RU2496852C1

RU2496852C1 - Method for obtaining coking additive by delayed coking

Info

Publication number: RU2496852C1
Application number: RU2012119169/05A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Георгиевич Валявин; Виктор Павлович Запорин; Сергей Витальевич СУХОВ; Михаил Владимирович Мамаев; Игорь Викторович Бидило; Константин Геннадьевич Валявин; Михаил Иванович Стуков; Владимир Семенович Загайнов; Евгений Иосифович Андрейков
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Проминтех"
Priority date: 2012-05-11
Filing date: 2012-05-11
Publication date: 2013-10-27
Also published as: EA201201038A1

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: method involves pre-heating of initial raw material up to 270-330°C, mixing of initial raw material with recirculated agent in a tank so that secondary raw material is obtained; heating of secondary raw material up to the temperature of 455-470°C and its supply to a coking chamber to perform delayed coking; with that, delayed coking is performed during 6-10 hours; besides, coking is performed in three coking chambers with alternating raw material supply in them.

EFFECT: increasing volatile matters in the obtained coking additive; obtaining coking additive of more homogeneous quality, as well as reducing coking of lower part of a rectifying chamber.

1 tbl, 4 ex

Description

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к получению замедленным коксованием коксующей добавки, использующейся в шихте коксования углей при производстве металлургического кокса.The invention relates to the field of oil refining, in particular to the production of delayed coking of a coking additive used in a coal coking charge in the production of metallurgical coke.

Как известно, замедленное коксование является периодическим процессом по выгрузке кокса и непрерывным - по подаче сырья. Коксование осуществляют в двух попеременно работающих камерах. После заполнения одного из реакторов коксом поток сырья переключают на следующий подготовленный реактор. При этом на подготовительные к коксованию операции: пропарку кокса, охлаждение водой, выгрузку кокса, опрессовку камеры коксования, прогрев камеры коксования, может быть затрачено 12-30 ч (Г.Г.Валявин, P.P.Суюнов, С.А.Ахметов, К.Г.Валявин «Современные и перспективные термолитические процессы глубокой переработки нефтяного сырья». - СПб.: Недра, 2010 г., стр.118).As you know, delayed coking is a periodic process for the unloading of coke and continuous - for the supply of raw materials. Coking is carried out in two alternately working chambers. After filling one of the reactors with coke, the feed stream is switched to the next prepared reactor. At the same time, preparatory operations for coking operations: steaming coke, cooling with water, unloading coke, crimping the coking chamber, warming the coking chamber, may take 12-30 hours (G.G. Valyavin, PPSuyunov, S.A. Akhmetov, K. G. Valyavin “Modern and perspective thermolithic processes of deep processing of oil raw materials.” - St. Petersburg: Nedra, 2010, p. 118).

Известен способ получения замедленным коксованием коксующей добавки, по которому осуществляют замедленное коксование в двух попеременно работающих реакторах при температуре 475-485°С в течение 14-36 ч с получением кокса, при этом в качестве коксующей добавки используют кокс, полученный в верхней части камеры коксования с содержанием летучих веществ более 15% (Патент РФ №2296151, кл. С10В 55/00, опубл. 2007 г.).A known method for producing delayed coking of a coking additive, according to which delayed coking is carried out in two alternating reactors at a temperature of 475-485 ° C for 14-36 hours to produce coke, using coke obtained at the top of the coking chamber as a coking additive with a volatile substance content of more than 15% (RF Patent No. 2296151, class СВВ 55/00, publ. 2007).

Недостаток этого способа - низкий выход коксующей добавки (20-30% от общей массы полученного кокса), низкое содержание летучих веществ в коксующей добавке, а также вероятность закоксовывания нижней части ректификационной камеры из-за уноса коксовых частиц вместе с пеной в случае пенообразования.The disadvantage of this method is the low yield of coking additive (20-30% of the total mass of coke obtained), low volatiles in the coking additive, and the likelihood of coking of the bottom of the distillation chamber due to the entrainment of coke particles together with the foam in case of foaming.

