RO107985B1 - Procedeu de obținere a cocsului acicular din reziduuri de cracare termică, cu caracteristici îmbunătățite - Google Patents
Procedeu de obținere a cocsului acicular din reziduuri de cracare termică, cu caracteristici îmbunătățite Download PDFInfo
- Publication number
- RO107985B1 RO107985B1 RO92-200733A RO92200733A RO107985B1 RO 107985 B1 RO107985 B1 RO 107985B1 RO 92200733 A RO92200733 A RO 92200733A RO 107985 B1 RO107985 B1 RO 107985B1
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- coke
- thermal cracking
- residue
- coking
- acicular
- Prior art date
Links
Landscapes
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Coke Industry (AREA)
Abstract
Invenția se referă la obținerea de
cocs acicular, prin alimentarea instalației de cocsare
întârziată cu reziduu rezultat din cracarea termică
a unui amestec de motorină grea de cocsare și/sau
produse cu caracter aromatic cu păcură de distilare
primară sau vid. Procedeul se aplică în industria
petrolieră pentru obținerea de cocs acicular și
produse ușoare (gaze, benzină, motorină ușoară).
Description
Invenția de față se referă la un procedeu de obținere a cocsului acicular din reziduuri de cracare termică , cu caracteristici îmbunătățite.
Cocsul acicular este un produs solicitat în industria siderurgică pentru fabricarea electrozilor de foarte mare putere. Resursele de materii prime pentru fabricarea de cocs acicular sunt limitate cantitativ și calitativ și sunt de natură secundară, provenind din prelucrări al căror scop principal este obținerea de produse , altele decât materiile prime pentru cocs acicular, ca de exemplu: olefine, benzine, uleiuri minerale, cocs metalurgic. Din această cauză, posibilitatea de a interveni direct asupra cantității și calității materiilor prime pentru cocs acicular este relativ restrânsă.
Uzual, materiile prime pentru fabricarea de cocs acicular sunt: reziduu de cracare catalitică, reziduu de piroliză, reziduu de cracare termică a păcurilor de distilare primară sau reziduuri de vid, produse rezultate din distilarea gudroanelor de cocserie. Reziduul de cracare termică din păcuri, obținut prin procedeul clasic, nu are un conținut destul de ridicat de hidrocarburi aromatice, fapt care implică obținerea unui cocs de calitate intermediară între cocsul obișnuit și cocsul acicular.
Există multe brevete care tratează probleme legate de lărgirea bazei de materii prime pentru fabricarea de cocs acicular și condiționarea acestora, în scopul îmbunătățirii calității cocsului.
O metodă pentru obținerea de cocs acicular „ premium” este cocsarea produsului rezultat prin îndepărtarea din reziduul de cracare termică a compușilor grei, prin precipitarea cu solvenți parafinici ușori. Același procedeu, solventarea, este utilizat și pentru materiile prime provenite din gudroane de cocserie, din care se îndepărtează produșii insolubili în quinolină. Aceste procedee au dezavantajele că necesită o instalație suplimentară, instalația de tratare cu solvenți, precum și consumuri energetice și de solvenți.
O cale pentru îmbunătățirea calității materiilor prime pentru fabricarea de cocs acicular este hidrogenarea.
Prin hidrogenarea uleiului de piroliză se hidrogenează hidrocarburile olefmice, pentru a îndepărta pericolul cocsării țevilor din cuptorul de încălzire și reacție. Dezavantajul acestui procedeu este că hidrogenul este un produs scump și în plus, necesită consumuri energetice mari.
Un procedeu complex constă în hidrodesul furarea reziduurilor petroliere, fracționarea produsului de reacție pentru a obține un distilat care se supune procesului de cracare catalitică și un reziduu care, în amestec cu reziduul de cracare catalitică, devine materie primă pentru fabricarea de cocs acicular. Dată fiind complexitatea acestui procedeu, realizarea practică este foarte costisitoare.
