Переработка нефти - Суханов В.П.
Скачать (прямая ссылка):
Остальное оборудование на крекинг-установках аналогично применяемому на установках первичной перегонки, только работает оно при более высоких температурах и давлениях.
— § 20. КОКСОВАНИЕ
> Коксование тяжелых нефтяных остатков можно рассматривать как форму более глубокого термического крекинга, который осуществляют обычно при 445—540° С и давлении от атмосферного до 0,6 МПа (6 кгс/см2). При этом получают газообразные и жидкие продукты реакций деструкции, а также твердый продукт поликонденсации и глубокого уплотнения — кокс (углеродистый остаток). Коксование проводят как для получения кокса, так и для увеличения выхода светлых нефтепродуктов.- С увеличением плотности сырья и его коксового числа выход газа, бензина и кокса возрастает, а коксового дистиллята снижается. Ниже приведены данные об изменении выхода продуктов коксования в зависимости от вида сырья:
119
Мазут Полу гуд- Гудрон Крекинг-
af ...... рон остаток
0,950 0,965 0,990 1,012
Коксуемость (по Кон-
радсону), % . . . 9 13 16 20
Фракционный состав
(по Богданову), %: до 300° С . . .
10 8,5 1,5 8
» 3500C . . . 21 13 5 13
» 4000C . . . — 16 15 23
» 5000C . . . — 46 36 56
Выход, % от сырья:
газа и потери . 9,5 10 11 13,2
бензина . . . 7,5 12 16 6,8
коксового дистил-
лята ..... 68 56 49 49
кокса .... 15 22 24 31
Газ коксования содержит значительно меньше непредельных углеводородов, чем газ термического крекинга. Например, в газе термического крекинга содержится 20—26% олефинов Со—C4, а в газе замедленного коксования 5—15%, поэтому он является менее ценным сырьем для дальнейшей переработки. Но если температуру в кипящем слое мазута, например, арланской нефти поднять с 520 до 625° С, то выход газа возрастет в 4 раза и содержание в нем олефинов — в 1,4 раза. Бензины коксования хотя и содержат меньше олефинов, чем бензины термического крекинга, но тоже нестабильны и при хранении быстро осмоляются. Их октановое число (по моторному методу) составляет 57—67. Дистилляты коксования могут служить сырьем для других процессов или после очистки и фракционирования использоваться соответственно как компоненты бензина и дизельного топлива. Нефтяной кокс представляет собой твердый пористый продукт черного цвета с металлическим блеском. Его элементный состав (в %): углерода 90—97, водорода 1,5—8%, остальное— сера, азот, кислород и различные металлы.
При коксовании наряду с чисто физическим процессом испарения более легких фракций сырья протекают химические процессы расщепления сложных молекул, сопровождающиеся, во-первых, переходом в паровую фазу и удалением из зоны реакции продуктов распада низкой молекулярной массы, и, во-вторых, реакциями уплотнения, в результате которых продукты распада, остающиеся в жидкой фазе, подвергаются дальнейшим превращениям с образованием кокса и более тяжелых дистиллятов коксования.
В промышленности коксование нефтяного сырья осуществляют тремя способами: в горизонтальных обогреваемых кубах (периодический процесс); замедленное (полунепрерывный процесс); контактное на коксовом теплоносителе (непрерывный процесс). Последний способ подразделяется на коксование на гранулированном и на порошкообразном теплоносителе.
Перед переработкой сырья определяют его плотность, коксуемость и содержание воды. Чем выше плотность и коксуемость, тем
120
больше образуется кокса. Выход товарного кокса (х %) ориентировочно можно определить по формуле X = коксуемость • К, где К — коэффициент, равный 1,4—1,5 для процессов замедленного коксования и 0,6—0,8 для непрерывных процессов; при переработке крекинг-остатков, в том числе и в кубах, К = 1,55—1,7.
— Коксование в кубах
Принципиальная схема установки коксования с горизонтальным обогреваемым кубом показана на рис. 64. Применяются кубы диаметром 2,2—4,3 м и длиной 10—12,7 м. Установка представляет собой батарею из 8—12 кубов, каждый из которых работает самостоятельно. Кубы больших размеров используют обычно для коксования крекинг-остатка, а меньших — для переработки пиролизных остатков и других видов сырья. Кубы обогреваются снизу пламенем от сжигания жидкого или газообразного топлива.
Рис. 64. Схема установки коксования с горизонтальным кубом:
1 — коксовый куб: 2 — конденсатор-холодильник; 3 — газосепаратор; 4 — бачок для парафи-нистых выделений. Линии: / —- ввод сырья; II — вывод нефтяных паров; /// — вывод газа; IV — вывод нефтяных дистиллятов; V — вывод паров ттосле пропарки куба; VI — ввод пара;
VII — выгрузка кокса
Количество загружаемого в куб сырья зависит от его коксо-образующей способности: чем она больше, тем меньше следует его загружать, так как чрезмерная толщина слоя кокса (коксового «пирога»), образующегося на дне куба, может привести к прогоранию его днища.
Во избежание вскипания и выброса продукта при нагревании содержание воды в сырье не должно превышать 1%. Температура загружаемого сырья должна быть не ниже температуры листов днища куба. Обычно сырье загружают в куб нагретым до температуры не менее 100° С. Прежде всего куб пропаривают острым паром для удаления воздуха и предотвращения образования взрывчатой смеси с парами загружаемого нефтепродукта. Одновременно с поступлением сырья под кубом зажигают форсунку, но прежде необходимо продуть камеру сгорания и дымоход котла паром, чтобы вытеснить из них газ, который мог там случайно остаться.
