Способ получения из остатков переработки нефти алифатического типа углеродсодержащего материала, используемого в качестве спекающегося компонента в угольной шихте для получения кокса и алифатического масла

СОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС(71) Куреха Кагаку Когио КабусикиКайся, Сумикин Коук Компани,Лтд и Сумитомо метал индастриз,Лтд (Япония)(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗ ОСТАТКОВ ОТ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ АЛИФАТИЧЕСКОГО ТИПА УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩЕГО МАТЕРИАЛА, ИСПОЛЬЗУЕМОГО В КАЧЕСТВЕ СПЕКАЮЯО 1087 За 1 С 10 В 57/04; С 10 ЩЕГОСЯ КОМПОНЕНТА В УГОЛЬНОЙ ШИХТЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОКСА, И АЛИФАТИЧЕСКОГО МАСЛА, характеризующийся тем, что указанные нефтяные остатки нагре. вают до 350-600 С под давлением в пределах от нормального давления до 150 кгс/см в течение 0,5-60 мин в трубчатой печи, затем их нагревают до 380-450 С путем контакта с неоокисляющим газом, имеющим температуру 400-2000 С с получением углерод- содержащего материала, имеющего температуру размягчения 130-300 С, содержащего связанного углерода 40- 80 вес.7 и атомное соотношение Н/С 0,4-1,1, и алифатического масла с атомным соотношением Н/С более 1,55., Пек 2,0 5,5 Потери Температура газа-теплоносителя,Интенсивность потока газатеплоносителя, м/ч Продолжительность работы, мин С Нь+ СН СВВП + СбНь С углеводород Дистиллированное масло Кислородноводородноепламя19 1087077 20 Свойства дистиллированного масла Опыт 0,911 0,940 0,934 102 146 152 132 211 200 203 отдистиллированной массы 252 344 331 460 502 отдистиллированной массы 803 отдистиллированной массы 348 474 475 520 Элементный анализ, вес.% 86,30 84,80 11,88 85,6 12,15 Н 11,08 0,52 0,43 0,36 2,26 2,10 2,32 1 э 71 Н/С 1,55 1,68 П р и м е ч а н и е. Приведенные температуры пересчитаны на точки кипения (С) при нормальном давлении. Таблица 4 Свойства пека Опыт 3 280 250 263 75,1 67,2 62,3 0,2 0,5 0,7 87,9 87,6 86,5 5,76 5,49 4,62 Удельный весоТочка вспышки, СНачало дистилляции, Со Точка размягчения, СоСвязанный углерод, вес.7Зольность, ХС, 7 Таблица 3.3 Л.е1087077 Опыт Свойства пека 1,90 1,76 1,56 Б, % 6,08 4,75 4,48 Н/С 0,752 0,650 0,786 65,4 74,8 58,9 32,0 40,3 27,2 Эти цифры получены с помощью прибора для определения точек микроплавления, изготовленного фирмой Янагимото Мэнъюфэчуринг Компани,Киото, Япония. Таблица 5 Компоненты смеси, % Опыт Для сравнения Предлагаемый 10 20 40 40 40 50 45 50 40 15 10 Предлагаемый пек из опыта 1 93 91 93 92 76 Барабанный индекс Нерастворимые в бензоле, вес.%Нерастворимые в хинолине, вес.% Сильнококсующийся уголь из США(летучего вещества 19-20%) Коксующийся уголь из Австралии(летучего вещества 20-23%) Слабококсующийся уголь из Японии1087077 24 Таблица 6 Опыт 0 10 20 20 0 40 40 50 50 .45 40 40 50 45 50 0 1 0 5 5 91,2 91,5 82,2 Прочность кокса 88,3 90,8 Таблица 7 Свойства пека Состав газа Свойства масла легкое тяжелое 83,5 83,5 87,7 11,9 Н 2 7,4 5,77 Н 2 Н 6,15 32,5 2,7 38 С 212 ния 325 20% 120 15,6 505 807 3 6 58,3 ле 10,7 27,0 лине 11,6 Сд С 5 Компоненты смеси, Х Сильнококсующийся уголь из США(летучего вещества 18-193) Коксующийся уголь из Австралии (летучего вещества 26-28 вес.Х) Слабококсующийся уголь из Японии(летучего вещества 35-40 вес,Ж) Пек согласно предлагаемому изобретению Точка начала кипе 14,6 11,4 1,6 4,6 Н/С 0,78Связанный С 67,0 Нерастворимые в бензоНерастворимые в хиноУдельный вес,20 С 1,251087077 Опыт Показатели 100 102 100 101 103 50,7 25,0 18,5 30,4 5,3 Температура теплоносителя, вводимогопри повышенной температуре, С 620 Температура на выходе печи предвао рительного крекннгового нагрева, С 480 105 101 33 102 32 70 10 Время пребывания в печи предварительного крекингового нагрева, мин 3,2 25,0 8,5 8,5 8,5 420 0,1 2,0 2,5 1,0 4,6 7,2 8,4 8,0 