Способ получения нефтяного кокса

 

Изобретение относится к способам получения нефтяного кокса из сернистого сырья и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности. Изобретение направлено на снижение содержания серы и золы в коксе. Способ получения нефтяного кокса заключается в смешении сернистого дистиллятного крекинг-остатка с гудроном и коксовании смеси в камере замедленного коксования. После стадии коксования кокс обрабатывают водородом, подаваемым в количестве 10-100 нм³/м³ камеры, при температуре 490-550^oС и давлении 0,6-5 МПа в течение 8-24 часов. 1 табл.

Изобретение относится к способам получения нефтяного кокса из сернистого сырья и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен способ получения нефтяного кокса путем коксования гидрообессеренного мазута /1/. Способ позволяет снизить содержание серы в коксе. Однако процесс гидрообессеривания остатков сложный и дорогостоящий, так как требует применения аппаратуры, работающей под высоким давлением.

Наиболее близким предлагаемому способу является способ получения нефтяного кокса путем смешения сернистого дистиллятного крекинг-остатка с крекинг-остатком из гудрона с последующей подачей смеси в камеру замедленного коксования /2/.

Недостатком известного способа является получение кокса с высоким содержанием серы и золы, не отвечающего требованиям, предъявляемым к электродному коксу.

Предлагаемое изобретение направлено на снижение содержания серы и золы в коксе.

Это достигается тем, что в способе получения нефтяного кокса путем смешения сернистого дистиллятного крекинг-остатка с нефтяным остатком с последующей подачей смеси в камеру замедленного коксования, после стадии коксования кокс обрабатывают водородом, подаваемым в количестве 10-100 нм³/м³ камеры, при температуре 490-550^oС и давлении 0,5-5 МПа в течение 8-24 часов, причем в качестве нефтяного остатка используют гудрон в количестве 5-20% мас. на сырье коксования.

Обработка кокса водородом после стадии коксования непосредственно в камере исключает контакт кокса с кислородом воздуха, способствует разложение адсорбированного слоя высокомолекулярных углеводородов (летучих веществ), оставшихся после коксования на поверхности пор кокса, с освобождением и образованием микропор, через которые происходит диффузия водорода к серо- и металлоорганическим соединениям. Происходит обессеривание кокса за счет проявления неизвестного ранее свойства монолитного кокса сохранять каталитически активную форму металлов, проявляющих себя в качестве катализаторов обессеривания.

Использование в качестве нефтяных остатков гудрона в заявляемом количестве на сырье коксования позволяет обеспечить оптимальную концентрацию металлоорганических соединений, являющихся в условиях обработки кокса водородом катализаторами процесса обессеривания.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Первичное сырье смесь сернистого дистиллятного крекинг-остатка и гудрона после нагрева в теплообменниках и змеевике печи подают в нижнюю часть ректификационной колонны на верхнюю каскадную тарелку. Под нижнюю каскадную тарелку из работающей коксовой камеры вводят пары продуктов коксования. Сырье подогревают и разбавляют рециркулятом в результате контакта с парами дистиллята коксования.

Полученную смесь с низа колонны направляют после подогрева в печи до 480-510^oС в одну из подготовленных камер замедленного коксования. В камере при температуре 480-500^oC и давления 5 МПа в течение 2-4 час. сырье разлагается с образованием кокса за счет аккумулированного тепла. Газопаровую смесь продуктов разложения выводят с верху камеры и направляют в колонну на разделение. С верха колонны отбирают газ, бензиновые фракции, сбоку выводят легкий газойль, тяжелый газойль, с низа колонны загрузку печи (смесь дистиллятного крекинг-остатка и гудрона с рециркулятом).

После заполнения камеры коксом его обрабатывают водородом или водородсодержащим газом при температуре 490-550^oC, давлении 0,6-5 МПа в течение 8-24 час. Водород подают в количестве 10-100 нм³м³ камеры. После соответствующей обработки монолита кокса поток водорода переключают в следующую коксовую камеру, а кокс охлаждают и выгружают.

Водородсодержащий газ после очистки от серосодержащих соединений компремируют и возвращают в процесс. Необходимую концентрацию водорода поддерживают путем сброса (отдува) части циркулирующего водородсодержащего газа в топливную сеть и ввода водорода со стороны. Расход водорода на проведение реакции гидрогенолиза составляет 0,03-0,15% мас. на сырье.

Для проверки предлагаемого способа получения нефтяного кокса и сравнения его со способом прототипом были проведены эксперименты, результаты которых представлены примерами и таблицей.

Пример 1 (прототип).

