RU2802186C1 - Method for delayed coking of oil residues - Google Patents

Method for delayed coking of oil residues Download PDF

Info

Publication number
RU2802186C1
RU2802186C1 RU2022120177A RU2022120177A RU2802186C1 RU 2802186 C1 RU2802186 C1 RU 2802186C1 RU 2022120177 A RU2022120177 A RU 2022120177A RU 2022120177 A RU2022120177 A RU 2022120177A RU 2802186 C1 RU2802186 C1 RU 2802186C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coking
coke
light
heavy
products
Prior art date
Application number
RU2022120177A
Other languages
Russian (ru)
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно Исследовательский Проектный Институт нефти и газа "Петон"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно Исследовательский Проектный Институт нефти и газа "Петон" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно Исследовательский Проектный Институт нефти и газа "Петон"
Application granted granted Critical
Publication of RU2802186C1 publication Critical patent/RU2802186C1/en

Links

Abstract

FIELD: coke production.
SUBSTANCE: invention is related to technologies for production of petroleum cokes and coke additives with a simultaneous increase in the yield of light petroleum products and can be used in the oil refining industry. The method includes supplying secondary raw materials from the evaporation column through a reaction-heating furnace to the coking chamber, accumulating coke, separating distillate coking products in a distillation column into vapor products - water vapor and coking naphtha, light gas oil, heavy gas oil and heavy bottoms residue. Moreover, heavy distillation residue mixed with light gas oil in a ratio of 1:2 to 1:8 parts is used as a recirculate in the formation of secondary raw materials.
EFFECT: increase of selection of light oil products with a simultaneous increase in the selection of gasoline and diesel fractions and increase of stability of the plant as a whole by increasing the uniformity of the resulting coke due to smoothing its quality fluctuations throughout the volume of the coking chamber.
4 cl, 2 dwg, 2 tbl, 4 ex

Description

Изобретение относится к технологиям производства нефтяных коксов и коксовых добавок с одновременным увеличением выхода светлых нефтепродуктов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.The invention relates to technologies for the production of petroleum cokes and coke additives with a simultaneous increase in the yield of light petroleum products and can be used in the oil refining industry.

Переработка нефтяных остатков с получением нефтяного кокса относится к крупнотоннажным вторичным процессам нефтепереработки и предназначена для получения нефтяного кокса с одновременным повышением выхода светлых нефтепродуктов.Processing of petroleum residues to obtain petroleum coke refers to large-scale secondary processes of oil refining and is designed to produce petroleum coke with a simultaneous increase in the yield of light petroleum products.

Промышленный процесс коксования осуществляется на установках трех типов: периодическое коксование в коксовых кубах, замедленное коксование в камерах, непрерывное коксование в псевдоожиженном слое кокса-носителя. Замедленное (полунепрерывное) коксование наиболее широко распространено в мировой практике.The industrial coking process is carried out in three types of plants: periodic coking in coke cubes, delayed coking in chambers, and continuous coking in a fluidized bed of coke carrier. Delayed (semi-continuous) coking is the most widespread in world practice.

Потребность в нефтяном коксе и коксовых добавках весьма значительна, поэтому мощность установок замедленного коксования достигает 6 млн т/г по перерабатываемому сырью. Нефтяной кокс используется для изготовления электродов и коррозионностойкой аппаратуры, для получения карбидов (кальция, кремния), которые применяются при получении ацетилена, а также в качестве восстановителя при получении ферросплавов, в производстве шлифовочных материалов, при изготовлении огнеупоров и в других отраслях промышленности. Основной потребитель кокса - алюминиевая промышленность: кокс служит восстановителем (анодная масса) при выплавке алюминия из алюминиевых руд (бокситов). Удельный расход кокса довольно высокий - 550-600 кг/т алюминия. Кокс также применяется для изготовления электродов, используемых в сталеплавильных печах.The need for petroleum coke and coke additives is very significant, so the capacity of delayed coking units reaches 6 million tons per year for processed raw materials. Petroleum coke is used for the manufacture of electrodes and corrosion-resistant equipment, for the production of carbides (calcium, silicon), which are used in the production of acetylene, as well as a reducing agent in the production of ferroalloys, in the production of grinding materials, in the manufacture of refractories and in other industries. The main consumer of coke is the aluminum industry: coke serves as a reducing agent (anode mass) in the smelting of aluminum from aluminum ores (bauxites). The specific consumption of coke is quite high - 550-600 kg/t of aluminium. Coke is also used to make electrodes used in steelmaking furnaces.

Содержание летучих веществ в коксе и его механическая прочность зависит от физико-химических характеристик исходного сырья коксования.The content of volatile substances in coke and its mechanical strength depend on the physicochemical characteristics of the coking feedstock.

Происхождение сырья коксования существенно влияет на тепловой режим камер коксования, поскольку различные химический и углеводородный составы сырья обусловливают различный суммарный тепловой процесс коксования.The origin of the coking feedstock significantly affects the thermal regime of the coking chambers, since different chemical and hydrocarbon compositions of the feedstock cause different total thermal coking process.

Определяющее влияние на содержание летучих веществ в нефтяных коксах оказывают технологические параметры ведения процесса коксования. Снижению содержания летучих веществ в коксе способствует повышение температуры на входе и на выходе камеры коксования, увеличение продолжительности заполнения камеры и коэффициента рециркуляции.The determining influence on the content of volatile substances in petroleum cokes is exerted by the technological parameters of the coking process. The decrease in the content of volatile substances in coke is facilitated by an increase in the temperature at the inlet and outlet of the coking chamber, an increase in the duration of filling the chamber and the recirculation coefficient.

