Шихта для получения металлургического кокса

 

r r fr...

rëIflr,fIèc è lf <.vих

f l (.I I УI, vl К

Is1ts С 0 В 57/04

I г1судл РОТ В(1111ь и к мл! е т

fIQ VIAOhf f:1EtINtiIil и i V bl1ИРМ

g)

) ) е

1IРИ ГКНТ СССР е

Б ю»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Л (45-55

17-25

10-15

1 )

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4663778/26 (22) 20.03.89 (46) 07.01.92. Бюл. ¹ 1 (71) Харьковский политехнический институт им. В.И.Ленина и Институт нефтехимического синтеза им. А В.Топчиева (72) П.В.Корножицкий, И.Т.Селянко. Л.Я.Филипенко, Ю.Б.Америк. А.А.Батурин, Н.А.Платэ, Ю.С.Васильев. Л.В.Юрина, С.Н.Хаджиев и X.M.Êàäèåâ (53) 662,74 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 941393. кл, С 10 В 57/04, 1979.

Использование спекающих добавок в шихте для коксования. Сер, Коксохимическое производство. ЦНИИинформации и технико-зкономических исследований черной металлургии, 1987, вып. 2. с. 7.

Изобретение относится к шихтовым материалам и может быть использовано в коксохимии при производстве металлургического кокса.

Целью изобретения является повышение механической прочности кокса.

Поставленная цель достигается тем. что шихта для получения металлургического кокса, включающая джазовые. жирные. коксовые, отощенно-спекающиеся угли и железосодержащую спекающую добавку, в качестве спекающей добавки содержит остатки процесса термообработки сернистых гудронов в присутствии железорудного концентрата (ЖРК) при следующем соотношении компонентов. мас.%.

Остатки процесса термообработки сернистых гудронов в присутствии железорудного концентрата 2-4, SU, 1703674 А1 (54) ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ 1.1Е7- Л. УPГИЧЕСКОГО КОКСА (57) Изобретение относится к производству кЬкса. в частности к шихтовым матерна;ам и позволяет повысить механичес. Ую грочность кокса. В шихту. состоящую v13 . азовых жирных. коксовых и отощенно-спекающ хся углей. в качестве спекающей добавки вводят остатки процесса термообработки сернистых гудронов в присутствии железорудHîãî t ОH

t центрата при следующем соотношении ком понентов. мас.%: спекающая добавка "-4 газовые угли 45-55. жирные угли 17-25 коксовые угли 10 — 15. отощенно-спекающиеся угли остальное. При атом прочность кскса по показателю П25 увеличилась на ..68.8%. 6 табл.

Газовые угли

Жирные угли

Коксовые угли

Отощенно-спекающиеся угли Остальное

Одним из направлении углубления переработки нефти за счет вовлечен,.я в нефтепереработку тяжелых нефтяных оста ков является поп«есс термооблагораживачия гудронов в присутствии носителей с 6 1льшой удельной поверхностью. Процесс i;C>ществляется при 410-430 С в течение

30-120 мин. когда интенсивно протектют процессы деструкции и поликонденса1,ии позволяющие получать до 65% дистил1ятных фракций с концом кипения 540 C «остаток. представляющий собой мезогенный пек. который может быть использован е качестве спекающей добавки в смеси с носителем или после отделения последн го

1703674 ;1езогенные свс>йст Ва оста ков представле> ы в табл. 1.

Глубина о бора д»с »ллятных фракций (до 540 С) обусловлена необходимостью получения макс»мального кî I»чЕСтва свЕтлых продуктов, которые в дальнейшем могут быть переработаны в высококачественное топл»во, масла» др.

Снижение температуры термообработк» сырья ниже указанного предела привод»т к резкому замедлению процессов деструкции и конденсации, и следовательно, к существенному увеличению времени пребывания сырья в реакторе. При температурах выше 430 С процесс характеризуется повышенным газо- и коксообраэованием, что приводит к снижению выхода дистиллятов с концом кипения 540 С. Остатки. полученные в этих условиях, содержат, кроме носителя, значительное ксличество полукокса (до 50 >, от остатка), который ухудшает спекающие характеристики всей системы, так как не обладает спекающими свойствами.

