Коксование тяжелого нефтяного сырья

Краткие сведения о процессе. Коксование - это термический процесс, который преследует две цели: получение нефтяного кокса, увеличение выхода светлых нефтепродуктов на нефть. Для получения кокса в качестве целевого продукта используют обычно малосернистое сырье, так как содержание серы в коксе ограничено нормами. В отличие от термического крекинга тяжелых нефтяных остатков под давлением (висбкрекинга), где коксование нежелательно, так как ограничивает глубину крекинга, коксование позволяет сконцентрировать в коксе большую часть углерода сырья и тем самым получить газ и дистилляты, молекулы которых более богаты водородом, чем исходное сырье. В качестве сырья коксования применяют чаще всего высокомолекулярные нефтяные остатки – гудроны, остатки термического крекинга, кокс пиролиза, остатки деасфальтизации, а также высокоароматизированное дистиллятное сырье (тяжелые остатки термического и каталитического крекинга), дающее кокс повышенного качества. Нефтяной кокс находит широкое применение в производстве сталей, цветных металлов, некоторых химических продуктов, для получения графитовых материалов и в других отраслях промышленности.

Коксование в кубах периодического давления – это наиболее старая малоэффективная форма процесса. В настоящее время коксовых кубовых установок сохранилось мало. На них получают некоторые специальные сорта нефтяного кокса. Наиболее распространено коксование полунепрерывное или замедленное. Процесс проводят в необогреваемых реакционных камерах. Подогретое в печи до 480 – 510ºС сырье (обычно с рециркулятом) поступает в камеру и там после довольно длительного выдерживания коксуется. Продукты разложения в видепарогазовой смеси поступают на разделениее в ректификационную колонну, а остаток постепено превращается в кокс. Сырье поступает в камеру до тех пор, пока кокс не займет около 4/5 высоты реактора, после чго сырье переключают на другую камеру. После пропарки и охлаждения водой реактор освобождают от кокса гидравлическим или механическим способом. Таким образом, поцесс можно назвать полунепрерывным (непрерывная подача сырья и периодическая выгрузка кокса). В результате получают кусковой кокс, наиболее ценной частью которого являются куски разером более 25 мм.

Процесс непрерывного коксования с получением кокса в виде порошка с частицами размером 1 – 2 мм (реже в виде крупных гранул) применяют в основном для получения дополнительного выхода светлых продуктов из тяжелых нефтяных остатков. Гранулированный кокс обычно используют как топливо, в электрометаллургических процессах он пока не нашел применения. Выход кокса при коксовании остаточного сырья оценивают по коксуемости сырья (по Кондрадсону), он изменяется в зависимости от этого показателя прямолинейно. Для сырья с коксуемость не более 30 предложены следующие эмпирические формулы:

Wк = 2 + 1,66 K

Wк+г = 5,5 + 1,76 К

Где Wк – выход кокса; % масс на сырье, Wк+г -суммарный выход кокса и газа; % масс на сырье; К – коксуемость сырья, % масс.

При коксовании в кубах периодического действия выход кокса больше, а выход газа меньше, чем при коксовании другими методами.