Способ переработки кислых гудронов Советский патент 1992 года по МПК C10G17/10 

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к утилизации кислых гудронов - отходов производства, образующихся при сернокислотной очистке нефтяных фракций, содержащих загрязненную серную кислоту.

Известен способ переработки кислых гудронов, основанный на окислительно-восстановительном взаимодействии серной кислоты и сульфокислот с нагретыми до температуры 200-400°С нефтепродуктами,- взятыми в соотношении 10-125 мае.ч. на 1 мас.ч. кислою гудрона. При этом с.ерная кислота и сульфокислоты восстанавливаются до диоксида серы и воды, а органическая масса окисляется до более вязкого нейтрального нефтепродукта, который может быть использован, в зависимости от глубины окисления, в качестве битума или сырья для его получения, как компонент котельного топлива или сырья коксования и др.

Этот способ обладает следующими недостатками:

для разложения серной кислоты и сульфокислот, содержащихся в кислом гудроне, требуется большое количество восстановительной среды (1:10-125 мас.ч.);

процесс обладает рядом технологических трудностей: интенсивное пенообразо- вание, большой объем реакционных аппаратов, коррозия аппаратуры серной кислотой и сульфокислотами в зоне высоких температур.

Все это вместе взятое затрудняет внедрение этого способа утилизации кислых гудронов в производство.

Наиболее близким к предлагаемому является способ переработки кислого гудрона, заключающийся в смешении кислого гудрона с 3-25% восстановительной добавки (мазут, тяжелые масляные дистилляты, полугудрон, гудрон), распылении смеси в реакторе при одновременном нагреве ее в кипящем слое до температуры 200-300°С газообразными продуктами сгорания топлива, образующимися в выносной топке для

VI VI 00

Ј VI

сжигания топлива под давлением. При нагреве реакционной смеси происходит разложение серной кислоты и сульфокислот до диоксида серы и воды, окисление и уплотнение органической массы до твердого коксо- подобного продукта, который выводят из аппарата.

Недостатки известного способа заключаются в следующем:

значительный расход топлива на образование газообразных продуктов сгорания, которые используются в качестве теплоносителя для нагрева реакционной смеси в реакторе и низкий коэффициент теплопередачи газ - твердое вещество, что влечет за собой увеличение эксплуатационных затрат на переработку кислого гудрона;

большое количество газообразных продуктов, проходящих через реакционное устройство, и осуществление процесса в кипящем слое с низкой концентрацией взвеси (образующегося твердого остатка термообработки), что способствует большому выносу мелких частиц твердого продукта из аппарата, а также существенному увеличению его размеров.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса переработки кислого гудрона за счет увеличения производительности реакционного устройства и снижения энергозатрат.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе переработки кислого гудрона в присутствии восстановительной добавки и теплоносителя, согласно изобретению термообработку ведут при массовой скорости подачи сырья равной 0,5-1,1 ч , использовании в качестве теплоносителя твердого остатка термообработки в виде кипящего слоя, нагретого путем его частичного сжигания при температуре 450-500°С за счет контакта с воздухом, подаваемым для создания кипящего слоя, и продолжительности пребывания твердого теплоносителя в зоне реакции 8-11 мин.

Второе отличие состоит в том, что термообработку ведут при температуре 350- 450°С и давлении 30-40 КПа.

Процесс термообработки кислого гудрона в реакторе с кипящим слоем теплоносителя осуществляется следующим образом. Предварительно смешанные кислый и прямогонный гудрон насосом подаются в форсунки,вмонтированные в реактор для распыления и нанесения на теплоноситель, находящийся в кипящем слое. Последний создается воздухом, подаваемым воздуходувкой под распределительную решетку, При контакте реакционной смеси с нагретым теплоносителем происходит разложение серной кислоты и сульфокислот, а также окисление и уплотнение органической массы с обра ованием остатка термообработки. В этом же процессе происходит сгорание части остатка термообработки и образующихся углеводородных компонентов, чем обеспечивается подвод необходимого тепла для протекания процесса.

Избыток остатка термообработки вы- водится из реакторного устройства через бункерно-шлюзовый затвор. В верхнем бункере остаток термообработки охлаждается до температуры 100-120°С.

Образующийся сернистый газ уходит из верхней части реакторного устройства. Его очистка, охлаждение и переработка осуществляется по известной технологии.

