Способ получения котельного топлива

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоаетскнкСоциалистическихРеспублик К АВТОУСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 2603.79 (21) 2742078/23-04с присоединением заявки ИУ(23) ПриоритетОпубликовано 23.10.82, Бюллетень йо 39Дата опубликования описания 231032 111 М, Кл, С 10 Е 1/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(72) Авторыизобретен 71 ) Заявитель 1,еиорусскид ордена Трудового Красного Здамендн,.-;кноиогикескин инсгигук нм. С.н.кирова(5 в) спОсОБ пОлучения кОтельнОГО В что с тельн лого кисло телем взаимо реванвэаи1 малонопаросы и Изобретение относится к термохимическим процессам переработки сернокислых веществу например кислых гудронов (КГ) .и отработанной серной кислоты (ОСК) с целью получения топлив, и может быть использовано на нефтеперерабатывающих, нефтехимических, коксохимиечских, химических и др. производствах.Известен способ полученкя котельного топлива путем впрыскивания в поток углеводородного восстановителя (УВВ) и теплоносителя окислителят КГ, ОСК 1.Недостатком этого способа является значительная коррозия технологических линий и аппаратуры и длительное время отделения парогазовой фаЭыеНаиболее близким к,предлагаемсялу. по техническому решению является спе соб переработки кислых гудронов путем восстановленкя серной кислоты при 280-430 фС, давлении 18-12 атм, вклю- чающий обработку кислого гудрона перегретым водяным паром, имеющим температуру.120-230 С, удельном расходе его 0,6-2,9 л/кг с одновременной.подачей в кислый гудрон 0,5-0,8 мас.ч. УВВ с температурой 120-230 вСу впрыскиванием маловяэкой смеси в поток УВВ и диспергированием поверхностно-активных веществ прн дросселировании продуктов реакции (,2.Существенными недостатками известного способа являютсянеобходимость использования перегретого водяного пара, что приводит к увеличению энергетических затрат, применение дорогих поверхностно-активных веществ, значительное образование и продолжительное время отделения парогазовой и жидкой фазы.Цель изобретения -, уменьшение пенообразования и коррозии оборудования. ставленная цель достигается тем, огласно способу получения ко-. ого топлива путем смешения кисгудрона или отработанной серной ты с углеводородным восстанови- и нагреванкем полученной смеси действием ее с теплоносителем елением целевого продукта, нагие смеси ведут ступенчато при модействии на первой ступени .ч. смеси с 0,5-80. мас.ч. тепителя с последующим отделением азовой фазы от реакционной масвзаимодействием 1 мас.ч. полу968058 20 Продолжение табл. 6 Показатель 2 3 оВязкость при 50 С,ВУ 9 к 8 Количество водо растворимых кислот, щелочей Температура, С застывания вспышки (в закрытом тигле) 168 Теплота сгорания(низшая в пересчете на сухое топливо), ккал/кг 9927,П р и м е ч а н и е. В опыте 3 Наблюдалось Локальное коксование реакционной массы. Таблица 7 Способ Показатель Известный Предлагаеьий Необходимость использованияводяного пара Нет Да Необходимость примененияповерхностно-активных веществ Нет Существенное Незначительное Пенообразование Общее время отделения парогазовой Фазы, с 600-1200 20-250 Коррозия оборудования и технологических линий по блокуокислителя Нет Формула изобретения 1. Способ получения котельного топлива путем смешения кислого гудро- на или отработанной серной кислоты с углеводородным восстановителем и нагревания полученной смеси взаимодействием ее с теплоносителем и выделением целевого продукта, о т л и- ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения пенообразования и корро. зии оборудования, нагревание смеси ведут ступенчато при взаимодействии на первой ступени 1 мас.