ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОКСА
CHARGE FOR METALLURGICAL COKE PRODUCTION

Изобретение относится к коксохимическому производству, в частности к получению шихты для металлургического кокса.
Известна шихта для коксования (из патента РФ №2174528 на изобретение), содержащая до 15% нефтекоксовой мелочи при соответствующем пропорциональном уменьшении в шихте содержания слабоспекающихся или неспекающихся углей. Указанная шихта позволяет утилизировать нефтяной кокс без ухудшения качества получаемого кокса.
Недостатком шихты, известной из патента РФ №2174528, является небольшое количество утилизируемого нефтяного кокса: до 15% от массы шихты, а практически, из опыта работы коксохимических предприятий известно, что в угольную шихту добавляется не более 5% нефтяного кокса. Другим недостатком шихты, известной из патента РФ №2174528, является то, что нефтяной кокс в виде нефтекоксовой мелочи вводят в шихту взамен самых дешевых, недефицитных марок слабоспекающихся или неспекающихся углей.
d
dat
d
Известна добавка к шихтам для коксования по патенту РФ №2418837 на изобретение, содержащая битуминозный остаток процесса получения легких фракций нефтяных продуктов со следующими характеристиками: зольность A не более 2,5%; выход летучих V не более 70%; содержание серы S не более 5%; вспучивание не менее 20 мм; индекс Рога (IR) не менее 10.
Указанная добавка, представляющая собой один из компонентов шихты для коксования, позволяет утилизировать нефтяные остатки и улучшить качество получаемого кокса.
Недостатком известной добавки (шихты) является ограниченное количество утилизируемых битуминозных остатков (не более 15-20% от массы шихты) из-за «переожирнения» угольной шихты и ухудшения качества получаемого кокса.
Добавка к шихтам для коксования, известная из патента РФ №2418837, принята в качестве наиболее близкого аналога (прототипа).
Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является разработка универсальной шихты для коксования за счет снятия ограничений по выбору типа каменных углей, используемых в шихте.
Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, - расширение функциональных возможностей шихты для коксования.
Заявляемый технический результат достигается чем, что в шихте для получения металлургического кокса, состоящей из смеси каменных углей и специальной добавки, согласно изобретению специальная добавка содержит нефтяные остатки и нефтяной кокс, соотношение компонентов смеси составляет, мас.%:
Нефтяной кокс
30,0-1,0
Нефтяные остатки
30,0-1,0
Смесь каменных углей
40,0-98,0
d
daf
d
d
daf
d
при этом нефтяные остатки характеризуются зольностью A не более 2,5%, выходом летучих веществ V не более 90%, содержанием серы S не более 5%, индексом Рога (IR) не менее 10, а нефтяной кокс характеризуется зольностью A не более 2,5%, выходом летучих веществ V не более 25%, содержанием серы S не более 5%.
Возможно, чтобы смесь каменных углей содержала не менее 10% слабоспекающихся углей.
Известно, что нефтяные остатки представляют собой неперегоняемые остатки с температурой начала кипения порядка 360°С, образующиеся при атмосферно-вакуумной переработке нефти и в термокаталитических процессах нефтепереработки. К ним относятся гудроны, асфальты, остатки висбрекинга и другие продукты.
В заявляемой шихте в состав каменных углей могут входить в количестве до 100% неспекающиеся и/или слабоспекающиеся угли.
Нефтяной кокс оказывает двоякое воздействие на процесс спекания: с одной стороны он действует как отощающая добавка, с другой - как спекающая. Последнее обусловлено тем, что нефтяной кокс содержит жидкоподвижные продукты и обладает способностью влиять на процессы пиролиза угольной массы.
Нефтяные остатки обеспечивают улучшение коксующих и спекающих свойств угольных шихт за счет собственной высокой «текучести» при температурах коксования, что приводит к значительному уплотнению угольной загрузки в целом и к улучшению условий контакта угольных зерен любого качества при их спекании в кусковой кокс.
Повышенное содержание слабоспекающихся углей в угольной шихте и высокое содержание нефтяного кокса не позволяет «переожирнить» шихту для коксования, в результате получаемый кокс по прочности соответствует качеству металлургического кокса, а по ряду характеристик превосходит его.
Примеры осуществления способа.
Пример 1
Угольные шихты коксовали в печи Николаева до достижения температуры в центре загрузки 1000°С.
Для получения шихты для коксования использовали компоненты, представленные в Таблице 1.
d
Содержание серы S в остатках процесса висбрекинга составляло 3,2%, индекс Рога (IR) = 69.
d
Содержание серы S в нефтекоксе составляло 4,0%.
Качество получаемого кокса по сравнению с коксом, полученным из 100% угольной производственной шихты, оценивали по следующим показателям:
d
- зольность (A), %;
- реакционная способность кокса (CRI),%;
- горячая прочность кокса (CSR),%;
- механическая прочность кокса (CBS),%.
Пример 2
Угольные шихты коксовали в печи Николаева до достижения температуры в центре загрузки 1000°С.
Для получения шихты для коксования использовали компоненты, представленные в Таблице 3.
d
Содержание серы S в гудроне составляло 2,5%, индекс Рога (IR) = 51.
Содержание серы Sd в асфальтах деасфальтизации составляло 2,9%, индекс Рога (IR) = 78.
d
Содержание серы S в нефтекоксе составляло 4,0%.
Качество полученного кокса приведено в таблице 4.
Результаты определения качества полученного кокса показывают, что с увеличением содержания нефтяных компонентов в шихте несколько снижается качество кокса по показателям CRI и CSR, оставаясь при этом приемлемым, особенно при использовании кокса в шахтных печах и вагранках, где требуется повышенная реакционная способность. Качество кокса по показателям механической прочности и зольности существенно улучшается.
Добавление в угольную шихту более 60% нефтяных остатков нецелесообразно из-за ухудшения горячей и механической прочности кокса.
Преимущество предлагаемой шихты - ее дешевизна, обусловленная невысокой стоимостью остатков нефтепереработки (нефтяного кокса и нефтяных остатков) и слабоспекающихся углей.
Использование предлагаемой шихты позволяет утилизировать большое количество нефтяных остатков и нефтяного кокса, которые в настоящее время не нашли широкого квалифицированного применения, и вывести из состава шихты значительное количество дефицитных дорогостоящих коксующихся углей.