СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕФТЯНОГО КОКСА Российский патент 2011 года по МПК C10B55/00 C10B17/00 

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к способу получения нефтяного кокса замедленным коксованием нефтяного сырья.

Известен способ получения нефтяного кокса с повышенным выходом летучих веществ (более 15%) замедленным коксованием нефтяных остатков, в котором получения вышеуказанного кокса добиваются изменением конструкции реактора, например, верхняя часть которого имеет значительно больший диаметр, чем остальная часть реактора, за счет чего устраняется переброс пены в основную ректификационную колонну (Пат. СРР №71642, МПК С10В 55/00, оп. 29.11.80 г.).

Недостатком известного способа является неоднородность получаемого кокса в объеме реактора по выходу летучих вследствие разности его диаметра. Кроме того, выполнение реактора с разным диаметром приводит к снижению его эксплуатационной надежности.

Наиболее близким к заявляемому объекту является способ получения нефтяного кокса замедленным коксованием нефтяных остатков, включающий прогрев камеры коксования водяным паром и парами коксования, нагрев сырья и подачу его в низ камеры коксования совместно с теплоносителем - тяжелым газойлем коксования (фр. 200-500°С), который перед подачей в камеру коксования нагревают до температуры выше на 50-60°С температуры сырья коксования. Кроме того, указанный теплоноситель также используют для дополнительного прогрева камеры после подачи водяного пара и паров коксования. (Пат. РФ №2162876, МПК C10B 55/00, оп. 10.02.2001 г.).

Недостатком данного способа является подача теплоносителя, нагретого до температуры выше на 50-60°С температуры сырья коксования (490-500°С) совместно с сырьем коксования, что не позволяет получать кокс с повышенным выходом летучих веществ. Кроме того, при коксовании в мягком температурном режиме (для получения кокса с повышенным выходом летучих) происходит переброс пены в ректификационную колонну из-за интенсивного вспенивания коксуемого сырья, что приводит к закоксовыванию реакционной аппаратуры и преждевременной остановке установки коксования.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в получении нефтяного кокса с повышенным выходом летучих веществ за счет регулирования температурного режима коксования по высоте камеры коксования с одновременным увеличением продолжительности работы реакционной аппаратуры.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения нефтяного кокса замедленным коксованием нефтяных остатков, включающем прогрев камеры коксования вначале водяным паром, затем парами коксования, подаваемыми в верхнюю часть камеры коксования и дополнительный прогрев камеры коксования теплоносителем - тяжелым газойлем коксования, нагрев исходного и вторичного сырья коксования, нагрев теплоносителя - тяжелого газойля коксования и подачу вторичного сырья и теплоносителя в нижнюю часть камеры коксования, согласно изобретению, теплоноситель - тяжелый газойль коксования нагревают до температуры 400-420°С и подают с вторичным сырьем в нижнюю часть камеры коксования раздельными потоками с подачей последнего через дополнительную колонну, причем вышеупомянутый теплоноситель подают также в среднюю и верхнюю части камеры коксования при заполнении последней соответственно на 1/3 и 2/3 ее высоты, при этом дополнительный прогрев камеры коксования после подачи водяного пара проводят совместно теплоносителем и парами коксования, причем теплоноситель при прогреве подают в среднюю часть камеры коксования.

В качестве теплоносителя - тяжелого газойля коксования целесообразно использовать фр. 360-380°С.

Исходное сырье целесообразно нагревать в печи до температуры 360-380°С.

Вторичное сырье целесообразно нагревать в печи до температуры 480-490°С.

Целесообразно вышеупомянутый теплоноситель использовать для подогрева вторичного сырья в теплообменнике.

Подача сырья коксования и теплоносителя - тяжелого газойля коксования в камеру коксования раздельными потоками и ввод последнего на 1/3 и 2/3 высоты камеры в процессе коксования позволяет регулировать температуру верха коксующейся массы в наиболее критических зонах ее вспенивания, регулировать выход летучих веществ в получаемом коксе, а также предотвратить переброс пены в ректификационную колонну и увеличить межремонтный пробег реакционной аппаратуры.

