RU2805662C1 - Method and plant for producing petroleum needle coke by delayed coking - Google Patents
Method and plant for producing petroleum needle coke by delayed coking Download PDFInfo
- Publication number
- RU2805662C1 RU2805662C1 RU2022122452A RU2022122452A RU2805662C1 RU 2805662 C1 RU2805662 C1 RU 2805662C1 RU 2022122452 A RU2022122452 A RU 2022122452A RU 2022122452 A RU2022122452 A RU 2022122452A RU 2805662 C1 RU2805662 C1 RU 2805662C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coking
- thermal condensation
- raw materials
- coke
- distillation column
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к способу получения высокоанизотропного нефтяного игольчатого кокса замедленным коксованием с термоконденсацией сырья.The invention relates to the field of oil refining, in particular to a method for producing highly anisotropic petroleum needle coke by delayed coking with thermal condensation of raw materials.
Традиционно, в качестве сырья для получения игольчатого кокса используются декантойли - освобожденные от катализаторной пыли тяжелые газойли каталитического крекинга с современных установок FCC. Декантойль характеризуется высокой плотностью, содержит большое количество ароматических углеводородов, невысокой по сравнению с прямогонными остатками коксуемостью и достаточно облегченным фракционным составом.Traditionally, decant oils - heavy catalytic cracking gas oils freed from catalyst dust from modern FCC plants - are used as raw materials for the production of needle coke. Decantoil is characterized by high density, contains a large amount of aromatic hydrocarbons, low coking ability compared to straight-run residues and a fairly light fractional composition.
Легкокипящие фракции, содержащиеся в декантойле, практически не участвуют в коксообразовании, поступая в коксовые камеры, они испаряются и удаляются в паровой фазе вместе с дистиллятом коксования в ректификационную колонну. Это снижает выход кокса на исходный декантойль, даже при условии проведения коксования с высоким коэффициентом рециркуляции.The low-boiling fractions contained in the decant oil practically do not participate in coke formation; entering the coke chambers, they evaporate and are removed in the vapor phase along with the coking distillate into the distillation column. This reduces the coke yield from the initial decantoil, even when coking is carried out with a high recirculation ratio.
Кроме того, легкокипящие фракции, испаряясь, могут нарушать гидродинамическую обстановку в коксовых камерах, способствующую формированию высокоанизотропной структуры игольчатых коксов.In addition, low-boiling fractions, when evaporated, can disrupt the hydrodynamic situation in the coke chambers, which contributes to the formation of a highly anisotropic structure of needle cokes.
Из уровня техники известен способ получения нефтяного игольчатого кокса [RU 2717815, опубл.: 25.03.2020], включающий нагрев в качестве исходного сырья декантойля, смешивание его в колонне формирования вторичного сырья, снабженной массообменными устройствами, с рециркулятом с образованием вторичного сырья, нагрев вторичного сырья до температуры коксования и коксование в коксовых камерах с получением игольчатого кокса и дистиллята коксования, который подают в нижнюю часть ректификационной колонны для фракционирования с получением углеводородного газа, бензина, легкого и тяжелого газойлей коксования и кубового остатка, пропарку кокса водяным паром и охлаждение водой, подачу продуктов пропарки и охлаждения в абсорбер, снабженный массообменными устройствами, для абсорбции высококипящих нефтепродуктов и разделения продуктов пропарки и охлаждения в абсорбере на паровую и жидкую фазы, при этом легкокипящие углеводороды из верхней части колонны формирования вторичного сырья направляют в абсорбер.A method for producing petroleum needle coke [RU 2717815, publ.: 03/25/2020] is known from the prior art, including heating decantoil as a feedstock, mixing it in a secondary raw material formation column equipped with mass transfer devices, with recycle to form secondary raw materials, heating the secondary raw materials to the coking temperature and coking in coke chambers to produce needle coke and coking distillate, which is supplied to the lower part of the distillation column for fractionation to produce hydrocarbon gas, gasoline, light and heavy coking gas oils and bottoms, steaming the coke with water vapor and cooling with water, feeding steaming and cooling products into an absorber equipped with mass transfer devices for the absorption of high-boiling petroleum products and separating the steaming and cooling products in the absorber into vapor and liquid phases, while low-boiling hydrocarbons from the upper part of the secondary raw material formation column are sent to the absorber.
Также известен способ [US 2022089955, опубл.: 24.03.2022] при реализации которого производится высококачественный кокс графитового/игольчатого качества с пониженным уровнем примесей и улучшенным коэффициентом теплового расширения с использованием интегрированных секций гидроочистки, каталитического крекинга и коксования, с использованием комбинации высокопарафинового гидроочищенного потока VGO и ароматического потока CLO, который затем перерабатывается на участке замедленного коксования.There is also a known method [US 2022089955, publ.: 03/24/2022] which produces high-quality graphite/acicular quality coke with a reduced level of impurities and an improved coefficient of thermal expansion using integrated hydrotreating, catalytic cracking and coking sections, using a combination of high-paraffin hydrotreated stream VGO and CLO aromatic stream, which is then processed in the delayed coker section.