ч. смеси с 0,5-80 мас.ч. теплоносителя с после". дующим отделением парогазовой фазы от реакционной массы и взаимодействием 1 мас.ч. полученного продукта на второй ступени с 0,4-90 мас.ч.теплоносителя с последующим отделением парогазовой фазы.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что йа первой ступени продолжительность взаимодействия .смеси с тепяоносителем составляет 1150 с, продолжительностьотделения 4 парогазовой фазы от реакционной смеси 10-120 с на второй ступени продолжительность контактирования полу,ченного продукта и теплоносителя составляет 2-700 с, продолжительность еЗ отделения парогазовой Фазы 10-130 с.21 968058 22 Составитель Н. БогдановаТехред Т,Маточка Корректор О.Билак Редактор Н. Егороваи 1 Е ФеМ Ф ев Ф аВее в ааее ае аеее юв Ф Заказ 8029/39 . Тираж 524 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР .по делам изобретений и открытий113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д, 4/5вюаюеедеееюфилиал ППП фПатент", г.Ужгород., ул.Проектная, 4 . 3, Способ по о. 1, о т л н ч а вщ и й с я тем, что на первой ступе" ни иснользувт теплоноситель с температурой 102-26 ФС и на второй ступени с. температурой 250-290"С.4. Способ по п. 1, о т л и ч а вщ и й с я тем, что процесс ведут под давлением 1-10 атм. Источнйки информации,принятые во внимание при экспертизе. 1. Авторское свидетельство СССРВ 636922, кл. С 101/04, 1976.2. Авторское свидетельство СССРВ 654666, кл. С 10 С 3/04, 1977ченного продукта на второй ступенис 0,4-90 мас.ч. теплоносителя с последующим отделением парогазовойфазы.)(елательно процесс вести при продолжительности нэаимодействия смеси 5с теплоносителем на первой ступени 1-500 с, продолжительности отделе;ния парогазовой фазы от реакционнойсмеси 10-120 с, на второй ступенипродолжительности контактирования 1 Ополученного продукта и теплоносите,ля, равной 2-700 с, продолжительности отделения парогазовой фазы 10300 с. Лучше всего вести процесспри температуре теплоносителя напервой ступени 102-260 С, а на второй ступени - 250-290 ОС при давлениина обеих стадиях 1-10 атм.В качестне сернокислотных веществиспользуют КГ, ОСК с физико-химической характеристикой, представленнойн табл, 1.Физико химическая характеристика СМВ, выделенных из КГ и ОСК, представлена н табл. 2,25Физико-химическая характеристикаг)упп углеводородов, выделенных адсорбционно-лвминесцентным методомиз смолисто-масляных веществ КГ иОСК, представлена н табл. 3.В качестве углеводородных восста"нонителей, выполняющих и роль теплоносителей, используют нефтяные фракции: 200-480 С - прямогонная (ПФ),330 -540 С - экстракт фенольнойочистки 5масел (ЭФОМ), коксохимическая 325530 С, антраценоное масло (АМ).Характеристика УВВ представленав табл, 4.Пооперационное окисление предлагаОемым способом ведут в следующем режиме.1 мас,ч КГ и ОСК смешивают при30-98 фС с 0,3-5 мас.ч. УВВ и затемпри атмосферном,или повышенном давлениях (до 10 атм) ступенчато проводятпроцесс восстановления серной кислоты и ее производных.На первой ступени 1 мас.ч. смесивводят в 0,5-80 мас,ч, предпочтитель.но в 3-7 мас,ч, теплоносителя, имеющего температуру 102-260 С, предпочтительно 130-170"С, контактированиемпри 102-250 О С, предпочтительно при130-170 ОС, в течение 1-150 с,предпочтительно 20-30 с, с последующим отделением парогазовой фазы отреакционной массы при 102-240 С,предпочтительно при 130-160 фС в течение 10-120 с, предпочтительно 3040 с. 60На второй ступени 1 мас.