RU2643954C1 - Method of obtaining oil medium-temperature binding and impregnation pitches - Google Patents

Method of obtaining oil medium-temperature binding and impregnation pitches Download PDF

Info

Publication number
RU2643954C1
RU2643954C1 RU2017119292A RU2017119292A RU2643954C1 RU 2643954 C1 RU2643954 C1 RU 2643954C1 RU 2017119292 A RU2017119292 A RU 2017119292A RU 2017119292 A RU2017119292 A RU 2017119292A RU 2643954 C1 RU2643954 C1 RU 2643954C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
reactor
separator
pitch
fraction
Prior art date
Application number
RU2017119292A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Альфия Ахметовна Мухамедзянова
Ахмет Ахатович Хайбуллин
Илья Игоревич Панов
Иршат Айратович Ихсанов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный университет"
Priority to RU2017119292A priority Critical patent/RU2643954C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2643954C1 publication Critical patent/RU2643954C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10CWORKING-UP PITCH, ASPHALT, BITUMEN, TAR; PYROLIGNEOUS ACID
    • C10C1/00Working-up tar
    • C10C1/04Working-up tar by distillation
    • C10C1/16Winning of pitch
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10CWORKING-UP PITCH, ASPHALT, BITUMEN, TAR; PYROLIGNEOUS ACID
    • C10C3/00Working-up pitch, asphalt, bitumen

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Working-Up Tar And Pitch (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: method of producing oil medium-temperature binders and impregnating pitches is described, consisting of the stages of thermopolycondensation of the fraction of pyrolysis resin at the temperature of 360-390°C and pressure of 1.0-2.5 MPa in the flow reactor and subsequent isothermal holding of the reaction mass with the distillation of the low molecular weight components in the reactor-separator, in which fraction of 230°C is used as fraction of pyrolysis resin, during the thermopolycondensation of the raw material in the flow reactor the non-oxidizing agent - the superheated steam is excluded, the isothermal holding process of the reaction mass followed by thermal polycondensation and distillation of low molecular weight components is carried out in a reactor-separator at a temperature of 320-380°C and pressure of 0.1-0.2 MPa for 6 -10 hours and by bubbling by natural gas, at gas consumption of 0.015-0.025 kg/h per kg of raw material.
EFFECT: simplified method for obtaining oil medium-temperature binder and impregnation pitch with a high yield is proposed.
1 dwg, 2 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к способу получения нефтяных пеков, и может быть использовано в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности для производства связующих и пропиточных.The invention relates to the field of oil refining, in particular to a method for producing oil pitch, and can be used in the petrochemical and oil refining industries for the production of binders and impregnants.

Известен способ получения нефтяного пека термополиконденсацией нефтяного сырья [Патент Бельгии №893465, кл. С10С 3/02, С10С 3/04, опубл. 12.09.1982], в частности смолы пиролиза, под давлением до 15 атм при 290-420°С (предпочтительнее 300-410°С) в течение 10 мин-6 ч с последующим отгоном низкомолекулярных продуктов, причем разница температур между горячей нижней частью реактора и более холодной верхней составляет от 20 до 200°С и выдержкой во втором реакторе при температуре 290-420°С в присутствии водяного пара в течение 5 мин - 2 ч. Пар расходуется в количестве от 0,3 до 3 м3/ч ⋅ на м3 реакционной массы.A known method of producing oil pitch by thermopolycondensation of oil raw materials [Belgian patent No. 893465, class. С10С 3/02, С10С 3/04, publ. 09/12/1982], in particular pyrolysis resins, under pressure up to 15 atm at 290-420 ° С (preferably 300-410 ° С) for 10 min-6 hours, followed by distillation of low molecular weight products, the temperature difference between the hot bottom of the reactor and colder top is from 20 to 200 ° C and holding in the second reactor at a temperature of 290-420 ° C in the presence of water vapor for 5 minutes - 2 hours. Steam is consumed in an amount of from 0.3 to 3 m 3 / h ⋅ per m 3 of the reaction mass.

Недостатками известного способа являются сложность процесса, в частности, поддержание разницы температур, относительно низкий выход волокнообразующего пека и его невысокое качество.The disadvantages of this method are the complexity of the process, in particular, maintaining a temperature difference, the relatively low yield of fiber-forming pitch and its low quality.

