует стандартный режим замедленного коксования с одной печью и двумя колоннами для получения игольчатого кокса, который не решает проблемы значительных колебаний в технологическом процессе, вызванных изменением температуры и давления в процессе получения игольчатого кокса, что обычно приводит к проблеме нестабильного выхода игольчатого кокса. Поэтому исследователи преследуют цель получать высококачественные продукты игольчатого кокса с одинаковым выходом.
Сущность изобретения
Авторы настоящего изобретения обнаружили, что в способе замедленного коксования для производства игольчатого кокса в предшествующем уровне техники нагревательный блок обычно имеет управление с переменной температурой, и нагревательный блок циклически выполняет процессы повышения температуры, постоянной температуры, снижения температуры и повышение температуры в производственном цикле замедленного коксования, так что диапазон переменной температуры является широким, а стабильная работа затруднена; даже в некоторых способах замедленного коксования нагревательный блок должен проходить различные стадии нагревания для нагревания различного сырья, например свежее сырье, смесь свежего сырья и газойля коксования и средний дистиллятный нефтепродукт нагреваются на разных этапах загрузки кокса, разница в условиях подачи сырья на входе нагревательного блока велика, и регулирование отношения извлечение/образование (отношения коксоизвлекающего сырья к коксообразующему сырью) на разных этапах подачи различно, что вызывает большое изменение в количестве сырья, подаваемого в нагревательный блок.
Кроме того, авторы настоящего изобретения обнаружили, что благодаря многолетним исследованиям, условия производства оказывают важное влияние на выход игольчатого кокса, что небольшие изменения условий могут влиять на образование обтекаемой текстуры в продукте и на коэффициент теплового расширения, и что неизбежные небольшие ошибки в таких операциях, как изменение температуры, изменение давления и изменение величины подачи нагревательного блока во время вышеуказанного процесса загрузки кокса, являются основными причинами больших различий в качестве продукта; и создали настоящее изобретение на основе этого открытия.
В частности, настоящее изобретение относится к следующим аспектам.
1. Система коксования, содержащая от 1 до m (всего m) нагревательных блоков (предпочтительно теплообменников или печей, более предпочтительно печей) и от 1 до n (всего n) коксовых колонн, где m представляет собой любое целое число от 2 до n-1, где n - любое целое число от 3 или более (предпочтительно любое целое число от 3 до 20, более предпочтительно любое целое число от 3 до 5, более предпочтительно 3), причем каждый из m нагревательных блоков сообщается с n числом коксовых колонн соответственно, каждая из n коксовых колонн (предпочтительно верхняя часть и/или головная часть) сообщается с одной или несколькими (предпочтительно одной) разделительными колоннами (предпочтительно ректификационной колонной, отпарной колонной, испарительной колонной или фракционной колонной, более предпочтительно фракционной колонной), соответственно, одна или несколько разделительных колонн (предпочтительно нижняя часть и/или дно) сообщаются с m нагревательным блоком и, необязательно, сообщаются с i нагревательным блоком (i - любое целое число больше 1 и меньше m) (предпочтительно не сообщается с 1-м нагревательным блоком).
2. Система коксования по любому из предшествующих или последующих аспектов, дополнительно содержащая блок управления, сконфигурированный для обеспечения возможности запуска и прекращения транспортировки материала от каждого из нагревательных блоков к h-й коксовой колонне последовательно в порядке от 1-го нагревательного блока к m-му нагревательному блоку с момента времени T0 и прекращение транспортировки материала от m-го нагревательного блока к h-й коксовой колонне в момент времени Te, предполагая, что T0 представляет собой время начала загрузки кокса, а Te представляет собой время завершения загрузки кокса h-й коксовой колонны (где h - любое целое число от 1 до n) из n коксовых колонн.
3. Система коксования по любому из предшествующих или последующих аспектов, дополнительно содержащая, по меньшей мере, одно фильтрующее устройство, расположенное на входе и/или выходе, по меньшей мере, одного из нагревательных блоков (предпочтительно, m-го нагревательного блока и, необязательно, i-го нагревательного блока, где i - любое целое число больше 1 и меньше m).
4. Система коксования по любому из предшествующих или последующих аспектов, дополнительно содержащая, по меньшей мере, один резервуар для хранения коксообразующего сырья, где, по меньшей мере, один резервуар для хранения коксообразующего сырья сообщается с 1-м нагревательным блоком и, необязательно, сообщается с i-м нагревательным блоком (i - любое целое число, большее 1 и меньше m) (предпочтительно не сообщается с m-м нагревательным блоком).
6. Способ коксования включает в себя этапы коксования с использованием m нагревательных блоков и n коксовых колонн, где m представляет собой любое целое число от 2 до n-1, n представляет собой любое целое число от 3 или более (предпочтительно любое целое число от 3 до 20, более предпочтительно любое целое число от 3 до 5, более предпочтительно 3), каждый из m нагревательных блоков соответственно сообщается с n числом коксовых колонн путем транспортировки материала, предполагая, что T0 представляет собой время начала загрузки кокса, а Te представляет собой время завершения загрузки кокса для h-й коксовой колоны (где h - любое целое число от 1 до n) из n коксовых колонн, начиная в указанное время T0, транспортировка материала от каждого из нагревательных блоков к h-й коксовой колонне в порядке от указанного 1-ого нагревательного блока к m-му нагревательному блоку последовательно запускается и завершается, и в момент времени Te перемещение материала от m-го нагревательного блока к h-й коксовой колонне прекращается.
7. Способ коксования по любому из предшествующих или последующих аспектов, где в момент времени Te общее количество материалов, транспортируемых от 1-го до m-го нагревательных блоков к h-й коксовой колонне, равно целевой коксозагрузочной емкости h-й коксовой колонны.
8. Способ коксования по любому из предшествующих или последующих аспектов, где в течение одного цикла транспортировки материала каждый из 1-го до m-го нагревательных блоков транспортирует только одну порцию материала в h-ю коксовую колонну или в любое время в течение одного цикла транспортировки материала, h-я коксовая колонна или (i) не принимает транспортируемый материал, или (ii) принимает только материал, транспортируемый от одного из 1-го до m-го нагревательных блоков.
9. Способ коксования по любому из предшествующих или последующих аспектов, где после завершения цикла транспортировки материала h-я коксовая колонна подвергается операции продувки и декоксования до того, как (i) h-я коксовая колонна будет переведена в режим ожидания; или (ii) начнется следующий цикл транспортировки материала в h-й коксовую колонну.
10. Способ коксования по любому из предшествующих или последующих аспектов, где каждый из 1-го до m-го нагревательных блоков нагревает свой транспортируемый материал до температуры, необходимой для h-й коксовой колонны для упомянутого транспортируемого материала.
11. Способ коксования по любому из предшествующих или последующих аспектов, где 1-й нагревательный блок нагревает свой транспортируемый материал (именуемый 1-й транспортируемый материал) до температуры подачи W1 от 400°С до 480°С (предпочтительно от 420°С до 460°С) и 1-й транспортируемый материал приводит к скорости газового потока G1 внутри колонны в h-й коксовой колонне от 0,05 до 0,25 м/с (предпочтительно от 0,05 до 0,10 м / с), а m-й нагревательный блок нагревает свой транспортируемый материал (именуемый m-й транспортируемый материал) до температуры подачи Wm от 460°C до 530°C (предпочтительно от 460°C до 500°C), и m-й транспортируемый материал приводит к скорости газового потока Gm внутри колонны в h-й коксовой колонне от 0,10 до 0,30 м/с (предпочтительно от 0,15 до 0,20 м/с), а i-й нагревательный блок (где i представляет собой любое целое число больше 1 и меньше m) нагревает свой транспортируемый материал (именуемый i-й транспортируемый материал) до температуры подачи Wi (W1≤Wi≤Wm), и i-й транспортируемый материал обеспечивает скорость газового потока Gi в h-й коксовой колонне, которая составляет G1≤Gi≤Gm, и/или скорость нагрева V1 транспортируемого материала 1-м нагревательным блоком составляет 1-30°C/ч (предпочтительно 1-10°C/ч), скорость нагрева Vm транспортируемого материала m-м нагревательным блоком составляет 30-150°C/ч (предпочтительно 50-100°C/ч), а скорость нагрева Vi транспортируемого материала i-м нагревательным блоком (i представляет собой любое целое число больше 1 и меньше m) соответствует реляционному выражению V1≤Vi≤Vm.
12. Способ коксования по любому из предшествующих или последующих аспектов, где верхний материал и/или материал в головной части (предпочтительно материал в головной части) каждой из n коксовых колонн переносится на одну или несколько (предпочтительно одну) разделительных колонн (предпочтительно ректификационную колонну, отпарную колонну, испарительную колонну или фракционную колонну, более предпочтительно фракционную колонну) и в одной или нескольких разделительных колоннах материал, по меньшей мере, разделяется на материал в головной части разделительной колонны и нижний материал в разделительной колонне.
13. Способ коксования по любому из предшествующих или последующих аспектов, где рабочие условия одной или нескольких разделительных колон включают в себя: давление в верхней части колонны 0,01-0,8 МПа, температура в верхней части колонны 100-200°C, температура в нижней части колонны 280-400°C, и/или рабочие условия n коксовых колонн идентичны или отличаются друг от друга, и каждые независимо включают в себя: давление в верхней части колонны 0,01-1,0 МПа, температура в верхней части колонны 300-470°C и температура в нижней части колонны 350-510°C.
14. Способ коксования по любому из предшествующих или последующих аспектов, где 1-й нагревательный блок имеет (предпочтительно только) коксообразующее сырье в качестве транспортируемого материала, а m-й нагревательный блок имеет (предпочтительно только) коксоизвлекающее сырье в качестве транспортируемого материала (предпочтительно, по меньшей мере, содержащее материал нижней части разделительной колонны) и i-й нагревательный блок (где i представляет собой любое целое число больше 1 и меньше m) имеет, по меньшей мере, одно сырье, выбранное из группы, состоящей из коксообразующего сырья и коксоизвлекающего сырья в качестве транспортируемого материала.
15. Способ коксования по любому из предшествующих или последующих аспектов, где коксообразующее сырье выбрано из, по меньшей мере, одного из следующих видов сырья: сырье на основе угля и сырье на основе нефти (предпочтительно содержание серы составляет <0,6 мас.%, более предпочтительно <0,5 мас.%, и содержание коллоида/асфальтена составляет <10,0 мас.%, предпочтительно, <5,0 мас.%, более предпочтительно, <2,0 мас.%), предпочтительно, по меньшей мере, из одного из следующих видов сырья: каменноугольная смола, пек каменноугольной смолы, нефтепродукт тяжелой нефти, этиленовая смола, остаток каталитического крекинга или остаток термического крекинга, и имеет коэффициент коксообразования (именуемый коэффициент коксообразования А) от 10 до 80% (предпочтительно от 20 до 70%, более предпочтительно от 30 до 60%) и/или материал нижней части разделительной колонны имеет температуру точки дистилляции 10% от 300°С до 400°С (предпочтительно от 350°С до 380°С), температуру точки дистилляции 90% от 450°С до 500°С (предпочтительно от 460°С до 480°С) и/или коксоизвлекающее сырье выбрано из, по меньшей мере, из следующих видов сырья: сырье на основе угля и сырья на основе нефти (предпочтительно выбрано из газойля коксования, дизеля коксования, этиленовой смолы и подвергнутой термическому крекингу тяжелой нефти, более предпочтительно, содержание серы составляет <1,0 мас.%, более предпочтительно, <0,6 мас.%), и имеет коэффициент коксообразования (именуемый коэффициент коксообразования B), от 1 до 40% (предпочтительно от 1 до 20%, более предпочтительно от 1 до 10%) при условии, что коэффициент коксообразования A > коэффициента коксообразования B.
16. Способ коксования по любому из предшествующих или последующих аспектов, где массовое отношение общего количества коксоизвлекающего сырья к общему количеству коксообразующего сырья, транспортируемого в h-ю коксовую колонну (h представляет собой любое целое число от 1 до n) в течение одного цикла транспортировки материала составляет от 0,5 до 4,0 (предпочтительно от 1,0 до 2,0).
