SU1138034A3

SU1138034A3 - Способ коксовани высококип щих ароматических углеводородов

Info

Publication number: SU1138034A3
Application number: SU813340898A
Authority: SU
Inventors: Глазер Херберт; Кох Карл-Хейнц; Марретт Рольф; Мейнбрекксе Манфред
Original assignee: Рютгерсверке Аг (Фирма)
Priority date: 1980-09-20
Filing date: 1981-09-18
Publication date: 1985-01-30
Also published as: DE3035593C2; CS231181B2; FR2490667A1; AU544783B2; GB2084178A; PL130496B1; DE3035593A1; FR2490667B1; GB2084178B; JPH0157713B2; PL233082A1; CS693481A2; JPS5785886A; AU7548181A; US4444650A; NL8103952A

Abstract

СПОСОБ КОКСОВАНИЯ ВЫСОКОКИПЯЩИХ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ,, включающий коксование углеводородов в тонком слое, отличающийс тем, что, с целью снижени содержани летучих веществ до 4-8% и коэффициента термического расшире10 К ни до

Description

W

0,5ft/

400fSO500S50

СО 00

О

со

4

t,CC 11 Изобретение относитс к способам коксовани углеводородов с получением высококачественного кокса и может быть использовано в нефтехимической Л электродной промьшшенности. Известен способ коксовани высоко кип щих ароматических углеводородов, включающий коксование углеводородов в тонком слое 15-30 мм при 475-515 С в течение 35 мин m, Недостатком известного способа вл етс низкое качество получаемого кокса г высокое содержание летучих веществ и высокое значение коэффициента термического расширени (КТР). Цель изобретени - снижение содер жани летучих веществ до 4-8% и коэф фициента термического расширени до (2-4). Поставленна цель достигаетс тем что согласно способу коксовани высококип щих ароматических углеводородов , включающему коксование угле водородов в тонком слое, скорость на гревани т| (К/мин) при коксовании поддерживают в зависимости от толщины сло S (мм) по уравнению Bt 500 5г S и врем коксовани С (мин) определ ют в зависимости от толщины сло S (мм) по уравнению € q, б , причем фактор пропорциональности а вычисл ют из времени коксовани в предварительном опыте на обогреваемом пред метном столике микроскопа и он составл ет пор дка 3-9 мин, а завис щий от температуры экспонент х определ ют исход из установленной в ходе предварительного опыта конечной температуры коксовани tg и из диаграммы . Анизотропные коксы получают из нефт ных фракций или из подверженньк предварительной обработке пеков каменноугольной смолы путем коксовани в температурном диапазоне около 500 С под давлением. При этом важно, чтобы коксование в пределах от 370 500 С с образованием соответствующей структуры кокса осуществл лось с минимальным температурным градиентом. Согласно предлагаемому способу пригодные смеси высококип щих ароматических углеводородов коксуют по строго определенной температурной и временной программе тонкими сло ми 4 предпочтительно под атмосферным давлением, и существенную дл этой программы функциональнзпо взаимосв зь между толщиной сло и оптимальным временем коксовани дл данного типа загрузки устанавливают с помощью простого предварительного опыта. Дл этого незначительное количество исходного продукта в стандартных услови х коксуют на обогреваемом предметном столике микроскопа. Разогретый до З50с продукт на обогреваемом столИке медленно нагревают (15 К/мин) до по влени первых мезофаз в пеке, что можно наблюдать через микроскоп. При этом температура указывает наименьшую температуру коксовани t. После этого температуру столика приблизительно с той же скоростью повышают до и определ ют врем до застывани мезофазы с получением сьфого кокса. Согласно опытам, проведенным с разными смес ми ароматических углеводородов при разных толщинах слоев, установлено, что существует следующа зависимость времени коксовани о от толщины сло S а.8, где X - зависимый от температуры экспонент; С( - фактор пропорциональности. Зависимость от температуры экспонента как функци окончательной температуры коксовани изображена в приложенной диаграмме (см. чертеж). Фактор пропорциональности а кор-. ректирует воздействи продукта и различи в термодинамических