Un alt procedeu constă în fracționarea reziduurilor petroliere sulfuroase într-o fracție majoră de produs ușor și o fracție minoră de produs greu. Produsul ușor se supune unui proces de hidrofinare ușoară și se fracționează. Reziduul și motorina rezultată de la hidrofinare se supune unui proces de cracare termică. Reziduul astfel obtinut, împreună cu produsul greu separat în prima fază, constituie alimentarea unei instalații de cocsare întârziată, obținându-se cocs acicular cu conținut redus de sulf. Dezavantajele acestui procedeu constau în cheltuieli mari de investiție pentru instalațiile de hidrofinare, cracare termică și fracționare.
Alimentarea unei instalații de cocsare întârziată cu un amestec format din păcură de distilare primară, reziduul rezultat din cracarea termică a motorinelor de cocsare ușoară și grea și, opțional, reziduul de piroliză, constituie o altă cale de fabricare de cocs acicular. Dezavantajul major al acestui procedeu constă în faptul că, prin cracarea motorinelor numai în cuptoare, conversia este scăzută datorită timpilor scurți de reacție. Din acest motiv, randamentul în reziduu de cracare termică și aromaticitatea acestuia sunt reduse.
Procedeul de obținere a cocsului acicular din reziduuri de cracare termică, cu caracteristici îmbunătățite, conform invenției, înlătură dezavantajele menționate, prin aceea că, într-o instalație clasică de cocsare întârziată ai cărei principali parametri de funcționare sunt temperatura de ieșire a efluentului din cuptorul de încălzire și reacție este de 460 ... 510°C, rația de reciclu/alimentare 0,1 -1,1, presiune pe cameră de cocsare 2...8 bari, alimentarea o constituie un reziduu obținut prin cracare termică a motorinei grele de cocsare și/sau a unor produse cu caracter aromatic în amestec cu păcură de distilare primară sau vid, provenită din țiței nesulfuros.
Produsele cu caracter aromatic ce pot fi utilizate sunt: motorina grea de cracare catalitică, reziduu de cracare catalitică, extracte aromatice de la fabricarea uleiurilor, fracții obținute la distilarea gudroanelor de cocserie etc.
Pentru obținerea reziduului de cracare termică cu caracteristici îmbunătățite, utilizat pentru fabricarea de cocs acicular, instalația de cracare termică trebuie să fie de tip cu zonă de reacție formată din două cuptoare, cameră de reacție și vaporizator de înaltă presiune. Principalii parametri de funcționare a unei astfel de instalații de cracare termică sunt:
Temperaturi
- ieșire efluent din cuptorul de cracare ușoară 470 + 500°C ;
- ieșire efluent din cuptorul de cracare adâncă 500 + 540°C ;
- camera de reacție 440+ 470°C ;
- vaporizator de înaltă presiune 420+
440°C.
Presiuni
- camera de reacție 14 + 25 bari;
- vaporizator de înaltă presiune 8+ 13 bari;
- coloana de fracționare 7+12 bari.
Se menționează că, pentru obținerea unui reziduu de cracare termică cu caracteristici cât mai bune pentru fabricarea de cocs acicular, instalația de cracare termică trebuie operată cât mai aproape de limitele superioare indicate mai sus.
Reziduul de cracare termică ce constituie alimentarea instalației de cocsare, conform invenției, are un conținut de hidrocarburi aromatice mai mare de 65%g, densitate 0,99 + 1,1 g/cm și produs care distilează până ia 360°C de maximum 25% g, produsele cu caracter aromatic au un conținut de hidrocarburi aromatice mai mare de 60% densități cuprinse între 0,95 și 1,15 g/cm3 , motorina grea de cocsare are densități cuprinse între 0,91 și 1 g/cm3 și conținut de hidrocarburi aromatice mai mare de 30% g, în funcție de calitatea alimentării instalației de cocsare.
Prin procedeul conform invenției rezultă un cocs acicular cu CTE maximum 0,7...10-6 /°C, alături de benzina de cracare termică cu cifră octanică de 75...80 și alte produse ușoare, ca, gaze, benzină de cocsare, motorină ușoară de cocsare și de cracare termică, din materii prime inferioare.