Наиболее близким решением является способ получения нефтяного кокса [Патент РФ №2209826, МПК С10В 55/00, опубл. 10.08.2003]. В данном изобретении представлен способ получения нефтяного кокса замедленным коксованием, включающий нагрев первичного сырья, разделение его на легкие фракции и тяжелый остаток в испарителе, фракционирование легких фракций в ректификационной колонне совместно с парожидкостными продуктами коксования, смешивание тяжелого остатка из испарителя с кубовым остатком ректификационной колонны с образованием вторичного сырья, последующее коксование его с получением кокса и подачей парогазовых продуктов коксования в низ ректификационной колонны. Качество и количество тяжелого газойля коксования и кубового остатка регулируют путем изменения количества подаваемого тяжелого газойля в качестве орошения на массообменные устройства нижней части ректификационной колонны.The closest solution is the method of producing petroleum coke [RF Patent No. 2209826, IPC S10B 55/00, publ. 10.08.2003]. This invention presents a method for producing petroleum coke by delayed coking, including heating the primary raw material, separating it into light fractions and a heavy residue in the evaporator, fractionating the light fractions in a distillation column together with vapor-liquid coking products, mixing the heavy residue from the evaporator with the bottom residue of the distillation column with the formation of secondary raw materials, its subsequent coking to produce coke and supply of steam-gas coking products to the bottom of the distillation column. The quality and quantity of heavy coking gas oil and bottoms are controlled by changing the amount of heavy gas oil supplied as reflux to the mass transfer devices of the lower part of the distillation column.
Однако описанное в прототипе техническое решение, во-первых, по качеству получаемого продукта не соответствует характеристикам игольчатого кокса, а, во-вторых, не использует дополнительные возможности подготовки сырья для коксования с помощью процесса термоконденсации.However, the technical solution described in the prototype, firstly, in terms of the quality of the resulting product does not correspond to the characteristics of needle coke, and, secondly, does not use the additional capabilities of preparing raw materials for coking using the thermal condensation process.
Безусловно, коксование утяжеленного сырья как по фракционному составу, так и по плотности способствует улучшению структуры производимого кокса и позволяет рассматривать возможность выпуска высокоанизотропного игольчатого кокса. Тем не менее, жесткие требования к качеству сырья, ограниченные объемы(ов) доступного сырья, а также необходимость модификации имеющихся технологий замедленного коксования, ориентированных на переработку остатков сернистых нефтей, не способствуют принятию решения о размещении на действующих нефтеперерабатывающих предприятиях процессов производства нефтяного игольчатого кокса.Of course, coking of weighted raw materials, both in terms of fractional composition and density, helps to improve the structure of the produced coke and allows us to consider the possibility of producing highly anisotropic needle coke. However, stringent requirements for the quality of raw materials, limited volume(s) of available raw materials, as well as the need to modify existing delayed coking technologies focused on processing sour oil residues, do not contribute to the decision to place petroleum needle coke production processes at existing oil refineries.
Технический результат изобретения - получение игольчатого кокса с предварительным проведением термообработки сырьевой смеси в реакторе термоконденсации.The technical result of the invention is the production of needle coke with preliminary heat treatment of the raw material mixture in a thermal condensation reactor.
Технический результат достигается решением производственной технической задачи - одновременного вовлечения в переработку различных сырьевых компонентов, основу которых составляют низкосернистые тяжелые газойли вторичных процессов нефтепереработки с обеспечением эффективного процесса термоконденсации. Процесс термоконденсации (ТК) представляет собой технологию термообработки смесей тяжелых сырьевых компонентов нефтепереработки, химических, нефтехимических и коксохимических производств. Основной целью процесса является производство специфичной по составу и качеству смеси тяжелых углеводородов, используемых в качестве сырья для процесса замедленного коксования, ориентированного на выпуск премиальных сортов кокса анизотропной (игольчатой) структуры. Процесс ТК протекает по радикально-цепному механизму в определенном временном интервале при высоких температурах и давлениях. Основным аппаратом процесса является реактор ТК, представляющий собой полый аппарат идеального вытеснения необходимого объема, не имеющий внутрикорпусных устройств. Задачей процесса ТК является проведение ограниченного количества химических реакций конденсации ароматических углеводородов, входящих в состав сырьевой смеси. Протекание целевых химических реакций, а также имеющие место реакции крекинга, деалкилирования алкилароматических углеводородов, дегидрирования, дегидроциклизации и другие определяют суммарный тепловой эффект процесса, его материальный баланс и конверсию исходного сырья. В целях обеспечения максимального выхода целевого продукта предусматривается использование схемы с рециркуляцией, позволяющей использовать непроконвертированные сырьевые компоненты, в том числе и тяжелые фракции коксования наряду со свежими сырьевыми компонентами.The technical result is achieved by solving a production technical problem - the simultaneous involvement in processing of various raw materials, the basis of which is low-sulfur heavy gas oils from secondary oil refining processes, ensuring an effective thermal condensation process. The thermal condensation process (TC) is a technology for heat treatment of mixtures of heavy raw materials of oil refining, chemical, petrochemical and coke production. The main goal of the process is to produce a mixture of heavy hydrocarbons specific in composition and quality, used as raw materials for the delayed coking process, aimed at producing premium grades of coke with an anisotropic (acicular) structure. The TC process proceeds according to a radical chain mechanism in a certain time interval at high temperatures and pressures. The main apparatus of the process is the TK reactor, which is a hollow apparatus of ideal displacement of the required volume, which does not have internal devices. The objective of the TC process is to carry out a limited number of chemical reactions of condensation of aromatic hydrocarbons included in the raw material mixture. The occurrence of target chemical reactions, as well as the occurring reactions of cracking, dealkylation of alkyl aromatic hydrocarbons, dehydrogenation, dehydrocyclization and others determine the total thermal effect of the process, its material balance and the conversion of feedstock. In order to ensure maximum yield of the target product, it is envisaged to use a recirculation scheme, which allows the use of unconverted raw materials, including heavy coking fractions, along with fresh raw materials.