15,8 11,3 10,5 12, 1 12 з 0 23,0 Легкое масло 58,4 45,9 55,2 54,9 36,5 Ю 25,5 36,2 24,7 25, 1 24,1Тяжелое масло Остаточный пек Свойства пекаГ 218 241 230 58,3 69,3 67,0 0,71 0,78 Н/С 63,2 58,3 Количество подаваемого исходногоостатка, кг/ч Количество теплоносителя, вводимогопри повышенной температуре, кг/ч Давление на выходе печи предварительного крекингового нагрева,кг/см Давление на входе печи предварительного крекингового нагрева, кг/см" Температура жидкости в реакционномкубе, С Давление жидкости в реакционномкубе (Р 2 )., кг/см (изб,) Среднее время пребывания в реакционном кубе, ч Выход продуктов, вес.Е Газ Температура размягчения пека, СоСвязанный углерод, вес.Е Нерастворимые в бензоле, 7 26Таблица 8 620 850 850 1600 380 475 485 480 380 410 385 365 4,5 0,1 -0,75 -0,90 23222966,2 68,4 0,82 0,77 0,7849,2 59,5 58,61087077 28 Продолжение табл. 8 Опыт Показатели Свойства пека 30,3 92,4% Коксуемость в случае только одного ОС угля равна 15,1. Редактор Т. Колб. Заказ 2288/54 Тираж 4 И Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская набьэ д. 4/5% 27,0 14,0 29, 1 26,1 92 эб 92 э 1 91 э 7 93 э 1 Составитель Р. ГоряиноваТехред ВеДалекорей Корректор С, Шекиар1087077 1Изобретение относится к способу получения из достатков переработки нефти алифатического типа углерод- содержащего материала, используемого в качестве спекающегося компонента в угольной шихте для получения кокса и алифатического масла.В настоящее время в доменных и литейных печах используется кокс, который производится из угля, имею" 10 щего высокие коксующиеся свойства. Однако вследствие все меньшей доступности источников сильнококсующего ся угля пытаются использовать слабококсующиеся угли в качестве исходного материала для производства кокса в комбинации со связкой. Известно использование пека на основе угля или твердого пека на основе неФти.Однако пек на основе угля не может удовлетворить спрос промышленности на этот продукт из."за количественного сокращения такого источника. С другой стороны, нефтяной твердый пек не может использоваться в качестве связки, так как он не подходит для смешивания с углем из-за своего химического состава, в котором основными компонентами являют ся алифатические углеводороды. в дополнение к его низкому выходу при карбонизации.В результате исследований, направленных на изучение связок, пригодных для слабококсующихся углей в произ 35 водстве кокса, используемого для доменных печей или в литейной промьпдленности, обнаружено, что углерод" содержащий материал (пек) на основе нефти, хорошо подходящий для исполь- зования в качестве связки описанного типа, может быть получен при термообработке кубового остатка на основе нефти, при этом обеспечивается эффек- тивное протекание реакций крекинга, поликонденсации и ароматизации, причем указанный кубовый остаток состоит главным образом из алифатических углеводородов. юЦелью изобретения является создание материала., пригодного для использования в качестве связки, которая обеспечивает высокую коксуемость слабококсующихся углей и, кроме того,55 создание процесса, пригодного для производства такого материала на основе нефти. 2Поставленная цель достигается согласно способу получения нз остат" ков от переработки нефти алифатического типа углеродсодержащего материала, используемого в качестве спекающегося компонента в угольной шихте для получения кокса, и алифатическо" го масла, характеризующемуся тем что укаэанные нефтяные остатки на- гревают до 350-600 С под давлением в пределах от нормального давления до 150 кгс/см 2 в течение 0,5-60 мин в трубчатой печи, затем их нагре" вают до 380-450 С путем контакта с неокисляющим газом, имеющим температуру 400-2000 С с получением углерод- содержащего материала, имеющего температуру размягчения 130-300 С, содержащего связанного углерода 40- 80 вес.7 и атомное соотношение Н/С 0,4-1,1, и алифатического масла с атомным соотношением Н/С выше 1,55.