Известен способ получения нефтяного изотропного волокнообразующего пека [патент РФ №2065470, кл. С10С 1/16, опубл. 20.08.1996. Бюл. №3], включающий термополиконденсацию нефтяного сырья при повышенном давлении в проточном реакторе, отгонку низкомолекулярных продуктов реакции в присутствии неокисляющего агента. Причем исходную смолу пиролиза подвергают сначала ультразвуковой обработке в присутствии поверхностно-активных веществ (ПАВ), затем термополиконденсации в реакторе проточного типа при 20-50 атм и далее отгонке низкомолекулярных продуктов реакции в сепараторе при подаче неокисляющего агента со скоростью 375-10000 л/ч при 300-360°С. В качестве ПАВ, взятого в количестве 0,1-0,5% от массы сырья, используют смесь полиэтиленгликоля со средней молекулярной массой 400 и адипината полиэтиленгликоля в массовом соотношении 60:40-80:20. Ультразвуковая обработка обеспечивает оптимальное диспергирование ПАВ в исходной смоле пиролиза. Способ позволяет повысить качество пека и производительность за счет непрерывности процесса. Недостатками известного способа являются использование ПАВ, недостаточно высокий выход волокнообразующего пека из-за недостаточного времени пребывания реакционной массы в зоне реакции в связи с проведением стадии термополиконденсации при повышенном давлении только в проточном змеевиковом реакторе.A known method of producing oil isotropic fiber-forming pitch [RF patent No. 2065470, class. C10C 1/16, publ. 08/20/1996. Bull. No. 3], including thermal polycondensation of crude oil at elevated pressure in a flow reactor, distillation of low molecular weight reaction products in the presence of a non-oxidizing agent. Moreover, the initial pyrolysis resin is first subjected to ultrasound treatment in the presence of surface-active substances (surfactants), then thermopolycondensation in a flow-type reactor at 20-50 atm and then distillation of low molecular weight reaction products in a separator when a non-oxidizing agent is supplied at a speed of 375-10000 l / h at 300-360 ° C. As a surfactant taken in an amount of 0.1-0.5% by weight of the raw material, a mixture of polyethylene glycol with an average molecular weight of 400 and polyethylene glycol adipate in a weight ratio of 60: 40-80: 20 is used. Ultrasonic treatment provides optimal dispersion of surfactants in the initial pyrolysis resin. The method improves the quality of the pitch and productivity due to the continuity of the process. The disadvantages of this method are the use of surfactants, insufficiently high yield fiber-forming pitch due to insufficient residence time of the reaction mass in the reaction zone in connection with the stage of thermopolycondensation at elevated pressure only in a flow-through coil reactor.

Наиболее близким к предлагаемому способу по техническому результату является способ получения нефтяных низкоплавкого связующего и волокнообразующего пеков [Мухамедзянова А.А., Гимаев Р.Н., патент РФ №2477744, кл. С10С 1/16, опубл. 20.03.2013. Бюл. №8] термополиконденсацией очищенной от низкокипящих и неплавких компонентов тяжелой смолы пиролиза при повышенном давлении и температуре 330-400°С, отгоне низкомолекулярных продуктов реакции и выдержке полученного продукта при повышенной температуре в присутствии перегретого водяного пара в качестве неокисляющего агента. Реакционная масса находится в зоне реакции заданное время путем ее рециркуляции при давлении 10-25 атм, далее часть реакционной массы направляется в реакционный сепаратор для отгона низкомолекулярных продуктов реакции при расходе перегретого водяного пара в количестве 0,02-0,04 кг/час на кг ТСП и выдержки при температуре 340-380°С в течение 3-10 часов с получением низкоплавкого связующего пека, затем низкоплавкий связующий пек направляется в вакуумную колонну для отгона низкомолекулярных продуктов реакции и выдержки при 300-320°С и давлении 20-50 мм рт. ст. в течение 2-5 часов при расходе перегретого водяного пара в количестве 0,02-0,04 кг/час на кг сырья с получением расплава высокоплавкого пека, полученный расплав обрабатывают ультразвуком с частотой 15-22 кГц и мощностью 50-100 Вт/см2 с получением высокоплавкого волокнообразующего пека. Отгоны низкомолекулярных продуктов реакции направляют на атмосферную колонну для отделения воды и разделения с получением углеводородных газов, бензина, легкого и тяжелого газойлей, далее тяжелый газойль после нагрева до температуры 480-540°С направляют в смеситель. Низкоплавкий связующий пек может быть отведен в качестве самостоятельного товарного продукта.Closest to the proposed method according to the technical result is a method for producing petroleum low-melting binder and fiber-forming pitch [Mukhamezyanova A.A., Gimaev R.N., RF patent No. 2477744, cl. C10C 1/16, publ. 03/20/2013. Bull. No. 8] by thermopolycondensation of heavy pyrolysis resin purified from low-boiling and non-melting components at elevated pressure and temperature of 330-400 ° C, distillation of low molecular weight reaction products and holding the resulting product at elevated temperature in the presence of superheated water vapor as a non-oxidizing agent. The reaction mass is in the reaction zone for a predetermined time by its recirculation at a pressure of 10-25 atm, then part of the reaction mass is sent to the reaction separator for distillation of low molecular weight reaction products at a flow rate of superheated water vapor in an amount of 0.02-0.04 kg / hour per kg TSP and holding at a temperature of 340-380 ° C for 3-10 hours to obtain a low-melting binder pitch, then the low-melting binder pitch is sent to a vacuum column to distill off the low molecular weight reaction products and holding at 300-320 ° C and a pressure of 20-50 mm r . Art. within 2-5 hours at a flow rate of superheated water vapor in an amount of 0.02-0.04 kg / h per kg of raw material to obtain a high-melting pitch melt, the obtained melt is treated with ultrasound with a frequency of 15-22 kHz and a power of 50-100 W / cm 2 to obtain a high melting fiber-forming pitch. The distillates of low molecular weight reaction products are sent to an atmospheric column for water separation and separation to produce hydrocarbon gases, gasoline, light and heavy gas oil, then heavy gas oil after heating to a temperature of 480-540 ° C is sent to the mixer. Low melting binder pitch can be assigned as an independent commercial product.