Технический результат достигается решением технической задачи одновременного вовлечения в переработку тяжелых газойлей различной степени загрязнения по сере с регулированием соотношения различных сырьевых потоков, при котором первичное сырье нагревается в технологической печи, после чего подается в реактор термоконденсации, в верхнюю часть которого также подается в качестве рециркулята кубовый остаток из ректификационной колонны, и также в качестве рециркулята горячий поток суммарного сырья для поддержания температуры термоконденсации, легкие компоненты из реактора термоконденсации отводятся в ректификационную колонну, куда также отводится тяжелый газойль коксования, при этом в реакторе термоконденсации происходят термоконденсация сырья при давлении 1,2-1,8 МПа, температуре 400-480 и выдерживание по времени в течение не менее 30-90 минут, после чего полученное суммарное сырье с предварительным нагревом направляют на коксование и частично на рецикл в реакционно-ректификационную колонну.The technical result is achieved by solving the technical problem of simultaneously involving in the processing of heavy gas oils of varying degrees of sulfur contamination with regulating the ratio of various raw material flows, in which the primary raw material is heated in a technological furnace, after which it is fed into a thermal condensation reactor, into the upper part of which the bottoms are also supplied as recirculate the remainder from the distillation column, and also as a recycle hot stream of the total raw material to maintain the thermal condensation temperature, light components from the thermal condensation reactor are discharged into the distillation column, where heavy coking gas oil is also discharged, while in the thermal condensation reactor thermal condensation of the raw material occurs at a pressure of 1.2- 1.8 MPa, temperature 400-480 and holding for at least 30-90 minutes, after which the resulting total raw material with preheating is sent for coking and partially for recycling into the reaction-distillation column.
Также для обеспечения технического результата необходима установка, которая включает не менее двух линий подачи различного исходного сырья, технологическую печь, ректификационную колонну, по меньшей мере две параллельных коксовых камеры, а также технологический аппарат для формирования суммарного сырья, представляющий реактор термоконденсации, работающий при давлении 1,2-1,8 МПа, к которому для формирования суммарного сырья подведена линия подачи рециркулята из куба ректификационной колонны, а также линия рецикла суммарного сырья после прохождения печи нагрева перед коксованием.Also, to ensure a technical result, an installation is required that includes at least two supply lines of various feedstocks, a technological furnace, a distillation column, at least two parallel coke chambers, as well as a technological apparatus for the formation of total raw materials, representing a thermal condensation reactor operating at a pressure of 1 ,2-1.8 MPa, to which a recycle supply line from the distillation column bottom is connected to form the total raw material, as well as a recycle line for the total raw material after passing through the heating furnace before coking.
Изобретение проиллюстрировано принципиальной схемой, отраженной на фиг. 1, на которой:The invention is illustrated by the circuit diagram shown in FIG. 1, on which:
Установка устроена следующим образом.The installation works as follows.