Подача сырья коксования через дополнительную колонну позволяет за счет регулирования насыщения последнего газойлевыми фракциями регулировать выход летучих веществ в получаемом коксе.

Совмещение операции подачи паров коксования и теплоносителя - тяжелого газойля при прогреве и дополнительная подача последнего в среднюю часть камеры коксования позволяет сократить время подготовительных операций цикла коксования и, следовательно, время заполнения камер сырьем коксования, что также увеличивает выход летучих веществ в получаемом коксе.

На прилагаемом чертеже приведена принципиальная схема реализации предлагаемого способа.

Способ осуществляют следующим образом.

Исходное сырье, например гудрон из емкости 1 с температурой 110°С, прокачивают через теплообменник 2, где за счет тепла циркуляционного потока тяжелого газойля оно нагревается до температуры 240°С, после чего поступает в печь 3 и с температурой 360-380°С направляется в нижнюю часть дополнительной колонны 4, туда же подается водяной пар для отпарки легкокипящих фракций, содержащихся в исходном сырье. С низа дополнительной колонны 4 вторичное сырье подают через трубное пространство теплообменника 5 в реакционные змеевики печи 6, где оно нагревается до 480-490°С. По межтрубному пространству теплообменника 5 прокачивают теплоноситель - тяжелый газойль коксования, нагретый в печи 3 до температуры 400-420°С. В потоки вторичного сырья, подаваемые в реакционные змеевики печи 6, дополнительно подают турбулизатор, например химочищенную воду. Из печи 6 нагретое до температуры 480-490°С сырье коксования поступает через четырехходовой кран 7 в камеры коксования 8 или 9 с температурой 465-475°С. В камерах 8 или 9 за счет аккумулированного тепла происходит процесс замедленного коксования сырья с образованием постепенно наращиваемой коксующейся массы. По мере заполнения камеры коксующейся массой для поддержания температуры ее верха на уровне 400-420°С и предотвращения выброса пены в ректификационную колонну, в камеру коксования последовательно, сначала на уровне 1/3, затем-2/3 ее высоты подают нагретый в печи 3 до температуры 400-420°С теплоноситель - тяжелый газойль коксования. В конце цикла заполнения камер 8 или 9 на верх коксующейся массы для уменьшения ее вспенивания дополнительно подают раствор антипенной присадки, например, СКТН-А в легком газойле из емкости 10.

Парогазовые продукты коксования (пары коксования) через верхнюю горловину камер коксования 8 или 9 по шлемовому трубопроводу отводят в основную ректификационную колонну 11 на разделение по компонентам. В ректификационной колонне 11 жидкая часть после отпарки стекает вниз, образуя кубовый газойль, который собирают внизу ректификационной колонны 11 и отводят как компонент котельного топлива. Из нижней отпарной части ректификационной колонны 11 парообразные продукты поднимаются вверх - в укрепляющую ее часть, оборудованную ректификационными и глухими тарелками, где и происходит разделение дистиллята на компоненты: паровую фазу, легкий и тяжелый газойли. С верха ректификационной колонны 11 паровая фаза через конденсатор-холодильник 12 поступает в трехфазный газосепаратор 13, где разделяется на газ, бензин и сточную воду.

Прогрев камер коксования 8 или 9 вначале осуществляют водяным паром до достижения температуры 110-120°С их верха. Дальнейший разогрев камер проводят одновременно теплоносителем - тяжелым газойлем коксования с температурой 400-420°С и парами коксования из работающих камер. При этом разогрев ведут тремя потоками: в верхнюю часть камеры направляют пары коксования, в среднюю и нижнюю часть - теплоноситель - тяжелый газойль. При прогреве камер коксования 8 или 9 до температуры 360-380°С продукты прогрева из них переводят в основную ректификационную колонну 11, а теплоноситель - тяжелый газойль - для подачи на верх коксующейся массы. Когда нет необходимости подавать теплоноситель в камеры, для обеспечения непрерывности цикла коксования предусмотрена подача его через теплообменник 5 в линию тяжелого газойля.

Также с целью регулирования качества выбранного сырья коксования предусмотрена подача тяжелого газойля коксования из основной ректификационной колонны 11 в дополнительную колонну 4.