Однако такое изменение указанных параметров не всегда благоприятно для ведения процесса. Так, повышение температуры нагрева сырья на выходе из печи приводит к сокращению продолжительности ее работы до проведения операции очистки змеевика от отложений кокса. Увеличение продолжительности заполнения камеры коксования приводит к снижению производительности установки по исходному сырью. Применение в качестве рециркулята тяжелого газойля и кубового остатка ректификационной колонны приводит при увеличении коэффициента рециркуляции к значительному увеличению выхода кокса и снижению выхода дистиллятов, что не всегда оправдано.However, such a change in these parameters is not always favorable for the process. Thus, an increase in the heating temperature of the raw material at the outlet of the furnace leads to a reduction in the duration of its operation before the operation of cleaning the coil from coke deposits. An increase in the duration of filling the coking chamber leads to a decrease in the productivity of the plant in terms of feedstock. The use of heavy gas oil and distillation column bottoms as recirculation leads, with an increase in the recirculation ratio, to a significant increase in the yield of coke and a decrease in the yield of distillates, which is not always justified.

Содержание летучих веществ в коксе и его механическая прочность зависит от физико-химических характеристик исходного сырья коксования. Происхождение сырья коксования существенно влияет на тепловой режим камер коксования, поскольку различные химический и углеводородный составы сырья обусловливают различный суммарный тепловой процесс коксования.The content of volatile substances in coke and its mechanical strength depend on the physicochemical characteristics of the coking feedstock. The origin of the coking feedstock significantly affects the thermal regime of the coking chambers, since different chemical and hydrocarbon compositions of the feedstock cause different total thermal coking process.

Определяющее влияние на содержание летучих веществ в нефтяных коксах оказывают технологические параметры ведения процесса коксования. Снижению содержания летучих веществ в коксе способствует повышение температуры на входе и на выходе камеры коксования, увеличение продолжительности заполнения камеры и коэффициента рециркуляции.The determining influence on the content of volatile substances in petroleum cokes is exerted by the technological parameters of the coking process. The decrease in the content of volatile substances in coke is facilitated by an increase in the temperature at the inlet and outlet of the coking chamber, an increase in the duration of filling the chamber and the recirculation coefficient.

Однако такое изменение указанных параметров не всегда благоприятно для ведения процесса. Так, повышение температуры нагрева сырья на выходе из печи приводит к сокращению продолжительности ее работы до проведения операции очистки змеевика от отложений кокса. Увеличение продолжительности заполнения камеры коксования приводит к снижению производительности установки по исходному сырью. Применение в качестве рециркулята тяжелого газойля и кубового остатка ректификационной колонны приводит при увеличении коэффициента рециркуляции к значительному увеличению выхода кокса и снижению выхода дистиллятов, что не всегда оправдано.However, such a change in these parameters is not always favorable for the process. Thus, an increase in the heating temperature of the raw material at the outlet of the furnace leads to a reduction in the duration of its operation before the operation of cleaning the coil from coke deposits. An increase in the duration of filling the coking chamber leads to a decrease in the productivity of the plant in terms of feedstock. The use of heavy gas oil and distillation column bottoms as recirculation leads, with an increase in the recirculation ratio, to a significant increase in the yield of coke and a decrease in the yield of distillates, which is not always justified.

В зависимости от направления дальнейшего использования и от технологии процесса получают рядовой, изотропный и игольчатый (анизотропный) кокс с выработкой обширного ассортимента марок кокса. Поэтому при формальном сходстве аппаратурного оформления принципиальных технологических схем замедленного коксования нефтяных остатков реализация этого процесса осуществляется различными технологическими способами.Depending on the direction of further use and on the technology of the process, ordinary, isotropic and needle (anisotropic) coke is obtained with the production of a wide range of coke grades. Therefore, despite the formal similarity of the hardware design of the principal technological schemes for delayed coking of oil residues, this process is implemented using various technological methods.

Известен способ получения нефтяного кокса, включающий нагрев исходного сырья, разделение его на легкие фракции и тяжелый остаток, нагрев последнего и последующее его коксование с отводом парожидкостных продуктов и получением кокса, причем разделение сырья на легкие фракции и тяжелый остаток осуществляют в испарителе, при этом легкие фракции подвергают фракционированию в ректификационной колонне совместно с парожидкостными продуктами коксования (патент на изобретение RU 2075495, МПК С10В 55/00, заявл. 17.04.1995 г., опубл. 20.03.1997 г.). Недостатками способа являются:A known method for producing petroleum coke, including heating the feedstock, separating it into light fractions and a heavy residue, heating the latter and its subsequent coking with the removal of vapor-liquid products and obtaining coke, wherein the separation of the feedstock into light fractions and a heavy residue is carried out in an evaporator, while light fractions are subjected to fractionation in a distillation column together with vapor-liquid coking products (patent for invention RU 2075495, IPC C10B 55/00, filed on 04/17/1995, published on 03/20/1997). The disadvantages of the method are:

• жесткая взаимосвязь качества вырабатываемого кокса и тяжелого остатка, вырабатываемого из исходного сырья;• tight relationship between the quality of the produced coke and the heavy residue produced from the feedstock;

• отбор светлых нефтепродуктов жестко определяется нагревом исходного сырья;• the selection of light oil products is strictly determined by the heating of the feedstock;

• низкий отбор светлых нефтепродуктов из-за повышенного коксообразования, увеличивающего выход кокса;• low selection of light oil products due to increased coke formation, which increases the yield of coke;

• кокс по высоте камеры коксования получается существенно неоднородным по качеству.• coke along the height of the coking chamber turns out to be significantly inhomogeneous in quality.