Точку размягчения измеряют с помощью потокового испытателя типа Кока, в котором 1 г образца загружают в цилиндр с внутренним диаметром 10 мм, имеющий сопло диаметроммм на одном конце, и затем нагревают со скоростью 10 С в минуту подонагрузкой в 10 кг/мм для определения температуры, при которой начинается вытекание через сопло. Количество связанного углерода онределя;ют в соответствии с японским стандартом ПЯ-К/ 1906/, а атомарное отношение Н/С получают в соответст" вии с элементарным анализом. Углеродсодержащий материал, ха" рактеризующийся указанными свойствами, может быть получен при преобразовании химической структуры и состава исходного нефтяного кубового остатка с помощью термообработки и изобилует ароматическими составляю щимн, обеспечивая хорошее перемешиванне с углем и высокий карбонизационный выход.Следовательно, предлагаемый материал пек) при использовании слабококсующихся углей обеспечивает улучшенные связующие силы и, кроме того, кокс на его основе обладает высокой прочностью, сравнимой с прочностью кокса, производимого из хорошо коксующегося угля.Соотношение смешивания предлагаемого пека со слабококсующимся углем изменяется в зависимости от ис3пользуемых углей. Например,смесь 50 вес.ч. слабококсующегося угля (Ньюделл) и 50 вес.ч. предлагаемого . пека обеспечивает прочность кокса порядка 91,4, а смесь 40 вес.ч. коксующегося угля 1 . Австралии, 40 вес,ч, слабококсующегося угля из Японии, 20 вес.ч. сильнококсующегося угля из США и 1 вес.ч. предлагаемого пека обеспечивает прочность кокса 10 91,5.Кроме того, использование предлагаемого пека в комбинации с углем, который сам по себе обладает низкой прочностью кокса, дает кокс, хорошо 15 сравнимый по качеству с коксом, получаемым из сильнококсующегося угля (битуминозный уголь).При термоооработке нефтяного кубового остатка согласно изобретению щ 0 протекают реакции крекинга и поликонденсации, а также реакции ароматизации; причем указанный кубовый остаток содержит алифатические углеводороды.Нефтяной кубовый остаток в соот ветствии с изобретением содержит кубовый остаток дистилляции при нормальном давлении, кубовый остаток вакуумной дистилляции, кубовый остаток термического крекинга, кубовый остаток каталитического термического крекинга, т,е, кубовые остатки, подобные тем, которые получаются в обычной нефтеочистительной промышленности, и различные сорта кубовых35 остатков, такие как экстракты 0 цозо 1," фурфурольные экстракты, остаток экстрагирования пропана, кубовые остатки каталитического дегидрировання и их смеси.40Однако с экономической точки зрения не предпочитаются кубовые остатки, содержащие свыше 30 вес.7. фракции, имеющей точку кипения не вь- ю 10870 ше 350 С.Таким образом, в качестве исходных материалов предпочитают кубовые остатки, существующие в твердом или полу- твердом состоянии при комнатной т пературе, подобные кубовому остатку 50 вакуумной дистилляции.Такие нефтяные кубовые остатки находят применение как топливо или как материал для асфальтирования дорог. Однако большинство нефтяных кубовых 55 остатков имеют высокое содержание серы, так что они создают значительные проблемы, связанные с загрязне 774нием окружающей среды, из-за образования двуокиси серы, возникающей при их использовании в качестве топлива. Поэтому использование таких кубовых остатков в качестве топлива должно быть строго ограничено.Потребность в материалах для асфальтирования дорог в настоящее время непрерывно возрастает. Однако предложение и темпы производства кубовых остатков, связанные с увеличением производства нефтепродуктов или продуктов нефтехимии, значительно превышают потребность в кубовых остатках для таких целей, поэтому ожидается в будущем возникновение серьезной проблемы, которая будет мешать росту нефтеочистительнойпромышленности.