17. Способ коксования по любому из предшествующих или последующих аспектов, где при условии, что Te-T0=T, h-я коксовая колонна имеет цикл загрузки кокса T от 10 до 60 часов (предпочтительно от 24 до 48 часов), или n коксовых колонн имеют циклы загрузки кокса T, которые идентичны или отличаются друг от друга (предпочтительно идентичны друг другу), и по отдельности и независимо составляют от 10 до 60 часов (предпочтительно от 24 до 48 часов).
18. Способ коксования по любому из предшествующих или последующих аспектов, где в течение одного цикла транспортировки материала предполагается, что один цикл транспортировки материала равен ТС (в часах), и что время транспортировки материала из 1-го по m-й нагревательного блока в h-ю коксовую колонну составляет от D1 до Dm соответственно (в часах), затем D1/TC = 10-90% или 30-70%, D2/TC = 10-90% или 30-70%, …, Dm/TC = 10-90% или 30-70%, и TC/2≤D1+D2+…+Dm≤TC (предпочтительно D1+D2+…+Dm = TC) или D1=D2=…=Dm=TC/m=T/m и D1+D2+…+Dm=TC=T, где T - цикл загрузки кокса в h-ю коксовую колонну.
19. Способ коксования по любому из предшествующих или последующих аспектов, где при условии, что любые две из n коксовых колонн, которые пронумерованы последовательно (номер 1 и номер n определены как пронумерованные последовательно), являются a-й коксовой колонной и b-й коксовой колонной, соответственно (где a - любое целое число от 1 до n, а b - любое целое число от 1 до n, но a ≠ b), предполагается, что в то время, когда транспортировка материала из j-го нагревательного блока (j представляет собой любое целое число от 1 до m) к a-й коксовой колонне прекращается, начинается транспортировка материала от j-го нагревательного блока к b-й коксовой колонне.
20. Способ коксования по любому из предшествующих или последующих аспектов, где, по меньшей мере, один материал, выбранный из группы, состоящей из коксообразующего сырья и коксоизвлекающего сырья (предпочтительно коксоизвлекающего сырья, более предпочтительно материала нижней части разделительной колонны) фильтруется перед входом в нагревательный блок и/или перед входом в коксовую колонну (предпочтительно перед входом в нагревательный блок, более предпочтительно перед входом в m-й нагревательный блок и, необязательно, перед входом в i-й нагревательный блок, где i представляет собой любое целое число большее 1 и меньше m), таким образом, регулируется концентрация мелких частиц кокса в материале, чтобы она находилась в диапазоне от 0 до 200 мг/л (предпочтительно от 0 до 100 мг/л, более предпочтительно от 0 до 50 мг/л).
21. Способ коксования по любому из предшествующих или последующих аспектов, где, по меньшей мере, часть (например, 10 мас.% или более, 20 мас.% или более, 30 мас.% или более, 40 мас.% или более, 50 мас.% или более, 60 мас.% или более, 70 мас.% или более, 80 мас.% или более, 90 мас.% или более или 100 мас.%) материала верхней части и/или материала головной части (предпочтительно материала головной части) каждой из n коксовых колонн передается в одну или несколько (предпочтительно в одну) разделительных колонн (предпочтительно в ректификационную колонну, отпарную колонну, испарительную колонну или фракционную колонну, более предпочтительно в фракционную колонну) и, по меньшей мере, часть (например, 10 мас.% или более, 20 мас.% или более, 30 мас.% или более, 40 мас.% или более, 50 мас.% или более, 60 мас.% или более, 70 мас.% или более, 80 мас.% или более, 90 мас.% или более или 100 мас.%) материала нижней части и/или материала со дна одной или нескольких разделительных колонн транспортируется в m-й нагревательный блок и, необязательно, в i-й нагревательный блок (где i представляет собой любое целое число больше 1 и меньше m), предпочтительно не транспортируется в 1-й нагревательный блок.
22. Способ коксования по любому из предшествующих или последующих аспектов, где при условии, что m = 2, n = 3, 3 коксовые колонны соответственно обозначены как коксовая колонна a, коксовая колонна b и коксовая башня c, и 2 нагревательных блока соответственно обозначены как нагревательный блок a и нагревательный блок b материал головной части (нефтяной газ) каждой из 3 коксовых колонн сообщается с одной из разделительных колонн путем транспортировки материала, нагревательный блок a транспортирует и нагревает коксообразующее сырье, а нагревательный блок b транспортирует и нагревает коксоизвлекающее сырье,
способ коксования включает в себя, по меньшей мере, следующие этапы:
(1) Подача коксообразующего сырья в коксовую колонну a и подача нефтяного газа, генерируемого коксовой колонной a, в разделительную колонну для отделения, по меньшей мере, газойля коксования;
(2) Когда продолжительность подачи в коксовую колонну a достигает 30-70% (предпочтительно около 50%) цикла загрузки кокса T коксовой колонны a, подача коксообразующего сырья в коксовую колонну a прекращается и одновременно начинается подача коксообразующего сырья в коксовую колонну b и начинается подача коксоизвлекающего сырья в коксовую колонну a и подача нефтяного газа, генерируемого коксовой колонной b, в разделительную колонну для отделения, по меньшей мере, газойля коксования;
(3) Когда продолжительность подачи в коксовую колонну b достигает 30-70% (предпочтительно около 50%) цикла загрузки кокса T коксовой колонны b, подача коксообразующего сырья в коксовую колонну b прекращается и одновременно начинается подача коксообразующего сырья в коксовую колонну с, начинается подача коксоизвлекающего сырья в коксовую колонну b и прекращается подача коксоизвлекающего сырья в коксовую колонну a и подача нефтяного газа, генерируемого коксовой колонной c, в разделительную колонну для отделения, по меньшей мере, газойля коксования;
(4) Выполнение операций по продувке паром и декоксованию коксовой колонны a;
(5) Когда продолжительность подачи в коксовую колонну c достигает 30-70% (предпочтительно около 50%) цикла загрузки кокса Т коксовой колонны c, подача коксообразующего сырья в коксовую колонну с прекращается и одновременно начинается подача коксообразующего сырья в коксовую колонну a, начинается подача коксоизвлекающего сырья в коксовую колонну c и прекращается подача коксоизвлекающего сырья в коксовую колонну b и подача нефтяного газа, генерируемого коксовой колонной a, в разделительную колонну для отделения, по меньшей мере, газойля коксования;
(6) Выполнение операций по продувке паром и декоксованию коксовой колонны b;
(7) Когда продолжительность подачи в коксовую колонну a достигает 30-70% (предпочтительно около 50%) цикла загрузки кокса T коксовой колонны a, подача коксообразующего сырья в коксовую колонну a прекращается и одновременно начинается подача коксообразующего сырья в коксовую колонну b, начинается подача коксоизвлекающего сырья в коксовую колонну а и прекращается подача коксоизвлекающего сырья в коксовую колонну c и подача нефтяного газа, генерируемого коксовой колонной b, в разделительную колонну для отделения, по меньшей мере, газойля коксования;
(8) Выполнение операций по продувке паром и декоксованию коксовой колонны c; и
(9) Повторение этапов (3)-(8).
23. Система коксования, которая включает в себя три коксовые колонны, два набора нагревательных печей, фракционную колонну и резервуар для хранения коксоизвлекающего сырья, где три коксовые колонны соответственно обозначены как коксовая колонна a, коксовая колонна b и коксовая колонна c; два набора нагревательных печей соответственно обозначены как нагревательная печь a и нагревательная печь b, любая коксовая колонна соединена с двумя наборами нагревательных печей, верхняя часть любой коксовой колонны соединена с входом в фракционную колонну через трубопровод, нижнее выходное отверстие фракционной колонны соединено с резервуаром для хранения коксоизвлекающего сырья, резервуар для хранения коксоизвлекающего сырья соединен с нагревательной печью b и нагревает материал из резервуара для хранения коксоизвлекающего сырья до температуры подачи в коксовую колонну, и нагревательная печь a соединена с резервуаром для сырья и нагревают сырье для коксования до температуры подачи в коксовую колонну.
24. Система коксования по любому предшествующему аспекту, где между резервуаром для хранения коксоизвлекающего сырья и нагревательной печью находится фильтрующее устройство b.
25. Способ коксования, в котором используется коксовое устройство, и включает в себя три коксовые колонны, два набора нагревательных печей, фракционную колонну и резервуар для хранения коксоизвлекающего сырья, где три коксовые колонны соответственно обозначены как коксовая колонна a коксовая колонна b и коксовая колонна c; два набора нагревательных печей соответственно обозначены как нагревательная печь a и нагревательная печь b, любая коксовая колонна соединена с двумя наборами нагревательных печей, верхняя часть любой коксовой колонны соединена с входом в фракционную колонну через трубопровод нижнее выходное отверстие фракционной колонны соединено с резервуаром для хранения коксоизвлекающего сырья, нагревательная печь b соединена с резервуаром для хранения коксоизвлекающего сырья и используется для нагрева материала из резервуара для хранения коксоизвлекающего сырья до температуры подачи в коксовую колонну, и нагревательная печь a соединена с резервуаром для сырья и используется для нагрева свежего сырья до температуры подачи в коксовую колонну;
Конкретный процесс работы выглядит следующим образом:
(1) Коксовое сырье нагревается нагревательной печью и поступает в коксовую колонну a, образующийся нефтяной газ поступает в фракционную колонну а и фракционируется для получения газа, бензина коксования, дизеля коксования и газойля коксования в нижней части колонны, где газойль коксования из нижней части колонны вводится в резервуар для хранения коксоизвлекающего сырья;
(2) Когда продолжительность подачи в коксовую колонну a на этапе (1) составит 30-70% от общего цикла загрузки кокса, подача кокса переключается с коксовой колонны a на коксовую колонну b, в коксовой колонне b повторяется процесс загрузки кокса как в коксовой колонне a на этапе (1), и в коксовую колонну a подают коксоизвлекающее сырье, нагретое через нагревательную печь b, для продолжения загрузки кокса;
(3) Когда продолжительность подачи в коксовую колонну b на этапе (2) составит 30-70% от общего цикла загрузки кокса, подача кокса переключается с коксовой колонны b на коксовую колону c, в коксовой колонне с повторяется процесс загрузки кокса как в коксовой колонне a на этапе (1), подача коксоизвлекающего сырья, которое нагревается до относительно высокой температуры с помощью нагревательной печи b, переключается на коксовую колонну b, в это время коксовая колонна a подвергается продувке паром и операции декоксования и вновь собирается, чтобы находиться в режиме ожидания для следующей загрузки кокса;
(4) Когда продолжительность подачи в коксовую колонну с на этапе (3) составит 30-70% от общего цикла загрузки кокса, подача кокса переключается с коксовой колонны c на коксовую колонну а, в коксовой колонне a повторяется процесс этапа (1), подача коксоизвлекающего сырья, которое нагревается до относительно высокой температуры с помощью нагревательной печи b, переключается на коксовую колонну c, и в это время коксовая колонна b подвергается продувке паром и операции декоксования, и вновь собирается, чтобы находиться в режиме ожидания для следующей загрузки кокса;
(5) Когда продолжительность подачи в коксовую колонну а на этапе (4) составит 30-70% от общего цикла загрузки кокса, подача кокса переключается с коксовой колонны а на коксовую колонну b, в коксовой колонне b повторяется процесс загрузки кокса как в коксовой колонне а на этапе (1), подача коксоизвлекающего сырья, которое нагревается до относительно высокой температуры при помощи нагревательной печи b, переключается на коксовую колонну а, и в это время коксовая колонна c подвергается продувке паром и операции декоксования, и вновь собирается, чтобы находиться в режиме ожидания для следующей загрузки кокса; и
(6) повторение процессов этапа (3), этапа (4) и этапа (5).
26. Способ коксования по любому из предшествующих или последующих аспектов, где коксовая колонна имеет цикл загрузки кокса от 24 до 48 часов, причем цикл загрузки кокса представляет собой общее время загрузки с коксового сырья и коксоизвлекающего сырья в одну коксовую колонну.
27. Способ коксования по любому из предшествующих или последующих аспектов, где подача коксового сырья в коксовую колонну переключается на другую коксовую колонну, когда продолжительность подачи коксового сырья составляет от 30 до 70 процентов от общего цикла загрузки кокса.