Известен способ получения коксующей добавки замедленным коксованием, включающий нагрев исходного сырья до температуры 450-470°С, замедленное коксование сырья в течение 14-24 ч в двух попеременно работающих камерах и последующую выгрузку образовавшейся коксующей добавки [Патент РФ №2400518, кл. С10В 55/00, опубл. 2010 г.].A known method of producing a coking additive by delayed coking, including heating the feedstock to a temperature of 450-470 ° C, delayed coking of the raw material for 14-24 hours in two alternately working chambers and subsequent unloading of the formed coking additive [RF Patent No. 2400518, cl. СВВ 55/00, publ. 2010].

Недостаток данного способа - относительно низкий выход летучих веществ в получаемой коксующей добавке. Кроме того, при низких температурах коксования 450-470°С наблюдается интенсивное пенообразование коксующейся массы: высота пены может достигать 5 м и выше. При уровне заполнения камер коксования 18-21 м, что наблюдается при времени заполнения камер коксования в течение 14-24 ч, происходит вынос коксовых частиц в ректификационную камеру, которые вместе со вторичным сырьем попадают в реакционную печь и, тем самым, обуславливают преждевременное закоксовывание змеевиков печи и ректификационной колонны, что обуславливает сокращение межремонтного пробега установки коксования.The disadvantage of this method is the relatively low yield of volatiles in the resulting coking additive. In addition, at low coking temperatures of 450-470 ° C, intense foaming of the coking mass is observed: the height of the foam can reach 5 m and above. At a filling level of coking chambers of 18-21 m, which is observed at a filling time of coking chambers for 14-24 hours, coke particles are carried out into the distillation chamber, which, together with secondary raw materials, enter the reaction furnace and, thereby, cause premature coking of the coils furnaces and distillation columns, which leads to a reduction in the overhaul mileage of the coking unit.

Наиболее близким к заявляемому объекту является способ получения коксующей добавки замедленным коксованием, включающий предварительный нагрев исходного сырья до 270-330°С, смешивание исходного сырья с рециркулятом в емкости с формированием вторичного сырья, нагрев вторичного сырья до температуры 455-470°С, подачу его в камеру коксования, замедленное коксование вторичного сырья в течение 16 ч в двух попеременно работающих камерах с образованием целевого продукта. За 3-5 ч до завершения коксования в камеру коксования подают антипенную присадку (Патент РФ №2437915, кл. С10В 55/00, опубл. 2011 г.).Closest to the claimed object is a method of producing a coking additive by delayed coking, including preheating the feedstock to 270-330 ° C, mixing the feedstock with recycle in a tank with the formation of secondary raw materials, heating the secondary raw material to a temperature of 455-470 ° C, into the coking chamber, delayed coking of the secondary raw materials for 16 hours in two alternately working chambers with the formation of the target product. 3-5 hours before the end of coking, an anti-foam additive is fed into the coking chamber (RF Patent No. 2437915, class С10В 55/00, publ. 2011).

Недостатки данного способа заключаются в том, что он не обеспечивает получение коксующей добавки с высоким содержанием летучих веществ по всему объему камеры коксования. Так, при коксовании нефтяного сырья в течение 16 ч содержание летучих веществ в коксующей добавке в нижней части камеры коксования составляет 10-11%, а в верхней - 20-25% (при содержании летучих веществ 15-16% в средней пробе кокса). Это объясняется тем, что первые порции сырья коксуются в камере коксования действительно 16 ч, тогда как последние порции сырья коксуются лишь 0,5-1,0 ч.The disadvantages of this method are that it does not provide a coking additive with a high content of volatile substances throughout the volume of the coking chamber. So, when coking petroleum feed for 16 hours, the volatile content in the coking additive in the lower part of the coking chamber is 10-11%, and in the upper 20-25% (with a volatile content of 15-16% in the average coke sample). This is explained by the fact that the first portions of the raw material are coked in the coking chamber for really 16 hours, while the last portions of the raw material are coked only 0.5-1.0 hours.

