RU2663148C1 - Method of obtaining oil medium temperature binding and treating pitches - Google Patents
Method of obtaining oil medium temperature binding and treating pitches Download PDFInfo
- Publication number
- RU2663148C1 RU2663148C1 RU2017132243A RU2017132243A RU2663148C1 RU 2663148 C1 RU2663148 C1 RU 2663148C1 RU 2017132243 A RU2017132243 A RU 2017132243A RU 2017132243 A RU2017132243 A RU 2017132243A RU 2663148 C1 RU2663148 C1 RU 2663148C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- reactor
- separator
- pitch
- fraction
- Prior art date
Links
- 239000011295 pitch Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 38
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 24
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 21
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 20
- 239000011338 soft pitch Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims abstract description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 6
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 5
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 abstract description 7
- 238000007670 refining Methods 0.000 abstract description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 30
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 29
- 239000000047 product Substances 0.000 description 18
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 7
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 239000011305 binder pitch Substances 0.000 description 4
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 4
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 2
- SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N Quinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC=CC=C21 SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 2
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 2
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-L adipate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)CCCCC([O-])=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 1
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000001149 thermolysis Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10C—WORKING-UP PITCH, ASPHALT, BITUMEN, TAR; PYROLIGNEOUS ACID
- C10C3/00—Working-up pitch, asphalt, bitumen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10C—WORKING-UP PITCH, ASPHALT, BITUMEN, TAR; PYROLIGNEOUS ACID
- C10C1/00—Working-up tar
- C10C1/04—Working-up tar by distillation
- C10C1/16—Winning of pitch
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Working-Up Tar And Pitch (AREA)
Abstract
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. 09.12.1982], 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 м /ч • на 1 м реакционной массы.A known method of producing oil pitch by thermopolycondensation of oil raw materials [Belgian patent No. 893465, class.
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.
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.
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, обусловленный использованием в качестве сырья фракции 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 fractions of 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.
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, отличающийся 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 with N. to. 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 сухим углеводородным газом, при расходе газа в количестве 0,01- 0,02 кг/час на 1 кг мягкого пека. Сухой углеводородный газ имеет следующий состав: Н2-2,08%, СН4-40,74%, С2Н6-36,30%, С2Н4-17,78%, С3 и выше - 3,1%.- 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 when sparging with dry hydrocarbon gas, at a flow rate gas in an amount of 0.01-0.02 kg / h per 1 kg of soft pitch. Dry hydrocarbon gas has the following composition: H 2 -2.08%, CH 4 -40.74%, C 2 H 6 -36.30%, C 2 H 4 -17.78%, C 3 and above - 3, one%.
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°СThe 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 NK 230 ° C, or soft pitch with a softening temperature according to KiSh 30-80 ° C
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% реакционноспособных 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 ° C) reduces gas evolution in the process of thermopolycondensation, improves the quality of target oil medium-temperature binder and impregnation pitch by reducing their porosity. Use as a raw material fractions of pyrolysis resin with a temperature of NK 250 ° C in the prototype excludes from the heat-condensation reaction zone 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. 