Недостатками способа являютсяThe disadvantages of the method are

- использование большого количества перегретого водяного пара как неокисляющего агента на всех стадиях технологической схемы, приводящего к высоким энергозатратам, проблеме утилизации сточных вод и необходимости введения дополнительного технологического оборудования для отделения воды и осушки побочных дистиллятных продуктов;- the use of a large amount of superheated water vapor as a non-oxidizing agent at all stages of the technological scheme, leading to high energy costs, the problem of waste water disposal and the need to introduce additional processing equipment for separating water and drying by-product distillate products;

- невысокий выход и неудовлетворительное качество нецелевого продукта - связующего высокотемпературного пека, обусловленные использованием в качестве сырья фракцию тяжелой смолы пиролиза с н.к. 250°С и недостаточной продолжительностью изотермической выдержки реакционной массы в сепараторе.- low yield and unsatisfactory quality of the non-target product - a binder of high temperature pitch, due to the use of a fraction of the heavy pyrolysis resin with n.k. 250 ° C and insufficient isothermal exposure of the reaction mass in the separator.

Целью заявляемого изобретения является получение нефтяных среднетемпературных связующего и пропиточного пеков с заданными физико-химическими характеристиками (таблица 1) с высоким выходом, упрощение процесса.The aim of the invention is to obtain a medium-temperature oil binder and impregnating pitch with specified physico-chemical characteristics (table 1) with a high yield, the simplification of the process.

Figure 00000001
Figure 00000001

Поставленная цель достигается предлагаемым способом получения нефтяных среднетемпературных связующего и пропиточного пеков, состоящим из стадий термополиконденсации фракции смолы пиролиза при температуре 360-390°С и давлении 1,0-2,5 МПа в проточном реакторе и последующей изотермической выдержки реакционной массы с отгоном низкомолекулярных компонентов в реакторе-сепараторе, отличающимся тем, чтоThe goal is achieved by the proposed method for producing medium-temperature oil binder and impregnation pitch, consisting of stages of thermopolycondensation of the pyrolysis resin fraction at a temperature of 360-390 ° C and a pressure of 1.0-2.5 MPa in a flow reactor and subsequent isothermal exposure of the reaction mixture with distillation of low molecular weight components in a separator reactor, characterized in that

- в качестве фракции смолы пиролиза используют фракцию с н. к. 230°С,- as a fraction of the pyrolysis resin using a fraction of n. K. 230 ° C,

- при прохождении термополиконденсации сырья в проточном реакторе исключают неокисляющий агент - перегретый водяной пар,- during thermopolycondensation of the feedstock in a flow reactor, a non-oxidizing agent is excluded - superheated water vapor,

- процесс изотермической выдержки реакционной массы, сопровождающийся термополиконденсацией и отгоном низкомолекулярных компонентов, проводят в реакторе-сепараторе при температуре 320-380°С, давлении 0,1-0,2 МПа в течение 6-10 часов при барботаже природным газом, при расходе газа в количестве 0,015-0,025 кг/час на кг мягкого пека. Природный газ имеет следующий состав: СН4 - 98%, С2Н6 - 2%.- the process of isothermal aging of the reaction mass, accompanied by thermal polycondensation and distillation of low molecular weight components, is carried out in a separator reactor at a temperature of 320-380 ° C, a pressure of 0.1-0.2 MPa for 6-10 hours with sparging with natural gas, at a gas flow rate in an amount of 0.015-0.025 kg / h per kg of soft pitch. Natural gas has the following composition: CH 4 - 98%, C 2 H 6 - 2%.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Тяжелую смолу пиролиза (таблица 2), побочный продукт производства этилена, с температурой начала кипения примерно 200°С подвергают фракционированию в ректификационной колонне, с верха которой выводят легкокипящие фракции смолы пиролиза, а с низа - тяжелую фракцию с температурой н. к. 230°С, или мягкий пек с температурой размягчения по КиШ 30-80°С. The essence of the proposed method is as follows. The heavy pyrolysis resin (table 2), a by-product of ethylene production, with a boiling point of approximately 200 ° C, is subjected to fractionation in a distillation column, from the top of which low-boiling fractions of pyrolysis resin are removed, and from the bottom a heavy fraction with a temperature of n. K. 230 ° C, or soft pitch with a softening temperature according to KiSh 30-80 ° C.

Figure 00000002
Figure 00000002

Удаление низкокипящих компонентов ТСП (н. к. до 230°С) снижает газовыделение в процессе термополиконденсации, повышает качество целевых нефтяных среднетемпературных связующего и пропиточного пеков за счет уменьшения их пористости. Использование в качестве сырья фракции смолы пиролиза с температурой н. к. 250°С в прототипе исключает из зоны реакции термополиконденсации около 25% реакционно-способных полициклоароматических компонентов исходной смолы пиролиза (см. таблицу 2), в предлагаемом способе использование в качестве сырья фракции смолы пиролиза с температурой н. к. 230°С исправляет это, что позволяет увеличить выход нефтяных среднетемпературных связующего и пропиточного пеков.Removal of low-boiling components of TSP (bp to 230 ° С) reduces gas evolution during the process of thermopolycondensation, improves the quality of target oil medium-temperature binder and impregnation pitch by reducing their porosity. The use of pyrolysis resin fractions with a temperature of n K. 250 ° C in the prototype excludes from the reaction zone of thermopolycondensation about 25% of the reactive polycycloaromatic components of the initial pyrolysis resin (see table 2), in the proposed method, the use of a fraction of pyrolysis resin with a temperature of n. K. 230 ° C corrects this, which allows to increase the output of medium-temperature oil binder and impregnating pitch.