Известен способ получения коксующей добавки замедленным коксованием нефтяных остатков, заключающийся в том, что исходное сырье после нагрева подают в испаритель для смешивания с рециркулятом и образования вторичного сырья, которое нагревают в реакционной печи и подают в камеру коксования, где образуются коксующая добавка и парожидкостные продукты коксования, фракционирование последних в ректификационной колонне с образованием газа, бензина, легкого и тяжелого газойлей и кубового остатка коксования, причем кубовый остаток смешивают с оксидом кальция и/или магния и подают в камеру коксования одновременно с подачей нагретого вторичного сырья, при этом исходное сырье нагревают до температуры 250-390°С, вторичное - до температуры 450-480°С, а коэффициент рециркуляции составляет не более 1,2 (патент на изобретение RU 2469066, МПК С10В 55/00, С10В 57/04, заявл. 19.05.2011 г., опубл. 10.12.2012 г.). Недостатками способа являются:A known method for producing a coking additive by delayed coking of oil residues, which consists in the fact that the feedstock after heating is fed into the evaporator for mixing with recirculation and the formation of secondary raw materials, which are heated in a reaction furnace and fed into the coking chamber, where a coking additive and vapor-liquid coking products are formed , fractionation of the latter in a distillation column with the formation of gas, gasoline, light and heavy gas oils and bottom coking residue, and the bottom residue is mixed with calcium and / or magnesium oxide and fed into the coking chamber simultaneously with the supply of heated secondary raw materials, while the feedstock is heated to temperature 250-390°C, secondary - up to a temperature of 450-480°C, and the recirculation ratio is not more than 1.2 ., published on December 10, 2012). The disadvantages of the method are:

• низкий суммарный выход светлых нефтепродуктов, составляющий 58,05-45,7% на сырье;• low total yield of light oil products, amounting to 58.05-45.7% for raw materials;

• низкое содержание нафты в светлых нефтепродуктах - 6,0-6,4%, что составляет всего 10,8-10,07% от отбора светлых нефтепродуктов;• low content of naphtha in light oil products - 6.0-6.4%, which is only 10.8-10.07% of the selection of light oil products;

• высокая нестабильность работы по получению светлых нефтепродуктов;• high instability of work on obtaining light oil products;

• кокс по высоте камеры коксования получается существенно неоднородным по качеству.• coke along the height of the coking chamber turns out to be significantly inhomogeneous in quality.

Известен также наиболее близкий к заявляемому изобретению способ замедленного коксования, включающий нагрев исходного сырья, подачу нагретого сырья в испаритель для смешивания с рециркулятом с образованием вторичного сырья и отводом легких фракций из испарителя в ректификационную колонну, нагрев вторичного сырья до температуры коксования с последующей подачей его в камеру коксования с получением кокса и отводом дистиллятных продуктов в нижнюю часть ректификационной колонны, фракционирование в ректификационной колонне дистиллятных продуктов коксования совместно с легкими фракциями из испарителя с образованием газа, бензина, легкого и тяжелого газойлей коксования и кубового остатка, перед подачей в камеру коксования нагретое вторичное сырье смешивают с частью кубового остатка, при этом количество и качество тяжелого газойля коксования и кубового остатка регулируют путем изменения количества подаваемого тяжелого газойля в качестве циркуляционного орошения на тарелки нижней части ректификационной колонны, причем оставшуюся часть кубового остатка подают на смешивание с исходным сырьем перед его нагревом, при этом в качестве рециркулята используют кубовый остаток (патент на изобретение RU 2562999, МПК С10В 55/00, B01D 3/14, заявл. 25.06.2014 г., опубл. 10.09.2015 г.). Недостатками способа являются:Also known is the method of delayed coking closest to the claimed invention, including heating the feedstock, supplying the heated feedstock to the evaporator for mixing with the recycle with the formation of secondary raw materials and removing light fractions from the evaporator to the distillation column, heating the secondary feedstock to the coking temperature and then feeding it into coking chamber with production of coke and removal of distillate products to the lower part of the distillation column, fractionation in the distillation column of distillate coking products together with light fractions from the evaporator to form gas, gasoline, light and heavy coking gas oils and bottom residue, heated secondary gas before being fed into the coking chamber the raw material is mixed with a part of the distillation residue, while the quantity and quality of the heavy coking gas oil and the distillation residue are regulated by changing the amount of heavy gas oil supplied as circulating reflux to the trays of the lower part of the distillation column, and the remaining part of the distillation residue is supplied for mixing with the feedstock before it is heated , while VAT residue is used as a recirculation (patent for invention RU 2562999, IPC C10B 55/00, B01D 3/14, Appl. 06/25/2014, publ. September 10, 2015). The disadvantages of the method are:

• низкий суммарный выход светлых нефтепродуктов, составляющий 56,8-55,0% на сырье;• low total yield of light oil products, amounting to 56.8-55.0% for raw materials;

• низкое содержание нафты в светлых нефтепродуктах - 6,8-6,2%, что составляет 11,9-11,3% от отбора светлых нефтепродуктов;• low content of naphtha in light oil products - 6.8-6.2%, which is 11.9-11.3% of the selection of light oil products;

• существенная нестабильность работы по получению светлых нефтепродуктов;• Significant instability in the production of light oil products;

• кокс по высоте камеры коксования получается существенно неоднородным по качеству.• coke along the height of the coking chamber turns out to be significantly inhomogeneous in quality.

Общим недостатком рассмотренных способов замедленного коксования является значительная неоднородность качества получаемого кокса по высоте камеры коксования. Кроме того, применение в качестве рециркулята тяжелого газойля коксования или кубового остатка или их смеси предопределяет увеличение выхода кокса и снижение количества вырабатываемых дистиллятных фракций и, соответственно, снижение выхода светлых нефтепродуктов.A common disadvantage of the considered methods of delayed coking is the significant heterogeneity of the quality of the resulting coke along the height of the coking chamber. In addition, the use of heavy coking gas oil or distillation residue or mixtures thereof as a recirculation agent predetermines an increase in the yield of coke and a decrease in the amount of produced distillate fractions and, accordingly, a decrease in the yield of light oil products.