Avantajele procedeului propus constau în:
- prin alimentarea instalației de cocsare întârziată cu reziduu de cracare termică, obținut conform procedeului descris, rezultă cocs cu caracteristici de cocs acicular (CTE maximum 0,7...10 ~6y°C);
- prin aplicarea procedeului propus se obține un plus de cocs acicular, corespunzător randamentului în cocs al reziduului de cracare termică, provenit din motorina de cocsare și produsele cu caracter aromatic;
- prezența hidrocarburilor aromatice în alimentarea instalației de cracare termică și gradul mai înalt de severitate a procesului determină obținerea unei benzine cu valori ale cifrei octanice de 75...80, față de 65...70 la benzina rezultată din procedeul clasic de cracare termică a păcurilor. Benzina cu cifra octanică 75...80 poate fi folosită drept component în benzinele auto comerciale;
- motorina grea de cocsare și motorina grea de cracare catalitică, uzual utilizate drept combustibili, sunt transformate prin procedeul propus, în gaze, benzina, motorină ușoară și cocs acicular, asigurându-se astfel o valorificare superioară a acestora;
- procedeul poate fi aplicat în rafinările care au în dotare instalații de cocsare întârziată și cracare termică;
- prin aplicarea procedeului propus se obțin produse cerute pe piață: gaze, benzină, motorină ușoară și cocs acicular.
în continuare, se prezintă un exemplu de realizare a procedeului conform invenției, în legătură cu figura, care reprezintă schema tehnologică de principiu a instalațiilor de cracare termică și cocsare întârziată.
Alimentarea instalației de cracare termică, constituită dintr-un mestec format din 30% motorinbă grea de cocsare (C), 20% g motorina grea de cracare catalitică (B) și 50% g păcură de distilare primară (A), se introduce într-o coloană de fracționare 5 pentru a prelua reciclul.
în funcție de posibilitățile instalației, motorina grea de cocsare (C) se poate introduce într-un cuptor de încălzire și reacție 8, in coloana de fracționare 5 sau în alimentarea instalației. în experimentul realizat, motorina grea de cocsare în proporție de 30% g s-a introdus în alimentarea instalației. în coloana de fracționare 5 presiunea s-a menținut la valori de 9 bari. Produsul din baza coloanei de fracționare 5, constituit din materie primă și reciclu, intră într-un cuptor de încălzire și reacție 4, numit cuptorul de cracare ușoară, din care efluentul iese cu o temperatură de 495 °C și intră în partea superioară a unei camere de reacție 6.
Cuptorul de încălzire și reacție 8, cuptor de cracare adâncă , este alimentat cu motorina (L) separată în coloana de fracționare
5. Efluentul din acest cuptor, la o temperatură de 530°C, intră în partea superioară a camerei de reacție 6. Produsele de reacție ies pe la baza camerei de reacție 6 la o temperatură de 450°C și intră într-un separator de înaltă presiune 9.
Presiunea în camera de reacția 6 s-a menținut la 20 bari. în baza separatorului de înaltă presiune 9, temperatura s-a menținut la 440°C, iar presiunea la 10 bari. Produsele de reacție în stare de vapori ies pe la vârful separatorului de înaltă presiune 9 și intră în coloana de fracționare 5, iar reziduul din bază alimentează un separator de joasă presiune 10, pentru separarea reziduului de cracare termică de părțile ușoare antrenate. Produsele ușoare care se separă din reziduu intră în coloana de fracționare 5. Reziduul de cracare termică, care constituie alimentarea instalației de cocsare întârziată, ies pe la baza separatorului de joasă presiune 10. Presiunea în separatorul de joasă presiune s-a menținut la 3 bari, iar temperatura în bază la 390°C.
In coloana de fracționare 5 se separă gaze (E), benzină (F) și motorina ușoară (G).
Reziduul de cracare termică (D) constituie alimentarea instalației de cocsare întârziată din care se obțin: cocs acicular (K), gaze (H), benzină (I), motorină ușoară (J) și motorina grea de cocsare (C). Instalația de cocsare întârziată este constituită dintr-un cuptor de încălzire și reacție 12, 2 camere de cocsare 13 și o coloană de fracționare 14 și a fost operată la parametrii caracteristici unei instalații clasice. Principalii parametri de funcționare a instalației de cocsare întârziate au fost:
- ieșire efluent din cuptorul de încălzire și reacție 12 , la 485°C;
- presiune cameră de cocsare 13-5 bari;
- rația de reciclu/alimentare - 0,4/1.