Вводные технологические трубопроводы подачи сырьевых компонентов для формирования первичного сырья I, оснащенные запорно-регулирующими устройствами, объединяются в единую технологическую линию первичного сырья, которая, проходя через технологическую печь (1), подведена к реактору термоконденсации (2). Реактор термоконденсации (2) имеет выводы из верхней части - для отвода более легких продуктов и из нижней части - откуда отводится прошедшее термоконденсацию суммарное сырье. Технологическая линия III для прошедшего термоконденсацию суммарного сырья через печь (1) подводится к коксовым камерам (3). Технологическая линия вывода из реактора термоконденсации (2) более легких продуктов соединена с ректификационной колонной (4), которая в свою очередь имеет выводы для различных продуктов фракционирования, по меньшей мере из нее отводятся по технологическим линиям - V газы коксования, VI - бензин коксования (нафта), VII - легкий газойль, VIII - тяжелый газойль, а также технологическая линия II, по которой кубовый остаток в качестве рециркулята подается в верхнюю часть реактора термоконденсации. Отвод газообразных продуктов из верхней части ректификационной колонны (4) включает последовательные охлаждающее устройство (5) и сепаратор (6) для разделения потоков V и VI, при этом поток нафты VI частично возвращается на орошение ректификационной колонны (4). Технологическая линия III имеет отвод для частичного рецикла после нагревательной печи 2 в реактор термоконденсации (2).The inlet technological pipelines for supplying raw materials for the formation of primary raw materials I, equipped with shut-off and control devices, are combined into a single technological line of primary raw materials, which, passing through the technological furnace (1), is connected to the thermal condensation reactor (2). The thermal condensation reactor (2) has outputs from the upper part - for the removal of lighter products and from the lower part - from where the total raw material that has undergone thermal condensation is removed. Technological line III for the total raw material that has undergone thermal condensation is supplied through the furnace (1) to the coke chambers (3). The technological line for removing lighter products from the thermal condensation reactor (2) is connected to a distillation column (4), which in turn has outputs for various fractionation products; at least from it, coking gases are removed via technological lines - V, coking gasoline VI ( naphtha), VII - light gas oil, VIII - heavy gas oil, as well as process line II, through which the bottoms are fed as recycle to the upper part of the thermal condensation reactor. The removal of gaseous products from the upper part of the distillation column (4) includes a sequential cooling device (5) and a separator (6) for separating flows V and VI, while the naphtha flow VI is partially returned to reflux the distillation column (4). Process line III has an outlet for partial recycle after
Выведение может осуществляться, в частности при конструктивном исполнении, в котором на каждом выводе установлены дополнительные аппараты, обеспечивающие чистоту тех или иных продуктов. Например, это могут быть стриппинг-секции. При этом отводимые продукты фракционирования направляются на реализацию или дальнейшую переработку, или вовлекаются в прочие процессы нефтепереработки.Removal can be carried out, in particular, with a design in which additional devices are installed at each outlet to ensure the purity of certain products. For example, these could be stripping sections. In this case, the withdrawn fractionation products are sent for sale or further processing, or are involved in other oil refining processes.
Для компенсации параметров, учитывая, что давление в реакторе термоконденсации (2) и в ректификационной колонне (4) в значительной степени различаются, предусматривается регулирующее компенсационное устройство, например дросселирующее устройство.To compensate for the parameters, given that the pressure in the thermal condensation reactor (2) and in the distillation column (4) are significantly different, a regulating compensation device, for example a throttling device, is provided.
Кроме описанного выше, в составе технологической установки необходимо иметь систему подготовки сырьевой смеси, включающей резервуарные хранилища, трубопроводную обвязку, динамическое оборудование и др.; по меньшей мере две параллельных коксовых камеры, обеспечивающих возможность попеременного заполнения, пропарки, охлаждения и обслуживания аппаратов; иные вспомогательные системы (не является предметом изобретения).In addition to what was described above, the process plant must have a system for preparing the raw material mixture, including storage tanks, piping, dynamic equipment, etc.; at least two parallel coke chambers, providing the possibility of alternate filling, steaming, cooling and servicing of devices; other auxiliary systems (not the subject of the invention).
Технологическая печь нагрева устроена таким образом, что в ней одновременно подвергаются нагреву параллельные потоки, направленные по разным технологическим трубопроводам - поток смеси различных видов сырья перед подачей в реактор термоконденсации (2), и поток суммарного сырья перед подачей в коксовые камеры (3). Разница температуры разных потоков обуславливается разной площадью контакта со средой нагрева, обеспеченной посредством длин участков технологических трубопроводов внутри печи 1.The technological heating furnace is designed in such a way that it simultaneously heats parallel flows directed through different technological pipelines - the flow of a mixture of different types of raw materials before feeding into the thermal condensation reactor (2), and the flow of the total raw materials before feeding into the coke chambers (3). The difference in temperature of different streams is determined by different areas of contact with the heating medium, provided through the lengths of sections of process pipelines inside furnace 1.
Способ осуществляется следующим образом.The method is carried out as follows.
Первичное сырье (I) - сбалансированная по составу сырьевая смесь нагревается в технологической печи (1) и поступает в реактор термоконденсации (2), состоящий из питательной зоны (область непосредственного ввода сырья), реакционной зоны (нижняя - кубовая часть) и ректификационной зоны (верхняя часть, оборудуемая контактными устройствами и подлежащая орошению нефтепродуктом). Термогазойль - кубовый продукт реактора термоконденсации, нагревается в технологической печи до 520-530°С и, как суммарное сырье коксования (III), поступает в необогреваемые коксовые камеры (3), часть термогазойля отдельно нагревается в печи и возвращается в реактор термоконденсации, обеспечивая требуемый режим процесса термоконденсации. Образующиеся легкие нефтепродукты в паровой фазе покидают реакционную зону, в питательной зоне реактора термоконденсации объединяются с парами легких компонентов первичного сырья, совместно проходят зону фракционирования и поступают в ректификационную колонну. В качестве орошения в зону фракционирования в реактор термоконденсации подается вторичное сырье коксования (II), из кубовой части ректификационной колонны.Primary raw materials (I) - a composition-balanced raw material mixture is heated in a technological furnace (1) and enters a thermal condensation reactor (2), consisting of a feed zone (the area of direct input of raw materials), a reaction zone (lower - bottom part) and a rectification zone ( the upper part, equipped with contact devices and subject to irrigation with petroleum products). Thermal gas oil is the bottom product of a thermal condensation reactor, is heated in a technological furnace to 520-530°C and, as the total coking raw material (III), enters unheated coke chambers (3), part of the thermal gas oil is separately heated in the furnace and returned to the thermal condensation reactor, providing the required thermal condensation process mode. The resulting light petroleum products leave the reaction zone in the vapor phase, are combined with vapors of light components of the primary raw material in the feed zone of the thermal condensation reactor, pass through the fractionation zone together and enter the distillation column. As irrigation, secondary coking raw materials (II) from the bottom part of the distillation column are supplied to the fractionation zone into the thermal condensation reactor.
