Способ регулирования качества нефтяной спекающей добавки

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и направлено на получение нефтяных спекающих добавок с заданными характеристиками качеств. Изобретение касается способа регулирования качества нефтяной спекающей добавки, получаемой термополиконденсацией нефтяного сырья в адиабатическом реакторе путем изменения параметров процесса термополиконденсации. Предварительно определяют свойства исходного сырья, а в качестве изменяемого параметра выбирают время пребывания сырья в реакторе, который устанавливают в зависимости от температуры и давления, при этом по заданному выходу летучих веществ сначала определяют содержание α-фракции, а затем по заданным температуре и давлению - требуемое время пребывания сырья в реакторе, причем содержание α-фракции и время пребывания сырья в реакторе определяют по формулам

где τ - время пребывания сырья в реакторе, мин; Р - давление процесса, МПа; α - содержание α-фракции (веществ, нерастворимых в толуоле) в НСД, %; V - выход летучих веществ в НСД, %; k1, k2, n - коэффициенты, зависящие от качества исходного сырья и заданных температуры и давления; A1, А2, A3, А4 - коэффициенты корреляционных уравнений; е-const. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил.

 

Изобретение относится к области нефтепереработки и направлено на получение нефтяных спекающих добавок с заданными характеристиками качеств, необходимыми потребителю.

Известен способ производства нефтяной спекающей добавки (НСД) с высоким содержанием летучих веществ методом замедленного коксования в коксовой камере, в котором получение НСД определенного качества добиваются изменением конструкции аппарата, например верхняя часть коксовой камеры имеет значительно больший диаметр, чем остальная часть аппарата, за счет чего устраняется унос коксовых частиц с парами в колонну установки коксования. Подача сырья, нагретого до 488°С, в низ коксовой камеры в течение не более 16 ч и последующая обработка реакционной массы водяным паром до 1 ч дает нефтяную спекающую добавку в виде полукокса с выходом летучих веществ 11-25% мас. [Пат. СРР №71642, МПК С10В 55/00, опубл. 29.11.80 г.].

Недостатком известного способа является невозможность фиксирования качества целевого продукта и увязки его с изменением условий процесса. Полученная данным способом спекающая добавка имеет нестабильные показатели, например, по выходу летучих веществ.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения нефтяной спекающей добавки, разработанный фирмой «Куреха Кемикал индастри», в котором в специальном аппарате-реакторе одновременно с сырьем подается водяной пар. Процесс является полупериодическим и по цикличности напоминает процесс замедленного коксования. В этом процессе предварительно подогретый гудрон с температурой 475-480°С поступает в один из двух попеременно работающих реакторов. Температура в жидкой массе поддерживается в пределах 410-420°С. В загружаемый сырьем реактор одновременно подается водяной пар с температурой 620-850°С, с помощью которого регулируется глубина термополиконденсации, обеспечивается перемешивание реакционной смеси и осуществляется отпарка дистиллятных продуктов крекинга. Через два часа поток сырья поступает во второй реактор, а продукт из первого реактора выводят в буферную емкость и направляют на стадию грануляции. Цикл работы реакторов составляет 4 часа. Продукт имеет температуру размягчения 230-241°С, отличается высокой коксуемостью 67,0-69,3% и значительным содержанием веществ, нерастворимых в бензоле 58,3-59,5% [Пат. СССР №1087077, МПК С10В 57/04, опубл. 15.04.1984 г.].

Регулирование качества НСД в известном способе осуществляется изменением таких параметров проведения процесса термополиконденсации, как расход и температура водяного пара.

Недостатком данного способа является сложность регулирования, а также большие затраты водяного пара (25-30% на гудрон). В процессе предусматривается также перегрев водяного пара до температуры 620-850°С, что влечет за собой большие эксплуатационные затраты.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является упрощение регулирования качества нефтяной спекающей добавки, получаемой в процессе термополиконденсации, а также снижение эксплуатационных затрат.