Хотя при такой технологии коксования, когда вторичное сырье формируется в отдельной емкости, и исключается вероятность попадания вынесенных из камер коксования коксовых частиц в реакционные печи, обуславливающих сокращение межремонтного пробега установки коксования, однако при этом не исключена, как и в способах по вышеприведенным аналогам, вероятность закоксовывания нижней части ректификационной камеры.Although with such a coking technology, when the secondary raw materials are formed in a separate container, the probability of coke particles removed from the coking chambers in the reaction furnaces, causing a reduction in the overhaul distance of the coking unit, is excluded, but this is not excluded, as in the methods according to the above analogues, the probability coking of the lower part of the distillation chamber.

Изобретение направлено на увеличение содержания летучих веществ в коксующей добавке с одновременным обеспечением получения более однородной по качеству коксующей добавки по всему объему камеры коксования, а также снижение вероятности закоксовывания нижней части ректификационной камеры.The invention is aimed at increasing the content of volatiles in a coking additive while providing a more uniform coking additive in quality throughout the volume of the coking chamber, as well as reducing the likelihood of coking of the lower part of the distillation chamber.

Это достигается тем, что в способе получения коксующей добавки замедленным коксованием, включающем предварительный нагрев исходного сырья до 270-330°С, смешивание исходного сырья с рециркулятом в емкости с формированием вторичного сырья, нагрев вторичного сырья до температуры 455-470°С и подачу его в камеру коксования для проведения замедленного коксования, согласно изобретению замедленное коксование осуществляют в течение 6-10 ч, при этом коксование осуществляют в трех камерах коксования с поочередной подачей сырья в них.This is achieved by the fact that in the method of producing a coking additive by delayed coking, including preheating the feedstock to 270-330 ° C, mixing the feedstock with recycle in a tank with the formation of secondary feedstock, heating the secondary feedstock to a temperature of 455-470 ° C and supplying it in the coking chamber for delayed coking, according to the invention, delayed coking is carried out for 6-10 hours, while coking is carried out in three coking chambers with alternate supply of raw materials to them.

При трехкамерном варианте коксования и цикле коксования, например, 10 ч на проведение подготовительных операций остается 20 ч, в то время как при осуществлении процесса коксования в двух попеременно работающих камерах коксования при 16-часовом цикле коксования время на проведение подготовительных операций составляет лишь 16 ч.With the three-chamber coking option and the coking cycle, for example, 10 hours, 20 hours are left for preparatory operations, while the coking process is carried out in two alternating coking chambers with a 16-hour coking cycle, the time for preparatory operations is only 16 hours.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Исходное сырье нагревают в теплообменнике и/или в печи до 270-330°С, смешивают с рециркулятом, например тяжелым газойлем коксования, в емкости для формирования вторичного сырья, затем вторичное сырье нагревают в печи до температуры 455-470°С и поочередно подают для проведения замедленного коксования в одну из трех камер коксования, где выдерживают в течение 6-10 ч. После завершения коксования в первой камере коксования сырье переключают в другую камеру для коксования в тех же условиях, а в первой камере проводят подготовительные операции к следующему циклу коксования. После завершения коксования во второй камере коксования сырье подают в третью камеру коксования для коксования в таком же, что и в предыдущих реакторах, режиме, в это время в первой камере коксования завершаются подготовительные операции, а во второй - начинаются. После образования кокса в третьей камере сырье переключают в уже подготовленную первую камеру и цикл повторяется.The feedstock is heated in a heat exchanger and / or in an oven to 270-330 ° C, mixed with a recirculate, for example, heavy coking gas oil, in a container for forming secondary feedstock, then the secondary feedstock is heated in a furnace to a temperature of 455-470 ° C and served in turn for delayed coking in one of the three coking chambers, where it is held for 6-10 hours. After coking in the first coking chamber, the raw materials are switched to another coking chamber under the same conditions, and preparatory operations for the trace are carried out in the first chamber present coking cycle. After coking is completed in the second coking chamber, the raw materials are fed into the third coking chamber for coking in the same mode as in the previous reactors, at this time preparatory operations are completed in the first coking chamber and begin in the second. After the formation of coke in the third chamber, the raw materials are switched to the already prepared first chamber and the cycle repeats.