Пары коксования из коксовых камер (3) поступают в питательную секцию ректификационной колонны (4). Большая часть поступивших в колонну продуктов коксования в процессе ректификации конденсируется и формирует вторичное сырье коксования, часть потока возвращается во фракционирующую колонну в качестве орошения, часть подается в ректификационную зону реактора термоконденсации.Coking vapors from the coke chambers (3) enter the feed section of the distillation column (4). Most of the coking products entering the column during the rectification process condense and form secondary coking raw materials, part of the flow is returned to the fractionation column as reflux, and part is supplied to the rectification zone of the thermal condensation reactor.
Остальные, не сконденсировавшиеся парогазовые продукты коксования, подвергаются фракционированию в ректификационной колонне. Верхний продукт охлаждается в холодильнике (5) и подвергается разделению в сепараторе (6). Газы коксования (V) и бензин коксования (VI) подлежат дальнейшей стабилизации и переработке (не является предметом изобретения и в настоящей работе не рассматривается), легкий газойль коксования (VII) и тяжелый газойль коксования (VIII) после охлаждения выводятся с установки как компоненты дизельного и жидкого топлив соответственно.The remaining, non-condensed steam-gas coking products are subjected to fractionation in a distillation column. The upper product is cooled in a refrigerator (5) and separated in a separator (6). Coking gases (V) and coking gasoline (VI) are subject to further stabilization and processing (not the subject of the invention and are not considered in this work), light coking gas oil (VII) and heavy coking gas oil (VIII) after cooling are removed from the installation as components of diesel fuel. and liquid fuels, respectively.
Таким образом, согласно изобретению, реализуется одновременное вовлечение в переработку различных сырьевых компонентов, предполагающих увеличение сырьевой базы при производстве анизотропного игольчатого кокса. Поток первичного сырья формируется как смесь, в частности, тяжелых газойлей каталитического крекинга - гидроочищенного и без гидроочистки, или иных тяжелых нефтепродуктов вторичных процессов нефтепереработки и нефтехимических производств. Во избежание попадания нежелательных компонентов (механических загрязнений) в технологические аппараты, сырьевые потоки проходят механическую очистку и (или) отстаивание, и аккумулируются в накопительных резервуарах. Количество и массогабаритные размеры камер коксования определяются технологической целесообразностью, массогабаритные размеры остальных аппаратов определяются в соответствии с производительностью установки по перерабатываемому сырью и технологическим расчетам.Thus, according to the invention, the simultaneous involvement in processing of various raw materials is realized, which implies an increase in the raw material base in the production of anisotropic needle coke. The primary feedstock stream is formed as a mixture, in particular, of heavy catalytic cracking gas oils - hydrotreated and without hydrotreating, or other heavy petroleum products from secondary processes of oil refining and petrochemical production. To avoid the entry of undesirable components (mechanical contaminants) into technological devices, raw material flows undergo mechanical purification and (or) settling, and are accumulated in storage tanks. The number and weight and dimensions of coking chambers are determined by technological feasibility, the weight and dimensions of the remaining devices are determined in accordance with the productivity of the installation for processed raw materials and technological calculations.
Заполненная коксом коксовая камера сначала пропаривается водяным паром, затем коксовая камера охлаждается водой, после чего происходит извлечение кокса. Во время данных процессов осуществляется переключение подачи суммарного сырья на параллельную коксовую камеру для обеспечения непрерывного технологического процесса. Количество коксовых камер, которых, по меньшей мере должно быть не менее двух, в частных вариантах исполнения технологической установки обусловлено циклами их работы и извлечения кокса с сопутствующим сервисом, их объемом и объемами подаваемого суммарного сырья.The coke chamber filled with coke is first steamed with water steam, then the coke chamber is cooled with water, after which the coke is extracted. During these processes, the supply of total raw materials is switched to a parallel coke chamber to ensure a continuous technological process. The number of coke chambers, which at least must be at least two, in particular versions of the process plant is determined by the cycles of their operation and coke extraction with associated services, their volume and the volume of total raw materials supplied.