Поставленная задача решается способом регулирования качества нефтяной спекающей добавки, получаемой термополиконденсацией нефтяного сырья в адиабатическом реакторе путем изменения параметров процесса термополиконденсации, в котором согласно изобретению предварительно определяют свойства исходного сырья, а в качестве изменяемого параметра выбирают время пребывания сырья в реакторе, который устанавливают в зависимости от температуры и давления, при этом по заданному выходу летучих веществ сначала определяют содержание α-фракции, а затем по заданным температуре и давлению - требуемое время пребывания сырья в реакторе, причем содержание α-фракции и время пребывания сырья в реакторе определяют по формулам

где τ - время пребывания сырья в реакторе, мин; Р - давление процесса, МПа; α - содержание α-фракции (веществ, нерастворимых в толуоле) в НСД, %; V - выход летучих веществ в НСД, %; k1, k2, n - коэффициенты, зависящие от качества исходного сырья и заданных температуры и давления; А1, А2, А3, А4 - коэффициенты корреляционных уравнений; e-const.

Целесообразно в качестве нефтяного сырья использовать гудрон западно-сибирской нефти, или смесь гудрона с тяжелой смолой пиролиза, или смесь гудрона с тяжелым газойлем каталитического крекинга, или смесь тяжелой смолы пиролиза с тяжелым газойлем каталитического крекинга.

Температура в реакторе заложена в формуле (1) опосредствованно через коэффициенты k1, n.

Для определения коэффициентов вышеприведенных уравнений на лабораторной установке была проведена серия опытов с различными видами сырья: гудроны западно-сибирской нефти с разных НПЗ плотностью 940-960 кг/м3, коксуемостью 13-15,4%, содержанием серы 1,9-2,6% мас.; смесь гудрона с тяжелой смолой пиролиза (ТСП); смесь гудрона с тяжелым газойлем каталитического крекинга (ТГКК) и смесь тяжелой смолы пиролиза с тяжелым газойлем каталитического крекинга (ТСП-ТГКК), все смеси в различных соотношениях. Смола пиролиза обладала следующими свойствами: плотность 990-1010 кг/м3, коксуемость 10-13%, содержание серы 0,15-0,20% мас., тяжелый газойль каталитического крекинга имел плотность 960-970 кг/м3, коксуемость 2-3%, содержание серы 1,10-1,20% мас.

Нефтяные остатки подвергли термополиконденсации при различном давлении, температуре и разном времени пребывания на лабораторной установке, представляющей собой реактор с якорной мешалкой. Загрузка сырья составляла 1,0-1,5 кг. При этом получали НСД различного качества. Для продуктов определяли основные показатели качества нефтяной спекающей добавки (содержание α-фракции, выход летучих веществ). Коэффициенты k1, k2, n определяли путем обработки экспериментальных данных по кинетическому уравнению (1). Значения коэффициентов для гудрона и смесей тяжелых нефтяных остатков (гудрона западно-сибирской нефти, тяжелой смолы пиролиза, газойля каталитического крекинга) приведены в таблице 1.

На чертеже показан пример статистической обработки полученных экспериментальных данных для смесей нефтяных остатков при определении коэффициентов уравнения (2) А1, А2, А3, А4, значения которых приведены в таблице 2. Была найдена корреляционная зависимость между выходом летучих веществ продукта термополиконденсации как функция от содержания α-фракции в виде полиноминального уравнения (2). Статистическая обработка проводилась в стандартной программе Microsoft Office приложение Excel.

Способ осуществляют следующим образом. Для получения НСД заданного качества (с определенным выходом летучих веществ) из исходного сырья с заранее определенными свойствами при заданных температуре и давлении в реакторе сначала определяют содержание α-фракции из уравнения (2), используя при этом коэффициенты из таблицы 2. Затем, подставляя полученное значение α, а также коэффициенты из таблицы 1 в уравнение (1), получают требуемое время пребывания сырья в реакторе, соответствующее заданному качеству НСД - определенному выходу летучих веществ.

Способ иллюстрируется следующими примерами для гудрона западно-сибирской нефти плотностью 951 кг/м3, коксуемостью 15,4%, содержанием серы 1,90% мас.

Пример 1. Требуется получить НСД с выходом летучих веществ 50% при температуре процесса 410°С и давлении 0,1 МПа. Расчет провели по уравнению (2), из которого определили необходимое количество α-фракции (30%). Далее по уравнению (1) определили требуемое время пребывания, которое составит 240 мин. Нефтяная спекающая добавка, полученная экспериментально в этих условиях, характеризуется выходом летучих веществ 51,2%.