При создании изобретения ставилась задача разработки способа замедленного коксования нефтяных остатков, обеспечивающего увеличение отбора светлых нефтепродуктов с одновременным увеличением отбора бензина и дизельных фракций и повышения стабильности работы установки в целом за счет повышения однородности получаемого кокса благодаря сглаживанию колебания его качества по всему объему камеры коксования.When creating the invention, the task was to develop a method for delayed coking of oil residues, providing an increase in the selection of light oil products with a simultaneous increase in the selection of gasoline and diesel fractions and increasing the stability of the plant as a whole by increasing the uniformity of the obtained coke due to smoothing its quality fluctuations throughout the volume of the coking chamber.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в способе замедленного коксования нефтяных остатков, включающем подачу вторичного сырья из испарительной колонны через реакционно-нагревательную печь в камеру коксования, накопление кокса, разделение дистиллятных продуктов коксования в ректификационной колонне на парообразные продукты - пары воды и нафты коксования, легкий газойль, тяжелый газойль и тяжелый кубовый остаток, отличающийся тем, что в качестве рециркулята при образовании вторичного сырья используют тяжелый кубовый остаток в смеси с легким газойлем в соотношении от 1:2 до 1:8 частей.The solution to this problem is provided by the fact that in the method of delayed coking of oil residues, including the supply of secondary raw materials from the evaporation column through the reaction-heating furnace into the coking chamber, the accumulation of coke, the separation of distillate coking products in the distillation column into vapor products - water vapor and coking naphtha, light gas oil, heavy gas oil and heavy distillation residue, characterized in that heavy distillation residue mixed with light gas oil in a ratio of 1:2 to 1:8 parts is used as a recirculation in the formation of secondary raw materials.

Благодаря вводу легкого газойля во вторичное сырье достигается ряд следующих технологических эффектов при прочих равных технологических параметрах прототипа и заявляемого изобретения:Due to the introduction of light gas oil into secondary raw materials, a number of the following technological effects are achieved, other things being equal, the technological parameters of the prototype and the claimed invention:

1) введение легкого газойля во вторичное сырье увеличивает скорость потока вторичного сырья в трубах змеевика трубчатой печи, нагревающей этот поток, что уменьшает время пребывания потока в зоне наиболее высоких температур, формирующем образование зародышевых микроструктур кокса, уменьшает количество формируемых зародышей в печи и опосредовано уменьшает выход кокса в камере коксования;1) the introduction of light gas oil into secondary raw materials increases the flow rate of secondary raw materials in the tubes of the tube furnace coil, which heats this flow, which reduces the time spent by the flow in the zone of the highest temperatures, which forms the formation of nucleating coke microstructures, reduces the number of nuclei formed in the furnace and indirectly reduces the yield coke in the coking chamber;

2) введение легкого газойля во вторичное сырье уменьшает вязкость реакционной среды в сочетании с увеличением скорости потока, благодаря чему время прохождения реакционной среды по каналам в конгломерате образующегося кокса сокращается, но остается достаточным для легкого крекинга исходного сырья и тяжелого кубового остатка с образованием большого количества светлых, особенно легких, углеводородов, но недостаточно для образования большого количества кокса;2) the introduction of light gas oil into the secondary feedstock reduces the viscosity of the reaction medium in combination with an increase in the flow rate, due to which the time of passage of the reaction medium through the channels in the conglomerate of the resulting coke is reduced, but remains sufficient for easy cracking of the feedstock and heavy bottoms with the formation of a large amount of light , especially light, hydrocarbons, but not enough to form a large amount of coke;

3) введение легкого газойля во вторичное сырье снижает парциальное давление углеводородов тяжелого кубового остатка и исходного сырья, что по принципу Ле-Шателье смещает совокупность равновесных реакций процесса замедленного коксования в сторону реакций разложения и препятствует протеканию реакций уплотнения;3) the introduction of light gas oil into the secondary feedstock reduces the partial pressure of hydrocarbons in the heavy bottoms residue and the feedstock, which, according to the Le Chatelier principle, shifts the set of equilibrium reactions of the delayed coking process towards decomposition reactions and prevents the compaction reactions from occurring;

4) введение легкого газойля в сырье коксования позволяет обеспечивать поступление дополнительного тепла в камеру коксования без изменения температуры процесса, что позволяет повышать однородность кокса по мере накапливания его по высоте камеры коксования и не увеличивая при этом количества образующегося кокса и в то же время увеличивая выход бензина и легкого газойля;4) the introduction of light gas oil into the coking feedstock makes it possible to provide additional heat to the coking chamber without changing the process temperature, which makes it possible to increase the homogeneity of coke as it accumulates along the height of the coking chamber and without increasing the amount of coke formed and at the same time increasing the yield of gasoline and light gas oil;

5) при коксовании утяжеленных остатков, когда количество тяжелого кубового остатка невелико и составляет 4-5% на сырье, следует увеличивать соотношение тяжелого кубового остатка в смеси с легким газойлем до максимальной величины, соответствующей полному вовлечению легкого газойля в смесь с тяжелым кубовым остатком, что соответствует соотношениям 1: (7-8);5) when coking heavy residues, when the amount of heavy VAT residue is small and amounts to 4-5% of the raw material, the ratio of heavy VAT residue in the mixture with light gas oil should be increased to the maximum value corresponding to the complete involvement of light gas oil in the mixture with heavy VAT residue, which corresponds to ratios 1: (7-8);

6) при коксовании облегченных остатков, когда количество тяжелого кубового остатка существенно возрастает и составляет 10-15% на сырье, следует увеличивать соотношение тяжелого кубового остатка в смеси с легким газойлем до максимальной величины, соответствующей полному вовлечению легкого газойля в смесь с тяжелым кубовым остатком, что соответствует соотношениям 1: (2-3).6) when coking light residues, when the amount of heavy VAT residue increases significantly and amounts to 10-15% of the raw material, the ratio of heavy VAT residue in the mixture with light gas oil should be increased to the maximum value corresponding to the complete involvement of light gas oil in the mixture with heavy VAT residue, which corresponds to relations 1: (2-3).