Выдержка в реакторе-сепараторе карбонизующейся массы, прогретой в проточном реакторе, при температуре 320-380°С, давлении 0,1-0,2 МПа в течение 6-10 часов с барботажем природным газом (при расходе газа в количестве 0,015-0,025 кг/час на кг мягкого пека) и одновременным отгоном низкомолекулярных продуктов процесса обеспечивает оптимальные условия получения нефтяных среднетемпературных связующего и пропиточного пеков.The exposure in the reactor-separator carbonized mass, heated in a flow reactor, at a temperature of 320-380 ° C, a pressure of 0.1-0.2 MPa for 6-10 hours with sparging with natural gas (at a gas flow rate of 0.015-0.025 kg / hour per kg of soft pitch) and simultaneous distillation of low molecular weight products of the process provides optimal conditions for the production of medium-temperature oil binder and impregnating pitch.

Снижение температуры изотермической выдержки до 320°С по сравнению с прототипом (340°С) позволяет контролировать скорость реакции термолиза и качество целевого продукта.Lowering the temperature of isothermal holding to 320 ° C compared with the prototype (340 ° C) allows you to control the rate of thermolysis and the quality of the target product.

Проведение процесса при температуре ниже 320°С продолжительностью менее 6 часов приводит к снижению выхода целевого продукта из-за неполного протекания реакции термополиконденсации.The process at a temperature below 320 ° C for a duration of less than 6 hours leads to a decrease in the yield of the target product due to the incomplete occurrence of the thermopolycondensation reaction.

Повышение температуры выше 380°С и продолжительности выдержки более 10 часов приводит к получению пека, по групповому составу не соответствующего требованиям на нефтяные среднетемпературные связующие и пропиточные пеки (таблица 1).An increase in temperature above 380 ° C and a holding time of more than 10 hours leads to a pitch that does not meet the requirements for oil medium-temperature binders and impregnating peaks by group composition (table 1).

Увеличение продолжительности изотермической выдержки реакционной массы более 10 часов приводит к получению пека, соответствующего по физико-химическим характеристикам требованиям на нефтяные среднетемпературные связующие и пропиточные пеки (таблица 1).An increase in the duration of isothermal aging of the reaction mass for more than 10 hours leads to a pitch that meets the physicochemical characteristics of the requirements for medium-temperature oil binder and impregnation peaks (table 1).

Исключение подачи перегретого водяного пара на стадии термообработки мягкого пека в проточном реакторе позволяет сократить энергозатраты на получение водяного пара, затраты на установку оборудования для получения, хранения и подачи, а также дополнительного оборудования для осушки дистиллятных продуктов процесса и убрать стадию очистки сточных вод.The exclusion of the supply of superheated water vapor at the stage of heat treatment of soft pitch in a flow reactor allows to reduce the energy consumption for receiving water vapor, the cost of installing equipment for receiving, storage and supply, as well as additional equipment for drying distillate products of the process and to remove the stage of wastewater treatment.

Барботаж природным газом в реакторе-сепараторе обеспечивает равномерное перемешивание компонентов смеси, уменьшение застоя карбонизующейся массы и закоксовывания стенок реактора, повышение качества товарного продукта. Использование природного газа как барботирующего агента вместо перегретого водяного пара при изотермической выдержке в реакторе-сепараторе позволяет сократить энергозатраты на получение водяного пара, затраты на установку дополнительного оборудования для осушки дистиллятных продуктов процесса и очистки сточных вод. Расход природного газа менее 0,015 кг/час на кг мягкого пека не обеспечивает поддержание температуры реакционной массы в пределах 320-380°С и ее интенсивное равномерное перемешивание. Увеличение расхода природного газа более 0,025 кг/час на кг мягкого пека не влияет на групповой состав и температуру размягчения целевого пека и экономически нецелесообразно.Sparging with natural gas in the separator reactor provides uniform mixing of the mixture components, reducing stagnation of the carbonizing mass and coking of the walls of the reactor, improving the quality of the commercial product. The use of natural gas as a bubbling agent instead of superheated water vapor during isothermal aging in a separator reactor reduces the energy consumption for producing water vapor, the cost of installing additional equipment for drying distillate process products and wastewater treatment. The consumption of natural gas is less than 0.015 kg / h per kg of soft pitch does not ensure maintaining the temperature of the reaction mass within 320-380 ° C and its intensive uniform mixing. An increase in the consumption of natural gas of more than 0.025 kg / h per kg of soft pitch does not affect the group composition and softening temperature of the target pitch and is not economically feasible.

Принципиальная технологическая схема получения нефтяных среднетемпературных связующего и пропиточного пеков приведена на рис. 1,Schematic diagram of the production of medium-temperature oil binder and impregnating pitch is shown in Fig. one,

где 1 - блок подготовки смолы пиролиза, 2 - трубчатая печь, 3 - смеситель, 4 - проточный реактор, 5 - сепаратор, 6 - реактор-сепаратор, 7 - система охлаждения, конденсации и разделения низкомолекулярных продуктов термообработки.where 1 is a pyrolysis resin preparation unit, 2 is a tube furnace, 3 is a mixer, 4 is a flow reactor, 5 is a separator, 6 is a reactor-separator, 7 is a cooling, condensation and separation system for low molecular weight heat treatment products.