28. Способ коксования по любому из предшествующих или последующих аспектов, где температура на выходе из печи a находится в диапазоне от 400°С до 460°С, где скорость газового потока в коксовой колонне регулируется в диапазоне от 0,05 до 0,25 м/с; температура на выходе нагревательной печи b находится в диапазоне от 460°C до 530°C, где скорость газового потока в коксовой колонне регулируется на уровне 0,10-0,30 м/с.
29. Способ коксования по любому из предшествующих или последующих аспектов, где температура на выходе из печи a находится в диапазоне от 420°С до 450°С, где скорость газового потока в коксовой колонне регулируется в диапазоне от 0,05 до 0,10 м/с; температура на выходе нагревательной печи b находится в диапазоне от 460°C до 500°C, где скорость газового потока в коксовой колонне регулируется на уровне 0,15-0,20 м/с.
30. Способ коксования по любому из предшествующих или последующих аспектов, где нагревательная печь а имеет скорость нагрева от 1 до 30°C/ч, а нагревательная печь b имеет скорость нагрева от 30 до 150°C/ч.
31. Способ коксования по любому из предшествующих или последующих аспектов, где нагревательная печь a имеет скорость нагрева от 1 до 10°C/ч, а нагревательная печь b имеет скорость нагрева от 50 до 100°C/ч.
32. Способ коксования по любому из предшествующих или последующих аспектов, где газойль коксования имеет температуру точки дистилляции 10% от 300°C до 400°C и температуру точки дистилляции 90% от 450°C до 500°C.
33. Способ коксования по любому из предшествующих или последующих аспектов, где газойль коксования имеет температуру точки дистилляции 10% от 350°С до 380°С и температуру точки дистилляции 90% от 460°С до 480°С.
34. Способ коксования по любому из предшествующих или последующих аспектов, где при загрузке кокса в коксовую колонну с использованием коксоизвлекающего сырья (особенно газойля коксования) отношение коксоизвлекающего сырья к коксообразующему сырью находится в диапазоне от 0 до 4,0.
35. Способ коксования по любому из предшествующих или последующих аспектов, где коксоизвлекающее сырье (в частности, газойль коксования) пропускают через блок фильтрации для удаления мелких частиц кокса перед подачей в нагревательную печь, причем концентрация мелких частиц кокса в отфильтрованном коксоизвлекающем сырье составляет от 0 до 200 мг/л.
36. Способ коксования по любому из предшествующих или последующих аспектов, где коксовое сырье представляет собой сырье на основе угля или сырье на основе нефти.
37. Способ коксования по любому из предшествующих аспектов, где коксовое сырье представляет собой один или несколько из следующих видов сырья: каменноугольная смола или пек каменноугольной смолы, нефтепродукт тяжелой нефти, этиленовая смола, остаток каталитического крекинга или остаток термического крекинга.
Технический эффект изобретения
При помощи системы коксования и способа коксования настоящего изобретения может быть реализован, по меньшей мере, один из следующих технических эффектов:
(1) Нефтяное или угольное сырье может быть использовано для производства высококачественного игольчатого кокса со стабильными характеристиками.
(2) Влияние физических свойств подаваемого материала, количества подаваемого материала и изменений температуры и давления одного нагревательного блока на свойства продукта снижается путем размещения множества нагревательных блоков на одной и той же коксовой колонне и конструирования каждого нагревательного блока в соответствии с физическими свойствами подаваемого материала и количеством сырья, перерабатываемым каждым нагревательным блоком.
(3) Работа нескольких нагревательных блоков и нескольких коксовых колонн может создать оптимальные условия для свежего сырья в резервуаре для хранения сырья, чтобы создать обширную промежуточную фазовую структуру в коксовой колонне, и когда обширная промежуточная фазовая структура в коксовой колонне сформируется в определенной степени, нужно провести необходимый процесс извлечения кокса, таким образом, чтобы более поздний этап нагревания была заменен на полную загрузку коксоизвлекающим сырьем (таким как газойль коксования), которое трудно поддается коксованию, коксоизвлекающее сырье играет роль только в повышении температуры обширной промежуточной фазы и извлечении кокса в коксовой колоне, получение изотропного кокса ограничено, процесс получения обширной промежуточной фазы из свежего сырья в резервуаре для хранения сырья и процесс повышения температуры с помощью коксоизвлекающего сырья осуществляются раздельно, соответственно создаются оптимальные условия, необходимые для каждого этапа, характеристики игольчатого коксового продукта могут быть эффективно улучшены, а коэффициент теплового расширения игольчатого кокса снижается.
(4) Благодаря удалению мелких частиц кокса через фильтрующее устройство до того, как коксоизвлекающее сырье (особенно газойль коксования) поступает в нагревательный блок, облегчается длительная эксплуатация системы и улучшение качества игольчатого кокса.
(5) Требование непрерывной работы промышленной системы замедленного коксования может быть удовлетворено отложенным коксованием, управляемым множеством коксовых колонн и множеством нагревательных блоков.
(6) Полученный игольчатый кокс имеет преимущества стабильной обтекаемой текстуры, низкого коэффициента теплового расширения и тому подобного и соответствует требованиям игольчатого кокса для крупногабаритного графитового электрода сверхвысокой мощности.
Описание чертежей
Фиг. 1 представляет собой пример принципиальной схемы системы коксования настоящего изобретению, но настоящее изобретение не ограничивается этим примером.
На фиг. 1: 1 - коксообразующее сырье (также называемое свежим сырьем или коксовым сырьем), 2 - нагревательная печь b, 3 - нагретое коксообразующее сырье, 4 - коксовая колонна (а, b, c), 5 - трубопровод для нефтяного газа, 6 - фракционная колонна, 7 - коксовый газ, 8 - коксовая нафта, 9 - дизель коксования, 10 - газойль коксования, 11 - переработанный газойль коксования, 12 - резервуар для хранения коксоизвлекающего сырья, 13 - дополнительный трубопровод для коксоизвлекающего сырья, 14 - нагревательная печь а, 15 - нагретое коксоизвлекающее сырье, а 16 - устройство для фильтрации мелких частиц кокса. Резервуар 12 для хранения коксоизвлекающего сырья используется для хранения газойля коксования из линии 10 и/или другого коксоизвлекающего сырья из линии 17, и хранящееся сырье также может отводиться в окружающую среду через линию 18 и/или транспортироваться как дополнительное коксоизвлекающее сырье по линии 13 в устройство для фильтрации мелких частиц кокса 16 после смешивания с переработанным газойлем коксования из линии 11 в заданном соотношении. В зависимости от конкретного случая, коксовый газойль коксования из линии 10 и другое коксоизвлекающее сырье из линии 17 могут быть смешаны в резервуаре 12 для хранения коксоизвлекающего сырья с образованием смешанного коксоизвлекающего сырья. Здесь другое коксоизвлекающее сырье может подаваться извне (например, из другой системы коксования или крекинг-системы), или может быть получено в системе коксования настоящего изобретения, например, может представлять собой газойль коксования или дизель коксования из фракционной колонны 6.
Фиг. 2 представляет собой систему коксования с одной печью с переключением между двумя колоннами в соответствии с известным уровнем техники.
На фиг. 2: 17 - свежее сырье, 18 - нагревательная печь, 19 - нагретое свежее сырье, 20 - коксовая колонна (a, b), 21 - трубопровод для нефтяного газа, 22 - фракционная колонна, 23 - коксовый газ, 24 - коксовая нафта, 25 - дизель коксования, 26 - газойль коксования и 27 - переработанный газойль коксования.
В контексте настоящего изобретения газойль коксования и переработанный газойль коксования иногда совместно обозначают как газойль коксования без различения, и комбинированное коксоизвлекающее сырье, другое коксоизвлекающее сырье и дополнительное коксоизвлекающее сырье иногда все вместе называют коксоизвлекающим сырьем без каких-либо различий.
Подробное описание изобретения
Далее будет приведено подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения, но следует понимать, что объем изобретения не ограничен этими вариантами осуществления, а определяется прилагаемой формулой изобретения.
Все публикации, патентные заявки, патенты и другие ссылки, упомянутые в этом описании, полностью включены в настоящее описание путем ссылки. Если не указано иное, то все используемые здесь технические и научные термины имеют то же значение, которое обычно понимают специалисты в той области техники, к которой относится настоящее изобретение. В случае конфликта настоящее описание, включая определения, будет иметь преимущественную силу.
Когда в описании материалы, вещества, методы, процедуры, средства или компоненты или тому подобное сопровождаются такими выражениями, как «известный специалисту в данной области техники», «предшествующий уровень техники» или тому подобное, подразумевается, что охарактеризованный таким образом предмет включает в себя не только те материалы, вещества, методы, процедуры, средства или компоненты, которые обычно использовались в данной области техники на момент подачи настоящей заявки, но также те, которые не могут быть так широко использованы в настоящее время, но станут известными в данной области техники как пригодные для аналогичной цели.
В контексте настоящего изобретения коэффициент коксообразования измеряют в устройстве реакции коксования в резервуаре на 10 л при температуре 500°C, давлении (манометрическом давлении) 0,5 МПа и продолжительности коксования 10 минут. Коэффициент коксообразования определяется массовым отношением остаточного твердого вещества в устройстве реакции коксования к реакционному сырью (такому как коксообразующее сырье или коксоизвлекающее сырье) в конце реакции коксования.
В контексте настоящего изобретения термин «сообщается с… путём транспортировки материала» означает, что материалы могут транспортироваться между собой в одном или двух направлениях, например, через трубопровод или любым другим способом, как правило, известным специалистам в данной области техники.
Если явно не указано иное, все проценты, части, соотношения и т.д., упомянутые в настоящем описании, являются весовыми, если иное не признано специалистами в данной области техники.
В контексте данного описания любые два или более варианта осуществления изобретения могут быть объединены в любой комбинации, и полученное в результате решение является частью первоначального раскрытия данного описания и находится в пределах объема настоящего изобретения.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения раскрыта система коксования, которая включает в себя от 1-го до m-го (всего m) нагревательных блоков и от 1-го до n-го (всего n) коксовых колонн. Здесь m представляет собой любое целое число от 2 до n-1, а n представляет собой любое целое число от 3 или более, предпочтительно любое целое число от 3 до 20, более предпочтительно любое целое число от 3 до 5 и еще более предпочтительно 3.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения каждый из m нагревательных блоков сообщается с n коксовыми колоннами, соответственно. Это сообщение может быть осуществлено любым способом, как правило, известным специалистам в данной области техники, таким как многоходовой клапан и, в частности, четырёхходовой клапан (как показано на фиг. 1), но настоящее изобретение не ограничивается этим.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения каждая из n коксовых колонн сообщается с одной или несколькими разделительными колоннами соответственно. Предпочтительно верхняя часть и/или головная часть коксовой колонны (предпочтительно головная часть) сообщаются с разделительной колонной.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения одна или несколько разделительных колонн сообщаются с m-м нагревательным блоком. Предпочтительно, чтобы нижняя часть и/или дно колонны (предпочтительно дно колонны) одной или нескольких разделительных колонн сообщалась с m-м нагревательным блоком.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения одна или несколько разделительных колонн могут дополнительно сообщаться с i-м нагревательным блоком, в зависимости от обстоятельств. Здесь i представляет собой любое целое число больше 1 и меньше m. Предпочтительно, чтобы нижняя часть колонны и/или дно колонны (предпочтительно дно колонны) одной или нескольких разделительных колонн сообщались с i-м нагревательным блоком.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения одна или несколько разделительных колонн не сообщаются с 1-м нагревательным блоком, чтобы дополнительно улучшить характеристики игольчатого кокса и сделать процесс коксования в системе коксования более плавным на основе настоящего изобретения. Здесь термин «сообщаются» включает в себя случаи прямого сообщения по трубопроводу и непрямого сообщения с другими устройствами, такими как резервуар или фильтр, вставленными между ними.