В силу значительной нехватки хорошо коксующихся углей для использования в доменных печах делались неоднократные попытки получения искусственного коксующегося угля из нефтяных кубовых остатков для производства заменителей угля, обладающих высокой прочностью кокса. По эти продукты создают множество препятствий в практическом использовании вследствие излишнего содержания серы и высокой стоимости. Предлагаемый пек обладает значительными преимуществами в экономике и с точки зрения источников материалов, при этом его производят с помощью преобразования структуры или состава кубовых остатков, таких как нефтяной асфальт.Преимущества предлагаемой связки заключаются в том, что кокс для использования в доменной печи, обладающий высоким качеством, может быть произведен с помощью добавления небольшого количества предлагаемого пека к обычной угольной смеси, исполь. зуемой в доменной печи. При этом ожидается значительная экономия в использовании хорошо коксующегося угля, который является дорогостоящим и труднодоступным вследствие исчерпания его источников, причем возможно получение высококачественного кокса.Кроме того, некоксующийся или слабококсующийся уголь может быть превращен в высококачественный уголь с высокими свойствами коксуемости эа счет добавления предлагаемого пека.5 10870Различные условия, требуемые длятермообработкч исходньх материаловв соответствии с изобретением, выбираются таким образом, чтобы обеспе"чить производство пекопродукта,обладающего указанными свойствами.Процесс термообработки для получения предлагаемого пека заключаетсяв следующем.Кубовый остаток на основе нефти, 10содержащий алифатические углеводоороды,. нагревают до 350-600 С под давлением 0-150 кг/см в течение 0,5260 мин и затем приводят в непосредст.венный контакт с неокисляющим газомтеплоносителем, нагретым до 4002000 С, поддерживая остаток при температуре ниже, чем у газа-носителя,но не более чем на 500 С, с цельюзавершения термообработки.20Затем кубовый остаток на основенефти, содержащий алифатические углеводороды, нагревают и выдерживаютпри температуре в интервале от300 до 500 С под давлением от 0 до150 кг/см 2 в течение 0,5-20 ч спомощью нагрева извне.Используемые для такой термической обработки. аппараты относятся ксистемам с внутренним и внешним нагревом или же к системам с комбинированным нагревом, причем эти системыдалее классифицируются как одностадийные и многостадийные.В случае системы с внутренним на 35гревом в качестве теплоносителя используют азот, аргон, пар, водород,углеводородный газ или полностьювыгорающий газ, такой как неокисляющий газ. Этот теплоноситель нагревас 40ют до температуры в интервале 4002000 С, а затем приводят в непосредственный контакт с исходным остатком.В этом отношении для осуществления гладкого термического крекинга и45реакций ароматизации и поликонденсации, а также для предотвращения локальнога перегрева теплоносителемтребуется поддерживать исходный остаток при температуре ниже температуры50теплоносителя, но не более чем на500 С в большинстве случаев в интер 9овале от 300 до 500 С, предпочтительно от 380 до 450 С. В альтернативе,однако, исходный остаток может бытьвременно нагрет до 600 С на стадиио 55предварительного нагрева и допускается частичный крекинг, если он происходит,77 6Для процесса нет ограничений в отношении приведения газа-теплоносителя в непосредственный контакт с исходным остатком. Возможно введение газа-теплоносителя в исходный остаток или же использование струйного скруббера, обесп"чивающего эффективное перемешнвание газа н жидкости, и т.п. Указанная реакция может проводиться для отдельных партий и непрерывно.Сущность такого процесса заключается в преобразовании остатка в пек с желаемыми свойствами с помощью следующих операций.