Потоки: I - тяжелая смола пиролиза в блок подготовки, II - легкая фракция смолы пиролиза, III - мягкий нефтяной пек (тяжелая фракция смолы пиролиза с температурой н. к. 230°С), IV - нагретый в печи мягкий пек, V - реакционная масса из смесителя в проточный реактор, VI - реакционная масса из проточного реактора в сепаратор; VII - отгон низкомолекулярных продуктов термообработки проточного реактора; VIII - реакционная смесь из сепаратора; IX - реакционная смесь из сепаратора на циркуляцию, X - реакционная смесь из сепаратора в реактор-сепаратор, XI - природный газ, XII - целевой нефтяной среднетемпературный связующий или пропиточный пек, XIII - газопаровая смесь низкомолекулярных продуктов термообработки, XIV - углеводородные газы, XV - бензин, XVI - легкий дистиллят с температурой кипения ниже 350°С, XVII - тяжелый дистиллят с температурой кипения 350-450°С.Streams: I - heavy pyrolysis resin into the preparation unit, II - light fraction of pyrolysis resin, III - soft oil pitch (heavy fraction of pyrolysis resin with a temperature of N ° 230 ° C), IV - soft pitch heated in the furnace, V - reaction mass from the mixer to the flow reactor; VI — reaction mass from the flow reactor to the separator; VII - distillation of low molecular weight products of heat treatment of a flow reactor; VIII - the reaction mixture from the separator; IX - the reaction mixture from the separator to the circulation, X - the reaction mixture from the separator to the reactor-separator, XI - natural gas, XII - the target oil medium temperature binder or impregnation pitch, XIII - gas-vapor mixture of low molecular weight heat treatment products, XIV - hydrocarbon gases, XV - gasoline, XVI - light distillate with a boiling point below 350 ° C, XVII - heavy distillate with a boiling point of 350-450 ° C.

Тяжелая смола пиролиза I поступает в блок подготовки 1, где ее разделяют на легкую II и тяжелую фракции III с температурой н. к. 230°С (далее мягкий пек). Мягкий пек потоком III подают в трубчатую печь 2, где его под давлением 1,9 МПа нагревают до температуры 280-390°С. Далее нагретый мягкий пек IV поступает в смеситель 3, где смешивается с рециркулирующей реакционной массой, и потоком V смесь подают в проточный реактор 4, где проходит термообработка сырья при температуре 360-390°С и давлении 1,0-2,5 МПа. Из проточного реактора 4 реакционная масса потоком VI поступает в сепаратор 5 для отгона низкомолекулярных продуктов термообработки VII. Образовавшуюся в результате жидкую реакционную массу VIII разделяют, часть реакционной массы из сепаратора 5 возвращают в смеситель 3 потоком IX, балансовое количество реакционной массы X выводят в один из трех реакторов-сепараторов 6, работающих периодически, вся схема работает непрерывно. В реакторе-сепараторе 6 происходит отгон низкомолекулярных продуктов реакции за счет снижения давления до 0,1-0,2 МПа. После заполнения одного реактора-сепаратора его отключают от линии подачи реакционной массы, которую направляют в следующий реактор-сепаратор. В реакторе-сепараторе 6 проводят процесс изотермической выдержки при температуре 320-380°С, давлении 0,1-0,2 МПа и барботаже природного газа XI с массовым расходом 0,015-0,025 кг/час на кг сырья. При этом идут термодеструктивная конденсация жидкой реакционной массы и отгон низкомолекулярных компонентов.The heavy pyrolysis resin I enters preparation unit 1, where it is separated into light II and heavy fraction III with a temperature of n. K. 230 ° C (hereinafter soft pitch). Soft pitch stream III is served in a tubular furnace 2, where it is heated under a pressure of 1.9 MPa to a temperature of 280-390 ° C. Next, the heated soft pitch IV enters the mixer 3, where it is mixed with the recycle reaction mass, and by stream V the mixture is fed to the flow reactor 4, where the raw materials are heat treated at a temperature of 360-390 ° C and a pressure of 1.0-2.5 MPa. From the flow reactor 4, the reaction mass by stream VI enters the separator 5 for distillation of low molecular weight heat treatment products VII. The resulting liquid reaction mass VIII is separated, part of the reaction mass from the separator 5 is returned to the mixer 3 by stream IX, the balance amount of the reaction mass X is discharged into one of the three separator reactors 6 operating periodically, the whole circuit works continuously. In the separator reactor 6, the distillation of low molecular weight reaction products occurs due to pressure reduction to 0.1-0.2 MPa. After filling one separator reactor, it is disconnected from the reaction mass supply line, which is sent to the next separator reactor. In the separator reactor 6, the process of isothermal holding is carried out at a temperature of 320-380 ° C, a pressure of 0.1-0.2 MPa and sparging of natural gas XI with a mass flow rate of 0.015-0.025 kg / h per kg of raw material. In this case, thermodestructive condensation of the liquid reaction mass and distillation of low molecular weight components occur.