В контексте настоящего изобретения в качестве указанного сообщения, как правило, подразумевается сообщение в режиме транспортировки материала, в частности сообщение в однонаправленном режиме транспортировки материала.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, тип нагревательного блока специально не ограничивается, и в качестве нагревательного блока может использоваться любое нагревательное устройство, если оно может нагревать транспортируемый через блок материал до заданной температуры, например теплообменник и нагревательная печь, предпочтительно нагревательная печь.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения тип разделительной колонны специально не ограничивается, и в качестве разделительной колонны может использоваться любое разделительное устройство, если оно может разделять подаваемый в разделительную колонну материал на несколько компонентов в соответствии с заранее определенными требованиями, и конкретные примеры разделительной колонны включают в себя ректификационную колонну, отпарную колонну, испарительную колонну, фракционную колонну и тому подобное, и фракционная колонна является предпочтительной.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения количество разделительных колонн специально не ограничивается, и, в частности, оно может составлять от 1 до 10, от 1 до 5, от 1 до 3 или 1 колонну.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения система коксования представляет собой коксовую установку, которая включает в себя три коксовые колонны, два набора печей, фракционную колонну и резервуар для хранения коксоизвлекающего сырья. Если три коксовые колонны соответственно обозначить как коксовая колонна a, коксовая колонна b и коксовая колонна c, а два набора нагревательных печей соответственно обозначить как нагревательная печь a и нагревательная печь b, то любая одна коксовая колонна сообщается с двумя наборами нагревательных печей, верхняя часть любой коксовой колонны сообщается с входом фракционной колонны через трубопровод, а нижнее выходное отверстие фракционной колонны сообщается с резервуаром для хранения коксоизвлекающего сырья. Кроме того, резервуар для хранения коксоизвлекающего сырья сообщается с нагревательной печью b для нагрева материалов из резервуара для хранения коксоизвлекающего сырья до температуры подачи в коксовую колонну. И нагревательная печь a сообщается с резервуаром для хранения сырья для нагрева коксового сырья до температуры подачи в коксовую колонну.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения в коксовой установке между резервуаром для коксоизвлекающего сырья и нагревательной печью b предусмотрено фильтрующее устройство.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения система коксования может дополнительно содержать блок управления.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, если предположить, что T0 является временем начала загрузки кокса, а Te является временем окончания загрузки кокса для h-й коксовой колонны из n коксовых колонн, то блок управления сконфигурирован с обеспечением возможности запуска и прекращения транспортировки материала от каждого нагревательного блока к h-й коксовой колонне последовательно в порядке от 1-го нагревательного блока к m-му нагревательному блоку с момента времени T0, и прекращения транспортировки материала от m-го нагревательного блока к h-ой коксовой колонне в момент времени Te. Здесь h представляет собой любое целое число от 1 до n.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, в момент времени Te суммарное количество транспортированного материала от 1-го до m-го нагревательных блоков к h-й коксовой колонне равно целевой коксозагрузочной емкости h-й коксовой колонны. В контексте настоящего изобретения под «целевой коксозагрузочной емкостью» подразумевается максимальная безопасная емкость загрузки кокса, разрешенная для данной коксовой колонны.
В контексте настоящего изобретения транспортировка материала от 1-го нагревательного блока до m-го нагревательного блока к h-й коксовой колонне завершается с момента времени T0 до момента времени Te, что называется циклом транспортировки материала.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения каждый из 1-го и m-го нагревательных блоков транспортирует только одну порцию материала в h-ю коксовую колонну в течение одного цикла транспортировки материала. В соответствии с настоящим изобретением транспортировка может осуществляться непрерывным, полунепрерывным или периодическим способом.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения h-тая коксовая колонна не принимает транспортировку материала в любое время в течение цикла транспортировки материала.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения h-тая коксовая колонна допускает только транспортировку материала только от одного из 1-го до m-го нагревательных блоков в любой момент времени в течение одного цикла транспортировки материала.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, после завершения цикла транспортировки материала, h-ая коксовая колонна продувается и подвергается операции декоксования, и затем h-ая коксовая колонна находится в режиме ожидания.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, после завершения цикла транспортировки материала, h-ая коксовая колонна продувается и подвергается операции декоксования, а затем начинается следующий цикл транспортировки материала для h-й коксовой колонны.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения каждый из 1-го до m-го нагревательных блоков выполнен с возможностью нагревать свой транспортируемый материал до температуры подачи, требуемой для h-й коксовой колонны для этого транспортируемого материала.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения 1-й нагревательный блок нагревает свой транспортируемый материал (называемый 1-м транспортируемым материалом) до температуры подачи W1 от 400°С до 480°С (предпочтительно от 420°С до 460°С).
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения первый транспортируемый материал приводит к скорости газового потока G1 внутри колонны в h-й коксовой колонне до 0,05-0,25 м/с, предпочтительно 0,05-0,10 м/с.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения m-й нагревательный блок нагревает свой транспортируемый материал (называемый m-ым транспортируемым материалом) до температуры подачи Wm в диапазоне от 460°C до 530°C, предпочтительно от 460°C до 500°C.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения m-й транспортируемый материал приводит к скорости газового потока Gm внутри колонны в h-й коксовой колонне до 0,10-0,30 м/с, предпочтительно 0,15-0,20 м/с.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения i-й нагревательный блок нагревает свой транспортируемый материал (называемый i-ым транспортируемым материалом) до температуры подачи Wi, где W1≤Wi≤Wm. Здесь i представляет собой любое целое число больше 1 и меньше m.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения i-й транспортируемый материал приводит к скорости газового потока Gi внутри колонны в h-й коксовой колонне, где G1≤Gi≤Gm.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения скорость нагрева V1 1-го нагревательного блока для его транспортируемого материала составляет 1-30°C/час, предпочтительно 1-10°C/час. После достижения соответствующей температуры подачи температуру поддерживают постоянной.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения скорость нагрева Vm m-го нагревательного блока для его транспортируемого материала составляет 30-150°C/час, предпочтительно 50-100°C/час. После достижения соответствующей температуры подачи температуру поддерживают постоянной.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения скорость нагрева Vi i-го нагревательного блока для его транспортируемого материала соответствует соотношению V1≤Vi≤Vm. Здесь i представляет собой любое целое число больше 1 и меньше m. После достижения соответствующей температуры подачи температуру поддерживают постоянной.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения верхняя часть и/или головная часть (например, верх) каждой из n коксовых колонн сообщается путем транспортировки материала с одной или несколькими разделительными колоннами. Другими словами, верхний материал и/или головной материал (такой как головной материал) каждой из n коксовых колонн транспортируется в одну или несколько разделительных башен.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения в одной или нескольких разделительных колоннах головной материал каждой коксовой колонны разделяется, по меньшей мере, на верхний материал разделительной колонны и нижний материал разделительной колонны, например, верхний материал может быть разделен на верхний материал (обычно называемый коксовым газом), несколько побочных материалов колонны (например, включая нафту и газойль коксования) и нижний материал. В контексте настоящего изобретения нижний материал разделительной колонны иногда также называют газойлем коксования.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения газойль коксования имеет температуру точки дистилляции 10% от 300°C до 400°C, предпочтительно от 350°C до 380°C, и температуру точки дистилляции 90% от 450°C до 500°C, предпочтительно от 460°C до 480°C.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения рабочие условия одной или нескольких разделительных колонн включают в себя: давление в верхней части колонны составляет 0,01-0,8 МПа, температура в верхней части колонны составляет 100-200°C, и температура в нижней части колонны составляет 280-400°C.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения рабочие условия n коксовых колонн, которые одинаковы или отличаются друг от друга, независимо друг от друга, включают в себя: давление в верхней части колонны составляет 0,01-1,0 МПа, температура в верхней части колонны составляет 300-470°C, и температура в нижней части колонны составляет 350-510°C.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения 1-й нагревательный блок использует в качестве транспортируемого материала коксообразующее сырье. С этой целью система коксования также обычно может включать в себя, по меньшей мере, один резервуар для хранения коксообразующего сырья, (иногда также называемый резервуаром для сырья) для обеспечения плавной работы.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, по меньшей мере, один резервуар для хранения коксообразующего сырья сообщается с 1-м нагревательным блоком для транспортировки коксообразующего сырья из, по меньшей мере, одного резервуара для хранения коксообразующего сырья в 1-й нагревательный блок.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, чтобы дополнительно улучшить характеристики игольчатого кокса и сделать процесс коксования в системе коксования более плавным в соответствии с настоящим изобретением, 1-й нагревательный блок использует в качестве транспортируемого материала только коксообразующее сырье и не использует коксоизвлекающее сырье, особенно не использует в качестве транспортируемого материала материал нижней части разделительной колонны или газойль коксования, даже если он является частью транспортируемого материала. Другими словами, по меньшей мере, один резервуар для хранения коксообразующего сырья не сообщается с m-м нагревательным блоком. Используемый здесь термин «сообщение» включает в себя случай прямого сообщения по трубопроводу и непрямого сообщения с другими устройствами, такими как резервуар или фильтр, вставленными между ними.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения в m-м нагревательном блоке в качестве транспортируемого материала используется коксоизвлекающее сырье. Предпочтительно коксоизвлекающее сырье содержит, по меньшей мере, материал из нижней части одной или нескольких разделительных колонн. В настоящем изобретении доля материала нижней части в коксоизвлекающем сырье (обычно называемая коэффициентом подпитки) специально не ограничивается, но может, как правило, составлять от 0 до 80%, предпочтительно от 30 до 70%, более предпочтительно от 50 до 70%.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один резервуар для хранения коксообразующего сырья не сообщается с m-м нагревательным блоком, чтобы дополнительно улучшить характеристики игольчатого кокса и сделать процесс коксования в системе коксования более плавным в соответствии с настоящим изобретением. Используемый здесь термин «сообщение» включает в себя случай прямого сообщения по трубопроводу и непрямого сообщения с другими устройствами, такими как резервуар или фильтр, вставленными между ними. Другими словами, m-й нагревательный блок использует в качестве транспортируемого материала только коксоизвлекающее сырье и не использует в качестве транспортируемого материала коксообразующее сырье.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения i-й нагревательный блок использует в качестве транспортируемого материала, по меньшей мере, один вид сырья, выбранный из коксообразующего сырья и коксоизвлекающего сырья. Для этой цели, в зависимости от типа транспортируемого материала i-го нагревательного блока, по меньшей мере, один резервуар для хранения коксообразующего сырья может сообщаться с i-м нагревательным блоком (когда в качестве транспортируемого материала используется коксообразующее сырье) или может не сообщаться с i-м нагревательным блоком (когда в качестве транспортируемого материала используются другие материалы). Здесь i представляет собой любое целое число больше 1 и меньше m.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения коксообразующее сырье выбрано из, по меньшей мере, одного из следующих видов сырья: сырье на основе угля и сырье на основе нефти, предпочтительно, по меньшей мере, из одного из следующих видов сырья: каменноугольная смола, пек каменноугольной смолы, нефтепродукт тяжелой нефти, этиленовая смола, остаток каталитического крекинга или остаток термического крекинга.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения коэффициент коксообразования коксообразующего сырья (именуемый коэффициент коксообразования А), как правило, составляет от 10 до 80%, предпочтительно от 20 до 70%, более предпочтительно от 30 до 60%.