Требуемый термический крекинг осуществляют в течение короткого промежутка времени с помощью приведения газообразного теплоносителя при повышенной температуре в непосредственный контакт с большим количеством исходного остатка, (Остальная масса исходного остатка служит для предотвращения локального перегрева).Часть исходного кубового остатка, которая не табильна при повышенной температуре, отделяют или газифицируют для выделения из него.Часть исходного остатка, относительно стабильную по отношению к нагреву, поддерживают при температуре, которая является значительной, но не жесткой для остатка, в течение относительно длительного периода времени с тем, чтобы осуществить реакции поликонденсации и ароматизации.Таким образом, дляполучения наибольших преимуществ используют различие в термическом поведении материалов, содержащихся в исходном остатке, имеющем сложный химический состав и сложную структуру.В соответствии с предлагаемым процессом исходный кубовый остаток с не. которым удельным весом может быть эф,фективно обработан теплоносителем,ямеющим меньшую термическую энергию по сравнению со случаем обычного термического крекинга в печи внутреннего нагрева, например термическую энергию, имеющую порядок одной десятой энергии, требуемой для такого обычного случая., Это происходит из-за того, что термическая энергия, вносимая теплоносителем в систему, вызывает термический крекинг исходного остатка, в то время как свободные радикалы служат в качестве инициатора реакций поликонденсации иароматизации молекул в жидкой фазеЭто дает возможность реакциям проте- кать гладко в жидкой фазе при температурах, которые не являются слишком жесткими для исходного остатка, и способствует Г .тилляции производи мых масел.Указанные условия обнаружены в результате экспериментов, основанных на упомянутых исходньх точках зрения, 10 Нижний предел температуры для газа- теплоносителя или для исходного остатка предназначен .для определения условий гладкого протекания указанных реакций, в то время как верхний 15 предел для температуры газа-теплоносителя и исходного остатка приведен с целью ппедотвращения нежелательных явлений коксования.Интенсивность потока газа-тепло носителя может быть выбрана произвольно как функция температурных условий. Если такие условия надлежащим образом регулировать, то дистиллированные масла и остаточный пек 25 могут быть отрегулированы в отношении обеспечения определенной структуры и состава.Давление в реагирующей системе выбирают вблизи нормального. Однако зО реакция может гладко проходить и при изменении указанного интервала давлений, например, от 15 кг/см , предпочтительно от 0,95 до 6 кг/см (избыточное).1 сС другой стороны, для предотвращения перегрева исходного остатка используется либо охлаждающее устройство дефлегмационного типа, либо охлаждающее устройство циркуляцион ного типа. И наоборот, внутренняя температура может поддерживаться в заданном интервале за счет дополнительного нагрева извне.На чертеже показана схема уста новки для осуществления предлагаемого способа в промышленном масштабе. Установка содержит резервуар 1 для хранения исходного остатка, на О сос 2, крекинговую печь 3 предвари" тельного нагрева, вентиль 4, реактор 5 и разделительную колонну 6.Установка работает следующим образом. 55Исходный кубовый остаток иэ резервуара 1 исходного остатка подают с помощью насоса 2 в крекинговую печь 3 для обеспечения предварительного нагрева и первичного крекинга. Это печь трубчатого типа, использующая обычную внешнюю систему нагрева. С целью предотвращения коксообразования в нагревательной трубе и для снижения содержания серы в пекопродуктах могут быть введены водородили легкие углеводороды, такие как входящие в часть легкого масла, производящегося в процессе в соответствии с изобретением. Условия для упомянутого термического крекинга изменяются в зависимости от присутствия или отсутствия вводимых газов, таких