Файл: Суханов, В. П. Переработка нефти учебник.pdf

в коксонагревателе сжигают при помощи подачи необходимого для этого количества воздуха. Температуру в нагревателе поддержи­ вают 570—625° С, давление 0,8 кгс/см2.

Коксование на порошкообразном коксовом теплоносителе. При коксовании на порошкообразном коксе (процесс разработан ВНИИ НП и МИНХ им. Губкина) теплоноситель нагревается в кипящем слое. Небольшие размеры частиц теплоносителя (не более 2 мм) позволяют сравнительно легко его транспортировать по трубопро­ водам и создавать кипящий слой. При этом осуществляется интен­ сивный теплообмен между теплоносителем и коксуемым сырьем с большой поверхностью контакта.

Рис. 81. Принципиальная схема установки для коксования на порошкообразном коксовом теплоносителе:

/ — нагреватель кокса; 2 — реактор; 3 — ректификационная колонна; 4 —

На рис. 81 приводится принципиальная схема такой установки. Основной аппарат — реактор. В него поступает нагретый теплоно­ ситель в количестве, превышающем в 6 — 8 раз количество подавае­ мого сырья. Теплоноситель приводится в «кипящее» состояние, ко­ торое поддерживается на определенном уровне водяным паром и парами продуктов коксования. В слой нагретого теплоносителя распыливается сырье, которое равномерно распределяется на поверх­ ности теплоносителя и откоксовывается на нем. Газы и дистиллят-

135

ные пары через циклоны в верхней части реактора поступают на разделение в ректификационную колонну. Теплоноситель нагревает­ ся в кипящем слое до 590—650° С путем сжигания части кокса.

Воздух подается в нагреватель воздуходувками высокого дав­ ления через воздушный коллектор. Продукты горения выходят че­ рез циклоны в верхней части нагревателя и поступают в котел-ути­ лизатор. Имеются устройства для дожита окиси углерода. Избы­ точное давление над слоем кокса равно 0,4—0,8 кгс/см2, скорость газового потока 0,5—0,7 м/с. Общий расход водяного пара равен 0 .6 т на 1 т свежего сырья. Из этого количества 30% составляет пар с. низким давлением и остальные 70 %— пар с давлением

12—40 кгс/см2.

Размер частиц кокса в процессе коксообразования регулируется избирательным выводом более крупных частиц через вертикальные отвеиватели. В нижнюю часть отвеивателя подается со скоростью 0 ,6 — 3 м/с газ, выводящий мелкие зерна кокса в коксонагреватель; более крупные частицы кокса выводятся из системы как готовый продукт. Его охлаждают водой до требуемой температуры, при ко­ торой его можно транспортировать воздухом, не опасаясь самовоз­ горания.

Условия ведения процесса коксования. Выход и качество получаемых продуктов

В табл. 3 приведены условия ведения процесса (описанными

при коксовании гудрона.

Из данных табл. 3 и 4 видно, что выходы и качество продуктов, получаемых при коксовании в обогреваемых металлических кубах и при замедленном коксовании (в необогреваемых реакторах), прак­ тически одинаковы. Примерно то же следует отметить при сравне­ нии контактных процессов коксования на гранулированном и по­ рошкообразном коксе.

При контактных процессах выход газа и дистиллятных фракций несколько больший, чем при замедленном коксовании и коксова­ нии в кубах. Выход дистиллятных фракций увеличивается из-за возрастания количества тяжелого газойля (фракции, выкипающей при температуре выше 350°С). Газы и дистилляты при контактных процессах содержат больше непредельных углеводородов, чем при первичной перегонке нефти.

Общий выход кокса при контактных процессах меньше, а выход товарного кокса значительно меньше, чем при двух других процес­ сах. Это объясняется, во-первых, тем, что выход кокса превышает коксуемость исходного сырья при коксовании в кубах в-1,7—1,8 ра­ за, при замедленном коксовании в 1,45—1,60 раза, а при контакт­ ных процессах только в 1,1 раза. Во-вторых, нагрев кокса-тепло­ носителя производят обычно путем сжигания части его (около 6 % количества сырья). В-третьих, при переработке остатков с одинако-

136

Т а б л и ц а 4. Характеристика продуктов, полученных при коксовании гудрона

плотностью р2®= 1 , 0 0 0 из девонских нефтей типа туймазинской

Ф р а к ц и я С5 - -200° С

138

вой коксуемостью, равной, например, 8 %, выход товарного кокса при контактных процессах в 4 раза меньше, чем при замедленном коксовании, и почти в 5 раз меньше, чем при коксовании в кубах. Для увеличения выхода товарного кокса при контактных процессах рекомендуется использовать сырье, коксуемость которого не ниже 2 0 %, а теплоноситель нагревать в потоке дымовых газов, получае­ мых сжиганием газообразного или жидкого топлива.

Благодаря простоте конструкции и обслуживания, высокой про­ изводительности и возможности получать все продукты коксования (в том числе и кусковой электродный кокс) удовлетворительного качества установки для замедленного коксования являются самым распространенным типом установки для коксования тяжелых неф­ тяных остатков. Одна установка для замедленного коксования про­ изводительностью 600 тыс. т/г перерабатывает столько сырья, сколь­ ко перерабатывает батарея, состоящая из 80—100 кубов периоди­ ческого действия. Однако выход кокса на установках меньше, а его качество (по содержанию влаги и летучих) хуже, чем кокса, полу­ чаемого в кубах (подробнее о качестве кокса см. в табл. 4).

§ 21. ПИРОЛИЗ НЕФТЯНОГО И ГАЗОВОГО СЫРЬЯ

Пиролиз нефтяного и особенно газового сырья протекает при бо­ лее высоких температурах (от 650.до 1100° С) и низких давлениях, чем термический крекинг под давлением или коксование.

При режимах пиролиза наряду с продуктами распада образу­ ются продукты синтеза, состоящие как из простых ароматических углеводородов (бензола, толуола и ксилола), так и из высокомоле­ кулярных многокольчатых соединений (нафталина, антрацена, фенантрена и их производных). В результате этого по сравнению с термическим крекингом и коксованием при пиролизе возрастает вы ­ ход газа с большим содержанием непредельных углеводородов, а жидкие продукты переработки получаются сильно ароматизирован­ ными и служат для получения ароматических углеводородов.

Пути использования процесса пиролиза

Работы Менделеева, Зелинского и ряда других русских ученых показали, что в результате пиролиза получаются ценные продукты. Однако из-за общей отста­ лости промышленности царской России промышленное осуществление этого про­ цесса шло медленно. Заводские установки были разнохарактерны и несовершенны.

Пиролизные заводы ранее предназначались для получения из нефти газа для освещения и отопления и поэтому назывались нефте-газовыми. Во время первой мировой войны, когда для изготовления бездымного пороха потребовалось боль­ шое количество толуола, заводы были переведены на получение ароматических углеводородов н главным образом толуола. При пиролизе керосина стали полу­ чать более 1 0 % легких, ароматических углеводородов, и за процессом постепенно закрепилось другое название — ароматизация нефти. Впоследствии, с развитием химической, металлургической и других отраслей промышленности, большое зна­ чение в технике помимо ароматических углеводородов приобрели пиролизный газ с высоким содержанием олефинов, малозольный кокс и зеленое масло.

Основными аппаратами, в которых проводился пиролиз, являлись печи рус­ ского инженера Пиккеринга с вертикальными шамотными ретортами и газогенера­ торы с насадкой из огнеупорного кирпича. В дальнейшем пиролиз осуществляли

139