Пример 1 (по предлагаемому способу). Было проведено замедленное коксование гудрона со следующими характеристиками:Example 1 (by the proposed method). Slow tar coking was carried out with the following characteristics:

Плотность $ρ_{4}^{20}$

- 1,0212Density

ρ_{four}^{twenty}

- 1,0212

Условная вязкость, ВУ₉₀ - 391°ЕConditional viscosity, VU ₉₀ - 391 ° E

Коксуемость - 19,2% масс.Coking ability - 19.2% of the mass.

Содержание серы - 2,48% масс.The sulfur content is 2.48% of the mass.

Зольность - 0,069% масс.Ash content - 0.069% of the mass.

Гудрон был нагрет до температуры 300°С и подан в емкость для формирования вторичного сырья путем его смешивания с рециркулятом - тяжелым газойлем коксования, при коэффициенте рециркуляции 1,2. Образовавшееся вторичное сырье нагрели до температуры 460°С и подвергали замедленному коксованию путем подачи в одну из камер коксования в течение 7 ч. После заполнения камеры в течение 7 ч, подача сырья была переключена на другую камеру коксования. В первой камере провели пропарку кокса, охлаждение водой, выгрузку кокса, опрессовку камеры коксования и прогрев камеры коксования перед очередным заполнением сырьем камеры. После заполнения 2-й камеры, где коксование происходило также в течение 7 ч, сырье подали в третью камеру коксования, а во второй камере начали проводить подготовительные операции к выгрузке кокса, выгрузку его и подготовительные операции к коксованию. После заполнения третьей камеры в течение 8 ч подачу сырья переключили в первую камеру, а в третьей стали проводить подготовительные операции, как ранее, в первой и во второй камерах. Режим коксования и показатели качества полученных коксующих добавок приведены в таблице.The tar was heated to a temperature of 300 ° C and fed into a container for the formation of secondary raw materials by mixing it with recirculate - heavy coking gas oil, with a recirculation coefficient of 1.2. The resulting secondary raw material was heated to a temperature of 460 ° C and subjected to delayed coking by feeding into one of the coking chambers for 7 hours. After filling the chamber for 7 hours, the feed was switched to another coking chamber. In the first chamber, coke steaming, water cooling, coke unloading, pressure testing of the coking chamber and heating of the coking chamber before the next filling of the chamber with raw materials were carried out. After filling the 2nd chamber, where coking also took place within 7 hours, the raw materials were fed into the third coking chamber, and in the second chamber, preparatory operations for unloading coke, unloading it and preparatory operations for coking were started. After filling the third chamber within 8 hours, the feed was switched to the first chamber, and in the third, preparatory operations began, as before, in the first and second chambers. The coking mode and quality indicators of the obtained coking additives are shown in the table.

Примеры 2 и 3 (по предлагаемому способу). Было проведено коксование аналогично примеру 1 продолжительностью 8 ч (пример 2) и продолжительностью коксования 10 ч (пример 3).Examples 2 and 3 (by the proposed method). Coking was carried out analogously to example 1 with a duration of 8 hours (example 2) and a duration of coking of 10 hours (example 3).

Данные по примерам 2 и 3 также сведены в таблицу.The data in examples 2 and 3 are also summarized in table.