В процессе термообработки наиболее реакционные компоненты тяжелого нефтяного сырья — асфальтены и часть смол, хемосорбируются на поверхности носителя в виде полукокса. Вместе с асфальтенами и смолами на поверхности носителя осаждается большая часть металлов (ванадий и никель). содержащихся в сырье и являющихся ядами катализаторов переработки тяжелых остатков. Концентрация ванадия на носителе может достигать величины 0,05%, Применяемый в качестве носителя железорудный концентрат с размером частиц <0,1 мм имеет большую поверхность, что позволяет использовать его в количестве не выше 5 .

Как следует иэ табл 2, свойства остатков, полученных в присутствии различных количеств ЖРК. практически одинаковы. Налич»е магнитных свойств у ЖРК позволяет (при необходимости) легко отделить от жидк»х продуктов реакции методом магнитной сепарации.

Выбор условий проведения процесса (415 С, 60 мин) обусловлен необходимостью получения спекающей добавки с умеренным содержанием образующегося в процессе полукокса и температурой размягчения до

100 С, что позволяет использовать различные методы введения ее в шихту (совместное дробление или нанесение в капельно-жидком в»де).

Использование указанных остатков в качестве спекающей добавки шихты при заявляемом соотношении KQMfloHeHTQB обеспечивает в процессе коксования последней (при нагреве со скоростью 5 С/мин в ин5

55 тервале температур 490-530 С) форм»рован»е в остатке плас »чной мезофазы, обладающей высокой адгезией к углероду на поверхности остаточных зерен углей, обусловившее образование прочного карбсниз»рованного остатка.

Следствием этого является достижение положительного эффекта, заключающег ося в повышении механической прочности кокса и расширении угольно-сырьевой базы коксования посредством использования отходов процесса глубокой переработки гудронов.

Кроме этого, слабое каталитическое действие окислов железа, содержащихся в предлагаемой добавке, также улучшае ее спекающие свойства и способствует псвышению прочности спекания. Это косвенно подтверждается тем, что значение индекса

Рога только углеводородной части добавки ниже (углеводородная часть добавки 405, добавка 43,2 ).

Заявляемый состав шихты для получения металлургического кокса отличаетсч от прототипа качественно (использованием в качестве спекающей добавки остатков термообработки в присутствии ЖРК) и количественно (содержанием имеющихся в прототипе компонентов).

Использование остатков термообработки гудронов в присутствии ЖРК в заявляемом составе обеспечивает последнему усиленное свойство прочности получаемого из него кокса эа счет высокой адгеэии к углероду на поверхности остаточных зерен углей. Втабл,,Я даны некоторые характ«ристики остатков на основе пека и ЖРК.

Пример. Измельченные угли, кач<.ственные характеристики которых представлены в табл. 3, смешивают в следующих соотношениях, . Г 51; Ж 21; К 11; ОС-15, с измельченной до класса крупности не более 3 мм спекающей добавкой в количестве 2 .

Спекающая добавка — остаток термсобработки сернистых гудронов в присутствии

ЖРК вЂ” имеет следующий элементный состав, мас. : С 72 3; Н 7,7; N 0,7; S 2,65; ЖРК

12,65.

Шихту загружают в цилиндрические реторты иэ перфорированной жести. Диаметр реторты 130 мм, высота 320 мм. Коксование проводят в печи, Материал кладки печи— динас, ширина камеры коксования 400 мм обо рев печи — коксовым газом, темперзту ра по оси коксового пирога перед выдаче

1000 С, период коксования 15 ч, Полученный кокс имеет следующие по ка затели качества, : П2 92,4; И о 6-8 прочность пористого тела кокса 77,5.

1703674

Таблица 1

Температуоа. С образования отвержд езофазы

510

В табл, 4 приведены марочные составы проверяемых смесей с показателями прочности полученного из них кокса

В примерах 1- 6 табл. 4 приведены составы испытанных смесей заявляемой ших- 5 ты и показатели механической прочности полученного из них кокса.