В рамках данного изобретения, количественные характеристики суммарного сырья коксования (III) обеспечиваются подачей вторичного сырья (II) и первичного сырья (I) в соотношении III/II/I как 1,00/0,55…0,70/0,35…0,50. Качественные характеристики суммарного сырья коксования достигаются за счет подбора рецептуры первичного сырья, а также технологического режима термоконденсации, проводимого при температуре 400-480°С, давлении 1,2-1,8 МПа и времени 0,5-1,5 часа. Процесс коксования протекает при температуре 450-500°С, давлении 0,3-0,5 МПа и времени 36-48 часов.Within the framework of this invention, the quantitative characteristics of the total coking raw material (III) are provided by the supply of secondary raw materials (II) and primary raw materials (I) in the ratio III/II/I as 1.00/0.55…0.70/0.35… 0.50. The qualitative characteristics of the total coking raw material are achieved through the selection of the primary raw material recipe, as well as the technological regime of thermal condensation, carried out at a temperature of 400-480°C, a pressure of 1.2-1.8 MPa and a time of 0.5-1.5 hours. The coking process takes place at a temperature of 450-500°C, a pressure of 0.3-0.5 MPa and a time of 36-48 hours.
По отношению к прототипу, реализация предлагаемого способа позволяет получать высокоанизотропный кокс игольчатой структуры с заранее определенными характеристиками по структуре и доле гетероэлементов, что достигается путем компаундирования исходной сырьевой смеси, высокоэффективным способом ее термообработки непосредственно перед самим процессом коксования, а также за счет температурного и временного режима процесса коксования.In relation to the prototype, the implementation of the proposed method makes it possible to obtain highly anisotropic coke of a needle-like structure with predetermined characteristics in terms of structure and proportion of heteroelements, which is achieved by compounding the initial raw material mixture, a highly efficient method of heat treatment immediately before the coking process itself, as well as due to temperature and time conditions coking process.
В качестве варианта возможно осуществление изобретения, качество и количество тяжелого газойля коксования и кубового остатка регулируют путем изменения количества подаваемого тяжелого газойля в качестве орошения на массообменные устройства нижней части ректификационной колонны.As an option, it is possible to implement the invention, the quality and quantity of heavy coking gas oil and bottoms are controlled by changing the amount of heavy gas oil supplied as reflux to the mass transfer devices of the lower part of the distillation column.
В качестве варианта возможно осуществление изобретения, при котором рециркулят представляет собой кубовый остаток, смешанный с тяжелым газойлем, отдельно отводимым через стриппинг-секцию из ректификационной колонны, с последующим смешением в технологическом трубопроводе до подачи в верхнюю часть реактора термоконденсации.As an option, it is possible to implement the invention in which the recycle is a bottoms residue mixed with heavy gas oil, separately removed through the stripping section from the distillation column, followed by mixing in the process pipeline before being fed into the upper part of the thermal condensation reactor.
Осуществление изобретения проиллюстрировано рядом примеров.The implementation of the invention is illustrated by a number of examples.
Соотношение потоков, согласно изобретению, при проведении экспериментов подобрано с коэффициентом рециркуляции III/I 1,8…3,0 (отношение потока перед подачей на коксование с учтем рециркулята из ректификационной колонны и рециркулята утяжеленного сырья после нагрева после термоконденсации). Чтобы объем рециркулята проводился из ректификационной колонны, в реактор термоконденсации его подача в соотношении с первичным сырьем осуществляется в пределах 1/0,4…0,8. В качестве исходного сырья использовались сырьевые потоки А, В, С на входе в установку, соответственно: декантойль кат. крекинга, тяжелые газойли вторичных процессов, остаточное (загрязненное) сырье нефтепереработки.The flow ratio, according to the invention, during the experiments was selected with a recirculation coefficient III/I of 1.8...3.0 (the flow ratio before feeding to coking, taking into account the recycle from the distillation column and the recycle of the weighted raw material after heating after thermal condensation). In order for the volume of recirculate to be carried out from the distillation column, its supply to the thermal condensation reactor in relation to the primary raw material is carried out within the range of 1/0.4...0.8. Raw material flows A, B, C at the entrance to the installation were used as feedstock, respectively: decantoil cat. cracking, heavy gas oils from secondary processes, residual (contaminated) oil refining feedstock.
Оценка качества кокса осуществлялась в баллах согласно стандартному методу оценки микроструктуры [Межгосударственный стандарт ГОСТ 26132-84 Коксы нефтяные и пековые. Метод оценки микроструктуры].The quality of coke was assessed in points according to the standard method for assessing the microstructure [Interstate standard GOST 26132-84 Petroleum and pitch cokes. Microstructure assessment method].
Примеры 1-6 показывают характеристики получаемого кокса при использовании различных соотношений по подаваемому сырью, но без рециркуляции. Получаемый выход по продукту и балльность кокса далее могут быть сопоставлены с результатами, которых удалось достигнуть при реализации способа и схемы установки согласно изобретению. Параметры коксования выдерживались одинаковые: температура 480°С, давление 2,03 МПа.Examples 1-6 show the characteristics of the resulting coke using various feed ratios, but without recirculation. The resulting product yield and coke grade can then be compared with the results that were achieved when implementing the method and installation layout according to the invention. The coking parameters were kept the same: temperature 480°C, pressure 2.03 MPa.