При пуске установки в качестве контактной массы и теплоносителя в реакторе ис- пользуется измельченный нефтяной кокс с размером зерен 0,1-0,3 мм. При установившемся режиме эти функции выполняет, образующийся из кислого гудрона твердый остаток термообработки.

Остаток термообработки кислого гудрона представляет собой твердое зернистое пористое вещество черного матового цвета. Продукт нерастворим в органических растворителях, втом числе: в бензоле, четырех- хлористом углероде, пиридине. Основные показатели его качества:

Насыпная масса,

кг/м3725-755

Истинная плотность,

35

Kr/MJ

1050-1150

Кажущаяся плотность,

кг/м3840-890

Удельная поверхность,

3,2-4,8

м2/г

Угол ссыпания материала, °45 Элементный состав, мас.%: углерод 82,6-83,5 водород 7,5-8,1

сера2,9-3,6

кислород4,0-4,5

азот0,7-0,9

зольный остаток0,8-1,1

теплота сгорания

низшая, кДж/кг32700-32800

Примеры осуществления способа. В качестве исходного сырья для термообработки использовали парафиновые и масляный (трансформаторный) кислые гудроны, состав которых приведен в табл.1.

В качестве восстановительной добавки к кислому гудрону испольтосач прямо- тонный гудрон с такими показателями качества:

Плотность,,969

Молекулярная масса585

Температура размягчения по КиШ, °С29

Компонентный состав, мас.%: асфальтены6,3

смолы16,1

масла77,6

содержание серы, %1,6

содержание золы, %0,3

коксуемость, %9,8

Условия термообработки кислых гудро- нов в присутствии восстановительной добавки, материальный баланс процесса и качество остатка термообработки приведены в табл.2. Из полученных результатов следует, что сульфокислоты и серная кислота в процессе термообработки полностью разрушаются с образованием диоксида серы и реакционной воды, а органическая масса окисляется и уплотняется с образованием твердого органического остатка,

Образующиеся в процессе термообработки кислых гудронов сернистый газ и остаток термообработки являются полезными продуктами. Сернистый газ может быть переработан в серную кислоту, элементную серу, бисульфит натрия и другие товарные продукты. Остаток термообработки может быть использован как твердое топливо, в качестве компонента сырья для получения нефтяного кокса и др.

Предложенный способ позволяет вести технологический процесс термообработки кислого гудрона при более высокой концентрации взвеси твердого остатка

термообработки в кипящем слое, уменьшенном количестве газообразных продуктов, проходящих через реактор и другие технологические аппараты, повышенной производительности реактора по перерабатываемому сырью, а также самообеспечении процесса теплом путем частичного сжигания в кипящем слое, образующегося остатка термообработки.

ctf o рмула изобретения

1. Способ переработки кислых гудронов

путем их термообработки в присутствии восстановительной добавки и теплоносителя, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса

и снижения энергозатрат, термообработку ведут при массовой скорости подачи сырья 0,5-1,1 ч , использовании в качестве теплоносителя твердого остатка термообработки в виде кипящего слоя, нагретого путем его

частичного сжигания при 450-500°С за счет контакта с воздухом, подаваемым для создания кипящего слоя, и продолжительности пребывания твердого теплоносителя в зоне реакции 8-11 мин.

2. Способ по п. ,1, отличающийся

тем, что термообработку ведут при температуре 350-450°С и давлении 30-40 КПа.

Сущность изобретения: кислый гудрон подвергают термообработке в присутствии восстановительной добавки и теплоносителя - твердого остатка термообработки в виде кипящего слоя, нагретого путем его частичного сжигания при температуре 450- 500°С при контакте с воздухом, подаваемый для сгорания кипящего слоя. Продолжительность пребывания теплоносителя в зоне реакции 8-11 мин. Термообработку ведут при температуре 350-450°С и давлении 30- 40 КПа. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Таблица 1

71778147

Результаты термообработки кислых гудронов (цифровые значения материальном балансе соответствуют на загрузку по сырью или 100 кг/ч загрузки сырья в реакторе)

Температура в реакторе, С верх

кипящий слой низ Давление, кПа

Массовая скорость подачи сырья,

Количество сырья, подаваемого в единицу времени (кг/ч) на единицу массы (кг) твердого теплоносителя находящегося в реакторе.

Составитель В.Антонишин

Редактор

Техред М.Моргентал

Заказ 4163ТиражПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

8

300

400 40

0,5

Корректор А. Моты ль