Целесообразно тяжелый кубовый остаток подавать в линию подачи первичного сырья на входе в испарительную колонну, поскольку при этом обеспечивается качественное перемешивание двух потоков за счет турбулентного режима движения потоков в трубопроводе линии подачи.It is advisable to feed the heavy distillation residue into the primary feed line at the inlet to the evaporation column, since this ensures high-quality mixing of the two streams due to the turbulent mode of flow in the supply line pipeline.

Рекомендуется легкий газойль для образования вторичного сырья подавать в линию вторичного сырья после испарительной колонны, что исключает при формировании рециркулята создание дополнительного контура циркуляции части легкого газойля в системе испарительная колонна - ректификационная колонна.It is recommended to supply light gas oil for the formation of secondary raw materials to the line of secondary raw materials after the evaporation column, which excludes the creation of an additional circulation circuit of a part of light gas oil in the system evaporation column - distillation column during the formation of recirculation.

Рационально часть тяжелого кубового остатка подавать в трансферную линию после реакционно-нагревательной печи в зависимости от требуемого качества получаемого кокса в количестве от 0 до 50%, при этом указанная часть тяжелого кубового остатка минует зону реакции реакционно-нагревательной печи, что уменьшает образование зародышевых микроструктур кокса и опосредовано выход кокса на сырье.It is rational to supply a part of the heavy VAT residue to the transfer line after the reaction-heating furnace, depending on the required quality of the resulting coke in an amount from 0 to 50%, while this part of the heavy VAT residue bypasses the reaction zone of the reaction-heating furnace, which reduces the formation of coke nucleation microstructures and mediated by the output of coke on the raw material.

На фигуре 1 представлена одна из возможных принципиальных схем установки для реализации заявляемого изобретения с использованием следующих обозначений:The figure 1 shows one of the possible schematic diagrams of the installation for the implementation of the claimed invention using the following notation:

100 - теплообменники;100 - heat exchangers;

200 - испарительная колонна;200 - evaporation column;

300 - реакционно-нагревательная печь;300 - reaction heating furnace;

400 - камера коксования;400 - coking chamber;

500 - ректификационная колонна;500 - distillation column;

1-11 - трубопроводы. 1-11 - pipelines.

Установка согласно фигуре 1 функционирует следующим образом. Installation according to figure 1 operates as follows.

Исходное сырье коксования поступает по трубопроводу 1 и после нагрева в теплообменниках 100 направляется в испарительную колонну 200 по трубопроводу 2, где сырье смешивают с кубовым остатком, который поступает по трубопроводу 7 с низа ректификационной колонны 500. На выходе из испарительной колонны 200 в смесь исходного сырья с кубовым остатком подают легкий газойль коксования из ректификационной колонны 500 по трубопроводу 11. Образовавшееся вторичное сырье подают в реакционно-нагревательную печь 300 по трубопроводу 3, где происходит частичное крекирование вторичного сырья, затем реакционная смесь поступает в камеру коксования 400 по трубопроводу 5, где происходит образование и накопление кокса, одновременно термическая деструкция тяжелых углеводородов. Дистиллятные продукты процесса коксования из камеры коксования 400 и парогазовые продукты из испарительной колонны 200 поступают в ректификационную колонну 500, соответственно по трубопроводам 6 и 4 для разделения на парообразные продукты: газ и бензин отводятся с верха колонны по трубопроводу 8 для дальнейшего использования, легкий газойль по трубопроводу 10 направляется для последующего потребления, часть легкого газойля по трубопроводу 11 подают в смесь исходного сырья, тяжелый газойль отводится по трубопроводу 9.The coking feedstock enters through pipeline 1 and, after heating in heat exchangers 100, is sent to the evaporation column 200 via pipeline 2, where the raw material is mixed with the bottoms, which enters through pipeline 7 from the bottom of the distillation column 500. At the outlet of the evaporation column 200, into the feedstock mixture light coking gas oil is supplied with the VAT residue from the distillation column 500 through pipeline 11. The resulting secondary feedstock is fed into the reaction-heating furnace 300 through pipeline 3, where partial cracking of secondary raw materials occurs, then the reaction mixture enters the coking chamber 400 through pipeline 5, where formation and accumulation of coke, at the same time thermal destruction of heavy hydrocarbons. The distillate products of the coking process from the coking chamber 400 and the steam-gas products from the evaporation column 200 enter the distillation column 500, respectively, through pipelines 6 and 4 for separation into vapor products: gas and gasoline are removed from the top of the column through pipeline 8 for further use, light gas oil through pipeline 10 is sent for subsequent consumption, part of the light gas oil is fed through pipeline 11 into the mixture of feedstock, heavy gas oil is discharged through pipeline 9.

Способ замедленного коксования нефтяных остатков иллюстрируется следующими расчетными примерами математического моделирования работы установки замедленного коксования с оценкой неравномерности качества кокса как коэффициента, равного соотношению количества летучих углеводородов в менее качественном коксе верхней части и в более качественном коксе нижней части камеры коксования.The method of delayed coking of oil residues is illustrated by the following calculation examples of mathematical modeling of the operation of a delayed coking unit with an assessment of the uneven quality of coke as a coefficient equal to the ratio of the amount of volatile hydrocarbons in the lower quality coke in the upper part and in the higher quality coke in the lower part of the coking chamber.