Примеры 7-9 — составы и прочность кокса из шихты по прототипу.

Анализ данных, приведенных в табл. 4, 10 показывает, что предлагаемая шихта по сравнению с известной имеет более высокие коксующие свойства и обеспечивает получение кокса, показатели механической прочности которого значительно выше, чем 15 у кокса, полученного из известной шихты.

Так, показатель Uzs, характеризующий дробимость кокса, 92,4--95% (у известной шихты 87%), показатель И1о, характеризующий истираемость кокса, 5,7-6,8% (у из- 20 вестного состава -. 10,5%), показатели прочности пористого тела кокса 77,5-83.4 против 75%.

Для подтверждения правильности выбранных граничных значений вводимой в 25 заявляемый состав спекающей добавки были прококсованы смеси, в которых марочный состав углей практически одинаков, а при изменении количества вводимой добавки изменяется только содержание жирных 30 углей.

Данные, полученные при коксовании, приведены в табл. 5 и подтверждают правильность выбранных граничных значений вводимой в состав шихты спекающей добав- 35 ки.

Оптимальным является введение добавки в количестве 3%, так как при этом получают кокс с максимальными значениями прочности. Содержание добавки в смеси 40 в количестве более 4% приводит к снижению прочности кокса. Ощутимый эффект or действия добавки проявляется при расходе последней в количестве 2%.

Преимущества предлагаемой спе> эющей добавки по сравнению с из;.EcTHiлли добавками нефтяного просхождения пр: демонстрированы в табл. 6. Как следуcl иэ этих данных, в рассмотренном ряду спе ающих добавок нефтяного происхождения наиболее эффективной является добавка 1. содержащая ЖРК, в присутствии которой формируется кокс с максимальной прочностью. В присутствии близкой (но не идентичной) по происхождению и способу получения добавки 3 образуется кокс с несколько худшими прочностными характеристиками. Сравнение свойств добавки 1 с добавкой 2, которая по углеводородному составу идентична добавке 1, но не содержит

ЖРК, позволяет сделать вывод о том, что использование добавки 2 приводит к некоторому снижению прочности спекания шихты.

Таким образом. предлагаемая шихта обеспечивает получение кокса, по прочности не уступающего коксу, полученному из спекающих углей.

Формула изобретения

Шихта для получения металлургического кокса, включающая газовые, жирные, коксовые, отощенно-спекающиеся угли и железосодержащую спекающую добавку отличающаяся тем, что, с целью повышения механической прочности кокса, в качестве спекающей добавки используют остатки процесса термообработки сернистых гудронов в присутствии железорудного концентрата с температурой размягчения

80-100 С и температурой кипения выше

530 С при следующем соотношении компонентов в шихте, мас.%:

Спекающая добавка 2-4

Газовые угли 45-55

Жирные угли 17-25

Коксовые угли 10-15

Отощенно-спекающиеся угли Остальное

1703674

Таблица 2

* Элементный состав органической части

Таблица 3

Таблица 4 о17(J3674

Таблица 5

1Ларочный состав шихты мас., 1Леханическая кокса п рс чность

Прочнo- сть пори- стого тела кокса

ОС П2:,И о

Ж К!! —

11

Таблица 6

П р и м е ч а н и е. Добавки: 1 — остаток процесса термообработки гудрона в присутствии железорудного концентрата; 2 — углеводородная часть добавки 1;

3 — остаток термокрекинга гудрона при 500 С Рязанского НПЗ: 4 — экстракт

Кременчугского НПЗ: 5 — гудрон Кременчугского НПЗ.

Составитель Т, Бородкина

Техред М.Моргентал Корректор Т, Малец

Редактор Л. Гратилло

Заказ 40 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород. ул.Гагарина. 101

О, 24

О, 23

О 22

О, 21

О 20, Добавка

1 !

15 j 1 92,7

15 2 92 9

15 3 ) 942

15, 4 93.5

15 5, 92.8

6.9

6.8

58

62

7.0

80.4

80.9

82.4

81.3

79.0 !