ч. реак"ционной массы, иэ которой удаленыгазы и ниэкокипящие продукты реакции,имеющей температуру 102-260 С, предпочтительно 130-170 фС ннодят в 0,4 5,7 0,06 90 мас.ч предпочтительно в 28 мас.ч. теплоносителя, имеющего температуру 120-430 С, предпочтительно260-320 С. Контактируют при 120-430 С,предпочтительно при 250-290 С, в течение 2-700 с, предпочтительно 60100 с, с последующим отделением парогазовой фазы при 102-260"С, предпочтительно при 130-170 С н течение 10130 с, предпочтительно в течение 2565 с.П р и,м е р 1. 1 мас.ч. КГ(образец 1) смешивают при 96 С с 1,4 мас.ч.УВВ (ЭФОМ). Затем 1 мас.ч, полученнойсмеси с температурой 96 С вводят в5,6 мас.ч. теплоносителя (ЭФОМ), имеющего температуру 157 С,и контактируютмассу при 142 С и давлении 2,6 атмв течение 27 с. Затем при 142 С втечение 39 с отделяют парогазовуюфазу, и в дальнейшем 1 мас.ч. реак- .ционной массы, из которой удаленыгазы и низкокипящие продукты реакции,имеющей температуру 142 ьС, вводят в6,4 мас.ч. теплоноси"еля. (ЭФОМ),нагретого до 309 С. Массу контактируют при 283 С и давлении 1,7 атмн течение 51 с с последующим отделевием парогазовой фазы при 127 С в течение 24 с.Полученное котельное топливо имеет следующую характеристику:Плотность при 20 фС,г/см09885Вязкость при 50 С,ВУСодержание компонентов, мас.В:Сера 1,68МЕханическиепримесиВодбрастнориМыекислоты, щелочиТемпература,еСЗастывания 3Вспышки (н закрытом тигле) 156Теплота сгорания(низшая в пересче".те на сухое топливо), ккал/кг 9984Технологический режим и качествокотельного топлива, полученного вдругих опытах, прЕдставлено в табл.5.Анализ данных, представленных нтабл. 5., показывает, что при осуществлении процесса получения котельноготоплива по предлагаеьим технологическим параметрам, продукт - котельноетопливо, отвечает современным стандартам.В случае невыполнения предлагаемых технологических параметров, способ нельзя осуществить или получитьлучший эффект (табл. 6).1,Как следует из данных табл, 6, вслучае невыполнения предлагаемых968058 технологических параметров, способнельзя осуществить, или же оченьсильно возрастает время отделенияпарогазовой фазы и одновременно наб.людается локальное коксование(опыт 3),В табл. 7 приведены сравйнтельныеданные, покаэывакщие преимуществопредлагаемого способа перед известным.. Анализ данных табл. 7 показываетпреимущества предлагаемого способа5 перед известным. Таблица 1 Показатель Получаемые в производстве сульфонатных приса- док ОСК Образец 1 Образец 3 Образец 2 отность при 20см 1,2978,6957 1,46 Вязкость при 80 Спо вискоэнметру сверстием 5 мм поГОСТ 11503-65, с 2 3 7 Химический состав, мас.Вг 24,6 . Серная кислота 3,9,еская масса . 71,5,4 о 0 уль 3 нихг 4,3 створивые в воде 2 Таб Показ атель О, 87.3 0,9651 9 отность при 20 С Показатель преломления де Ъ-СОО 2,51 Ой Сложноэфирные - С Гидроксильные -ОН ильные С Табл Показ ате е родо уппа у ПН Оиэводст В кислых гудронов, обраэукзцихс сульфонатных присадок при 20 С, г/с 901 0,94 43 0,850 Плотнос 660 омления о Э, 4612 зател екулярная масс Содержание функциональныхкислородсодержацих групп,мг КОН/г,2 10 онильные С .