Пример 1. Реализация способа замедленного коксования нефтяных остатков по прототипу - патенту RU 2562999. Гудрон, качество которого приведено в таблице 1, нагрели в теплообменниках до температуры 275°С и подали в испарительную колонну, где смешали в качестве рециркулята с кубовым остатком ректификационной колонны с образованием вторичного сырья. Коэффициент рециркуляции 1,3. Нагретое в реакционно-нагревательной печи до 500°С вторичное сырье подали в камеру коксования для получения кокса. Дистиллятные продукты коксования из камеры коксования и парогазовые продукты из испарительной колонны направили в ректификационную колонну для разделения на парообразные продукты (газ и бензин), легкий и тяжелый газойли и кубовый остаток. В соответствии с материальным балансом процесса получено 12,0% бензина, 37,7% легкого газойля (сумма светлых нефтепродуктов составила 49,7%) и 23,5%) кокса с коэффициентом неравномерности качества кокса 1,6.Example 1. The implementation of the method of delayed coking of oil residues according to the prototype - patent RU 2562999. The tar, the quality of which is shown in table 1, was heated in heat exchangers to a temperature of 275°C and fed into the evaporation column, where it was mixed as recirculation with the distillation residue of the distillation column with formation of secondary raw materials. Recirculation ratio 1.3. Heated in the reaction-heating furnace up to 500°C, the secondary raw material was fed into the coking chamber to produce coke. Distillate coking products from the coking chamber and gas-vapor products from the evaporation column were sent to a distillation column for separation into vapor products (gas and gasoline), light and heavy gas oils and distillation residue. In accordance with the material balance of the process, 12.0% of gasoline, 37.7% of light gas oil (the sum of light oil products was 49.7%) and 23.5%) of coke were obtained with a coke quality unevenness coefficient of 1.6.

Затем были выполнены расчетные примеры 2-4 по предлагаемому способу, в которых сырье и технологический режим поддерживались при параметрах, равных примеру 1, но при этом обеспечивался ввод легкого газойля во вторичное сырье в разных соотношениях кубового остатка и легкого газойля.Then, calculation examples 2-4 were performed according to the proposed method, in which the feedstock and the technological regime were maintained at parameters equal to example 1, but at the same time, light gas oil was introduced into the secondary feedstock in different ratios of VAT residue and light gas oil.

Пример 2 (по предлагаемому способу). Гудрон, качество которого приведено в таблице 1, нагрели в теплообменниках до температуры 275°С и подали в испарительную колонну, где смешали в качестве рециркулята с кубовым остатком ректификационной колонны, а на выходе из испарительной колонны смесь исходного сырья с кубовым остатком смешали в качестве рециркулята с легким газойлем коксования из ректификационной колонны для получения вторичного сырья. Соотношение кубового остатка и легкого газойля в рециркуляте составило 1:2. Коэффициент рециркуляции 1,3. Вторичное сырье направили в реакционно-нагревательную печь и после нагрева до 500°С подали в камеру коксования для получения кокса. Дистиллятные продукты коксования из камеры коксования и парогазовые продукты из испарительной колонны направлены в ректификационную колонну для разделения на парообразные продукты (газ и бензин), легкий и тяжелый газойли и кубовый остаток. В соответствии с материальным балансом процесса получено 12,1% бензина, 38,1%) легкого газойля (сумма светлых нефтепродуктов составила 50,2%) и 23,1% кокса с коэффициентом неравномерности качества кокса 1,51.Example 2 (according to the proposed method). The tar, the quality of which is shown in Table 1, was heated in heat exchangers to a temperature of 275°C and fed into the evaporation column, where it was mixed as recirculation with the bottoms of the distillation column, and at the outlet of the evaporation column, the mixture of feedstock with the bottoms was mixed as recirculation with light coking gas oil from the distillation column to obtain secondary raw materials. The ratio of distillation residue and light gas oil in the recycle was 1:2. Recirculation ratio 1.3. The secondary raw material was sent to the reaction-heating furnace and after heating to 500°C was fed into the coking chamber to produce coke. Distillate coking products from the coking chamber and gas-vapor products from the evaporation column are sent to a distillation column for separation into vapor products (gas and gasoline), light and heavy gas oils and distillation residue. In accordance with the material balance of the process, 12.1% of gasoline, 38.1% of light gas oil (the sum of light oil products was 50.2%) and 23.1% of coke were obtained with a coke quality unevenness coefficient of 1.51.

Пример 3 (по предлагаемому способу). Гудрон, качество которого приведено в таблице 1, нагрели в теплообменниках до температуры 275°С и подали в испарительную колонну, где смешали в качестве рециркулята с кубовым остатком ректификационной колонны, а на выходе из испарительной колонны смесь исходного сырья с кубовым остатком смешали в качестве рециркулята с легким газойлем коксования из ректификационной колонны для получения вторичного сырья. Соотношение кубового остатка и легкого газойля в рециркуляте составило 1:5. Коэффициент рециркуляции 1,3. Вторичное сырье направили в реакционно-нагревательную печь и после нагрева до 500°С подали в камеру коксования для получения кокса. Дистиллятные продукты коксования из камеры коксования и парогазовые продукты из испарительной колонны направлены в ректификационную колонну для разделения на парообразные продукты (газ и бензин), легкий и тяжелый газойли и кубовый остаток. В соответствии с материальным балансом процесса получено 12,3% бензина, 39,1% легкого газойля (сумма светлых нефтепродуктов составила 51,4%) и 22,2% кокса с коэффициентом неравномерности качества кокса 1,38.Example 3 (according to the proposed method). The tar, the quality of which is shown in Table 1, was heated in heat exchangers to a temperature of 275°C and fed into the evaporation column, where it was mixed as recirculation with the bottoms of the distillation column, and at the outlet of the evaporation column, the mixture of feedstock with the bottoms was mixed as recirculation with light coking gas oil from the distillation column to obtain secondary raw materials. The ratio of distillation residue and light gas oil in the recycle was 1:5. Recirculation ratio 1.3. The secondary raw material was sent to the reaction-heating furnace and after heating to 500°C was fed into the coking chamber to produce coke. Distillate coking products from the coking chamber and gas-vapor products from the evaporation column are sent to a distillation column for separation into vapor products (gas and gasoline), light and heavy gas oils and distillation residue. In accordance with the material balance of the process, 12.3% of gasoline, 39.1% of light gas oil (the sum of light oil products was 51.4%) and 22.2% of coke were obtained with a coke quality unevenness coefficient of 1.38.