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения содержание серы в коксообразующем сырье, как правило, составляет <0,6 мас.%, предпочтительно <0,5 мас.%. По этой причине коксообразующее сырье обычно подвергается очистке.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения содержание коллоидов и асфальтенов в коксообразующем сырье обычно составляет <10,0 мас.%, предпочтительно <5,0 мас.%, более предпочтительно <2,0 мас.%. Здесь содержание коллоида и асфальтена измеряется в соответствии со стандартом SH/T05094-2010.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения температура точки дистилляции 10% материала нижней части одной или нескольких разделительных колонн составляет от 300°С до 400°С, предпочтительно от 350°С до 380°С, а температура точки дистилляции 90% составляет от 450°С до 500°С, предпочтительно от 460°C до 480°C.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения коксоизвлекающее сырье выбрано из, по меньшей мере, одного из следующих видов сырья: сырье на основе угля и сырье на основе нефти, предпочтительно, по меньшей мере, из одного из следующих видов сырья: газойля коксования, дизеля коксования, этиленовой смолы и подвергнутой термическому крекингу тяжелой нефти. Коксоизвлекающее сырье (особенно газойль коксования) может быть получено из вышеупомянутой разделительной колонны (например, в виде материала нижней части разделительной колонны) или может быть получено из другого источника, такого как коммерчески доступный источник, или произведено любым известным в данной области техники способом и специально не ограничивается.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения коксоизвлекающее сырье содержит, по меньшей мере, материал нижней части одной или нескольких разделительных колонн. В настоящем изобретении доля материала нижней части в коксоизвлекающем сырье (обычно называемая коэффициентом подпитки) специально не ограничивается, но может, как правило, составлять от 0 до 80%, предпочтительно от 30 до 70%, более предпочтительно 50 до 70%.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения коэффициент коксообразования коксового сырья (именуемая коэффициент коксообразования B), как правило, составляет от 1 до 40%, предпочтительно от 1 до 20%, более предпочтительно от 1 до 10%.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения коэффициент коксообразования A > коэффициента коксообразования B.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения содержание серы в коксоизвлекающем сырье, как правило, составляет <1,0 мас.%, предпочтительно <0,6 мас.%.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения массовое отношение общего количества коксоизвлекающего сырья к общему количеству коксообразующего сырья, транспортируемых в h-ю коксовую колонну в течение одного цикла транспортировки материала (именуется «отношение извлечение/образование»), как правило, находится в диапазоне от 0,5 до 4,0, предпочтительно в диапазоне от 1,0 до 2,0. Здесь h представляет собой любое целое число от 1 до n.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения h-ая коксовая колонна имеет цикл загрузки кокса T от 10 до 60 часов, предпочтительно от 24 до 48 часов, при условии, что Te-T0=T.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения циклы загрузки кокса n коксовых колонн, которые идентичны или отличаются друг от друга (предпочтительно идентичны друг другу), каждый независимо составляет от 10 до 60 часов, предпочтительно от 24 до 48 часов.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения в одном цикле транспортировки материала предполагается, что указанный один цикл транспортировки материала равен ТС (в часах), и время транспортировки материала от указанных 1-го до m-го нагревательных блоков до указанной h-ой коксовой колонны составляет от D1 до Dm соответственно (в часах), D1/TC = 10-90% или 30-70%, D2/TC = 10-90% или 30-70%, …, Dm/TC = 10-90% или 30-70%, и TC/2≤D1+D2+…+Dm≤TC, предпочтительно D1+D2+…+Dm=TC.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения D1=D2=…=Dm=TC/m=T/m и D1+D2+…+Dm=TC=T, где T - цикл загрузки кокса в h-ю коксовую колонну.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения при условии, что любые две из n коксовых колонн, которые пронумерованы последовательно (номер 1 и номер n определены как пронумерованные последовательно), являются a-й коксовой колонной и b-й коксовой колонной, соответственно, блок управления сконфигурирован таким образом, чтобы запускать и останавливать транспортировку материала j-го нагревательного блока к a-й коксовой колонне, а затем запускать и останавливать транспортировку материала j-го нагревательного блока к b-й коксовой колонне. Здесь j представляет собой любое целое число от 1 до m. Кроме того, a представляет собой любое целое число от 1 до n, а b представляет собой любое целое число от 1 до n, но a ≠ b. Другими словами, при условии, что любые две из n коксовых колонн, которые пронумерованы последовательно, являются a-й коксовой колонной и b-й коксовой колонной, соответственно, транспортировка материала от j-го нагревательного блока к b-й коксовой колонне запускается (по истечении необходимого времени задержки, в зависимости от обстоятельств) в тот момент, когда завершается транспортировка материала от j-го нагревательного блока к a-й коксовой колонне.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящее изобретение также относится к способу коксования, включающему в себя этап коксования с m нагревательными блоками и n коксовыми колоннами. Альтернативно, способ включает в себя этап коксования с применением системы коксования настоящего изобретения, как описано выше. За исключением того, что конкретно описано ниже, все аспекты или содержание способа коксования, которые не указаны, могут быть непосредственно применены к соответствующему описанию системы коксования и подробно здесь не описываются.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения в способе коксования, по меньшей мере, часть материала верхней части и/или материала головной части (например, материала головной части) каждой из n коксовых колонн транспортируется в одну или несколько разделительных колонн и, по меньшей мере, часть материала нижней части и/или материала дна одной или нескольких разделительных колонн транспортируется в m-й нагревательный блок и, необязательно, в i-й нагревательный блок. Здесь i представляет собой любое целое число больше 1 и меньше m. Термин «по меньшей мере, часть» означает, например, 10 мас.% или более, 20 мас.% или более, 30 мас.% или более, 40 мас.% или более, 50 мас.% или более, 60 мас.% или более, 70 мас.% или более, 80 мас.% или более, 90 мас.% или более или 100 мас.%.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения материал нижней части и/или материал дна одной или нескольких разделительных колонн, даже, по меньшей мере, его часть, не подается в 1-й нагревательный блок для дальнейшего улучшения характеристик игольчатого кокса и для того, чтобы сделать процесс коксования в системе коксования более плавным в соответствии с настоящим изобретением.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения коксовое устройство, используемое в способе коксования, включает в себя три коксовые колонны, два набора нагревательных печей, фракционную колонну и резервуар для хранения коксоизвлекающего сырья, где три коксовые колонны соответственно обозначены как коксовая колонна a коксовая колонна b и коксовая колонна c; два набора нагревательных печей соответственно обозначены как нагревательная печь a и нагревательная печь b, любая коксовая колонна сообщается с двумя наборами нагревательных печей, верхняя часть любой коксовой колонны сообщается с входом в фракционную колонну через трубопровод нижнее выходное отверстие фракционной колонны сообщается с резервуаром для хранения коксоизвлекающего сырья, нагревательная печь b сообщается с резервуаром для хранения коксоизвлекающего сырья и используется для нагрева материала из резервуара для хранения коксоизвлекающего сырья до температуры подачи в коксовую колонну, и нагревательная печь a сообщается с резервуаром для сырья и используется для нагрева свежего сырья до температуры подачи в коксовую колонну;
Конкретный процесс работы выглядит следующим образом:
(1) Коксовое сырье нагревается нагревательной печью a и поступает в коксовую колонну a, образующийся нефтяной газ поступает в фракционную колонну и фракционируется для получения газа, бензина коксования, дизеля коксования и газойля коксования в нижней части колонны, где газойль коксования из нижней части колонны вводится в резервуар для хранения коксоизвлекающего сырья;
(2) Когда продолжительность подачи в коксовую колонну a на этапе (1) составит 30-70% от общего цикла загрузки кокса, подача кокса переключается с коксовой колонны a на коксовую колонну b, в коксовой колонне b повторяется процесс загрузки кокса как в коксовой колонне a на этапе (1), и в коксовую колонну a подают коксоизвлекающее сырье, нагретое через нагревательную печь b, для продолжения загрузки кокса;
(3) Когда продолжительность подачи в коксовую колонну b на этапе (2) составит 30-70% от общего цикла загрузки кокса, подача кокса переключается с коксовой колонны b на коксовую колону c, в коксовой колонне с повторяется процесс загрузки кокса как в коксовой колонне a на этапе (1), подача коксоизвлекающего сырья, которое нагревается до относительно высокой температуры с помощью нагревательной печи b, переключается на коксовую колонну b, в это время коксовая колонна a подвергается продувке паром и операции декоксования и вновь собирается, чтобы находиться в режиме ожидания для следующей загрузки кокса;
(4) Когда продолжительность подачи в коксовую колонну с на этапе (3) составит 30-70% от общего цикла загрузки кокса, подача кокса переключается с коксовой колонны c на коксовую колонну а, в коксовой колонне a повторяется процесс этапа (1), подача коксоизвлекающего сырья, которое нагревается до относительно высокой температуры с помощью нагревательной печи b, переключается на коксовую колонну c, и в это время коксовая колонна b подвергается продувке паром и операции декоксования, и вновь собирается, чтобы находиться в режиме ожидания для следующей загрузки кокса;
(5) Когда продолжительность подачи в коксовую колонну а на этапе (4) составит 30-70% от общего цикла загрузки кокса, подача кокса переключается с коксовой колонны а на коксовую колонну b, в коксовой колонне b повторяется процесс загрузки кокса как в коксовой колонне а на этапе (1), подача коксоизвлекающего сырья, которое нагревается до относительно высокой температуры при помощи нагревательной печи b, переключается на коксовую колонну а, и в это время коксовая колонна c подвергается продувке паром и операции декоксования, и вновь собирается, чтобы находиться в режиме ожидания для следующей загрузки кокса; и
(6) повторение процессов этапа (3), этапа (4) и этапа (5).
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения при условии, что m = 2, n = 3, 3 коксовые колонны соответственно обозначены как коксовая колонна a, коксовая колонна b и коксовая башня c, и 2 нагревательных блока соответственно обозначены как нагревательный блок a и нагревательный блок b материал головной части (нефтяной газ) каждой из 3 коксовых колонн сообщается с одной из разделительных колонн путем транспортировки материала, нагревательный блок a транспортирует и нагревает коксообразующее сырье, а нагревательный блок b транспортирует и нагревает коксоизвлекающее сырье,
способ коксования включает в себя, по меньшей мере, следующие этапы:
(1) подача коксообразующего сырья в коксовую колонну a и подачу нефтяного газа, генерируемого коксовой колонной a, в разделительную колонну для отделения, по меньшей мере, газойля коксования;
(2) Когда продолжительность подачи в коксовую колонну a достигает 30-70% (предпочтительно около 50%) цикла загрузки кокса T коксовой колонны a, подача коксообразующего сырья в коксовую колонну a прекращается и одновременно начинается подача коксообразующего сырья в коксовую колонну b и начинается подача коксоизвлекающего сырья в коксовую колонну a и подача нефтяного газа, генерируемого коксовой колонной b, в разделительную колонну для отделения, по меньшей мере, газойля коксования;
(3) Когда продолжительность подачи в коксовую колонну b достигает 30-70% (предпочтительно около 50%) цикла загрузки кокса T коксовой колонны b, подача коксообразующего сырья в коксовую колонну b прекращается и одновременно начинается подача коксообразующего сырья в коксовую колонну с, начинается подача коксоизвлекающего сырья в коксовую колонну b и прекращается подача коксоизвлекающего сырья в коксовую колонну a и подача нефтяного газа, генерируемого коксовой колонной c, в разделительную колонну для отделения, по меньшей мере, газойля коксования;
(4) Выполнение операций по продувке паром и декоксованию коксовой колонны a;
(5) Когда продолжительность подачи в коксовую колонну c достигает 30-70% (предпочтительно около 50%) цикла загрузки кокса Т коксовой колонны c, подача коксообразующего сырья в коксовую колонну с прекращается и одновременно начинается подача коксообразующего сырья в коксовую колонну a, начинается подача коксоизвлекающего сырья в коксовую колонну c и прекращается подача коксоизвлекающего сырья в коксовую колонну b и подача нефтяного газа, генерируемого коксовой колонной a, в разделительную колонну для отделения, по меньшей мере, газойля коксования;
(6) Выполнение операций по продувке паром и декоксованию коксовой колонны b;
(7) Когда продолжительность подачи в коксовую колонну a достигает 30-70% (предпочтительно около 50%) цикла загрузки кокса T коксовой колонны a, подача коксообразующего сырья в коксовую колонну a прекращается и одновременно начинается подача коксообразующего сырья в коксовую колонну b, начинается подача коксоизвлекающего сырья в коксовую колонну а и прекращается подача коксоизвлекающего сырья в коксовую колонну c и подача нефтяного газа, генерируемого коксовой колонной b, в разделительную колонну для отделения, по меньшей мере, газойля коксования;
(8) Выполнение операций по продувке паром и декоксованию коксовой колонны c; и
(9) Повторение этапов (3)-(8).
