СПОСОБ СНИЖЕНИЯ СМЕРЗАЕМОСТИ НЕФТЯНОГО КОКСА Российский патент 2004 года по МПК C09K3/18 

Изобретение относится к технологии применения профилактических антипримерзающих средств, а именно к подготовке углеродистых материалов к транспортировке, и может быть использовано для снижения смерзаемости нефтяного кокса.

Известно, что проблемы перевозки и выгрузки нефтяного кокса в зимнее время связаны с повышенным содержанием в нем воды и смерзаемостью при транспортировке в железнодорожных вагонах, что приводит к увеличению затрат на перевозку и разгрузку у потребителя. Считается экономически целесообразным применять профилактические антипримерзающие средства для обработки нефтяного кокса при его транспортировке в зимний период времени.

В настоящее время для снижения смерзаемости кокса при транспортировке применяют антипримерзающие средства, которые в количестве 0,8-3,0 мас.% наносят на поверхность кокса при его погрузке в вагоны тонким распылением форсунками (Походенко Н.Т., Брондз Б.И. Получение и обработка нефтяного кокса. - М.: Химия, 1986, с.289-293). В качестве антипримерзающих средств применяют нефть, прямогонные нефтяные фракции, глицерин, смолы, хлориды магния и кальция, неионогенные ПАВ.

Недостатками данного способа являются:

- высокая стоимость реагентов - прямогонных нефтяных фракций, глицерина, хлоридов магния и кальция, неионогенных ПАВ;

- сложность транспортировки реагентов и приготовления растворов;

- низкая эффективность ряда средств;

- ухудшение качества кокса при использовании неорганических соединений.

Кроме того, для снижения смерзаемости углей и кокса при транспортировке применяют способ их обработки профилактическим антипримерзающим средством “Ниогрин”, представляющим собой раствор крекинг-остатка в газойлях коксования, с расходом 1-1,5% на массу угля или нефтяного кокса, описанный в (Сюняев З.И., Ольков П.Л., Рогачева О.И. Ниогрин - новый продукт против смерзания и примерзания. - Уфа, Башкирское книжное издательство, 1977, с.41-48).

Недостатками данного способа являются:

- сложность транспортировки и приготовления;

- отсутствие крекинг-остатков из-за закрытия установок термокрекинга;

- невысокая эффективность.

Наиболее близким по технической сущности является способ снижения смерзаемости нефтяного кокса с применением в качестве антипримерзающего средства прямогонных дизельных фракций, газойлей коксования и каталитического крекинга, выкипающих в пределах 180-350°С, описанный в (Сюняева З.И., Ольков П.Л., Рогачева О.И. Ниогрин - новый продукт против смерзания и примерзания. - Уфа, Башкирское книжное издательство, 1977, с.15). Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность против смерзаемости кокса из-за низкотемпературных характеристик антипримерзающих средств (температура застывания).

Технической задачей изобретения является снижение смерзаемости нефтяного кокса, сокращение затрат (материальных и трудозатрат) при его транспортировке и разгрузке, что достигают путем:

- Нанесения на нефтяной кокс (далее кокс) и внутреннюю поверхность железнодорожных вагонов антипримерзающего средства, в качестве которого используют газойль коксования или состав, состоящий из газойля коксования и экстракта селективной очистки масел, со следующим содержанием компонентов, мас.%:

Экстракт селективной очистки масел 1-5

Газойль коксования Остальное

Газойль коксования выкипает в пределах температур 160-330°С.

- Применения при производстве газойля коксования сырья коксования, состоящего из, мас.%: тяжелой пиролизной смолы 1-20; тяжелого газойля каталитического крекинга 1-20 и гудрона - остальное.

- Использования антипримерзающего средства с общим расходом 0,07-0,70% от массы кокса.

Сопоставительный анализ предлагаемого изобретения с прототипом показывает, что в обоих случаях антипримерзающее средство представляет собой углеводородную фракцию, полученную на установке замедленного коксования. Отличиями предлагаемого изобретения от прототипа являются:

- использование углеводородной фракции другого фракционного состава;

- использование смесевого сырья для получения газойля коксования, позволяющее регулировать его компонентный углеводородный состав;

- дополнительное введение в состав антипримерзающего средства экстракта селективной очистки масел.

Эффективность предлагаемого способа снижения смерзаемости нефтяного кокса подтверждена при проведении опытно-промышленных испытаний.

В опытах использовали влажный нефтяной кокс с установки замедленного коксования.

Для снижения смерзаемости кокса при его транспортировке в зимнее время были испытаны антипримерзающие средства, состоящие из газойлей коксования различного фракционного и компонентного состава, полученных при коксовании сырья различного состава (см. табл.1), а также смеси газойлей с добавкой тяжелых нефтяных остатков (см. табл.2). Из приведенных в табл. 2 данных видно, что при введении в сырье коксования тяжелой пиролизной смолы (далее ТПС) и тяжелого газойля каталитического крекинга (далее ТГКК), наблюдается изменение компонентного состава получаемого газойля коксования в сторону увеличения содержания ароматических углеводородов и снижения - олефиновых (о чем говорит уменьшение йодного числа).