услови х производственной установки по отношению к обогреваемому столику, он составл ет пор дка 3-9 мин при вычислении времени коксовани t в минутах. В первом приближении его определ ют на основе предварительного опыта. При необходимости его можно в производственных, услови х незначительно скорректировать по уравнению, . Установлено, что необходимое дл получени анизотропных коксов предварительное мезоф зное состо ние, привод щее к образованию больших текстур, должно иметь высокую теку3 честь и по вл етс уже в сло х толщиной в несколько миллиметров при времени коксовани пор дка нескольких минут. Это допускает коксование сло ми толщиной до 100 мм, предпочтительно 5-50 мм, в относительно короткий срок и в случае получени высокоанизотропных коксов. Скорость нагре ва при этом может колебатьс в широких пределах. В случае тонких сло ев она может быть очень высокой (например 150 С/мин), в то врем ка в случае толстых слоев она должна бтлтъ ниже в цел х обеспечени плотной СТРУКТУРЫ кокса с толстыми распорками . , Особенно выгодной оказалась скорость нагрева по уравнению dt 500 --. dS мин 5 мм dt 500 Скорость нагревани указы вает на максимальную величину. Каче ство кокса ухудшаетс только в случае превышени этой величины. Более медленна скорость нагревани возможна, но требует более длительного времени нагревани , вследствие чего способ вл етс менее экономичным . Брем коксовани С О S вл етс наименьшим временем коксовани . Более длительное врем коксо вани без снижени качества возможно , но способ будет менее экономичным . Процесс коксовани можно проводить периодически, например в обжиговой печи с решетчатыми насадками и регулируемой температурной програ мой, или непрерывно, например в тон нельной печи со стальным ленточным конвейером, отдельные зоны которой в соответствии с вычисленной скоростью конвейера и выбранной скоростью нагрева поддерживаютс на оп ределенной температуре. Под смес ми высококип щих ароматических углеводородов подразумеваю остатки, получаемые в результате переработки угл или минеральных ма сел, с температурой начала кипени свыше 350 С и содержанием ароматиче ких соединений свьш1е 70%, например остатки от переработки угл , каменноугольной смолы, остаточных масел, получаемых в результате каталитичес 344 кого и термического крекинга фракций минеральных масел. Особенно целесообразно примен ть предлагаемый способ к пекам и пекоподобным веществам, температура начала кипени которых вьш1е их температуры коксовани . Пример 1. Пек каменноугольной смолы с точкой разм гчени (Т.Р.) 90 С (по Кремеру и Сарнову) и содержанием нерастворимых в хинолине компонентов (НХ) 0,3% подвергают предварительному нагреву до , затем его нанос т слоем толщиной 2 мм на подогретый до 350°С предметный столик микроскопа и температуру столика медленно повышают (15 К/мин). При температуре to 390°C под микроскопом можно наблюдать по вление мезофаз. Затем повьпиают температуру столика до 550 С; Через 9 мин мезофазы затвердевают с образованием полукокса. Окончательна температура коксовани tg составл ет 500 С. На основании экспонента х (0,8 согласно диаграмме ), толщины сло 8 (2 мм) и времени коксовани (9 мин) можно вы- числить фактор пропорциональности .по следующему уравнению: 5,17. Пек коксуют сло ми толщиной 10 мм на решетчатых насадках в обогреваемой газом обжиговой печи в атмосфере дымовых газов под нормальным давлением. Врем коксовани можно вычислить из данньк предварительного опыта: а . S 5,17- 10° 32,6 мин. В подогретую до 350 С обжиговую печь подают насадки, наполненные пеком, а потом температуру выдерживают 29,6 мин. Выход получаемого полукокса составл ет 45%, содержание летучих веществ +,5%. Кальцинированный при 1300 С кокс имеет объемно-аналитический коэффициент теплового расши- . рени 3,,210 К в температурном диапазоне от 20 до 200°С. Врем коксовани можно сократить До 30 мин с повьЕшением содержани летучих веществ до 6%, но без изменени коэффициента теплового расширени . Фактор пропорциональности сника-этс на 9% (до 4,75).