Изотермическую выдержку реакционной массы в реакторе-сепараторе 6 продолжают до получения нефтяного среднетемпературного связующего или пропиточного пека XII с требуемыми показателями качества. Физико-химические свойства пека доводят до необходимых за счет регулирования температуры, продолжительности выдержки и скорости дутья природного газа. После достижения заданной степени превращения реакционную массу из реактора-сепаратора 6 отводят в виде целевого продукта XII. Отгоны низкомолекулярных продуктов термополиконденсации из реакторов-сепараторов 6 потоком XIII подают в колонну 7, где подвергают фракционированию при пониженном давлении с получением углеводородных газов XIV, бензина XV, легкого XVI и тяжелого газойлей XVII.Isothermal exposure of the reaction mass in the separator reactor 6 is continued until an oil medium temperature binder or impregnation pitch XII with the required quality indicators is obtained. The physicochemical properties of the pitch are adjusted to those necessary by adjusting the temperature, duration of exposure, and blast speed of natural gas. After reaching the desired degree of conversion, the reaction mass from the separator reactor 6 is withdrawn in the form of the target product XII. The distillation of low molecular weight thermopolycondensation products from the separator reactors 6 by stream XIII is fed to column 7, where it is subjected to fractionation under reduced pressure to obtain hydrocarbon gases XIV, gasoline XV, light XVI and heavy gas oil XVII.

Полученные нефтяные пеки анализируют по следующим показателям качества:The resulting oil sands are analyzed by the following quality indicators:

- температура размягчения по методу «кольцо и стержень», ГОСТ 9950-83;- softening temperature according to the method of "ring and rod", GOST 9950-83;

- содержание α1-фракции, не растворимой в хинолине, ГОСТ 12000-83;- content of α 1 fraction insoluble in quinoline, GOST 12000-83;

- содержание α-фракции, не растворимой в толуоле, ГОСТ 7847-73;- the content of the α-fraction insoluble in toluene, GOST 7847-73;

- зольность; ГОСТ 7846-73;- ash content; GOST 7846-73;

- выход летучих; ГОСТ 9951-73;- volatile release; GOST 9951-73;

- содержание серы, ГОСТ 1437-75.- sulfur content, GOST 1437-75.

Предлагаемый способ иллюстрируется примерами. В качестве сырья для получения нефтяных пеков использована смола пиролиза (таблица 2).The proposed method is illustrated by examples. Pyrolysis resin was used as a raw material for the production of oil pitch (table 2).

Пример 1. Мягкий пек в количестве 50 кг при температуре 200°С непрерывно подают с массовым расходом 10 кг/час в трубчатую печь, где нагревают до температуры 275°С при давлении 1,9 МПа. Нагретый мягкий пек подают в смеситель, где смешивают с рециркулирующей реакционной массой и далее направляют в проточный реактор (температура 375°С, давление 1,7 МПа). Из проточного реактора реакционную массу выводят со скоростью 10 кг/час в сепаратор, из которого отводят низкомолекулярные продукты термообработки и жидкую реакционную массу.Example 1. Soft pitch in an amount of 50 kg at a temperature of 200 ° C is continuously fed with a mass flow rate of 10 kg / h into a tube furnace, where it is heated to a temperature of 275 ° C at a pressure of 1.9 MPa. The heated soft pitch is fed to a mixer, where it is mixed with a recycle reaction mass and then sent to a flow reactor (temperature 375 ° C, pressure 1.7 MPa). From the flow reactor, the reaction mass is withdrawn at a rate of 10 kg / h into a separator, from which low molecular weight heat treatment products and a liquid reaction mass are withdrawn.

Часть реакционной массы из сепаратора возвращают в смеситель, балансовое количество реакционной массы выводят в один из трех реакторов-сепараторов, работающих периодически. В реакторе-сепараторе смесь выдерживают при температуре 380°С и давлении 0,1 МПа в течение 9 часов. Для разделения продуктов реакции и удаления низкомолекулярных компонентов в реактор-сепаратор в противотоке подают природный газ, расход газа в реактор-сепаратор составляет 0,025 кг на кг сырья/час. Полученный пек подают на склад для затаривания. Низкомолекулярные продукты реакции направляют в колонну для разделения на тяжелый и легкий газойли, углеводородные газы и бензин.Part of the reaction mass from the separator is returned to the mixer, the balance amount of the reaction mass is discharged into one of the three separator reactors operating periodically. In the reactor-separator, the mixture is maintained at a temperature of 380 ° C and a pressure of 0.1 MPa for 9 hours. To separate the reaction products and remove low molecular weight components, natural gas is fed countercurrently to the reactor separator, the gas flow rate to the reactor separator is 0.025 kg per kg of raw material / hour. The resulting pitch is fed to the warehouse for packaging. Low molecular weight reaction products are sent to a column for separation into heavy and light gas oils, hydrocarbon gases and gasoline.

В результате процесса получено 20,8 кг пека с температурой размягчения (по КиС) 78°С, зольностью 0,3, молекулярной массой 423, выходом летучих 65, содержанием α-фракции 16,7 и серы 0,3% масс., α1-фракция отсутствовала. Выход пека составил 41,6% масс., на мягкий пек. По физико-химическим характеристикам полученный пек соответствует нефтяному среднетемпературному связующему пеку (см. таблицу 1).As a result of the process, 20.8 kg of pitch were obtained with a softening temperature (in terms of C&C) of 78 ° C, an ash content of 0.3, a molecular weight of 423, a yield of volatile 65, an α-fraction of 16.7 and a sulfur content of 0.3% wt., Α 1 fraction was absent. The output of the pitch was 41.6% of the mass., On a soft pitch. According to the physicochemical characteristics, the resulting pitch corresponds to an oil medium temperature binder pitch (see table 1).