Pentru comparație, s-a efectuat cracarea termică a păcurii de distilare primară după procedeul clasic. Reziduul de cracare termică astfel obținut a fost supus aceluiași proces de cocsare întârziată.
Caracteristicile analitice ale păcurii de distilare primară, ale motorinei grele de cocsare și ale motorinei grele de cracare catalitică se prezintă în tabelul 1. în tabelul 2 se prezintă randamentele în produse obținute în procesul de cracare termică prin procedeul clasic și cel conform invenției. Caracteristicile analitice ale reziduurilor obținute prin cele două procedee se prezintă în tabelul 3. Randamentele de produse obținute prin același procedeu de cocsare întârziată din cele două reziduuri și caracteristicile analiticre ale cocsurilor rezultate se prezintă în tabelele 4 și 5. Creșterea randamentului de cocs în procesul de cocsare a reziduului de cracare termică obținut conform invenției este corespunzătoare unei transformări în cocs a 10...20% g din motorina.
Creșterea aromaticității reziduului de cracare termică obținut conform invenției se datorează efectului sinergetic al reacțiilor ce au loc între motorine, produse cu caracter aromatic și păcură în cuptoarele de încălzire și reacție, în camera de reacție și în baza separatorului de înaltă presiune. Produsele cu caracter aromatic din amestecul de păcură determină în timpul procesului o intensificare a transferului de hidrogen, care contribuie la reducerea vitezei de formare a cocsului, favorizează reacțiile de cracare a catenelor parafinice legate de hidrocarburi aromatice și reacțiile de ciclizare a hidrocarburilor nesaturate, cu rezultatul creșterii ponderii 5 hidrocarburilor aromatice în reziduul de cracare termică.
Intensificarea transferului de hidrogen în timpul procesului de cracare termică se datorează capacității de donor de hidrogen a 10 hidrocarburilor aromatice policiclice. Pe de altă parte, hidrocarburile aromatice joacă rol de solvent pentru asfaltare, împiedicând precipitarea acestora și depunerea cocsului în utilaje, permițând astfel creșterea severității procesului de cracare termică.
Creșterea aromaticității reziduului de cracare termică ce constituie alimentarea instalației de cocsare întârziată determină obținerea unui cocs cu CTF redus, de max. 0,7...10'e/°C.
Tabelul 1
Caracteristici analitice ale motorinelor grele de cocsare și cracare catalitică și ale păcurii de distilare primară
| Motorină grea cocsare | Motorină grea de cracare catalitică | Păcură de distilare primară | ||||
| Densitate, d4 20 | 0,9233 | 0,9551 | 0,9382 | |||
| Conținut cocs Conradson, % g | 5,7 | |||||
| Conținut de sulf, % g Conținut de hidro- | 0,45 | 0,5 | 0,58 | |||
| gen, % g | 13,91 | 12,6 | 12,3 | |||
| Conținut de carbon, % | g 85,35 | 86,5 | 86,8 | |||
| °C | %g | °C | %g | °C | %g | |
| Distilație PRF | 180°C-288 | 9,4 | 288°C -324 | -10,6 | 209-359 | 8,1 |
| 323 | 9,8 | 331 | -10,1 | 430 | 8,2 | |
| 349 | 10,4 | 338 | -9,3 | 451 | 8,4 | |
| 363 | 9,7 | 345 | -10,6 | 480 | 8,8 | |
| 370 | 9,8 | 352 | -10,6 | 502 | 8,9 | |
| 376 | 10,0 | 359 | -10,6 | 524 | 8,9 | |
| 389 | 10,2 | 370 | -10,7 | 540 | 8,6 | |
| 410 | 10,4 | 383 | -10,9 | Reziduu | 40,1 | |
| 438 | 10,2 | 421 | -10,9 | |||