230 ° C corrects this, which allows to increase the yield of oil medium temperature 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 бар-ботажем сухого углеводородного газа (при расходе газа в количестве 0,01- 0,02 кг/час на 1 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 carbonizable 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 of dry hydrocarbon gas (at a gas flow rate of 0, 01 - 0.02 kg / h per 1 kg of soft pitch) and simultaneous distillation of low molecular weight process products 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 сухим углеводородным газом в реакторе-сепараторе обеспечивает равномерное перемешивание компонентов смеси, уменьшение застоя карбонизующейся массы и закоксовывания стенок реактора, повышения качества товарного продукта. Использование сухого углеводородного 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 и увеличить выход целевого продукта за счет вовлечения компонентов газа в реакции термополиконденсации. Расход сухого углеводородного газа менее 0,01 кг/час на 1 кг мягкого пека не обеспечивает поддержание температуры реакционной массы в пределах 320-380°С и ее интенсивное равномерное перемешивание. Увеличение расхода сухого углеводородного газа более 0,02 кг/час на 1 кг мягкого пека не влияет на групповой состав и температуру размягчения целевого пека и экономически нецелесообразно.Sparging with dry hydrocarbon gas in the separator reactor provides uniform mixing of the mixture components, reducing stagnation of the carbonizable mass and coking of the reactor walls, and improving the quality of the commercial product. The use of dry hydrocarbon gas as a bubbling agent instead of superheated water vapor during isothermal soaking in a separator reactor reduces the energy consumption for producing water vapor, the cost of installing additional equipment for drying distillate products of the process and wastewater treatment and increasing the yield of the target product by involving gas components in the reaction of thermopolycondensation. The consumption of dry hydrocarbon gas of less than 0.01 kg / h per 1 kg of soft pitch does not ensure maintaining the temperature of the reaction mass in the range of 320-380 ° C and its intensive uniform mixing. An increase in the flow rate of dry hydrocarbon gas of more than 0.02 kg / h per 1 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 - печь П-1, 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 P-1 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 - сухой углеводородный 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 - dry hydrocarbon 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 сухого углеводородного газа XI с массовым расходом 0,01-0,02 кг/час на кг сырья. При этом идут термодеструктивная конденсация жидкой реакционной массы и отгон низкомолекулярных компонентов.The heavy pyrolysis resin I enters
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 сухого углеводородного 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
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, нерастворимой в хинолине, ГОСТ 12000-83;- content of α 1 fraction insoluble in quinoline, GOST 12000-83;
- содержание α-фракции, нерастворимой 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 290°С при давлении 1,9 МПа. Нагретый мягкий пек подают в смеситель, где смешивают с ре-циркулирующей реакционной массой и далее направляют в проточный реактор (температура 365°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 290 ° C at a pressure of 1.9 MPa. The heated soft pitch is fed to a mixer, where it is mixed with the recycle reaction mass and then sent to a flow reactor (temperature 365 ° 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 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 сухой углеводородный газ, расход газа в реактор-сепаратор составляет 0,02 кг на 1 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, a dry hydrocarbon gas is fed countercurrently to the reactor-separator, the gas flow rate to the reactor-separator is 0.02 kg per 1 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 20,7 кг пека с температурой размягчения (по КиС) 78°С, зольностью 0,3, молекулярной массой 410, выходом летучих 63, содержанием α-фракции 16,9 и серы 0,3% масс, α1-фракция отсутствовала. Выход пека составил 41,4% масс, на мягкий пек. По физико-химическим характеристикам полученный пек соответствует нефтяному среднетемпературному связующему пеку (см. таблицу 1).As a result of the process, 20.7 kg of pitch was obtained with a softening temperature (according to C&C) of 78 ° C, an ash content of 0.3, a molecular weight of 410, a yield of volatile 63, an α-fraction of 16.9 and sulfur content of 0.3% by mass, α 1 -fraction was absent. The output of the pitch was 41.4% of the mass, per 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 290°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 290 ° 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 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 сухой углеводородный газ, расход газа в реактор-сепаратор составляет 0,01 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, a dry hydrocarbon gas is fed countercurrently to the reactor separator; the gas flow to the reactor separator is 0.01 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 22,1 кг нефтяного пека с температурой размягчения 81°С, зольностью 0,3, молекулярной массой 455, выходом летучих 62, содержанием α-фракции 14,5 и серы 0,3% масс, α1-фракция отсутствовала. Выход