Пример 2. Требуется получить НСД с выходом летучих веществ 50% при температуре процесса 430°С и давлении 0,1 МПа. Расчет провели по уравнению (2), из которого определили необходимое количество α-фракции (30%). Далее по уравнению (1) определили требуемое время пребывания, которое составит 90 мин. Нефтяная спекающая добавка, полученная экспериментально в этих условиях, характеризуется выходом летучих веществ 48,9%.

Пример 3. Требуется получить НСД с выходом летучих веществ 35% при температуре процесса 410°С и давлении 0,1 МПа. Расчет провели по уравнению (2), из которого определили необходимое количество α-фракции (51%). Далее по уравнению (1) определили требуемое время пребывания, которое составит 340 мин. Нефтяная спекающая добавка, полученная экспериментально в этих условиях, характеризуется выходом летучих веществ 37,1%.

Пример 4. Требуется получить НСД с выходом летучих веществ 35% при температуре процесса 430°С и давлении 0,1 МПа. Расчет провели по уравнению (2), из которого определили необходимое количество α-фракции (51%). Далее по уравнению (1) определили требуемое время пребывания, которое составит 120 мин. Нефтяная спекающая добавка, полученная экспериментально в этих условиях, характеризуется выходом летучих веществ 37,6%.

Пример 5. Требуется получить НСД с выходом летучих веществ 25% при температуре процесса 410°С и давлении 0,5 МПа. Расчет провели по уравнению (2), из которого определили необходимое количество α-фракции (72%). Далее по уравнению (1) определили требуемое время пребывания, которое составит 560 мин. Нефтяная спекающая добавка, полученная экспериментально в этих условиях, характеризуется выходом летучих веществ 26,4%.

Пример 6. Требуется получить НСД с выходом летучих веществ 25% при температуре процесса 430°С и давлении 0,5 МПа. Расчет провели по уравнению (2), из которого определили необходимое количество α-фракции (72%). Далее по уравнению (1) определили требуемое время пребывания, которое составит 280 мин. Нефтяная спекающая добавка, полученная экспериментально в этих условиях, характеризуется выходом летучих веществ 26,8%.

Таким образом, по сравнению с прототипом, предлагаемый способ позволяет значительно упростить регулирование качества НСД, отказавшись от подачи водяного пара, и при этом снизить эксплуатационные затраты. Кроме того, способ дает возможность осуществить прогноз условий проведения процесса термополиконденсации и качества целевого продукта.

Таблица 1

Коэффициенты уравнения (1)
Условия процессаЗначение констант
Температура, °СДавление, МПаk1, мин-1k2, МПа-1n
4100,10,00250,172,1
4100,30,00220,01052,1
4100,50,00200,00182,1
4300,10,00700,172,1
4300,30,00550,0152,1
4300,50,00400,00182,1
Таблица 2

Коэффициенты корреляционного уравнения (2)
Сырье термополиконденсацииА1А2А3А4
Гудрон западно-сибирской нефти, смесь гудрона и ТСП, смесь гудрона и ТГКК, смесь ТСП и ТГКК82,78657091,59883010,02025960,0001234

1. Способ регулирования качества нефтяной спекающей добавки, получаемой термополиконденсацией нефтяного сырья в адиабатическом реакторе путем изменения параметров процесса термополиконденсации, отличающийся тем, что предварительно определяют свойства исходного сырья, а в качестве изменяемого параметра выбирают время пребывания сырья в реакторе, который устанавливают в зависимости от температуры и давления, при этом по заданному выходу летучих веществ сначала определяют содержание α-фракции, а затем по заданным температуре и давлению - требуемое время пребывания сырья в реакторе, причем содержание α-фракции и время пребывания сырья в реакторе определяют по формулам

где τ - время пребывания сырья в реакторе, мин; Р - давление процесса, МПа; α - содержание α-фракции (веществ, нерастворимых в толуоле) в НСД, %; V - выход летучих веществ в НСД, %; k1, k2, n - коэффициенты, зависящие от качества исходного сырья и заданных температуры и давления; А1, А2, А3, А4 - коэффициенты корреляционных уравнений; е - const.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве нефтяного сырья используют гудрон западно-сибирской нефти, или смесь гудрона с тяжелой смолой пиролиза, или смесь гудрона с тяжелым газойлем каталитического крекинга.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам получения пека-связующего для электродных материалов и может быть использовано в электродной промышленности. .