как водород, а также от стадии вторичных реакций. Однако используемая температура должна предпочтительно попадать в интервал от 350 до 600 С, давление в интервал от норомального давления до 150 кг/см, а время пребывания в интервал от 0,5 до 60 мин. Вентиль 4 служит для регулирования давления на стадии предварительного нагрева. Исходный остаток, который подвергается первичному предварительному крекингу или нагреву, затем вводится в реактор 5, где происходит вторичный крекинг и отделение от пека более легких фракций (газ, масла), получающихся в ходе крекинга, Реактор 5 оборудован соплом 7, через которое вводят гаэ-теп-лоноситель при повышенной температуре в качестве источника нагрева, а также носителя для отдистиллированного вещества в момент выделения. Условия вторичного крекинга зависят от условий первичного крекинга во время предварительного нагрева. Однако используемая температура должна быть в интервале от 300 до 500 С, как упоо миналось, предпочтительно в интервале от 380 до 450 С, давление в интервале от 0,98 до 15 кг/см (избыточное), предпочтительно от 0,95 до 6 кг/см 2, а время пребывания в интервале от 0,5 до 20 ч, предпочтительно от 0,5 до 10 ч. Крекинговые газообразные и жидкие продукты, которые отделяют в процессе реакции, вводятся по линии 8 в охлаждающую разделительную колонну 6, таким образом, чтобы разделялись и отбирались обычным образом гаэ 9, легкие масла 1 О и кубовьй остаток 11,Пек, который был произведен в реакторе 5, подается по линии 12 через10 077 О 9 1087 вентиль 13 на охлаждающую ленту 14 для отверждения и получается в виде пекопродуктов. Вентиль 13 предназначен для регулирования ровня жидкости (времени реакции в реакторе 5.Системы с внешним нагревом могут быть разделены на обработку на стадии предварительного нагрева и вторичную термообработку для завершения реакции.Использование трубчатого нагревателя, как это описано, является предпочтительным с точки зрения экономичности, а также для обеспечения приемлемых скоростей реакции. Несмотря 15 на то, что необходимые реакции могут проводиться. только в процессе протекания через трубчатый нагреватель, реакция также осуществляется с использованием реакционного куба. 2 ОВ этих случаях используются устройства типа замедленного коксования,Газообразные или маслянистые побочные продукты, получаемь 1 е в ходе процесса, могут быть отделены с по мощью различных методов дистилляции,Свойства пека в соответствии с предлагаемым изобретением должны быть следующими: при атомарном отношении Н/С выше 1,1 наблюдается неудовлетворительная совместимость с углем, тогда как при меньшем отношении Н(С связующая сила снижается вследствие повышенного содержания компонента,35 имеющего более низкую плавность, Когда точка размягчения слишком низкая, то становится трудно измельчать пек и хранить его без появления блокообраэования. И наоборот, слишком высокая тока размягчения приводит к увеличенному содержанию составляющих, имеющих низкую плавкость, тем самым приводят к пониженной совместимости с углем. Если содержание связанного углерода является слишком низким, то возникает повышенная испаряемость, препятствуя тем самым получению кокса, имеющего высокую плотность и прочность. Если содержание связанно 50 го углерода слишком высоко, то это приводит к понижению связующей силы из-эа повышения количества составляющих, обладающих низкой плавкостью,Таким образом, сущность изобрете 55 ния заключается в создании процесса производства пека с помощью операций преобразования химической структуры и состава кубовых остатков,производимых в качестве побочных продуктов в нефтехимической промышленности, для улучшения тем самым способностей к смешению с углем и выхода, который подходит для использования в качестве связки в производ стве кокса, используемого в литейной промышленности и в доменных печах.