Пример 2. Мягкий пек в количестве 50 кг при температуре 200°С непрерывно подают с массовым расходом 10 кг/час в трубчатую печь, где исходную смолу нагревают до температуры 300°С при давлении 1,9 МПа. Нагретую смолу подают в смеситель, где ее смешивают с рециркулирующей реакционной массой, и далее направляют в проточный реактор (температура 380°С, давление 1,0 МПа). Из проточного реактора реакционную массу выводят со скоростью 10 кг/час в сепаратор, из которого отводят низкомолекулярные продукты термообработки и жидкую реакционную массу.Example 2. Soft pitch in an amount of 50 kg at a temperature of 200 ° C is continuously fed with a mass flow rate of 10 kg / h into a tube furnace, where the initial resin is heated to a temperature of 300 ° C at a pressure of 1.9 MPa. The heated resin is fed into the mixer, where it is mixed with the recycle reaction mass, and then sent to the flow reactor (temperature 380 ° C, pressure 1.0 MPa). From the flow reactor, the reaction mass is withdrawn at a rate of 10 kg / h into a separator, from which low molecular weight heat treatment products and a liquid reaction mass are withdrawn.

Часть реакционной массы из сепаратора возвращают в смеситель, балансовое количество реакционной массы выводят в один из трех реакторов-сепараторов, работающих периодически. В реакторе-сепараторе смесь выдерживают при температуре 370°С и давлении 0,1 МПа в течение 9 часов. Для разделения продуктов реакции и удаления низкомолекулярных компонентов в реактор-сепаратор в противотоке подают природный газ, расход газа в реактор-сепаратор составляет 0,015 кг на кг сырья/час. Полученный пек подают на склад для затаривания. Низкомолекулярные продукты реакции направляют в колонну для разделения на тяжелый и легкий газойли, углеводородные газы и бензин.Part of the reaction mass from the separator is returned to the mixer, the balance amount of the reaction mass is discharged into one of the three separator reactors operating periodically. In the reactor-separator, the mixture is maintained at a temperature of 370 ° C and a pressure of 0.1 MPa for 9 hours. To separate the reaction products and remove low molecular weight components, natural gas is fed countercurrently to the reactor-separator, the gas flow to the reactor-separator is 0.015 kg per kg of raw material / hour. The resulting pitch is fed to the warehouse for packaging. Low molecular weight reaction products are sent to a column for separation into heavy and light gas oils, hydrocarbon gases and gasoline.

В результате процесса получено 22,6 кг нефтяного пека с температурой размягчения 83°С, зольностью 0,3, молекулярной массой 451, выходом летучих 63, содержанием α-фракции 16,3 и серы 0,3% масс., α1-фракция отсутствовала. Выход пека составил 45,2% масс., на мягкий пек.As a result of the process, 22.6 kg of oil pitch with a softening temperature of 83 ° C, an ash content of 0.3, a molecular weight of 451, a yield of volatile 63, an α-fraction of 16.3 and a sulfur content of 0.3% by mass, α 1 fraction, were obtained. was absent. The output of the pitch was 45.2% of the mass., On a soft pitch.

По физико-химическим характеристикам полученный пек соответствует нефтяному среднетемпературному пропиточному пеку.According to the physicochemical characteristics, the resulting pitch corresponds to an oil medium temperature impregnating pitch.

Из примеров следует, что способ позволяет:From the examples it follows that the method allows:

- получать нефтяные среднетемпературные связующие и пропиточные пеки;- receive oil medium temperature binders and impregnating peaks;

- увеличить выход нефтяных среднетемпературных связующих и пропиточных пеков за счет использования в качестве сырья фракции тяжелой смолы пиролиза с н. к. 230°С и природного газа в качестве барботирующего агента;- to increase the output of medium-temperature oil binders and impregnating pitch due to the use of heavy pyrolysis resin fractions with n. K. 230 ° C and natural gas as a bubbling agent;

- улучшить экономические и экологические показатели процесса за счет отказа от использования перегретого водяного пара при термообработке мягкого пека в проточном реакторе и замены его на природный газа для барботажа в реакторе-сепараторе.- improve the economic and environmental performance of the process by abandoning the use of superheated water vapor during heat treatment of soft pitch in a flow reactor and replacing it with natural gas for bubbling in a separator reactor.

Claims (1)