Изобретение относится к нефтепереработке, в частности к получению остаточного продукта термополиконденсации, в частности пека, нефтяной спекающей добавки (НСД), кокса.

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к способам получения нефтяных связующих материалов, используемых в производстве анодных масс, электродов, огнеупорных материалов, угольных брикетов и др.

Изобретение относится к области нефтепереработки и направлено на стабилизацию качества получаемого пека, снижение закоксовывания аппаратов термополиконденсации с одновременным повышением выхода пека.

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано для получения нефтяного электродного пека, используемого в качестве связующего или пропиточного материала.

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к получению нефтяных связующих материалов широкого спектра применения: в дорожном строительстве, в производстве анодных масс, электродов, угольных брикетов, огнеупорных материалов и др.

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к способу получения нефтяного изотропного пека, и может быть использовано в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности для производства углеродных волокон.

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к способу получения остаточного продукта термополиконденсации - нефтяной спекающей добавки

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к способу получения нефтяных связующих и волокнообразующих пеков, и может быть использовано в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к получению нефтяных связующих и волокнообразующих пеков, и может быть использовано в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности

Изобретение может быть использовано в нефтепереработке. Способ переработки нефтяных остатков включает нагрев сырья (1) в печи (2), подачу в ректификационную колонну (4) с образованием вторичного сырья, поликонденсацию термообработанного вторичного сырья в реакторе (25,26) c получением целевых продуктов. Целевыми продуктами являются пек и кокс, получаемые одновременно на одной установке. Цикл процесса включает стадии пекования, коксования, подготовки реактора (25,26) к остановке и выгрузке кокса, резервного времени и подготовки реактора (25,26) к пуску, которые проводят последовательно в одном и том же реакторе (25,26). На стадии пекования продукт поликонденсации после реактора (25,26) охлаждают легким газойлем до температуры 380-440°С и отгоняют из него легкие фракции последовательно в испарителе (32) и вакуумной колонне (41) с получением соответственно среднетемпературного и высокотемпературного нефтяных пеков. Причем когда осуществляют стадию подготовки первого реактора (25) к остановке и выгрузке кокса, во втором параллельном реакторе (26) осуществляют стадию пекования, а когда осуществляют стадию подготовки первого реактора (25) к пуску, во втором параллельном реакторе (26) проводят стадию коксования, после чего в нем же осуществляют дальнейшие стадии указанного цикла, и затем цикл в обоих реакторах (25,26) повторяют. Изобретение позволяет сократить время простоя установки, полностью механизировать процесс очистки реактора, увеличить ресурсы сырья за счет продуктов остаточного происхождения, расширить ассортимент товарной продукции, уменьшить потери нефтепродуктов, улучшить экологические показатели процесса, снизить эксплуатационные и капитальные затраты. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Изобретение может быть использовано в электродной промышленности и строительстве. Способ получения нефтекаменноугольного пека из смолы включает дистилляцию смолы с получением неперегоняемого остатка дистилляции. Полученный остаток дистилляции подвергают термовыдержке и окислению кислородом воздуха с получением пека. В качестве смолы используют угленефтяную смолу, полученную при коксовании смеси каменноугольной шихты с нефтяным полукоксом с выходом летучих веществ от 14 до 25% при содержании нефтяного полукокса в коксуемой смеси 10-50 мас.%. Изобретение позволяет расширить сырьевую базу для получения нефтекаменноугольного пека, упростить способ его получения. 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам получения и подготовки электродного пека, предназначенного для производства анодной массы, угольной и графитированной продукции, конструкционных углеграфитовых материалов, и может найти применение в коксохимической или нефтеперерабатывающей промышленности. Способ получения связующего для изготовления углеродных материалов и изделий из них включает смешение каменноугольной смолы и жидкого продукта нефтепереработки, обладающего плотностью при 20°C не менее 1,02 г/см3; вязкостью при 100°C не более 20 сСт; коксуемостью не менее 5%; отгоном фракции, выкипающей до 300°C, не более 5%, в соотношении от 85:15 до 50:50 мас.%, термообработку полученной смеси при 410-430°C в жидкой фазе с отделением дистиллятных фракций и неперегоняемого остатка дистилляции и окисление воздухом неперегоняемого остатка дистилляции при 325-360°C и при подаче воздуха из расчета 20-54 л/кг пека. Предлагаемый способ позволяет получать связующий пек, пригодный для изготовления анодной массы. 5 табл., 12 пр.