Эксперименты проводили в специальных металлических макетах (материал - Ст.20, размеры: длина = 600 мм, ширина = высота = 300 мм, объем = 54 дм³), моделирующих железнодорожные вагоны (уменьшенные приблизительно в 1000 раз), использующиеся для перевозки нефтяного кокса.

При проведении испытаний нефтяной кокс загружали до верхней кромки в макет, предварительно обработанный антипримерзающим средством. Кроме этого в зависимости от условий эксперимента антипримерзающее средство наносили непосредственно на загружаемый кокс. Металлические макеты с загруженным коксом выдерживали при отрицательных температурах в течение 2-3 суток до полного промерзания всего объема кокса. После окончания эксперимента производили выгрузку нефтяного кокса из макета и оценку действия антипримерзающего средства. Главными критериями при оценке эффективности действия антипримерзающих средств являются:

- адгезия (примерзаемость) кокса к стенкам и днищу металлического макета;

- смерзаемость объема кокса в макете;

- сложность выгрузки кокса из макета.

Условия и результаты испытаний представлены в табл.3.

Результаты испытаний показали:

1. При загрузке кокса без применения антипримерзающих средств при отрицательных температурах наблюдаются сильная адгезия кокса к металлической поверхности макета, высокая смерзаемость кокса (см. табл.3, пример 1). При выгрузке кокса из металлических макетов приходилось прилагать значительные механические воздействия.

2. При использовании газойля коксования фракционного состава 180-350°С, полученного при коксовании гудрона (см. табл.1, образцы №1, 2 - по прототипу), и раствора крекинг-остатка в газойле коксования получены отрицательные результаты (см. табл.3, примеры 2, 7). Наблюдаются высокая адгезия (примерзаемость) кокса к металлической поверхности и смерзаемость кокса по объему макета. Это связано с высокой температурой застывания газойлей коксования фракционного состава 180-350°С (-14÷-18°С), а также низким содержанием в них ароматических углеводородов.

3. Использование в качестве антипримерзающих средств газойлей коксования фракционного состава 160-330°С, полученных при коксовании смесевого сырья (см. табл.1, образцы № 3-6), и состава из экстракта селективной очистки масел и газойля коксования (образец №5, см. табл.1) позволяет снизить адгезию (примерзаемость) кокса к металлической поверхности, уменьшить смерзаемость кокса и облегчить его выгрузку из макетов (см. табл.3, примеры 3-6). Это объясняется низкой температурой застывания (-30÷-45°С) газойлей коксования данного фракционного состава, а также повышенным содержанием ароматических углеводородов (см. табл.1), улучшающим адгезию газойлей коксования к поверхности кусков кокса и поверхности металла.

4. Оптимальные результаты достигнуты при распылении антипримерзающего средства в мелкодисперсном состоянии непосредственно на металлическую поверхность макета и одновременно на движущийся по конвейеру нефтяной кокс. При этом наблюдаются как низкая адгезия кокса к металлической поверхности макетов, так и отсутствие его смерзаемости по объему макета. Обработанный таким образом кокс достаточно легко выгружается из металлического макета.

Эффект воздействия антипримерзающего средства заключается в предотвращении контактирования металлической поверхности вагона с насыпным грузом и гранул насыпного груза между собой.

Реализация предлагаемого способа снижения смерзаемости нефтяного кокса позволит уменьшить его смерзаемость и сократить затраты на транспортировку и выгрузку у потребителя.

Изобретение относится к технологии применения профилактических антипримерзающих средств, к подготовке углеродистых материалов к транспортировке и может быть использовано для снижения смерзаемости нефтяного кокса. На нефтяной кокс и внутреннюю поверхность железнодорожных п/вагонов наносят антипримерзающее средство, содержащее газойль, выкипающий в пределах температур 160-330⁰С, полученный при переработке сырья, состоящего из, мас.%: 1-20 тяжелой пиролизной смолы, 1-20 тяжелого газойля каталитического крекинга и остальное гудрон, либо средство, дополнительно содержащее 1-5 мас.% экстракта селективной очистки масел, с нанесением средства путем распыления на движущийся по конвейеру кокс и на внутреннюю поверхность железнодорожных вагонов. Используют антипримерзающее средство с общим расходом 0,07 - 0,70% от массы кокса. Способ позволяет снизить смерзаемость нефтяного кокса и сократить затраты при его выгрузке из железнодорожных вагонов. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. Способ снижения смерзаемости нефтяного кокса путем его обработки антипримерзающим средством, состоящим из газойля коксования, отличающийся тем, что используют средство, содержащее газойль, выкипающий в пределах температур 160-330⁰С, полученный при переработке сырья, состоящего из, мас.%: 1-20 тяжелой пиролизной смолы, 1-20 тяжелого газойля каталитического крекинга и остальное гудрон, либо средство дополнительно содержащее 1-5 мас.% экстракта селективной очистки масел, с нанесением средства путем распыления на движущийся по конвейеру кокс и на внутреннюю поверхность железнодорожных вагонов.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что общий расход антипримерзающего средства составляет 0,07-0,70% от массы кокса.