Смешивают сернистый дистиллятный крекинг-остаток с крекинг-остатком из гудрона в соотношении, мас. 60:40. Сернистый дистиллятный крекинг-остаток имеет плотность 1,083 г/м³, коксуемость 18,0% содержание серы 3,45% зольность 0,04% мас. Крекинг-остаток из гудрона имеет плотность 1,000 г/см³, коксуемость 16,5% содержание серы 2,8% мас. зольность 0,06% Сырьевую смесь нагревают в теплообменниках и змеевике печи до 490-497^oС и направляют в камеру замедленного коксования, где происходит образование кокса.

Газопаровую смесь продуктов разложения выводят сверху камеры и направляют в колонну на разделение. Образовавшийся в камере кокс охлаждают и выгружают. Содержание серы в коксе 2,2% мас. зольность 0,18% вес. содержание ванадия 0,004 вес.

Пример 2 (предлагаемый способ).

Смешивают 80% мас. сернистого дистилляционного крекинг-остатка и 20% мас. гудрона западно-сибирской нефти. Сернистый дистиллятный крекинг-остаток имеет плотность 1,0623 г/см³, коксуемость 14,3 молекулярную массу 380, элементный состав: серы 2,43% мас. углерод 88,8% мас. водород 9,5% мас. азот 0,39% мас. содержание металлов: ванадий 0,0011% мас. никель - 0,00023% мас. содержание золы 0,003% мас.

Гудрон западно-сибирской нефти имеет плотность 0,9896 г/см³, молекулярную массу 667, коксуемость 11,5% состав мас. сера 2,23; углерод 86,48; азот ), 45; кислород 0,11; водород 10,91; содержание металлов, ванадий 0,013; никель 0,0047; содержание золы 0,032% мас. Смесь дистиллятного крекинг-остатка с гудроном нагревают в теплообменниках и змеевике печи и подают в нижнюю часть ректификационной колонны на верхнюю каскадную тарелку. Под нижнюю каскадную тарелку из работающей коксовой камеры вводят пары продуктов коксования. Сырье подогревают и разбавляют рециркулятом, полученным в результате контакта с парами дистиллята коксования. Из печи сырьевой поток направляют в одну из подготовленных коксовых камер, где происходит образование кокса при температуре 480-500^oC и давлении 5 МПа в течение 24 час. Газопаровую смесь продуктов разложения выводят с верху камеры и направляют в колонну на разделение. С верха колонны отбирают газ, бензиновые фракции, сбоку выводят легкий газойль, тяжелый газойль, с низа колонны загрузку печи (смесь дистиллятного крекинг-остатка и гудрона с рециркулятом).

После заполнения камеры коксом его обрабатывают водородом, подаваемым в количестве 100 нм³/м³ камеры, при температуре 550^oС и давлением 5 МПа в течение 24 часов. После обработки кокса поток водорода переключают в следующую камеру, а кокс охлаждают и выгружают. Содержание в коксе: серы 0,35% мас. ванадия 0,007% мас. золы 0,03% мас.

Аналогично примеру 2 были проведены эксперименты по осуществлению способа в заявляемых пределах режима обработки кокса водородом и соотношениях компонентов сырья. Результаты экспериментов сведены в таблицу.

Как видно из таблицы, содержание серы в коксе, полученном по предложенному способу в 1,8-6,1 раза меньше, чем в коксе, полученном по способу-прототипу. Содержание золы в коксе снижается в 4-6 раз по сражению с прототипом. При этом содержание ванадия в полученном коксе (0,003^oC0,007%) не превышает допустимых пределов (0,008^oC0,015% по ГОСТ 22898-78).

Результаты экспериментов, приведенные в таблице, показывают, что добавление в сернистый дистиллятный крекинг-остаток гудрона в количестве 5-20% мас. от сырья коксования обеспечивает снижение содержания серы и золы в коксе (см. примеры 2-5). Снижение количества гудрона менее 5% мас. нецелесообразно из-за увеличения содержания серы в коксе вследствие уменьшения концентрации металлоорганических соединений, являющихся катализаторами обессеривания кокса (см. пример 8).

При коксовании гудрона (см. пример 7) также отмечается снижение содержания серы в коксе, но во много раз возрастает содержание золы и металлов, последнее не отвечает требованиям на электронный кокс.

Таким образом, предлагаемый способ позволит получить высококачественный электродный кокс из сернистого сырья смеси сернистого дистиллятного крекинг-остатка с гудроном путем обработки водородом полученного коксового монолита непосредственно в реакторе.

Формула изобретения

Способ получения нефтяного кокса путем смешения сернистого дистиллятного крекинг-остатка с нефтяным остатком с последующей подачей смеси в камеру замедленного коксования, отличающийся тем, что после стадии коксования кокс обрабатывают водородом, подаваемым в количестве 10 100 нм³/м³ камеры при температуре 490 550^oС и давлении 0,6 5 МПа в течение 8 24 ч, причем в качестве нефтяного остатка используют гудрон в количестве 5 20 мас. на сырье коксования.

РИСУНКИ

Рисунок 1