Пример 4 (по предлагаемому способу). Гудрон, качество которого приведено в таблице 1, нагрели в теплообменниках до температуры 275°С и подали в испарительную колонну, где смешали в качестве рециркулята с кубовым остатком ректификационной колонны, а на выходе из испарительной колонны смесь исходного сырья с кубовым остатком смешали в качестве рециркулята с легким газойлем коксования из ректификационной колонны для получения вторичного сырья. Соотношение кубового остатка и легкого газойля в рециркуляте составило 1:8. Коэффициент рециркуляции 1,3. Вторичное сырье направили в реакционно-нагревательную печь и после нагрева до 500°С подали в камеру коксования для получения кокса. Дистиллятные продукты коксования из камеры коксования и парогазовые продукты из испарительной колонны направлены в ректификационную колонну для разделения на парообразные продукты (газ и бензин), легкий и тяжелый газойли и кубовый остаток. В соответствии с материальным балансом процесса получено 12,5% бензина, 39,3% легкого газойля (сумма светлых нефтепродуктов составила 51,8%) и 21,2% кокса с коэффициентом неравномерности качества кокса 1,32.Example 4 (according to the proposed method). The tar, the quality of which is shown in Table 1, was heated in heat exchangers to a temperature of 275°C and fed into the evaporation column, where it was mixed as recirculation with the bottoms of the distillation column, and at the outlet of the evaporation column, the mixture of feedstock with the bottoms was mixed as recirculation with light coking gas oil from the distillation column to obtain secondary raw materials. The ratio of distillation residue and light gas oil in the recycle was 1:8. Recirculation ratio 1.3. The secondary raw material was sent to the reaction-heating furnace and after heating to 500°C was fed into the coking chamber to produce coke. Distillate coking products from the coking chamber and gas-vapor products from the evaporation column are sent to a distillation column for separation into vapor products (gas and gasoline), light and heavy gas oils and distillation residue. In accordance with the material balance of the process, 12.5% of gasoline, 39.3% of light gas oil (the sum of light oil products was 51.8%) and 21.2% of coke were obtained with a coke quality unevenness coefficient of 1.32.

Результаты расчетов и значения технологических параметров для примеров 1-4 приведены в таблице 2.The results of calculations and the values of technological parameters for examples 1-4 are shown in table 2.

Анализ таблицы 2 показывает, что использование предлагаемого способа замедленного коксования позволит по сравнению со способом-прототипом повысить однородность получаемого кокса по высоте камеры (коэффициент неравномерности качества кокса снизился с 1,6 до 1,32) и, кроме того, увеличить выход наиболее ценных дистиллятных фракций (бензина и легкого газойля) на 0,5-2,1%. Как показано на фигуре 2, увеличение содержания легкого газойля в смеси с кубовым остатком наиболее эффективно влияет на коэффициент неравномерности качества кокса при расходе легкого газойля относительно тяжелого остатка от 0 до 5 кг/кг (при полностью одинаковом качестве кокса по высоте реакционной камеры коэффициент неравномерности качества кокса равен единице). Во всем диапазоне рекомендуемых соотношений кубового остатка к легкому газойлю в рециркуляте обеспечивается пропорциональное изменение технологических и качественных параметров работы установки, что упрощает регулирование работы установки и повышает стабильность ее работы. При мощности установки замедленного коксования по перерабатываемому гудрону 1 млн т/год и средней прибыли от продажи дополнительных светлых нефтепродуктов 10 руб./кг ожидаемый экономический эффект от использования заявляемого изобретения составит от 50 до 210 млн руб./год без учета повышения качества вырабатываемого кокса.An analysis of table 2 shows that the use of the proposed method of delayed coking will, in comparison with the prototype method, increase the uniformity of the obtained coke along the height of the chamber (the coefficient of coke quality unevenness decreased from 1.6 to 1.32) and, in addition, increase the yield of the most valuable distillate fractions (gasoline and light gas oil) by 0.5-2.1%. As shown in figure 2, an increase in the content of light gas oil in a mixture with a VAT residue most effectively affects the coefficient of uneven quality of coke at a consumption of light gas oil relative to heavy residue from 0 to 5 kg/kg (with completely the same quality of coke along the height of the reaction chamber, the coefficient of uneven quality coke is equal to one). In the entire range of recommended ratios of distillation residue to light gas oil in the recirculation, a proportional change in the technological and quality parameters of the plant operation is ensured, which simplifies the regulation of the plant operation and increases its stability. With the capacity of the delayed coking unit for processed tar of 1 million tons/year and the average profit from the sale of additional light oil products of 10 rubles/kg, the expected economic effect from the use of the claimed invention will be from 50 to 210 million rubles/year without taking into account the improvement in the quality of the produced coke.

Таким образом, заявляемое изобретение решает поставленную задачу увеличения отбора светлых нефтепродуктов с одновременным увеличением отбора бензина и дизельного топлива и повышения стабильности работы установки в целом за счет повышения однородности получаемого кокса благодаря сглаживанию колебания его качества по всему объему камеры коксования.Thus, the claimed invention solves the problem of increasing the selection of light oil products with a simultaneous increase in the selection of gasoline and diesel fuel and increasing the stability of the installation as a whole by increasing the uniformity of the obtained coke due to smoothing its quality fluctuations throughout the volume of the coking chamber.