П р и м е р 2. Используют твердый пек каменноугольной смолы с Т.Р. (по К..и С.) и значением НХО, Температура коксовани 500 С и вре ,4{4Я коксовани мин. Фактор ПРОпорциональности составл ет следовательно , 4,59.

Пек непрерывно коксуют слоем толщиной 5 №1 в струе инертного газа под обычньм давлением на стальном ленточном конвейере, нагреваемом снизу с помощью газоструйного аппарата до 500°С. Скорость конвейера рассчитана так, чтобы пековый кокс по истечении вычисленного времени коксовани 16,6 мин выходил из зоны нагрева.

Выход получаемого пекового кокса 79%, содержание летучих веществ 7,6% Кальцинированный при 1300 С кокс имеет объемно-аналитический коэффициент теплового, расширени 3,010,2 хЮ IT в температурном диапазоне от 20 до .

Примерз. Остаток от перего ки остаточного масла, получаемого в результате пиролиза нафты в этилен , с Т.Р. 120°С и значением НХ 0,15% рассматривают и коксуют по примеру 1 при окончательной темпера туре в слое толщиной 50 мм. Фактор пропорциональности а, вычисленный из предварительного опыта, составл ет 6,3. Врем коксовани 162 мин при толщине сло 50 мм. Обжиговую печь нагревают со скоростью 10 К/мин.

Выход получаемого кокса 68%, содержание летучих веществ 6%. В кальцинированном состо нии кокс имеет объемно-аналитический коэффициент теплового расширени 4,0±0,2 .

П р и м е р 4. Ароматический остаток гидрировани угл с содер санием ароматических соединений 89% Т.Р. и НХ 0,1% рассматривают и коксуют аналогично примеру 1 в слое толщиной 100 мм при конечной температуре 480 С. Фактор пропорцио нальности составл ет 4,0, а врем коксовани , следовательно, 220 мин при толщине сло 100 мм. Обжигова печь разогреваетс со скоростью 0,6 К/мин. Выход получаемого полукокса составл ет 89% с содержанием летучих веществ 6,5%. В кальцинированном состо нии кокс имеет объемноаналитический коэффициент теплового расширени 3,,2-10 К .

П р и м е р 5. Полученный перегонкой твердый каменноугольный пек с Т.Р. 2.10°С (по К. и С.) и НХ ниже 0,1% рассматривают аналогично прмеру 1. Конечна температура коксовани составл ет , а фактор пропорциональности 9,0. Пек слоем толщиной 15 мм коксуют в течение 100 мин. Скорость нагревани обжиговой печи составл ет 20 К/мин. Получают полукокс с содержанием летучих веществ 7%. Выход 92%. Объемно-аналитический коэффициент теплового ,расширени кальцинированного кокса составл ет 2, 7±0,2. Ч 0 в температурном диапазоне от 20 до .

П р и м е Р 6. Твердый пек каменноугольной смолы с Т.Р. (по К.и С.) и НХ 0,2%, дл которого по примеру 2 при толщине сло 5 мм предварительно определ ют врем коксовани 16,6 мин при нагреве до 500 С, должен быть нагрет за 10 мин до температуры 500 С.

Ускорение коксовани обусловливает не только понижение выхода кокса до 80,2% при содержании летучих компонентов 9,6%, но и резкое увеличение объемно-аналитического коэффициента теплового расширени кальцинированного до 1300°С кокса до 5,3±0,4 10 г- температурных пределах от 20 до 200 С.

Пример 7. Твердый пек каменноугольной смолы по примеру 2 при толщине сло 5 мм должен быть нагрет и прококсован за 60 мин до 500 С. Резкое замедленное коксование загрузки обусловливает более сложное аппаратурное оформление и значительное повышение качества кокса.