Кроме того, предлагаемый пек может найти и другие применения, например в качестве связки для производства графитовых изделий и огне- упоров.Маслянистые вещества, производимые во время получения предлагаемого пека, состоят по существу иэ углеводородов парафинового ряда, которые находят применение не только как смазочные масла, но также являются ценными продуктами для использования в производстве газолина или нефтехимических продуктов.Эти маслянистые продукты хорошо подходят для использования в качестве топлива или добавок к топливу иэ-за низкого содержания серы и являются, таким образом, предпочтительными с точки зрения требования охраны окружающей среды.При термическом крекинге в том виде, как он проводится в предлагаемом процессе, основная часть серы, содержащейся в исходном кубовом остатке отделяется и выводится в виде газа, С другой стороны, несмотря на то, что некоторое количество серы может содержаться в дистиллированном масле, такая сера может быть легко выделена и удалена с помощью обычного процесса десульфурирования. Таким образом, предлагаемый процесс является не только эффективным спо; собом получения серы, но также обеспечивает улучшенное качество дистиллированных масел.П р и м е р 1. б кг кубового остатка вакуумной дистилляции сырой нефти месторождения Хафджи загружают в реакционный резервуар, снабженный мешалкой, нагревателем и холодильником. Затем газ-теплоноситель, предварительно нагретый до высокой температуры, вводят через сопло, имеющее внутренний диаметр 15 мм, в остаток и поддерживают при постоянной температуре в течение заданного периода времени.Кубовый остаток вакуумной дистил. ляции сырой нефти месторождения1087077 2 Элементарный анализ, вес.%С 84,9 11,67 0,14 3,39 Н/С 1,65 Газ-теплоноситель Азот Температура теплоносителя, С 700 5,0 430 Нг 0,042,0 СгН,+СгНСЗН+С,Н 6С 4, углеводороды 1,8 Следы 0 0;7 Пек 11,9 Потери 3,46 184 190 Отдистиллировано, Ж 0,957 20 355 410 50 465 80 11Хафджи характеризуется следующими свойствами: удельный вес 1,032; свя. занного углерода 12,8 вес.%; точка размягчения 46 С; зольность 0,05 вес.%; точка кипения 450 С. 5Данный кубов остаток содержит, вес.Ж: С 84,0; Н 10,41; И 0,66;8 4,90; Н/С 1,49.В табл. 1 представлены условия проведения процесса, а в табл. 2 - 10 материальный баланс.Результаты этого испытания показывают, что достигается высокоэффективное использование термической энергии. Свойства дистиллированного масла и 15 полученного пека приведены в табл. 3 и 4 соответственно.В табл. 5 приведены результаты испытания на спекание для определения коксующей способности пека для 20 доменной печи. Это испытание проводят на пеке, полученном в опыте 1. Испытание на спекание состоит в следующем; в нефтяную бочку емкостью 18 л загружают образцы, имею щие такие же размеры гранул, как и в реальных условиях, и помещают вместе с другой загрузкой в коксовую печь промышленного масштаба с целью коксования, причем боковые стенки 30 бочки снабжены отверстиями. Результаты, приведенные в табл, 5, пока" зывают, что предлагаемый пек обеспечивает превосходные свойства как связка. Проводят элементарный анализ З 5 дистиллированных масел из опытов 1-3" и снимают ЯМР- и ИК-спектры. Эти ис.пытания показывают, что в маслах содержится от 60 до 80% алифатических углеводородов. 40 Прочность смесей, содержащих пеки 2 и 3, смешанные в той же пропорции, что и для 3, равна 92 в любом случае.П р и м е р 2. Кубовый остаток45 дистилляции при нормальном давлении при 350 С из арабской легкой сырой нефти, свойства которого приведены в таблице 6, загруь,ают в устройство, использовавшееся в примере 1.Свойства кубового остатка, полу 50 ченного при дистилляции при нормальном давлении арабской легкой нефти, следующие:Удельный вес Остаточный углерод 10,2 Точка размягчения Ниже комнатнойтемпературы Зольность, вес.