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, по меньшей мере, один материал, выбранный из группы, состоящей из коксообразующего сырья и коксоизвлекающего сырья, фильтруют перед поступлением в соответствующий нагревательный блок и/или поступлением в соответствующую коксовую колонну. Посредством этой фильтрации концентрация мелких частиц кокса в материале обычно регулируется на уровне от 0 до 200 мг/л, предпочтительно от 0 до 100 мг/л, более предпочтительно от 0 до 50 мг/л. Здесь, в качестве способа фильтрации, например, могут быть упомянуты тонкая фильтрация, центробежная сепарация, флокуляционное разделение и тому подобное, и тонкая фильтрация является предпочтительной. Эти способы фильтрации могут использоваться отдельно или в комбинации двух или более в произвольном соотношении. Что касается указанного материала, то предпочтительно он представляет собой указанное коксоизвлекающего сырья, более предпочтительно материал дна указанной одной или нескольких разделительных колонн или газойль коксования. Предпочтительно, указанный материал подвергается указанной фильтрации перед поступлением в соответствующий нагревательный блок, более предпочтительно, указанный материал (в частности, указанный газойль коксования) подвергается указанной фильтрации перед поступлением в m-й нагревательный блок, и/или указанный материал (в частности, указанный коксовый газойль коксования) подвергается указанной фильтрации перед поступлением в i-й нагревательный блок. Здесь i представляет собой любое целое число больше 1 и меньше m.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения система коксования дополнительно может включать в себя, по меньшей мере, одно фильтрующее устройство, предусмотренное на входе и/или выходе, по меньшей мере, одного из нагревательных блоков. Предпочтительно, по меньшей мере, одно фильтрующее устройство предусмотрено на входе и/или выходе m-го нагревательного блока. Необязательно, по меньшей мере, одно фильтрующее устройство предусмотрено на входе и/или выходе i-го нагревательного блока. Здесь i представляет собой любое целое число больше 1 и меньше m. Фильтрующее устройство настоящего изобретения специально не ограничивается, и любое фильтрующее устройство, обычно используемое в данной области техники, может использоваться при условии, что может быть достигнута желаемая цель фильтрации, и конкретные примеры такого устройства включают в себя устройство для тонкой фильтрации, устройство для центробежной сепарации, и устройство для флокуляционного разделения. Вход называется входом для транспортируемого материала, а выход называется выходом транспортируемого материала.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения система коксования включает в себя, по меньшей мере, три коксовые колонны и два нагревательных блока; любая коксовая колонна сообщается, по меньшей мере, с двумя нагревательными блоками, указанные два нагревательных блока используются для нагрева сырья 1 и сырья 2, соответственно, до температуры подачи, и указанная любая коксовая колонна сообщается с фракционной колонной. Здесь сырье 1 обычно представляет собой свежее сырье для коксования, а сырье 2 обычно представляет собой коксоизвлекающее сырье (в частности, газойль коксования).
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения система коксования включает в себя три коксовые колонны, два набора нагревательных печей, фракционную колонну и резервуар для хранения коксоизвлекающего сырья, где три коксовые колонны соответственно обозначены как коксовая колонна a, коксовая колонна b и коксовая колонна c; два набора нагревательных печей соответственно обозначены как нагревательная печь a и нагревательная печь b, любая коксовая колонна сообщается с двумя наборами нагревательных печей, верхняя часть любой коксовой колонны сообщается с входом в фракционную колонну через трубопровод, нижнее выходное отверстие фракционной колонны сообщается с резервуаром для хранения коксоизвлекающего сырья, резервуар для хранения коксоизвлекающего сырья сообщается с нагревательной печью b и нагревает материал из резервуара для хранения коксоизвлекающего сырья до температуры подачи в коксовую колонну, и нагревательная печь a сообщается с резервуаром для сырья и нагревают сырье для коксования до температуры подачи в коксовую колонну.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения система коксования включает в себя три коксовые колонны и две нагревательные печи, три коксовые колонны соответственно обозначены как коксовая колонна a, коксовая колонна b и коксовая колонна c, две нагревательные печи соответственно обозначены как нагревательная печь 1 и нагревательная печь 2, любая одна коксовая колонна сообщается, по меньшей мере, с двумя нагревательными печами, две нагревательные печи соответственно используются для нагрева сырья 1 и сырья 2 до температуры подачи, и любая одна коксовая колонна сообщается с фракционной колонной. Здесь сырье 1 обычно представляет собой свежее сырье, а сырье 2 обычно представляет собой коксоизвлекающее сырье (в частности, газойль коксования).
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения конкретная работа системы коксования выглядит следующим образом:
(1) Сырье 1 нагревается нагревательной печью 1 и затем нагретое сырье поступает в коксовую колонну a, образующийся нефтяной газ поступает в фракционную колонну и фракционируется для получения газа, бензина коксования, дизеля коксования и газойля коксования в нижней части колонны;
(2) Когда продолжительность подачи в коксовую колонну a на этапе (1) составит 30-70% от общего цикла загрузки кокса, подача сырья 1, нагретого нагревательной печью 1, переключается на коксовую колонну b, в коксовой колонне b повторяется процесс загрузки кокса как в коксовой колонне a на этапе (1), и в коксовую колонну a подают коксоизвлекающее сырье, нагретое через нагревательную печь b, для продолжения загрузки кокса;
(3) Когда продолжительность подачи в коксовую колонну b на этапе (2) составит 30-70% от общего цикла загрузки кокса, подача сырья 1, нагретого нагревательной печью 1, переключается на коксовую колону c, в коксовой колонне с повторяется процесс загрузки кокса как в коксовой колонне a на этапе (1), подача сырья 2, нагретого нагревательной печью b, переключается на коксовую колону b, в это время коксовая колонна a подвергается продувке паром и операции декоксования и вновь собирается, чтобы находиться в режиме ожидания для следующей загрузки кокса;
(4) Когда продолжительность подачи в коксовую колонну с на этапе (3) составит 30-70% от общего цикла загрузки кокса, подача сырья 1, нагретого нагревательной печью 1, переключается на коксовую колонну а, в коксовой колонне a повторяется процесс этапа (1), подача сырья 2, нагретого нагревательной печью b, переключается на коксовую колону c, и в это время коксовая колонна b подвергается продувке паром и операции декоксования, и вновь собирается, чтобы находиться в режиме ожидания для следующей загрузки кокса;
(5) Когда продолжительность подачи в коксовую колонну а на этапе (4) составит 30-70% от общего цикла загрузки кокса, подача сырья 1, нагретого нагревательной печью 1, переключается с коксовой колонны а на коксовую колонну b, в коксовой колонне b повторяется процесс загрузки кокса как в коксовой колонне а на этапе (1), подача сырья 2, нагретого нагревательной печью b, переключается на коксовую колону a, и в это время коксовая колонна c подвергается продувке паром и операции декоксования, и вновь собирается, чтобы находиться в режиме ожидания для следующей загрузки кокса; и
(6) повторение процессов этапа (3), этапа (4) и этапа (5).
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения в системе коксования коксовая колонна имеет цикл загрузки кокса 24-48 ч, где цикл загрузки кокса представляет собой общее время загрузки коксообразующего сырья и коксоизвлекающего сырья (например, газойля коксования) в одну коксовую колонну.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения в системе коксования, когда продолжительность подачи коксообразующего сырья составляет 30-70% цикла загрузки кокса, подача кокса в коксовую колонну переключается на другую коксовую колонну.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения в системе коксования температура на выходе нагревательной печи составляет от 400°С до 460°С, предпочтительно от 420°С до 450°С, в то время как скорость газового потока внутри колонны в коксовой колонне регулируется в диапазоне от 0,05 до 0,25 м/с, предпочтительно от 0,05 до 0,10 м/с.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения в системе коксования скорость нагрева нагревательной печи a составляет от 1 до 30°С/час, предпочтительно от 1 до 10°С/час.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения в системе коксования температура на выходе нагревательной печи b находится в диапазоне от 460°C до 530°C, предпочтительно от 460°C до 500°C, в то время как скорость газового потока внутри колонны в коксовой колонне регулируется в диапазоне от 0,10 до 0,30 м/с, предпочтительно от 0,15 до 0,20 м/с.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения в системе коксования скорость нагрева нагревательной печи b составляет от 30 до 150°C/час, предпочтительно от 50 до 100°C/час.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения система коксования, используемая в способе коксования, включает в себя три коксовые колонны, два набора нагревательных печей, фракционную колонну и резервуар для хранения коксоизвлекающего сырья, где три коксовые колонны соответственно обозначены как коксовая колонна a коксовая колонна b и коксовая колонна c; два набора нагревательных печей соответственно обозначены как нагревательная печь a и нагревательная печь b, любая коксовая колонна сообщается с двумя наборами нагревательных печей, верхняя часть любой коксовой колонны сообщается с входом в фракционную колонну через трубопровод нижнее выходное отверстие фракционной колонны сообщается с резервуаром для хранения коксоизвлекающего сырья, нагревательная печь b сообщается с резервуаром для хранения коксоизвлекающего сырья и используется для нагрева материала из резервуара для хранения коксоизвлекающего сырья до температуры подачи в коксовую колонну, и нагревательная печь a сообщается с резервуаром для сырья и используется для нагрева свежего сырья до температуры подачи в коксовую колонну.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения конкретная рабочая процедура способа коксования выглядит следующим образом:
(1) Коксообразующее сырье нагревается нагревательной печью a и поступает в коксовую колонну a, образующийся нефтяной газ поступает в фракционную колонну и фракционируется для получения газа, бензина коксования, дизеля коксования и газойля коксования в нижней части колонны, где газойль коксования из нижней части колонны вводится в резервуар для хранения коксоизвлекающего сырья;
(2) Когда продолжительность подачи в коксовую колонну a на этапе (1) составит 30-70% от общего цикла загрузки кокса, подача кокса переключается с коксовой колонны a на коксовую колонну b, в коксовой колонне b повторяется процесс загрузки кокса как в коксовой колонне a на этапе (1), и в коксовую колонну a подают коксоизвлекающее сырье, нагретое через нагревательную печь b, для продолжения загрузки кокса;
(3) Когда продолжительность подачи в коксовую колонну b на этапе (2) составит 30-70% от общего цикла загрузки кокса, подача кокса переключается с коксовой колонны b на коксовую колону c, в коксовой колонне с повторяется процесс загрузки кокса как в коксовой колонне a на этапе (1), подача коксоизвлекающего сырья, которое нагревается до относительно высокой температуры с помощью нагревательной печи b, переключается на коксовую колонну b, в это время коксовая колонна a подвергается продувке паром и операции декоксования и вновь собирается, чтобы находиться в режиме ожидания для следующей загрузки кокса;
(4) Когда продолжительность подачи в коксовую колонну с на этапе (3) составит 30-70% от общего цикла загрузки кокса, подача кокса переключается с коксовой колонны c на коксовую колонну а, в коксовой колонне a повторяется процесс этапа (1), подача коксоизвлекающего сырья, которое нагревается до относительно высокой температуры с помощью нагревательной печи b, переключается на коксовую колонну c, и в это время коксовая колонна b подвергается продувке паром и операции декоксования, и вновь собирается, чтобы находиться в режиме ожидания для следующей загрузки кокса;
(5) Когда продолжительность подачи в коксовую колонну а на этапе (4) составит 30-70% от общего цикла загрузки кокса, подача кокса переключается с коксовой колонны а на коксовую колонну b, в коксовой колонне b повторяется процесс загрузки кокса как в коксовой колонне а на этапе (1), подача коксоизвлекающего сырья, которое нагревается до относительно высокой температуры при помощи нагревательной печи b, переключается на коксовую колонну а, и в это время коксовая колонна c подвергается продувке паром и операции декоксования, и вновь собирается, чтобы находиться в режиме ожидания для следующей загрузки кокса; и
(6) Повторение процессов этапа (3), этапа (4) и этапа (5).
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения в способе коксования коксовая колонна имеет цикл загрузки кокса 24-48 ч, где цикл загрузки кокса представляет собой общее время загрузки коксообразующего сырья и коксоизвлекающего сырья (например, газойля коксования) в одну коксовую колонну.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения в системе коксования, когда продолжительность подачи коксообразующего сырья составляет 30-70% цикла загрузки кокса, подача кокса в коксовую колонну переключается на другую коксовую колонну.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, в способе коксования температура на выходе нагревательной печи составляет от 400°С до 460°С, предпочтительно от 420°С до 450°С, в то время как скорость газового потока внутри колонны в коксовой колонне регулируется в диапазоне от 0,05 до 0,25 м/с, предпочтительно от 0,05 до 0,10 м/с.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения в способе коксования скорость нагрева нагревательной печи a составляет от 1 до 30°С/час, предпочтительно от 1 до 10°С/час.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения в способе коксования температура на выходе нагревательной печи b находится в диапазоне от 460°C до 530°C, предпочтительно от 460°C до 500°C, в то время как скорость газового потока внутри колонны в коксовой колонне регулируется в диапазоне от 0,10 до 0,30 м/с, предпочтительно от 0,15 до 0,20 м/с.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения в способе коксования скорость нагрева нагревательной печи b составляет от 30 до 150°C/час, предпочтительно от 50 до 100°C/час.