Ниже приведены конкретные примеры осуществления предлагаемого способа

Таблица Показатели работы установки замедленного коксования для получения кокса с повышенным содержанием летучих веществ Предлагаемый способ Ед. изм. Пример 1 Пример 2 1. Исходное сырье   гудрон гудрон 2. Температура нагрева теплоносителя - тяжелого газойля коксования (фр. 360-380°С) °С 420 400 3. Расход теплоносителя (% масс. от исходного сырья) % масс. 30 30 4. Температура нагрева исходного сырья °С 360 380 5. Температура нагрева вторичного сырья °С 480 490 6. Температура на входе в камеру коксования °С 465 475 7. Время коксования час 16 18 8. Время подготовительных операций, включая время прогрева камер коксования час 16 (прогрев камеры - 3,5 часов) 18 (прогрев камеры - 4,5 часов) 9. Выход кокса на исходное сырье (гудрон) % масс 30 30 10. Максимальный уровень заполнения коксом реактора до переброса коксующейся массы (пены) в ректификационную колону м 18 20 11. Максимальный коксосъем с реактора м³ 365,9 413,4 12. Продолжительность работы змеевика печи
нагрева вторичного сырья мес. 6 8 13. Выход летучих веществ в коксе % 21-25 16-20

Таким образом предлагаемый способ позволяет вести коксование нефтяных остатков при мягком температурном регулируемом режиме с получением нефтяного кокса с повышенным выходом летучих веществ (до 25%). При этом предлагаемый способ позволяет увеличить межремонтный пробег реакционной аппаратуры - печи нагрева до 6-8 мес., а также сократить время подготовительных операций цикла коксования до 16-18 час.

Изобретение может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности. Камеры коксования 8 и 9 предварительно подогревают водяным паром, а затем - одновременно теплоносителем - тяжелым газойлем коксования и парами коксования. Теплоноситель при прогреве подают в среднюю часть камеры коксования. Вторичное сырье и теплоноситель, нагретый до температуры 400-420°С, подают в нижнюю часть камер коксования 8 и 9 раздельными потоками с подачей вторичного сырья через дополнительную колонну. В камерах 8 и 9 происходит процесс замедленного коксования сырья с образованием постепенно наращиваемой коксующейся массы. По мере заполнения камер коксующейся массой в камеры коксования 8 и 9 последовательно, сначала на уровне 1/3, затем - 2/3 ее высоты, подают нагретый в печи 3 до температуры 400-420°С теплоноситель - тяжелый газойль коксования. Изобретение позволяет получить нефтяной кокс с повышенным выходом летучих веществ, увеличить межремонтный пробег реакционной аппаратуры и сократить время подготовительных операций цикла коксования. 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

1. Способ получения нефтяного кокса замедленным коксованием нефтяных остатков, включающий предварительный прогрев камеры коксования водяным паром и парами коксования, дополнительный прогрев камеры коксования теплоносителем - тяжелым газойлем коксования, нагрев исходного и вторичного сырья коксования, нагрев теплоносителя - тяжелого газойля коксования и подачу вторичного сырья и теплоносителя в нижнюю часть камеры коксования, отличающийся тем, что теплоноситель - тяжелый газойль коксования нагревают до температуры 400-420°С и подают с вторичным сырьем в нижнюю часть камеры коксования раздельными потоками с подачей последнего через дополнительную колонну, причем вышеупомянутый теплоноситель подают также в среднюю и верхнюю части камеры коксовании при заполнении последней соответственно на 1/3 и 2/3 ее высоты, при этом дополнительный прогрев камеры коксования после подачи водяного пара проводят совместно теплоносителем и парами коксования, причем теплоноситель при прогреве подают в среднюю часть камеры коксования.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве теплоносителя - тяжелого газойля коксования используют фракцию 360-380°С.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что исходное сырье нагревают в печи до температуры 360-380°С.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что вторичное сырье нагревают в печи до температуры 480-490°С.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что вышеупомянутый теплоноситель используют для подогрева вторичного сырья в теплообменнике.