Способ получения нефтяных среднетемпературных связующих и пропиточных пеков, состоящий из стадий термополиконденсации фракции смолы пиролиза при температуре 360-390°C и давлении 1,0-2,5 МПа в проточном реакторе и последующей изотермической выдержки реакционной массы с отгоном низкомолекулярных компонентов в реакторе-сепараторе, отличающийся тем, что в качестве фракции смолы пиролиза используют фракцию с н. к. 230°C, при прохождении термополиконденсации сырья в проточном реакторе исключают неокисляющий агент - перегретый водяной пар, а процесс изотермической выдержки реакционной массы, сопровождающийся термополиконденсацией и отгоном низкомолекулярных компонентов, проводят в реакторе-сепараторе при температуре 320-380°C, давлении 0,1-0,2 МПа в течение 6-10 часов и барботаже природным газом, при расходе газа в количестве 0,015-0,025 кг/час на кг сырья.A method of producing oil medium-temperature binders and impregnating pitch, consisting of stages of thermopolycondensation of the pyrolysis resin fraction at a temperature of 360-390 ° C and a pressure of 1.0-2.5 MPa in a flow reactor and subsequent isothermal exposure of the reaction mixture with distillation of low molecular weight components in a separator reactor characterized in that as a fraction of the pyrolysis resin using a fraction of n. K. 230 ° C, during the passage of thermopolycondensation of raw materials in a flow reactor, a non-oxidizing agent is excluded - superheated water vapor, and the process of isothermal aging of the reaction mass, accompanied by thermal polycondensation and distillation of low molecular weight components, is carried out in a separator reactor at a temperature of 320-380 ° C, pressure 0 , 1-0.2 MPa for 6-10 hours and sparging with natural gas, with a gas flow rate of 0.015-0.025 kg / h per kg of raw material.
RU2017119292A 2017-06-01 2017-06-01 Method of obtaining oil medium-temperature binding and impregnation pitches RU2643954C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017119292A RU2643954C1 (en) 2017-06-01 2017-06-01 Method of obtaining oil medium-temperature binding and impregnation pitches

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017119292A RU2643954C1 (en) 2017-06-01 2017-06-01 Method of obtaining oil medium-temperature binding and impregnation pitches

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2643954C1 true RU2643954C1 (en) 2018-02-06

Family

ID=61173797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017119292A RU2643954C1 (en) 2017-06-01 2017-06-01 Method of obtaining oil medium-temperature binding and impregnation pitches

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2643954C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2750991C1 (en) * 2020-10-25 2021-07-07 Акционерное Общество "Восточный Научно-Исследовательский Углехимический Институт" Method for producing oil pitch
CN114836230A (en) * 2021-02-02 2022-08-02 圣德光科技发展(北京)有限公司 Preparation method of adhesive and impregnant

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3418663A1 (en) * 1984-05-19 1985-11-21 Rütgerswerke AG, 6000 Frankfurt Process for preparing an electrode binder
SU1047948A1 (en) * 1982-02-23 2000-02-20 В.И. Фролов METHOD OF OBTAINING OIL PITCH
RU2477744C1 (en) * 2011-11-29 2013-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет" Method for obtaining oil pitches
RU2478685C1 (en) * 2011-11-09 2013-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет" Petroleum pitch obtaining method
RU2571152C2 (en) * 2014-02-25 2015-12-20 Общество с ограниченной ответственностью "Радиационно химические технологии" Radiation-thermal production of binder-pitch for fabrication of electrodes

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1047948A1 (en) * 1982-02-23 2000-02-20 В.И. Фролов METHOD OF OBTAINING OIL PITCH
DE3418663A1 (en) * 1984-05-19 1985-11-21 Rütgerswerke AG, 6000 Frankfurt Process for preparing an electrode binder
RU2478685C1 (en) * 2011-11-09 2013-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет" Petroleum pitch obtaining method
RU2477744C1 (en) * 2011-11-29 2013-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет" Method for obtaining oil pitches
RU2571152C2 (en) * 2014-02-25 2015-12-20 Общество с ограниченной ответственностью "Радиационно химические технологии" Radiation-thermal production of binder-pitch for fabrication of electrodes

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2750991C1 (en) * 2020-10-25 2021-07-07 Акционерное Общество "Восточный Научно-Исследовательский Углехимический Институт" Method for producing oil pitch
CN114836230A (en) * 2021-02-02 2022-08-02 圣德光科技发展(北京)有限公司 Preparation method of adhesive and impregnant
CN114836230B (en) * 2021-02-02 2023-04-25 圣德光科技发展(北京)有限公司 Preparation method of binder and impregnant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101302434B (en) Process for preparing needle coke
RU2477744C1 (en) Method for obtaining oil pitches
EP3469026B1 (en) Turbulent mesophase pitch process and products
RU2643954C1 (en) Method of obtaining oil medium-temperature binding and impregnation pitches
CN113755211B (en) Method for producing needle coke by using raw material containing optimized ethylene tar
RU2663148C1 (en) Method of obtaining oil medium temperature binding and treating pitches
CN104449829A (en) Coking delaying method
RU2478685C1 (en) Petroleum pitch obtaining method
CN106675632A (en) Delayed coking method
US4487686A (en) Process of thermally cracking heavy hydrocarbon oils
RU2659262C1 (en) Method of obtaining high-temperature petroleum binding tar
RU2062285C1 (en) Method to produce petroleum fiber-forming pitch
RU2647735C1 (en) Method of obtaining high-temperature petroleum binding tar
RU2729191C1 (en) Method for producing oil needle coke
RU2645524C1 (en) Method of obtaining petroleum pitch
RU2668444C1 (en) Method for obtaining anisotropic petroleum pitch
CN102268287B (en) Delayed coking method of advanced deacidification of high acid raw oil
RU2065470C1 (en) Method of producing petroleum isotropic fiber-forming pitch
WO2011152752A1 (en) Method for producing a coking additive by delayed coking
KR20140022911A (en) Method for producing high vcm coke
RU2750991C1 (en) Method for producing oil pitch
RU2668870C1 (en) Method of obtaining anisotropic petroleum pitch
GB2138840A (en) Thermal cracking of heavy hydrocarbon oils
GB2083492A (en) Production of pitch from petroleum fractions
RU2639795C2 (en) Method of producing low-sulfur petroleum coke