пека составил 44,1% масс, на мягкий пек.As a result of the process, 22.1 kg of oil pitch with a softening temperature of 81 ° C, an ash content of 0.3, a molecular weight of 455, a volatile yield of 62, an α-fraction of 14.5 and sulfur content of 0.3% by mass were obtained, the α 1 fraction was absent . The output of the pitch was 44.1% of the mass, per 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 сухого углеводородного газа в качестве барботирующего агента;- to increase the yield of medium-temperature oil binders and impregnating pitch due to the use of the fraction of heavy pyrolysis resin with NK as raw materials 230 ° C and dry hydrocarbon 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 сухой углеводородный 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 dry hydrocarbon gas for bubbling in a separator reactor.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017132243A RU2663148C1 (en) | 2017-09-14 | 2017-09-14 | Method of obtaining oil medium temperature binding and treating pitches |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017132243A RU2663148C1 (en) | 2017-09-14 | 2017-09-14 | Method of obtaining oil medium temperature binding and treating pitches |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2663148C1 true RU2663148C1 (en) | 2018-08-01 |
Family
ID=63142687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017132243A RU2663148C1 (en) | 2017-09-14 | 2017-09-14 | Method of obtaining oil medium temperature binding and treating pitches |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2663148C1 (en) |
Cited By (2)
| 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 |
| RU2824121C1 (en) * | 2023-03-27 | 2024-08-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт органического синтеза им. И.Я. Постовского Уральского отделения Российской академии наук (ИОС УрО РАН) | Method of producing modified binders and impregnating pitches |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4554148A (en) * | 1983-05-20 | 1985-11-19 | Fuji Standard Research, Inc. | Process for the preparation of carbon fibers |
| RU2062285C1 (en) * | 1994-05-13 | 1996-06-20 | Башкирский государственный университет | Method to produce petroleum fiber-forming pitch |
| RU2065470C1 (en) * | 1994-07-27 | 1996-08-20 | Башкирский государственный университет | Method of producing petroleum isotropic fiber-forming 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 |
-
2017
- 2017-09-14 RU RU2017132243A patent/RU2663148C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4554148A (en) * | 1983-05-20 | 1985-11-19 | Fuji Standard Research, Inc. | Process for the preparation of carbon fibers |
| RU2062285C1 (en) * | 1994-05-13 | 1996-06-20 | Башкирский государственный университет | Method to produce petroleum fiber-forming pitch |
| RU2065470C1 (en) * | 1994-07-27 | 1996-08-20 | Башкирский государственный университет | Method of producing petroleum isotropic fiber-forming pitch |
| 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 |
Cited By (2)
| 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 |
| RU2824121C1 (en) * | 2023-03-27 | 2024-08-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт органического синтеза им. И.Я. Постовского Уральского отделения Российской академии наук (ИОС УрО РАН) | Method of producing modified binders and impregnating pitches |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101302434B (en) | Process for preparing needle coke | |
| RU2477744C1 (en) | Method for obtaining oil pitches | |
| RU2643954C1 (en) | Method of obtaining oil medium-temperature binding and impregnation pitches | |
| RU2663148C1 (en) | Method of obtaining oil medium temperature binding and treating pitches | |
| CN113755211B (en) | Method for producing needle coke by using raw material containing optimized ethylene tar | |
| CN104449829A (en) | Coking delaying method | |
| CN106675632A (en) | Delayed coking method | |
| RU2478685C1 (en) | Petroleum pitch obtaining method | |
| US4487686A (en) | Process of thermally cracking heavy hydrocarbon oils | |
| RU2062285C1 (en) | Method to produce petroleum fiber-forming pitch | |
| RU2659262C1 (en) | Method of obtaining high-temperature petroleum binding tar | |
| RU2647735C1 (en) | Method of obtaining high-temperature petroleum binding tar | |
| RU2645524C1 (en) | Method of obtaining petroleum pitch | |
| CN102268287B (en) | Delayed coking method of advanced deacidification of high acid raw oil | |
| RU2668444C1 (en) | Method for obtaining anisotropic petroleum pitch | |
| 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 | |
| GB2138840A (en) | Thermal cracking of heavy hydrocarbon oils | |
| RU2639795C2 (en) | Method of producing low-sulfur petroleum coke | |
| RU2668870C1 (en) | Method of obtaining anisotropic petroleum pitch | |
| CN106675614B (en) | A kind of coking method | |
| RU2699807C2 (en) | Installation for slow thermal conversion of fuel oil | |
| GB2083492A (en) | Production of pitch from petroleum fractions | |
| RU2750991C1 (en) | Method for producing oil pitch |