Содержание
Введение
1 Научно-технические основы процесса
-
Назначение процесса
1.2 Сырье и предъявляемые к нему требования
1.3Химизм, механизм и кинетика процесса
1.4 Факторы процесса
1.4.1 Температура
1.4.2 Давление
1.4.3 Кратность циркуляции
1.5 Пути рационального использования получаемых продуктов
1.6 Аппаратурное оформление процесса
1.7 Современное состояние и перспективы развития процесса замедленного коксования в Отечественной и в мировой практике нефтепереработки
Введение
Наступившее
столетие
ставит
перед
человечеством
исключительно серьезную глобальную
проблему, связанную с истощением
извлекаемых запасов нефтяного сырья.
В
настоящее
время
в
мире
ежегодно
добывается
и
перерабатывается
более 3 млрд. т нефти и 2,5 трлн.
природного газа при их оставшихся
запасах около 140 млрд. т и 155 трлн.
соответственно. В мировой нефтепереработке
в последние годы при решение этих
актуальных проблем все расширяющиеся
применения наряду с каталитическими
получают термолитические [1-3].
Среди термолитических процессов наиболее широкое распространение в нашей стране и за рубежом получил процесс замедленного коксования, который позволяет перерабатывать самые различные виды тяжелых нефтяных остатков с выработкой продуктов, находящих достаточно квалифицированное применение в различных отраслях народного хозяйства.
Возможность переработки в процессе коксования различных нефтяных остатков в сочетании со сравнительно невысокими капитальными и эксплуатационными затратами определяют его высокую рентабельность и особое привлекательное значение при оптимизации действующих и перспективных схем глубокой переработки нефти.
По данным Росстата, индекс производства кокса и нефтепродуктов в 2013г. составила 102,0%. Глубина переработки нефтяного сырья в 2013г. в среднем составила 71,4% [4].
Глубина переработки нефтяного сырья в первом полугодии 2014г.составило 71,6% [5].
На нефтеперерабатывающих заводах России первой автоматизированной установкой, на которой не используется тяжелый ручной труд при выполнение трудоемких операций является установка замедленного коксования на ОАО «Уфанефтехим», где внедрены современные достижения в технологии и реализованы передовые инженерные разработки [6].
].
1 Научно – технические основы процесса
-
Назначение процесса
Замедленное коксование – важный компонент в наборе процессов, характеризующих нефтеперерабатывающую промышленность мирового уровня.
Процесс коксования – рентабельный процесс углубления переработки нефти, обеспечивающий получение (наряду с коксом) дополнительных дистиллятных продуктов и имеющий ряд преимуществ:
–высокоэффективнаядеасфальтизация и деметаллизация тяжелых нефтяных остатков;
– получение от 40 до 60 % сырья для последующих процессов гидрооблагораживания;
– возможность безостаточной переработки тяжелых нефтяных остатков в компоненты моторных топлив, газ и кокс и, как следствие, увеличения глубины переработки;
– гибкость процесса, позволяющая при правильном выборе параметров режима изменять структуру выходов и качество продуктов;
– наличие в схеме завода замедленного коксования высокой производительности позволяет быстрее адаптироваться к изменению состава перерабатываемой нефти;
– умеренные капиталовложения, приемлемые эксплуатационные затраты и расходы на техобслуживание, поддержка со стороны поставщиков специального оборудования;
– выгодный процесс со сроком службы до 20 лет и сроком окупаемости до 4 лет [7].
Процесс замедленного коксования является непрерывным по подаче сырья на коксование и по выходу газообразных и дистиллятных продуктов, но периодическим по выгрузке кокса из камер. Сущность процесса заключается в том, что предварительно нагретое до высокой температуры (495- 520оС) сырье закачивается в необогреваемые изолированные снаружи реакторы, где проводится коксование за счет аккумулированного сырьем тепла. Установка замедленного коксования включают следующие два отделения: нагревательно – реакционно - фракционирующее, где осуществляется собственно технологический процесс коксования сырья и фракционирование его продуктов; отделение по механической обработке кокса, где осуществляется его выгрузка, сортировка и транспортировка [8].
Полупериодический режим работы установки замедленного коксования облегчает организацию производства и обеспечивает гибкость графика работ во время ремонта оборудования [9].
Основное целевое назначение установки замедленного коксования - производство крупнокускового нефтяного кокса.
Нефтяные коксы представляют собой твердый пористый продукт от черного до серого цвета с металлическим блеском.
Элементарный состав кокса:
90-97% углерода,
1,5-8% водорода,
остальное – азот, кислород, сера, металлы.
Основную массу нефтяного кокса составляют карбоиды – сложные соединения, богатые углеродом и бедные водородом, характеризующиеся полной нерастворимостью в бензоле.
Кроме кокса на установке замедленного коксования получают газы, бензиновую фракцию и коксовые (газойлевые) дистилляты.
Сырьем установок замедленного коксования являются остатки перегонки нефти – мазуты, гудроны , продукты производства масел – асфальты, экстракты; крекинг-остатки, тяжелая смола пиролиза; тяжелый газойль каталитического крекинга, битуминозные нефти.
Основными показателями качества сырья являются плотность, коксуемость по Кондрансону, содержание серы и металлов и групповой химический состав.
В зависимости от назначения к нефтяным коксам предъявляют различные требования. Основными показателями качеств коксов являются: содержание серы, золы, летучих, гранулометрический состав, пористость, истинная плотность, механическая прочность, микроструктура. [3].
Основным потребителем нефтяного кокса (при условии обеспечения необходимого качества) является цветная и черная металлургия, где кокс используется как основа для получения токопроводящей продукции - анодов и анодной массы, необходимых при выплавке алюминия, и электродов, необходимых при производстве электростали, ферросплавов, карбидов, хлора, щелочей, абразивных материалов. Для этих целей требуются малосернистые прокаленные коксы с содержанием серы до 1,5%.
Сернистые нефтяные коксы ( с содержанием серы 6-8%) также находят применение. Их можно использовать не только для производства анодной массы (после их обессеривания), но и для агломерации, брикетирования и шахтной плавки руд цветных металлов. Для этих целей кокс заменил применявшиеся ранее в качестве восстановителя довольно дорогостоящие сульфитизаторы - серосодержащие вещества - гипс, пирит [10].