Пример 4 (по прототипу). То же сырье, что и в примере 1, нагрели до температуры 300°С и подали в емкость для формирования вторичного сырья путем его смешивания с тем же, что и в примере 1, рециркулятом - тяжелым газойлем при коэффициенте рециркуляции 1,2. Образовавшееся вторичное сырье нагрели до температуры 460°С и подвергали коксованию в камере коксования в течение 16 ч. После завершения коксования сырье переключили на вторую камеру, а в первой камере образовавшуюся коксующую добавку пропарили, охладили водой, выгрузили, после чего произвели опрессовку камеры коксования и прогрев камеры коксования перед очередным циклом коксования. После завершения коксования во второй камере в течение 16 ч в нем, так же как и в первой камере, провели подготовительные операции для проведения очередного цикла коксования. Режим и результаты коксования приведены в таблице.Example 4 (prototype). The same raw material as in example 1 was heated to a temperature of 300 ° C and fed into a container for the formation of secondary raw materials by mixing it with the same as in example 1, recirculated heavy gas oil with a recirculation coefficient of 1.2. The resulting secondary raw material was heated to a temperature of 460 ° C and subjected to coking in the coking chamber for 16 hours. After coking, the raw materials were switched to the second chamber, and the coking additive formed in the first chamber was steamed, cooled with water, unloaded, after which the coking chamber was pressure tested and warming the coking chamber before the next coking cycle. After coking in the second chamber was completed for 16 hours, preparatory operations for the next coking cycle were carried out in it, as well as in the first chamber. The mode and results of coking are given in the table.

ТаблицаTable Сравнительные данные по коксованию сырья предлагаемым способом и способом по прототипуComparative data on the coking of raw materials by the proposed method and method according to the prototype Наименование показателейThe name of indicators ПримерыExamples по предлагаемому способуby the proposed method по прототипуprototype 1one 22 33 4four Производительность установки по первичному сырью, м³/чThe productivity of the plant for primary raw materials, m ³ / h 50fifty 50fifty 50fifty 50fifty Производительность установки по вторичному сырью, м³/чThe productivity of the plant for secondary raw materials, m ³ / h 6060 5555 5555 6060 Температура вторичного сырья на входе в камеру коксования, °СThe temperature of the secondary raw materials at the entrance to the coking chamber, ° C 460460 460460 460460 460460 Продолжительность коксования, чDuration of coking, h 77 88 1010 1616 Содержание летучих веществ в коксе, %The content of volatiles in coke,% 25,025.0 21,021.0 18,618.6 16,316.3 Подача антипенной присадки, да/нетAnti-foam additive, yes / no даYes даYes даYes даYes

Как видно из представленных в таблице данных, использование предлагаемого способа замедленного коксования по сравнению с прототипом позволит повысить содержание летучих веществ в получаемой коксующей добавке до 18,6-25,0%. При этом получаемая коксующая добавка имеет более однородное качество за счет уменьшения разницы во времени коксования сырья в нижней и верхней частях камеры коксования.As can be seen from the data presented in the table, the use of the proposed method of delayed coking compared with the prototype will increase the content of volatile substances in the resulting coking additive to 18.6-25.0%. In this case, the resulting coking additive has a more uniform quality by reducing the difference in the time of coking of raw materials in the lower and upper parts of the coking chamber.

Кроме того, предлагаемый способ обеспечит снижение вероятности закоксовывания нижней части ректификационной камеры за счет того, что при укороченных циклах коксования (6-10 ч) на трех камерах коксования существенно снижается уровень заполнения камер, при этом даже в случае интенсивного пенообразования пена не достигает верхнего люка камер и, как следствие, вероятность ее уноса в ректификационную колонну значительно снижается. Проведение же коксования при укороченных циклах при помощи двух камер коксования невозможно из-за недостатка времени на проведение подготовительных операций.In addition, the proposed method will reduce the likelihood of coking of the lower part of the distillation chamber due to the fact that with shortened coking cycles (6-10 h) at three coking chambers, the filling level of the chambers is significantly reduced, and even in case of intensive foaming, the foam does not reach the upper hatch chambers and, as a result, the probability of its entrainment into a distillation column is significantly reduced. Conducting coking during shortened cycles using two coking chambers is impossible due to lack of time for preparatory operations.

Claims

A method of producing a coking additive by delayed coking, including preheating the feedstock to 270-330 ° C, mixing the feedstock with recycle in a tank with the formation of secondary feedstock, heating the secondary feedstock to a temperature of 455-470 ° C and feeding it into the coking chamber for delayed coking coking, characterized in that delayed coking is carried out for 6-10 hours, while coking is carried out in three coking chambers with alternate supply of raw materials to them.