Изобретение относится к коксохимической промышленности, в частности к способу получения связующего пека, который может быть использован в качестве замены каменноугольного пека для производства анодной массы, угольной и графитированной продукции, конструкционных углеграфитовых материалов. Способ включает окисление каменноугольной смолы кислородом воздуха до получения связующего пека. В качестве каменноугольной смолы используют тяжелую смолу полукоксования с плотностью от 1,00 г/см3 до 1,1 г/см3, полученную при температуре пиролиза угля 500-600°С, при этом окисление кислородом воздуха проводят при 200-400°С в течение 10-30 минут при подаче воздуха из расчета 20-60 л/кг каменноугольной смолы при атмосферном давлении. Получаемый связующий пек имеет температуру размягчения, близкую к таковой для традиционного каменноугольного пека, при этом содержание бенз(а)пирена снижено в 20 раз. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам получения и подготовки электродного пека, предназначенного для производства анодной массы, угольной и графитированной продукции, конструкционных углеграфитовых материалов, и может найти применение в коксохимической промышленности. По предлагаемому способу в качестве исходного сырья используется окисленная смола низкотемпературного пиролиза углей. Процесс включает окисление смолы низкотемпературного пиролиза углей при температуре 100-250°C и при подаче воздуха из расчета 20-60 л/кг смолы и последующее смешение в соотношении от 90:10 до 10:90 мас.% окисленной смолы низкотемпературного пиролиза углей с каменноугольной смолой или фракциями каменноугольной смолы и пековых дистиллятов или жидкими продуктами нефтепереработки, имеющими ароматическую структуру, и термообработку полученной смеси при 350-430°C в жидкой фазе с отделением дистиллятных фракций и неперегоняемого остатка дистилляции. Техническим результатом является расширение сырьевой базы для получения связующего электродного пека и снижение канцерогенности связующего за счет уменьшения количества бенз(а)пирена. 2 з.п. ф-лы, 7 табл., 17 пр.

Изобретение относится к способу получения в промышленном масштабе мезофазного пека из высокотемпературной каменноугольной смолы. Способ включает удаление солей и нерастворимой в хинолине фракции из высокотемпературной каменноугольной смолы с целью получения крекинг-остатка, предварительную дистилляцию крекинг-остатка с целью получения остатка с температурой кипения выше 230°C и формирование из него гидрогенизируемого исходного сырья; каталитическую гидроочистку гидрогенизируемого исходного сырья с целью получения гидроочищенного масла и гидрогенизированного растворителя с высокой температурой кипения в интервале 300-360°С; дистилляцию гидроочищенного масла с целью получения гидрогенизированного пека; термическую полимеризацию гидрогенизированного пека с целью получения мезофазного пека. При этом гидрогенизированный растворитель используется в качестве растворителя на стадии удаления солей, в качестве растворителя на стадии удаления нерастворимой в хинолине фракции и/или в качестве части композитного масла при получении гидрогенизируемого исходного сырья. Получаемый продукт имеет высокое содержание мезофазного пека, низкую температуру размягчения и низкое содержание примесей. 34 з.п. ф-лы, 7 ил., 17 табл., 3 пр.

Изобретение относится к способу получения компаундного электродного пека для изготовления углеродных материалов и изделий из них, в частности к способу получения и подготовки электродного пека, предназначенного для производства анодной массы, угольной и графитированной продукции, конструкционных углеграфитовых материалов, и может найти применение в коксохимической промышленности. Способ включает термическую обработку каменноугольной смолы посредством совместной дистилляции каменноугольной смолы с продуктом низкотемпературного пиролиза углей либо с остатком дистилляции продукта низкотемпературного пиролиза углей в соотношении от 90:10 до 40:60 масс. % при температуре не более 420°С в жидкой фазе. В качестве продукта низкотемпературного пиролиза углей используют смолу полукоксования. Использование данного способа позволяет улучшить качественные характеристики связующего пека и снизить содержание бенз(а)пирена. 1 з.п. ф-лы, 3 табл., 11 пр.

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и направлено на получение нефтяных спекающих добавок с заданными характеристиками качеств

Наверх