Далее настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, но настоящее изобретение не ограничивается ими.
Как показано на фиг. 1:
(1) Исходное сырье 1 сначала подается в качестве коксообразующего сырья через нагревательную печь 2 в коксовую колонну 4а. Нефтяной газ, генерируемый коксовой башней 4а, подается в разделительную башню 6 по трубопроводу 5 и разделяется для получения газа 7, бензина 8 и дизеля 9, которые выводятся из разделительной колонны для дальнейшей обработки, и газойля коксования, который выводится из разделительной колонны со дна колонны.
(2) Когда продолжительность подачи в коксовую колонну 4а составит 30-70% цикла загрузки кокса Т коксовой колонны 4а, подача коксообразующего сырья в коксовую колонну 4а прекращается, одновременно начинается подача коксообразующего сырья в коксовую колонну 4b, и начинается подача дополнительного коксоизвлекающего сырья в резервуар 12 для хранения коксоизвлекающего сырья через фильтрующее устройство 16 по трубопроводу 13 и через нагревательную печь 14 (где сырье нагревается) к коксовой колонне 4а. Нефтяной газ, генерируемый коксовыми колоннами 4a и 4b, подается в разделительную колонну 6 и разделяется для получения газа 7, бензина 8 и дизеля 9, которые выводятся из разделительной колонны для дальнейшей обработки, и газойля коксования в нижней части колонны, часть которого подается в резервуар 12 для хранения коксоизвлекающего сырья по трубопроводу 10, а другая часть повторно возвращается в процесс по трубопроводу 11 и смешивается с дополнительным коксоизвлекающим сырьем из трубопровода 13 для возврата в коксовую колонну 4а.
(3) Когда продолжительность подачи в коксовую колонну 4b составит 30-70% цикла загрузки кокса Т коксовой колонны 4b, подача коксообразующего сырья в коксовую колонну 4b прекращается, одновременно начинается подача коксообразующего сырья в коксовую колонну 4c, начинается подача коксоизвлекающего сырья в коксовую колонну 4b и прекращается подача коксоизвлекающего сырья в коксовую колонну 4а. Нефтяной газ, генерируемый коксовыми колоннами 4b и 4c, подается в разделительную колонну 6 и разделяется для получения газа 7, бензина 8 и дизеля 9, которые выводятся из разделительной колонны для дальнейшей обработки, и газойля коксования в нижней части колонны, часть которого подается в резервуар 12 для хранения коксоизвлекающего сырья по трубопроводу 10, а другая часть повторно возвращается в процесс по трубопроводу 11 и смешивается с дополнительным коксоизвлекающим сырьем из трубопровода 13 для возврата в коксовую колонну 4b.
(4) Выполнение продувки паром и операции декоксования коксовой колонны 4а для перевода в режим ожидания;
(5) Когда продолжительность подачи в коксовую колонну 4c составит 30-70% цикла загрузки кокса Т коксовой колонны 4c, подача коксообразующего сырья в коксовую колонну 4c прекращается, одновременно начинается подача коксообразующего сырья в коксовую колонну 4a, начинается подача коксоизвлекающего сырья в коксовую колонну 4c и прекращается подача коксоизвлекающего сырья в коксовую колонну 4b. Нефтяной газ, генерируемый коксовыми колоннами 4a и 4c, подается в разделительную колонну 6 и разделяется для получения газа 7, бензина 8 и дизеля 9, которые выводятся из разделительной колонны для дальнейшей обработки, и газойля коксования в нижней части колонны, часть которого подается в резервуар 12 для хранения коксоизвлекающего сырья по трубопроводу 10, а другая часть повторно возвращается в процесс по трубопроводу 11 и смешивается с дополнительным коксоизвлекающим сырьем из трубопровода 13 для возврата в коксовую колонну 4c.
(6) Выполнение продувки паром и операции декоксования коксовой колонны 4b для перевода в режим ожидания;
(7) Когда продолжительность подачи в коксовую колонну 4a составит 30-70% цикла загрузки кокса Т коксовой колонны 4a, подача коксообразующего сырья в коксовую колонну 4a прекращается, одновременно начинается подача коксообразующего сырья в коксовую колонну 4b, начинается подача коксоизвлекающего сырья в коксовую колонну 4a и прекращается подача коксоизвлекающего сырья в коксовую колонну 4c. Нефтяной газ, генерируемый коксовыми колоннами 4a и 4b, подается в разделительную колонну 6 и разделяется для получения газа 7, бензина 8 и дизеля 9, которые выводятся из разделительной колонны для дальнейшей обработки, и газойля коксования в нижней части колонны, часть которого подается в резервуар 12 для хранения коксоизвлекающего сырья по трубопроводу 10, а другая часть повторно возвращается в процесс по трубопроводу 11 и смешивается с дополнительным коксоизвлекающим сырьем из трубопровода 13 для возврата в коксовую колонну 4a;
(8) Выполнение продувки паром и операции декоксования коксовой колонны 4c для перевода в режим ожидания; и
(9) Повторение этапов (3) - (8).
Как показано на фиг. 2, свежее сырье для игольчатого кокса 17 нагревается нагревательной печью 18 и затем поступает в коксовую колонну 20 по трубопроводу 19, образующийся нефтяной газ поступает в фракционную колонну 22 по трубопроводу 21 и разделяется для получения газ коксования, нафты, дизеля коксования и газойля коксования соответственно, которые выводятся из фракционной колонны для дальнейшей обработки по трубопроводам 23, 24, 25 и 26. Повторно используемый газойль коксования поступает в коксовую колонну 20 по трубопроводу 27 и продукт игольчатого кокса выводится из коксовой колонны со дна колонны для дальнейшей обработки. Коксовые колонны 20a и 20b работают с прерывистым переключением, а именно, когда количество подачи коксовой колонны достигает максимального безопасного количества загрузки кокса, подача переключается на другую коксовую колонну для продолжения подачи а первая колонна подвергается продувке паром и операции декоксования, чтобы находиться в режиме ожидания.
Примеры
Далее настоящее изобретение более подробно будет описано путем приведения примеров и сравнительных примеров, но настоящее изобретение не ограничивается следующими примерами.
В контексте настоящего изобретения, в том числе в примерах и сравнительных примерах, коэффициент теплового расширения определяли в соответствии с международным стандартом GB/T3074.4 «Определение коэффициента теплового расширения (КТР) для графитовых электродов», летучесть определяли в соответствии с нефтехимическим стандартом SH/T0313 «Метод испытания нефтяного кокса», истинную плотность определяли в соответствии с международным стандартом GB/T6155 «Определение истинной плотности углеродного материала», удельное сопротивление определяли в соответствии со стандартом GB24525-2009 «Определение удельного сопротивления углеродного материала», а обтекаемость текстуры по внешнему виду игольчатого кокса непосредственно оценивали невооруженным глазом.
Пример 1
В качестве сырья для коксования использовали остаток каталитического крекинга с нефтеперерабатывающего завода. Конкретные аналитические свойства остатка каталитического крекинга приведены в Таблице 1. Давление в верхней части коксовой колонны составляло 0,5 МПа, а цикл производства кокса в процессе коксования составлял 32 часа. Был реализован способ переключения с тремя колоннами настоящего изобретения. На этапе (1) температура на выходе нагревательной печи 1 составляла 420-440°С, где выполнялась процедура повышения температуры и поддержание температуры, скорость нагрева составляла 5°С/ч, а время поддержания температуры составляло 12 ч, и скорость газового потока в коксовой колонне поддерживалась равной 0,05-0,08 м/с. На этапе (2) температура на выходе нагревательной печи 2 составляла 460-490°C, где выполнялась процедура повышения температуры и поддержание температуры, скорость нагрева составляла 10°C/ч, а время поддержания температуры составляло 13 часов, и скорость газового потока в коксовой колонне поддерживалась равной 0,13-0,18 м/с. На этапах (1)-(5) газойль коксования имел температуру точки дистилляции 10% 350°C и температуру точки дистилляции 90% 460°C. В процессе загрузки кокса коксоизвлекающим сырьем в коксовую колонну отношение извлечение/образование (отношения коксоизвлекающего сырья к коксообразующему сырью) поддерживали на уровне 1,0. Концентрация мелких частиц кокса в коксоизвлекающем сырье регулировали на уровне не более 20 мг/л. Свойства различных партий игольчатого кокса, полученных с помощью способа с тремя колоннами, приведены в Таблице 2.
В частности, в качестве коксообразующего материала для производства игольчатого кокса использовали остаток каталитического крекинга с нефтеперерабатывающего завода, конкретные аналитические свойства остатка каталитического крекинга приведены в Таблице 1, и его коэффициент коксообразования A составлял 40%. В качестве дополнительного коксоизвлекающего сырья использовали газойль коксования (временно хранящийся в резервуаре 12 для хранения коксоизвлекающего сырья) из разделительной колонны 6, которая имела температуру точки дистилляции 10% 350°C и температуру точки дистилляции 90% 460°C, и его коэффициент коксообразования B составлял 10%. Цикл загрузки кокса T коксовой колонны составлял 32 часа. Конкретные операции были следующими:
(1) Исходное сырье 1 нагревали в нагревательной печи 2 и подавали в коксовую колонну 4а в качестве коксообразующего сырья. Температура на выходе из нагревательной печи 2 контролировалась в режиме переменной температуры и постоянной температуры. Диапазон переменной температуры составлял 420-440°C со скоростью нагрева 5°C/ч. Давление в верхней части коксовой колонны 4а составляло 0,5 МПа. Нефтяной газ, генерируемый коксовой башней 4а, подавался в разделительную колонну 6 по трубопроводу 5. Давление в верхней части разделительной колонны 6 составляло 0,5 МПа, температура в верхней части колонны составляла 150°C, а температура в нижней части колонны составляла 350°C. Нефтяной газ разделяли для получения газа 7, бензина 8 и дизеля 9, которые выводили из разделительной колонны для дальнейшей обработки, и газойля коксования, который выводили из разделительной колонны со дна колонны.
(2) Когда продолжительность подачи в коксовую колонну 4а достигала 50% цикла загрузки кокса Т коксовой колонны 4а, подача коксообразующего сырья в коксовую колонну 4а прекращалась, одновременно начиналась подача коксообразующего сырья в коксовую колонну 4b, и дополнительное коксоизвлекающее сырье из резервуара для хранения коксоизвлекающего сырья 12 подавалось через фильтрующее устройство 16 по трубопроводу 13 (где концентрация мелких частиц кокса в коксоизвлекающем сырье поддерживали на уровне не более 20 мг/л) и нагревательную печь 14 (где сырье нагревалось) в коксовую колонну 4а. Температура на выходе нагревательной печи 14 составляла 460-490°C, где выполнялась процедура повышения температуры и поддержания температуры, а скорость нагрева составляла 10°C/ч. Давление в верхней части коксовых колонн 4а и 4b поддерживалось на уровне 0,5 МПа. Нефтяной газ, генерируемый коксовыми колоннами 4a и 4b, подавали в разделительную колонну 6, где давление в верхней части разделительной колонны 6 составляло 0,5 МПа, температура в верхней части колонны составляла 150°C, а температура в нижней части колонны составляла 350°C, и разделяли для получения газа 7, бензина 8 и дизеля 9, которые выводили из разделительной колонны для дальнейшей обработки, и газойля коксования в нижней части колонны. В зависимости от ситуации, часть газойля коксования по трубопроводу 10 подавали в резервуар для хранения коксоизвлекающего сырья 12, а другую часть повторно возвращали в процесс по трубопроводу 11 и смешивали с дополнительным коксоизвлекающим сырьем из трубопровода 13 для возврата в коксовую колонну 4а. Отношение извлечение/образование (отношение коксоизвлекающего сырья к коксообразующему сырью) поддерживали на уровне 1,0.