О Углерод Водород Количество кислорфункциональных гр Карбоксильные Оу 08 . Оу 02 0,21 0,25 035 0 ю.76968058 10 Продолжение табл. 3 щщщщщщщщщщщтщщщщщщ щщщщ Рруппа углеводородов йоказатель ПН МЦЛ . БЦА ПЦА щщщщщщ щщщ щщщ щщщИэ СМВ кислых гудронов, обраэукщихся прн очистке дистиллятов 0,8395 1, 4594 О, 8431 1,4695 0,9389 1, 5703 0,9862 1,6535 Молекулярная масса 325 349 298 281 Содержание функциональныхкислородсодержащих групп,мг КОН/г 0,07 Карбоксильные -СООН Сложноэфирные "СООТГ 0,01 0,09 0,04 0,06 0,12 0,15 0,22 Ридроксильные -ОН 0,04 0,02 0,08 0,06 0,04 Карбонильные С О 0,03 0,05 0,09 Из СМВ ОСК Плотность при 20 С, г/см Ъ0,01 0,030,04 0,06 Карбоксильнне -СООН0,05 Сложнозфирные -СООТГ О, 10. 0,14 0,18 0,12 0,01 0,01 РидроксилЬиые -ОН 0,04 Карбонильные СщО 0,2 0,04 0,07 П р и м е ч а н и е. ПН - парафино-нафтеновые углеводороды; МЦА - моноциклоароматические углеводороды; БцА - бициклоароматические углеводороды, ПЦА - полициклоароматические углево- дородые 0,03 Таблица 4 Фракции, выкипающие в температурных пределах, С Показатель Нефтяные Коксохимическая 325-530968058 Продолжение табл.,4ефракции, выкипающие в температурныхпределах, СПоказатель иКоксохимическая Вязкость условная при50 С, ВУ. 10,32,4 0,5 276 350 249 Молекулярная масса,Фракционный состав, СоНК 323 332 261 442 473 385 50 выкипает КК 530 541 478 1,06 0,25 1,70 Содержание серы, мас.В Групповой химическийсостав, мас.Ъ 0,2 11,6 70,3 Метано-нафтеновые Циклические ароматические .моно 9,8 9,4 7,2 30,3 32,7 би 55,6 43,8 14,0 поли 4,1 2,5 0,2 Смолы Таблица 5 Показатель ЭФОМ ЭФОМ ЭФОМ ЭФОМ ЭФОМ ПФ Образец окисли- теля Соотношение УВВ:окислитель при сме"шенин, мас.ч. 0,83 з 1 Оф 49 в 1 0,85 ф 1 0,941 096 й 1 О, 84 з 1 093:1 Температура смешения,ф С 67 49, 98 92 96 1-я ступень Отношение смесиокислителя и УВВк теплоносителю . 1:0,5 1:30 1 Ф 7, 1 ф 5 136 1:5 1 с 80 ТехнологическийрежимУВВ и теплоноси тель 260-480 пф)14. 968058 Продолжение табл. б Покаэател Температура,д меси окнслит УВВ. 96 9 84159 98 260 153 б б 60 плоносител 02 26 онтактировассы 42 9 тделения пароазовой фазы 9 2 26 151 15 г 26 4 2 32 1 4 9 10 32 28 2-я ступень кцииэ,6 б 3 пароэы тделения азовой ф 9 7 25 кт ачество,9061 112 9675Ою 9694 Давление контактированйя, атм олжительность онтактирования массы 10 тделения парогазовой фазы 98 Отношение ре онной массы, которой удал парогазовая к теплоносит мпература,реакционойпосле 2-й с плоносителя 320 Давление контактырованид, атмПродолаительнсстьс актированиясы 42 Плотность при 2 /смф 700 2 10 1 1 ОюЫ 62. Ью 97 Ьпыт 1 Т.24 79 4 8еюеЕеюе юеееее е е е ею ЕВязкость при 50 СдВУ(низшая в пересчете на сухое топливоккал/кг ехнологическийежим УВВ и теплоноситель Соотношение УВВгокислитель прсмешении, мас.ч Отношение смеси окислителяи УВВ к теплоносителюТемпература, С меси окислиеля и УВВюе е ееГ 3 Отсутст 1 к 65 1 фб 9 Т а б л и ц а б ее еееее г 1 Оф 7 г 1 Оф 8 г,17 Продолжение табл. б Показатель 1 2 3 4 5 б 129 270220 195 178 197 теплоносителя 100 контактирования 117 275 отделения парогазовой фазы 38 117 Давление контактирования, атм 1,1 1 ф 2 Продолжительность,контактирования Процесс массы не прошел 0,5104Процесс не прошел 3170 0,5 отделения парогазовой фазы 47 76 10,2 1100 1310,6 1310,4195 178 175450100320 194 теплоносителя контактированиямассы 293 302 отделенияпарогазовойФазы 260 Давление контак"тирования, атм Продолжительность,с контактирования массы 720 отделения парогазовой. фа- зы Качество продукта Платность при 20 С, г/см 2-яступеиьОтношение реакционной массы,из которойудалена парогазовая фаза,к теплоносителя,мас.ч. Температура, СФреакционноймассы послепервой ступени 270 194 171 156 270 194 171 256 175 18 2,1 2,7 2,5 160 45 53 56 1,6Процесс не прошел 1,4 0,967 - . - - Процессне прошел