| Reziduu | 10,1 | Reziduu | 4,7 | |||
| -Cromatografie în strat subțire: | ||||||
| - saturate | 47,1 | 37,3 | ||||
| - nearomatice | 5,2 | 6,0 | ||||
| - biaromatice | 9,9 | 15,9 | ||||
| - triaromatice | 33,0 | 37,7 | ||||
| - rășini - asfaltene | 4,8 | 3,1 |
ίο
Tabelul 2
Randamente în produse
| Randament, %g | Cracare termică a păcurii | Cracare termică a amestecului de produse conform invenției |
| Gaze | 10,4 | 8,6 |
| Benzină | 19,8* | 20,8“ |
| Motorină ușoară | - | 11,4 |
| Reziduu CT | 69,8 | 59,2 |
100,0 100,0
x) Benzină cu cifra octanică 67 xx) Benzină cu cifra octanică 78
Tabelul 3
Caracteristicile analitice ale reziduurilor de cracare termică
| Reziduu din cracacarea păcurii | Reziduu din cracarea amestecului de produse | |
| Densitate d4 20 | 0,9878 | 0,9985 |
| Conținut de sulf, %g | 0,64 | 0,54 |
| Conținut de carbon, %g | 88,0 | 88,4 |
| Conținut de hidrogen, %g | 10,7 | 10,2 |
| Viscozitate p 50°C - cSt | 193 | 143 |
| p 100°C -cSt | 18,5 | 12,5 |
| Conținut cocs Conradson, | ||
| %g | 13,64 | 9,4 |
| Distilat la 360°,% g | 21,0 | 23,0 |
Compoziție pe clase de hidrocarburi
| saturate | 32 | 28 | |
| aromatice | -monociclice | 5 | 5 |
| -biciclice | 6 | 10 | |
| -triciclice | 17 | 22 | |
| -policiclice | 13 | 12 | |
| rășini | 12 | 14 | |
| asfaltene | 17 | 9 |
Tabelul 4
Randamentele în cocs în cocsarea reziduurilor de cracare termică
| Reziduu CT obținut prin procedeul clasic | Reziduu CT obținut prin procedeul conform invenției | |
| Randament în cocs, | ||
| % g | 27,4 | 36,9 |
| Caracteristici analitice ale cocsurilor calcinate | Tabelul 5 | ||
| Cocs din reziduu | Cocs din reziduu | ||
| CT obținut prin | CT obținut prin | ||
| procedeul clasic | procedeul conform invenției | ||
| Structură prin microscopie optică: | |||
| Fibros | 39 | 52 | |
| Floral | 22 | 28 | |
| Mozaic mare | 18 | 13 | |
| Mozaic mic | 21 | 7 | |
| CTE x 10 -6/°C | 1,3 | max. 0,7 |
1. Procedeu de obținere a cocsului aci-
Claims (4)
1. Procedeu de obținere a cocsului acicular din reziduuri de cracare termică, cu caracteristici îmbunătățite, într-o instalație clasică de cocsare întârziată ai cărei principali parametri de funcționare sunt: temperatura de ieșire a efluentului din cuptorul de încălzire și reacție
460.. .510 °C, presiune pe camera de cocsare
2.. .8 bari, rație de reciclu/alimentare 0,1 ... 1/1, caracterizat prin aceea ca alimentarea instalației o constituie un reziduu obținut prin procesul de cracare termică a motorinei grele de cocsare și/sau a unor produse cu caracter aromatic, în amestec cu păcură de distilare primară sau vid, provenită din țiței nesulfuros.
2. Procedeu de obținere a cocsului
Revendicări acicular, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că instalația de cocsare întârziată este alimentată cu un reziduu rezultat din procesul de cracare termică a unui amestec format din 20...95% g motorină grea de cocsare și/sau produse cu caracter aromatic, alese dintre motorină grea de cracare catalitică, reziduu de cracare catalitică, extracte aromatice de la fabricarea uleiurilor, fracții obținute la distilarea gudroanelor de cocserie și
80...5 % g păcură, în funcție de disponibilul de materii prime.