Claims (4)

1. Способ замедленного коксования нефтяных остатков, включающий подачу вторичного сырья из испарительной колонны через реакционно-нагревательную печь в камеру коксования, накопление кокса, разделение дистиллятных продуктов коксования в ректификационной колонне на парообразные продукты - пары воды и нафты коксования, легкий газойль, тяжелый газойль и тяжелый кубовый остаток, отличающийся тем, что в качестве рециркулята при образовании вторичного сырья используют тяжелый кубовый остаток в смеси с легким газойлем в соотношении от 1:2 до 1:8 частей.1. The method of delayed coking of oil residues, including the supply of secondary raw materials from the evaporation column through the reaction-heating furnace into the coking chamber, the accumulation of coke, the separation of distillate coking products in the distillation column into vapor products - water vapor and coking naphtha, light gas oil, heavy gas oil and heavy distillation residue, characterized in that heavy distillation residue mixed with light gas oil in a ratio of 1:2 to 1:8 parts is used as a recirculate in the formation of secondary raw materials. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что тяжелый кубовый остаток подают в линию подачи первичного сырья на входе в испарительную колонну.2. The method according to p. 1, characterized in that the heavy VAT residue is fed into the primary feed line at the inlet to the evaporation column. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что легкий газойль для образования вторичного сырья подается в линию вторичного сырья после испарительной колонны.3. The method according to claim 1, characterized in that the light gas oil for the formation of secondary feedstock is fed into the secondary feedline after the flash column. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что часть тяжелого кубового остатка подается в трансферную линию после реакционно-нагревательной печи в зависимости от требуемого качества получаемого кокса в количестве от 0 до 50%.4. The method according to p. 1, characterized in that part of the heavy VAT residue is fed into the transfer line after the reaction-heating furnace, depending on the required quality of the resulting coke in an amount of 0 to 50%.
RU2022120177A 2022-07-22 Method for delayed coking of oil residues RU2802186C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2802186C1 true RU2802186C1 (en) 2023-08-22

Family

ID=

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB450957A (en) * 1934-10-24 1935-04-29 Bataafsche Petroleum A process for the manufacture of hydrocarbon distillates
US4547284A (en) * 1982-02-16 1985-10-15 Lummus Crest, Inc. Coke production
RU2448145C1 (en) * 2010-12-02 2012-04-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Проминтех" Method for slow coking
RU2536590C1 (en) * 2013-09-25 2014-12-27 Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ") Plant for thermal destruction of oil residues
RU2562999C1 (en) * 2014-06-25 2015-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Информ-технология" (ООО "Информ-технология") Method of decelerated coking of oil residues
RU2565715C1 (en) * 2014-08-04 2015-10-20 Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ") Method of decelerated coking of oil residues
RU2632832C1 (en) * 2016-05-16 2017-10-10 Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ") Production method of low-sulphur oil coke
RU2639795C2 (en) * 2016-05-16 2017-12-22 Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ") Method of producing low-sulfur petroleum coke

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB450957A (en) * 1934-10-24 1935-04-29 Bataafsche Petroleum A process for the manufacture of hydrocarbon distillates
US4547284A (en) * 1982-02-16 1985-10-15 Lummus Crest, Inc. Coke production
RU2448145C1 (en) * 2010-12-02 2012-04-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Проминтех" Method for slow coking
RU2536590C1 (en) * 2013-09-25 2014-12-27 Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ") Plant for thermal destruction of oil residues
RU2562999C1 (en) * 2014-06-25 2015-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Информ-технология" (ООО "Информ-технология") Method of decelerated coking of oil residues
RU2565715C1 (en) * 2014-08-04 2015-10-20 Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ") Method of decelerated coking of oil residues
RU2632832C1 (en) * 2016-05-16 2017-10-10 Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ") Production method of low-sulphur oil coke
RU2639795C2 (en) * 2016-05-16 2017-12-22 Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ") Method of producing low-sulfur petroleum coke

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102616992B1 (en) Supercritical water hardening process for high-quality coke production
RU2686152C1 (en) Method of producing oil needle coke
US5350503A (en) Method of producing consistent high quality coke
JPS6112789A (en) Method for continuous thermal cracking treatment of heavy oil
RU2314333C1 (en) Method of speeded down carbonization
RU2650925C2 (en) Delayed coking process with pre-cracking reactor
RU2802186C1 (en) Method for delayed coking of oil residues
RU2729191C1 (en) Method for producing oil needle coke
JP2009544789A (en) Improved feedstock in delayed coking equipment.
WO2011152752A1 (en) Method for producing a coking additive by delayed coking
RU87163U1 (en) TWO-STAGE INSTALLATION OF THERMAL CRACKING OF OIL RAW MATERIALS
WO2012074428A1 (en) Delayed coking process
RU2206595C1 (en) Method for delayed coking of petroleum residues
RU2699807C2 (en) Installation for slow thermal conversion of fuel oil
RU2796094C1 (en) Installation for obtaining gas oil and secondary fuel oil (options)
RU2372373C1 (en) Method of delayed coking of black oils
RU2639795C2 (en) Method of producing low-sulfur petroleum coke
RU2058366C1 (en) Method for production of petroleum coke
US2105526A (en) Process of hydrocarbon oil conversion
RU2615129C1 (en) Delayed fuel oil thermal conversion unit
RU2786846C1 (en) Method for producing petroleum needle coke
RU2612963C1 (en) Method of producing of heavy oil fuel
EP0200786B1 (en) Coking apparatus
JP2021503026A (en) Coke system and coke method
RU81959U1 (en) PLANT FOR PROCESSING HEAVY HYDROCARBON RAW MATERIALS