Полученный с 78%-ным выходом пековый кокс содержит 6,2% летучих веществ. После кальцинировани при 1300 С полученный кокс имеет объемно-аналитический коэффициент теплового расширени 2,9±0,2 10 К в температурном интервале 20-200 С.

П р и м е р 8. Согласно примеру 3 остаток от перегонки остаточного мас ,ла, получаемого в результате пиролиза нафты в этилен, с Т.Р. 120 С и значением НХ 0,15% коксуют в течение 80 мин при конечной температуре 490°С. 7 Выход получаемого кокса 80,4%, содержание летучих веществ 14,8%. В кальцинированном состо нии кокс имеет объемно-аналитический коэффициент теплового расширени 6,.44 (10 К в температурном интервале 20-200 С. П р и м е р 9. Коксуют указанный в примере 2 твердый пек каменноугольной смолы при окончательной температуре 800 С, поступа иначе, чем по услови м, указанным ,в приме ,ре 2. Вследствие более .высокой темп ратуры коксовани ,получают пониженный выход кокса, составл кнций 67 вес.%, с содержанием летучих веществ 2,9 вес. %. Ухудшаетс объемн аналитический коэффициент теплового расширени кальцинированного до 1300°С кокса (7,8±0,8-10 ) в те пературном диапазоне 20-200 С. Пример 10. Остаток от перегонки остаточного масла, полз иаемого в результате пиролиза нафты в. эт лен, как указано в, примере 3, коксу ют при окончательной температуре 750 С, поступа иначе, чем по услови м , указанным в примере 3. Выход кокса составл ет 57 вес. % с содер348 жанием веществ 2,6 вес. %. , Объемно-аналитический коэффициент теплового расширени кальцинированного кокса зосудшаетс (9,,5 . П р и м е р 11. Остаток от перегонки остаточного масла, получаемо1ГО в результате пиролиза нафты в эт лен , как указано в примере 3, коксуют, поступа по услови м, указанным в примере. 3, но со сксГростью коксовани 50 К/мин. В реэультате быстрой отгонки летзп их веществ выход кокса понижаетс на 52 вес. %. Содержание летучих веществ и коксе составл ет 5,9 вес.%. Кальцинированный кокс показывает повьш1енные коэффициент теплового расширени и негомогенность: 5,4±0,4.. . В таблицу сведены режимы в предварительном опыте и услови параметров коксовани (где S - толщина сло €. - срок коксовани ; t - конечна температура коксовани ; t ,,- температура применени пека; S max рассчитанный максимальный температур ный градиент; - выбранный температурный градиент).

11113803412

Сравнительиыйпри-сильно вспучивалс и имел высокий

мер (прототип). Коксуют указанныйобъемно-аналитический коэффициент

в примере 2 твердый пек каменноуголь-теплового расширени (,0

ной смолы в тонком слое (30 мм) в те-.,), из чего следует, что почение 35 мин при температуре 515 С. 5лученный сырой кокс не пригоден

Зеленый кокс, полученный с выхо-дл производства высокоиагружендом 85 вес, % и с содержанием лету-иых электродов стальной промышчих веществ, составл ницим 14,8 Bec.%jленности.

Claims

СПОСОБ КОКСОВАНИЯ ВЫСОКОКИПЯЩИХ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ,, включающий коксование углеводородов в тонком слое, отличающий с я тем, что, с целью снижения содержания летучих веществ до 4-8% и коэффициента термического расширения до^(2-4)-10 ⁶К'\ скорость нагревания (К/мин) при коксовании поддерживают в зависимости от толщины слоя S (мм) по уравнению dt ₌ 500 d?

и время коксования £ (мин) определяют в зависимости от толщины слоя 8 (мм) по уравнению С= ц. S\ причем фактор пропорциональности а вычисляют из времени коксования в предварительном опыте на обогреваемом предметном столике микроскопа и он составляет порядка 3-9 мин, а зависящий от температуры экспонент х определяют исходя из установленной в ходе предварительного опыта конечной температуры коксования ί_ε и из диаграммы.

SU .... 1138034

450