Данные проводимых экспериментов сгруппированы в табл. 1.The data from the experiments carried out are grouped in table. 1.
Пример 1.Example 1.
Соотношение сырьевых потоков А/В/С=100/0/0 (вовлекается наиболее качественное и наиболее редкое сырье, без дополнительных сырьевых потоков).Ratio of raw material flows A/B/C=100/0/0 (the highest quality and rarest raw materials are involved, without additional raw material flows).
Температура термоконденсации - 450°С.Thermal condensation temperature is 450°C.
Давление термоконденсации - 2,03 МПа.Thermal condensation pressure is 2.03 MPa.
Время термоконденсации - 60 мин.Thermal condensation time - 60 min.
В результате выход кокса составляет 35%, качество кокса - 5,4 балла.As a result, the coke yield is 35%, the coke quality is 5.4 points.
Примеры 2-6.Examples 2-6.
Были осуществлены при аналогичных параметрах работы технологического оборудования, но с вовлечением дополнительных сырьевых потоков. При этом наблюдалось снижение качества кокса до 5,1…5,3 баллов, а также выхода - до 31…34%. Помимо этого, при таком подходе к реализации, необходимо было обеспечивать принудительное поддержание температуры термоконденсации в реакторе.They were carried out under similar operating parameters of the process equipment, but with the involvement of additional raw material flows. At the same time, there was a decrease in coke quality to 5.1...5.3 points, as well as in yield - to 31...34%. In addition, with this approach to implementation, it was necessary to ensure forced maintenance of the thermal condensation temperature in the reactor.
По всем приведенным далее экспериментам удалось не только повысить выход продукта, но и получить кокс качества Super Premium, с балльностью выше 5,5, а именно - около 5,7.According to all the experiments given below, it was possible not only to increase the yield of the product, but also to obtain Super Premium quality coke, with a grade above 5.5, namely about 5.7.
Пример 7.Example 7.
Соотношение сырьевых потоков А/В/С=60/30/10.Ratio of raw material flows A/B/C=60/30/10.
Температура термоконденсации - 400°С.Thermal condensation temperature is 400°C.
Давление термоконденсации - 1,4 МПа.Thermal condensation pressure is 1.4 MPa.
Время термоконденсации - 60 мин.Thermal condensation time - 60 min.
Коэффициент рециркуляции III/I=2,5.Recirculation coefficient III/I=2.5.
Параметры коксования: температура 250°С, давление 0,4 МПа, время 2520 мин.Coking parameters: temperature 250°C, pressure 0.4 MPa, time 2520 min.
В результате выход кокса составляет 34,7%.As a result, the coke yield is 34.7%.
Примеры 8-20 осуществлены при схожих параметрах, но с незначительными отклонениями, отмеченными далее и приведенными в таб. 1. При их осуществлении был обеспечен выход кокса 34-35%.Examples 8-20 were carried out with similar parameters, but with minor deviations, noted below and given in table. 1. During their implementation, a coke yield of 34-35% was ensured.
Пример 8 - аналогично, с той лишь разницей, что температура термоконденсации составляла 480°С.Example 8 - similar, with the only difference that the thermal condensation temperature was 480°C.
Пример 9 - аналогично, с той лишь разницей, что давление термоконденсации составляло 1,2 МПа.Example 9 - similar, with the only difference that the thermal condensation pressure was 1.2 MPa.
В примерах 10-20 температура термоконденсации выдерживалась равной 440°С.In examples 10-20, the thermal condensation temperature was maintained at 440°C.
Пример 10 - аналогично, с той лишь разницей, что давление термоконденсации составляло 1,8 МПа.Example 10 - similar, with the only difference that the thermal condensation pressure was 1.8 MPa.
Пример 11 - аналогично, с той лишь разницей, что время проведения термоконденсации составляло 30 минут.Example 11 - similar, with the only difference that the thermal condensation time was 30 minutes.
Пример 12 - аналогично, с той лишь разницей, что время проведения термоконденсации составляло 90 минут.Example 12 - similar, with the only difference that the thermal condensation time was 90 minutes.
Пример 13 - аналогично, с той лишь разницей, что коэффициент рециркуляции составлял 1,8.Example 13 - similar, with the only difference that the recirculation coefficient was 1.8.
Пример 14 - аналогично, с той лишь разницей, что коэффициент рециркуляции составлял 3,0.Example 14 - similar, with the only difference that the recirculation coefficient was 3.0.
Примеры 15-20 были реализованы с изменением параметров коксования, а именно: при температуре 450°С и 500°С, при давлении 0,3 и 0,5 МПа, при увеличении времени коксования до 2880 минут и снижении до 2160 минут.Examples 15-20 were implemented with changing coking parameters, namely: at a temperature of 450°C and 500°C, at a pressure of 0.3 and 0.5 MPa, with an increase in coking time to 2880 minutes and a decrease to 2160 minutes.