(3) Когда продолжительность подачи в коксовую колонну 4b достигала 50% цикла загрузки кокса Т коксовой колонны 4b, подача коксообразующего сырья в коксовую колонну 4b прекращалась, одновременно начиналась подача коксообразующего сырья в коксовую колонну 4c. Температура на выходе из нагревательной печи 2 контролировалась в режиме переменной температуры и постоянной температуры. Диапазон переменной температуры составлял 420-440°C со скоростью нагрева 5°C/ч. Начиналась подача коксоизвлекающего сырья в коксовую колонну 4b, и прекращалась подача коксоизвлекающего сырья в коксовую колонну 4а. Температура на выходе нагревательной печи 14 составляла 460-490°C, где выполнялась процедура повышения температуры и поддержания температуры, а скорость нагрева составляла 10°C/ч. Давление в верхней части коксовых колонн 4b и 4c поддерживалось на уровне 0,5 МПа. Нефтяной газ, генерируемый коксовыми колоннами 4b и 4c, подавали в разделительную колонну 6, где давление в верхней части разделительной колонны 6 составляло 0,5 МПа, температура в верхней части колонны составляла 150°C, а температура в нижней части колонны составляла 350°C, и разделяли для получения газа 7, бензина 8 и дизеля 9, которые выводили из разделительной колонны для дальнейшей обработки, и газойля коксования в нижней части колонны. В зависимости от ситуации, часть газойля коксования по трубопроводу 10 подавали в резервуар для хранения коксоизвлекающего сырья 12, а другую часть повторно возвращали в процесс по трубопроводу 11 и смешивали с дополнительным коксоизвлекающим сырьем из трубопровода 13 для возврата в коксовую колонну 4b. Отношение извлечение/образование (отношение коксоизвлекающего сырья к коксообразующему сырью) поддерживали на уровне 1,0.
(4) Выполнение продувки паром и операции декоксования коксовой колонны 4a для перевода в режим ожидания;
(5) Когда продолжительность подачи в коксовую колонну 4c достигала 50% цикла загрузки кокса Т коксовой колонны 4c, подача коксообразующего сырья в коксовую колонну 4c прекращалась, одновременно начиналась подача коксообразующего сырья в коксовую колонну 4a, начиналась подача коксоизвлекающего сырья в коксовую колонну 4с, и прекращалась подача коксоизвлекающего сырья в коксовую колонну 4b. Температура на выходе из нагревательной печи 2 контролировалась в режиме переменной температуры и постоянной температуры. Диапазон переменной температуры составлял 420-440°C со скоростью нагрева 5°C/ч. Температура на выходе нагревательной печи 14 составляла 460-490°C, где выполнялась процедура повышения температуры и поддержания температуры, а скорость нагрева составляла 10°C/ч. Давление в верхней части коксовых колонн 4a и 4c поддерживалось на уровне 0,5 МПа. Нефтяной газ, генерируемый коксовыми колоннами 4a и 4c, подавали в разделительную колонну 6, где давление в верхней части разделительной колонны 6 составляло 0,5 МПа, температура в верхней части колонны составляла 150°C, а температура в нижней части колонны составляла 350°C, и разделяли для получения газа 7, бензина 8 и дизеля 9, которые выводили из разделительной колонны для дальнейшей обработки, и газойля коксования в нижней части колонны. В зависимости от ситуации, часть газойля коксования по трубопроводу 10 подавали в резервуар для хранения коксоизвлекающего сырья 12, а другую часть повторно возвращали в процесс по трубопроводу 11 и смешивали с дополнительным коксоизвлекающим сырьем из трубопровода 13 для возврата в коксовую колонну 4c. Отношение извлечение/образование (отношение коксоизвлекающего сырья к коксообразующему сырью) поддерживали на уровне 1,0.
(6) Выполнение продувки паром и операции декоксования коксовой колонны 4b для перевода в режим ожидания.
(7) Когда продолжительность подачи в коксовую колонну 4a достигала 50% цикла загрузки кокса Т коксовой колонны 4a, подача коксообразующего сырья в коксовую колонну 4a прекращалась, одновременно начиналась подача коксообразующего сырья в коксовую колонну 4b, начиналась подача коксоизвлекающего сырья в коксовую колонну 4a, и прекращалась подача коксоизвлекающего сырья в коксовую колонну 4c. Температура на выходе из нагревательной печи 2 контролировалась в режиме переменной температуры и постоянной температуры. Диапазон переменной температуры составлял 420-440°C со скоростью нагрева 5°C/ч. Температура на выходе нагревательной печи 14 составляла 460-490°C, где выполнялась процедура повышения температуры и поддержания температуры, а скорость нагрева составляла 10°C/ч. Давление в верхней части коксовых колонн 4a и 4b поддерживалось на уровне 0,5 МПа. Нефтяной газ, генерируемый коксовыми колоннами 4a и 4b, подавали в разделительную колонну 6, где давление в верхней части разделительной колонны 6 составляло 0,5 МПа, температура в верхней части колонны составляла 150°C, а температура в нижней части колонны составляла 350°C, и разделяли для получения газа 7, бензина 8 и дизеля 9, которые выводили из разделительной колонны для дальнейшей обработки, и газойля коксования в нижней части колонны. В зависимости от ситуации, часть газойля коксования по трубопроводу 10 подавали в резервуар для хранения коксоизвлекающего сырья 12, а другую часть повторно возвращали в процесс по трубопроводу 11 и смешивали с дополнительным коксоизвлекающим сырьем из трубопровода 13 для возврата в коксовую колонну 4a.
(8) Выполнение продувки паром и операции декоксования коксовой колонны 4c для перевода в режим ожидания; и
(9) Повторение этапов (3) - (8) и начало стабильного производства игольчатого кокса.
Свойства различных партий игольчатого кокса, полученных с помощью способа с тремя колоннами, приведены в Таблице 2.
Сравнительный пример 1
Использовали такое же коксообразующее сырье, как в Примере 1. Цикл загрузки кокса Т составлял 32 часа. Выполняли обычную операцию переключения между двумя колоннами, показанную на Фигуре 2. Свежее сырье для игольчатого кокса 17 нагревали нагревательной печью 18 и затем подавали в коксовую колонну 20 по трубопроводу 19. Температура на выходе нагревательной печи 18 контролировалась в режиме переменной температуры и постоянной температуры. Диапазон переменной температуры составлял 420-440°C со скоростью нагрева 5°C/ч. Давление в верхней части коксовой колонны 20 составляло 0,5 МПа.
Полученный нефтяной газ подавали по трубопроводу 21 в фракционную колонну 22, где давление в верхней части фракционной колонны 22 составляло 0,5 МПа, температура в верхней части колонны составляла 150°C, а температура в нижней части колонны составляла 350°C, и разделяли для получения газ коксования, нафты, дизеля коксования и газойля коксования соответственно, которые выводили из фракционной колонны для дальнейшей обработки по трубопроводам 23, 24, 25 и 26. Повторно используемый газойль коксования подавали по трубопроводу 27 в коксовую колонну 20. Отношение извлечение/образование (отношение коксоизвлекающего сырья к коксообразующему сырью) составляло 1,0. Когда продолжительность подачи в коксовую колонну достигла 50% цикла загрузки кокса T коксовой колонны, температуру на выходе нагревательной печи 18 увеличили до 500°C при скорости повышения температуры 5°C/ч от начальной температуры 440°C. Когда продолжительность подачи в коксовую колонну достигла 100% цикла загрузки кокса T коксовой колонны, подачу переключали на другую коксовую колонну, чтобы начать загрузку кокса. Затем повторяли вышеописанный процесс. Продукт игольчатого кокса выгружали из нижней части коксовой колонны. Свойства различных партий полученного игольчатого кокса приведены в Таблице 2.
Таблица 1 Свойства сырья
Анализируемые показатели
Остаток каталитического крекинга
Плотность г/см<sup>3</sup>
1,0758
Зольность %
0,01
C %(мас)
90,08
H %(мас)
7,69
S %(мас)
0,21
N м.д.
1800
SARA-анализ %(мас)
Насыщенные углеводороды
17,67
Ароматические соединения
75,96
Смолы
6,34
Асфальтены
0,04
Срдержание металлов, м.д.
Ni
3,39
V
2,96
Таблица 2 Свойства игольчатого кокса, полученного в Примере 1 и Сравнительном примере 1
Анализируемый показатель
Пример 1
Сравнительный пример 1
Партия 1
Партия 2
Партия 3
Партия 1
Партия 2
Партия 3
Коэффициент теплового расширения, 10<sup>-6</sup>/°C
1,0
1,1
1,0
1,2
1,6
1,9
Летучесть, мас.%
8,5
8,2
8,5
9,8
9,5
8,8
Удельное сопротивление, мкΩ⋅м
7,8
7,0
7,6
8,0
10,5
14,5
Истинная плотность, г/см<sup>3</sup>
2,12
2,12
2,12
2,10
2,12
2,09
Обтекаемость текстуры по внешнему виду
Очевидна
Очевидна
Очевидна
Очевидна
Не очевидна
Не очевидна
Пример 2
Для получения игольчатого кокса использовали тот же аппарат и коксообразующее сырье, что и в Примере 1. Дополнительное коксоизвлекающего сырье представляло собой газойль коксования (временно хранящийся в резервуаре 12 для хранения коксоизвлекающего сырья) из разделительной колонны 6, имеющей температуру точки дистилляции 10%, равную 330°C, и температуру точки дистилляции 90%, равную 480°C, и его коэффициент коксообразования B составлял 20%. Цикл загрузки кокса T коксовой колонны составлял 40 часов. Давление в верхней части коксовой колонны составляло 0,8 МПа. Температура на выходе нагревательной печи 2 составляла 400-460°C, где выполнялась процедура повышения температуры и поддержание температуры, скорость нагрева составляла 4°C/ч. В процессе загрузки кокса от нагревательной печи 2 до коксовой колонны скорость газового потока в коксовой колонне поддерживалась в диапазоне 0,07-0,10 м/с. Температура на выходе нагревательной печи 14 составляла 470-510°C, а скорость нагрева составляла 10°C/час. В процессе загрузки кокса от нагревательной печи 14 до коксовой колонны скорость газового потока в коксовой колонне поддерживалась в диапазоне 0,18-0,25 м/с. В процессе загрузки кокса коксоизвлекающим сырьем (таким как газойль коксования) в коксовую колонну отношение извлечение/образование (отношение коксоизвлекающего сырья к коксообразующему сырью) составляло 2,0. Концентрация мелких частиц кокса в коксоизвлекающем сырье поддерживали на уровне не более 10 мг/л. Давление в верхней части фракционной колонны составляло 0,2 МПа, температура в верхней части колонны составляла 100°C, а температура в нижней части колонны составляла 330°C. Другие условия были такими же, как в Примере 1. Свойства различных партий игольчатого кокса, полученных с помощью способа с тремя колоннами, приведены в Таблице 3.
Сравнительный Пример 2
Использовали такое же коксообразующее сырье, что и в Примере 2. Цикл загрузки кокса T составлял 40 часов. Температура на выходе нагревательной печи 18 контролировалась в режиме переменной температуры и постоянной температуры, и диапазон переменной температуры составлял 420-460°C со скоростью нагрева 4°C/ч. Давление в верхней части коксовой колонны 20 составляло 0,8 МПа. Давление в верхней части фракционной колонны составляло 0,2 МПа, а температура в верхней части колонны составляла 100°C, температура в нижней части колонны составляла 330°C. Отношение извлечение/образование (отношение коксоизвлекающего сырья к коксообразующему сырью) составляло 0,5. Когда продолжительность подачи в коксовую колонну достигла 50% цикла загрузки кокса T коксовой колонны, температуру на выходе нагревательной печи 18 увеличиласи до 500°C при скорости повышения температуры 4°C/ч от начальной температуры 460°C. Другие условия были такими же, как в Сравнительном примере 1. Свойства различных партий полученного игольчатого кокса приведены в Таблице 3.
Таблица 3 Свойства игольчатого кокса, полученного в Примере 2 и Сравнительном примере 2
Анализируемый показатель
Пример 2
Сравнительный пример 2
Партия 1
Партия 2
Партия 3
Партия 1
Партия 2
Партия 3
Коэффициент теплового расширения, 10<sup>-6</sup>/°C
1,1
1,0
1,0
1,4
1,9
1,5
Летучесть, мас.%
8,8
8,6
8,8
9,6
10,5
12,3
Удельное сопротивление, мкΩ⋅м
7,0
7,2
7,0
9,5
16,3
15,4
Истинная плотность, г/см<sup>3</sup>
2,12
2,12
2,12
2,12
2,08
2,12
Обтекаемость текстуры по внешнему виду
Очевидна
Очевидна
Очевидна
Не очевидна
Не очевидна
Не очевидна