СПОСОБ ПОДГОТОВКИ КОКСА К ГИДРОВЫГРУЗКЕ ИЗ РЕАКТОРА ЗАМЕДЛЕННОГО КОКСОВАНИЯ
PREPARATION METHOD OF COKE FOR HYDRAULIC DISCHARGE FROM SLOW COKING REACTOR

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к способу подготовки кокса к гидровыгрузке из реактора замедленного коксования.
Известен способ подготовки кокса к гидровыгрузке, включающий пропарку кокса в реакторе перегретым водяным паром для снижения температуры кокса и стенок камеры реактора, а также для удаления жидких продуктов коксования из пор и каналов массива кокса и последующее его доохлаждение до 90°С водой. Полученные продукты пропарки и охлаждения совместно с продуктами прогрева камеры направляют в абсорбер, из которого они попадают в основную ректификационную колонну на разделение, где в качестве побочного продукта получают технологический водный конденсат, и в сепаратор, из которого получают воду от охлаждения реактора («Нефтепереработка и нефтехимия», 1998 г., №9, с.74, рис.4).
Недостатком этого способа является то, что водный конденсат и сточная вода из сепаратора загрязнены нефтепродуктом и без дополнительной очистки непригодны для повторного использования.
Известен способ подготовки кокса к гидровыгрузке, описанный в изобретении по пат. РФ №2291732 (МПК B01D 3/16, оп.20.01.2007), - способ улавливания вредных выбросов из реакторов коксования, направленный на снижение нефтепродуктов в водном конденсате, включающий пропарку кокса в реакторе перегретым водяным паром для удаления жидких продуктов коксования из пор и каналов массива кокса, а также для снижения температуры кокса и стенок камеры реактора, и последующее его доохлаждение до 90°С водой. Далее продукты пропарки и охлаждения вместе с продуктами прогрева направляют в дополнительную ректификационную колонну с выделением промежуточных фракций, направляемых в основную ректификационную колонну, водного конденсата и газа.
Разделение продуктов прогрева реакторов, пропарки и охлаждения кокса в дополнительной ректификационной колонне позволяет снизить содержание нефтепродуктов в водном конденсате - воде от охлаждения реактора, до 10000-16000 мг/л за счет повышения четкости разделения фаз нефтепродукт-вода, однако повторно использовать в обороте полученный водный конденсат не представляется возможным, так как в оборотной воде содержание нефтепродуктов должно быть не более 180 мг/л.
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в снижении содержания нефтепродуктов в воде от охлаждения реактора с целью повторного ее использования в оборотном водоснабжении.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе подготовки кокса к гидровыгрузке из реактора замедленного коксования, включающем операции удаления жидких продуктов коксования из пор и каналов кокса и охлаждения кокса водой, согласно изобретению операцию удаления жидких продуктов коксования проводят под вакуумом 40-60 мм рт.ст. при температуре 440-460°С в течение 2-3 часов, а операцию охлаждения кокса проводят оборотной водой, полученной от предыдущей операции охлаждения кокса, с последовательным увеличением расхода в размере, обеспечивающем снижение температуры реактора со скоростью 50-60°С/час.
Подачу оборотной воды для охлаждения реактора проводят до снижения температуры выходящего потока с верха реактора до 90°С.
В процессе замедленного коксования нефтяного остатка в реакторе при температуре 440-460°С формируется твердый коксовый пирог, пронизанный транспортными каналами и порами, занимающими 30-50% объема коксовой массы, в которых располагаются жидкие продукты коксования, адсорбированные на внутренней поверхности каналов и пор. Для удаления этих продуктов, а также для снижения температуры реактора перед выгрузкой кокса обычно проводят операцию пропарки кокса перегретым водяным паром с температурой 370-390°С с последовательным увеличением расхода от 1 до 4 т/час в течение первых четырех часов с направлением потока в основную ректификационную колонну. Процесс удаления жидких продуктов коксования при этом происходит за счет запаса аккумулированной коксовым пирогом энергии, снижения парциального давления нефтепродуктов и продувки каналов и сквозных пор отпаривающим агентом - водяным паром в заданный промежуток времени. Процесс удаления тормозится силами адгезии, когезии и наличием закрытых пор. В сложившихся обстоятельствах применение вакуума значительно ослабляет действие вышеназванных сил, организует отсос нефтепродуктов из закрытых пор и ускоряет конвекционные потоки по всему объему коксового пирога. Применение вакуума интенсифицирует процесс удаления жидких продуктов коксования, так называемой осушки коксового пирога, повышает глубину отбора жидких продуктов коксования, что и обуславливает прекращение вымывания нефтепродуктов из коксового массива и загрязнение воды на операции охлаждения кокса. Последнее обстоятельство открывает возможности для повторного ее применения.
Очевидно, что предлагаемый способ целесообразно использовать при создании автономной системы оборотного водоснабжения установки замедленного коксования.
Способ осуществляют следующим образом. После заполнения реактора коксом подачу сырья из печи переводят на следующий параллельный реактор, а реактор с готовым коксовым пирогом соединяют с вакуумной системой, включающей фильтр, трубчатый конденсатор-холодильник, емкость-сепаратор для сбора жидких продуктов осушки коксового пирога, вакуумный компрессор, трубчатый конденсатор-холодильник, емкость-сепаратор для сбора более летучих продуктов осушки коксового пирога, и проводят операцию осушки кокса под вакуумом. Газовая фаза с верха сепаратора поступает в газовую систему установки.
После прекращения поступления жидких продуктов в емкость-сепаратор (через 2-3 часа) реактор с осушенным коксом отключают от вакуумной системы и в реактор подают водяной пар или инертный газ для повышения давления до 0,2 МПа. После этого заполненный реактор подключают к блоку улавливания продуктов прогрева, пропарки и охлаждения кокса и реактор охлаждают оборотной водой от предыдущей аналогичной операции с последовательным увеличением расхода в размере, обеспечивающем снижение температуры реактора со скоростью не более 50-60°С/час. Процесс охлаждения проводят примерно в течение 5 часов с дискретным увеличением расхода воды в количестве 10, 20, 40, 80, 100 т/час до момента снижения температуры выходящего потока с верха реактора до 90°С. Затем снимают верхнюю крышку реактора, воду сливают, снимают нижнюю крышку реактора и производят гидрорезку и выгрузку кокса на прикамерную площадку.
Пример осуществления предлагаемого способа приведен в таблице применительно к установке замедленного коксования типа УЗК 21-10/3М с реактором диаметром 5,5 м.
Как видно из приведенных в таблице данных, предлагаемый способ позволяет повысить качество оборотной воды от охлаждения кокса, в частности снизить суммарное содержание нефтепродуктов до 140-180 мг/л (в 88-128 раз), что дает возможность полностью отказаться от потребления свежей воды и создать замкнутый цикл по оборотной воде охлаждения кокса.