Claims (16)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2805662C1 true RU2805662C1 (en) | 2023-10-23 |
Family
ID=
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1172147A (en) * | 1996-07-25 | 1998-02-04 | 沿海化工(鞍山)有限公司 | Process for producing improved coal system needle coke |
RU2209826C1 (en) * | 2002-08-06 | 2003-08-10 | ГУП "Башгипронефтехим" | Petroleum coke production process |
CN1944578A (en) * | 2006-10-09 | 2007-04-11 | 山西宏特煤化工有限公司 | Industrial producing process for coal series needle coke |
RU2314333C1 (en) * | 2006-09-21 | 2008-01-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности" | Method of speeded down carbonization |
CN203079911U (en) * | 2013-01-30 | 2013-07-24 | 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 | Device for preparing coal based needle coke |
RU2717815C1 (en) * | 2019-09-16 | 2020-03-25 | Акционерное общество "Газпромнефть - Омский НПЗ" (АО "Газпромнефть-ОНПЗ" | Method of producing oil needle coke |
RU2720191C1 (en) * | 2019-09-16 | 2020-04-27 | Акционерное общество "Газпромнефть - Омский НПЗ" (АО "Газпромнефть-ОНПЗ") | Plant for production of petroleum needle coke with delayed coking |
CN107987880B (en) * | 2016-10-26 | 2020-09-22 | 中国石油化工股份有限公司 | Method and equipment for preparing needle coke raw material |
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1172147A (en) * | 1996-07-25 | 1998-02-04 | 沿海化工(鞍山)有限公司 | Process for producing improved coal system needle coke |
RU2209826C1 (en) * | 2002-08-06 | 2003-08-10 | ГУП "Башгипронефтехим" | Petroleum coke production process |
RU2314333C1 (en) * | 2006-09-21 | 2008-01-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности" | Method of speeded down carbonization |
CN1944578A (en) * | 2006-10-09 | 2007-04-11 | 山西宏特煤化工有限公司 | Industrial producing process for coal series needle coke |
CN203079911U (en) * | 2013-01-30 | 2013-07-24 | 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 | Device for preparing coal based needle coke |
CN107987880B (en) * | 2016-10-26 | 2020-09-22 | 中国石油化工股份有限公司 | Method and equipment for preparing needle coke raw material |
RU2717815C1 (en) * | 2019-09-16 | 2020-03-25 | Акционерное общество "Газпромнефть - Омский НПЗ" (АО "Газпромнефть-ОНПЗ" | Method of producing oil needle coke |
RU2720191C1 (en) * | 2019-09-16 | 2020-04-27 | Акционерное общество "Газпромнефть - Омский НПЗ" (АО "Газпромнефть-ОНПЗ") | Plant for production of petroleum needle coke with delayed coking |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11421167B2 (en) | Integrated pyrolysis and hydrocracking units for crude oil to chemicals | |
CN103210061B (en) | Process for cracking heavy hydrocarbon feed | |
CN113874475B (en) | Method for converting crude oil and condensate into chemicals using a mixture of hydrogenation and decarbonization | |
EP2851409A1 (en) | Efficient method for improved coker gas oil quality | |
EA032185B1 (en) | Sequential cracking process | |
US20090301935A1 (en) | Process and Apparatus for Cooling Liquid Bottoms from Vapor-Liquid Separator by Heat Exchange with Feedstock During Steam Cracking of Hydrocarbon Feedstocks | |
EP3523397A1 (en) | Process and a system for generating hydrocarbon vapor | |
US20040173504A1 (en) | Coker operation without recycle | |
RU2729191C1 (en) | Method for producing oil needle coke | |
US11401473B2 (en) | Process to maintain high solvency of recycle solvent during upgrading of steam cracked tar | |
RU2805662C1 (en) | Method and plant for producing petroleum needle coke by delayed coking | |
WO2009014303A1 (en) | Method for producing feedstocks of high quality lube base oil from coking gas oil | |
EA028573B1 (en) | Method for producing high vcm coke | |
RU2785501C1 (en) | Method for production of petroleum needle coke by delayed coking and installation for implementation of such a method | |
RU2795466C1 (en) | Unit for the production of needle or anode coke by delayed coking | |
RU2699807C2 (en) | Installation for slow thermal conversion of fuel oil | |
RU2786677C1 (en) | Method for conversion of crude oils and condensates into chemical products, using combination of hydrogen addition and carbon removal | |
SU378024A1 (en) | ||
RU2786225C1 (en) | Petroleum needle coke plant | |
RU2786846C1 (en) | Method for producing petroleum needle coke | |
US11905470B1 (en) | Methods for reducing coke formation in heavy oil upgrading using supercritical water | |
US2139672A (en) | Combined liquid phase and vapor phase oil cracking process | |
EA040349B1 (en) | METHOD AND SYSTEM FOR HYDROCARBON VAPOR PRODUCTION | |
US20190284482A1 (en) | In situ coking of heavy pitch and other feedstocks with high fouling tendency | |
TW201602330A (en) | Method and apparatus for obtaining crude oil products |