3. Procedeu de obținere a cocsului acicular, conform revendicărilor 1 și 2, caracterizat prin aceea că reziduul de cracare termică, ce constituie alimentarea instalației de cocsare, are un conținut de hidrocarburi 5 aromatice mai mare de 65% g, densitatea de 0,99...1,1 g cm3 și produs care distilează până la 360°C de maximum 25%, motorina grea de cocsare are densități cuprinse între 0,91 și 1,0 g/cm3 și conținutul de hidrocarburi aromatice 10 mai mare de 30 % g, iar produsele cu caracter aromatic cu conținut de hidrocarburi aromatice mai mare de 60 % g și densități cuprinse între 0,96 și 1,15 g/cm3, în funcție de calitatea alimentării instalației de cocsare.
4. Procedeu de obținere a cocsului acicular, conform revendicărilor 1,2 și 3, caracterizat prin aceea că rezultă un cocs acicular cu CTF de maximum 0,7...10 /°C, alături de benzina de cracare termică cu cifră octanică 75...80 și alte produse ușoare, ca: gaze, benzină de cocsare, motorină ușoară de cocsare și cracare termică.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RO92-200733A RO107985B1 (ro) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | Procedeu de obținere a cocsului acicular din reziduuri de cracare termică, cu caracteristici îmbunătățite |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RO92-200733A RO107985B1 (ro) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | Procedeu de obținere a cocsului acicular din reziduuri de cracare termică, cu caracteristici îmbunătățite |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO107985B1 true RO107985B1 (ro) | 1994-01-31 |
Family
ID=20098590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RO92-200733A RO107985B1 (ro) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | Procedeu de obținere a cocsului acicular din reziduuri de cracare termică, cu caracteristici îmbunătățite |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RO (1) | RO107985B1 (ro) |
-
1992
- 1992-05-28 RO RO92-200733A patent/RO107985B1/ro unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2727853A (en) | Process for refining of petroleum, shale oil, and the like | |
| US6726832B1 (en) | Multiple stage catalyst bed hydrocracking with interstage feeds | |
| US4075084A (en) | Manufacture of low-sulfur needle coke | |
| US4178229A (en) | Process for producing premium coke from vacuum residuum | |
| DE69706838T3 (de) | Verfahren zur erzeugung von olefinen aus residuale und andere schwere einsätze | |
| US20120125813A1 (en) | Process for Cracking Heavy Hydrocarbon Feed | |
| RU2005117790A (ru) | Способ переработки тяжелого сырья, такого как тяжелая сырая нефть и кубовые остатки | |
| US3671419A (en) | Upgrading of crude oil by combination processing | |
| US20120125811A1 (en) | Process for Cracking Heavy Hydrocarbon Feed | |
| JP2015528820A (ja) | 分解炉における熱水蒸気分解によってオレフィンを製造する方法 | |
| US2282451A (en) | Desulphurizing and cracking process | |
| US2736685A (en) | Process of petrolatum cracking in liquid and vapor phase | |
| US10934494B2 (en) | Process for production of anisotropic coke | |
| US4492625A (en) | Delayed coking process with split fresh feed | |
| US4434045A (en) | Process for converting petroleum residuals | |
| EP0779916B1 (en) | Process for the thermal cracking of a residual hydrocarbon oil | |
| US2366218A (en) | Catalytic combination process | |
| EA001938B1 (ru) | Способ и аппаратура для облагораживания углеводородного сырья, содержащего серу, металлы и асфальтены | |
| CA1246481A (en) | Coking residuum in the presence of hydrogen donor | |
| RO107985B1 (ro) | Procedeu de obținere a cocsului acicular din reziduuri de cracare termică, cu caracteristici îmbunătățite | |
| JP2019131788A (ja) | 多段分離システムを用いる２段階熱分解法 | |
| US2922759A (en) | Hydrogenation process | |
| US2862870A (en) | Process for upgrading residua | |
| US2130596A (en) | Method for treating a plurality of heavy hydrocarbon oils for subsequent cracking | |
| US2139672A (en) | Combined liquid phase and vapor phase oil cracking process |