% 0,03 В результате работы при условиях,указанных ниже;. Интенсивность потокатеплоносителя,3(ч Температура исходногоостатка, С Продолжительностьработы, мин 120 получают следующий материальный баланс, вес.Е: 2Дистиллированноемасло 80,1 Свойства полученного таким образом пека следующие: Удельный вес (4 ) 0.920 15 Точка вспышкиДистилляццонное испытание Начальная температура дистилляции, СоСвязанный углерод, вес.7 53,1 Зольность, вес,7Элементарный анализ, вес.7 Полученный пек подвергают испытанию на спекание, как это использовалось для производства кокса в тех. же пропорциях, что и в опыте 3 в табл. 5. Прочность полученного кокса составляет 91.Получают дистиллированное масло следующего состава, вес.7: П р и м е р 3. Кубовый остаток вакуумной дистилляции сырой нефти месторождения Хафджи, предварителыо нагретый до 350 С, подвергают термообработке в трубчатом нагревателео при максимальной температуре 475 С в течение 13 мин. Затем обработанный таким образом кубовый остаток вводят в куб при нормальном давлении так, что около половины кубового остатка было отдистиллировано в виде жидкости с выходом 45 вес.7 тяжелого пека.Свойства исходного тяжелого масла ,следующие: Отношение Н/СУдельный весТочка размягчения, СоЗольность Вес.го7 Начальная температурадистилляции при нормальном давлении, С 450 Свойства получаемого пекопродукта5 приведены ниже: оТочка размягчения, С 130 Связанный углерод, вес.7 42 10 Нерастворимое в бензоле вещество, вес.7 Нерастворимое в хинолиневещество, вес.7 0 Пек, полученный из тяжелого маслана основе нефти и состоящий по существу из алифатических углеводордов,проявляет свойства, подобные свойствам угольного асфальтового пека, состоящего главным образом из ароматических углеводородов. Полученный таким образом пек измельчают до порошка и смешивают с различными сортамиуглей, затем подвергают приготовленную смесь испытанию на спекание, какэто используется в производстве кокса для доменных печей. В табл, 6представлены результаты такого испы 30тания, демонстрирующие превосходныесвойства получаемого кокса,П р и м е р 4. Кубовый остаток 35 вакуумной дистилляции Иранской тяжелой серой нефти, предварительно нагретый до 350 С, нагревают до 410420 ОС в трубчатом нагревателе и затем вводят в реакционный куб и вы держивают в течение 12 ч. Во времяэтой операции куб поддерживают поддавлением 5 кг/см 2 (избыточное), а"загруженный остаток выдерживают при410-420 С. Затем пар при200 ОС вво дят в куб для удаления из него фракции легких масел с результирующим выходом 327. по весу тяжелого пека какостатка в расчете на вес исходногоостатка. Проводят те же самые опе рации, что и в примере 3, в частности в тех же условиях, что и в условиях, указанных в графах 2, 4 и 5 втабл, 6 для испытания, как это осуществляется в производстве кокса для 55 доменных печей. Прочность коксопродуктов равна 91,6, 89,2 и 91,4.Ниже приведены свойства полученно;го пека:1087077 43 Нерастворимое вхинолине вещество,вес. % 9,4 1 О Отношение Н/С 0,9 40 Слабококсующийсяуголь из Австралии (Ньюдалл), % угля. 15оТочка размягчения, С Связанного углерода,вес.%Нерастворимое вбенэоле вещество,вес.% П р и м е р 5, Пек, полученный аналогично примеру 3, помещают в куб для созревания, оборудованный 15 мешалкой, на термообработку. Эту термообработку проводят при нормальном давлении при 400-410 С в течение 6 ч, Легкие масла, образовавшиеся в ходе термообработки, извле кают с помощью дистилляции, а тяжелый высокоароматизированный пек получают с выходом 59 вес.% (26,5 вес.% в расчете на вес исходного остатка),Полученный пек характеризуется 25 следующими свойствами: точка размягчения 225 С; нерастворимого в бензоле вещества 65%; нерастворимого в хинолине вещества 38%; отношение Н/С 0,76 и 60% связанного углерода. З 0Этот пек испытывают на коксующую способность в качестве коксующей связки в тех же условиях, что и в опытах 2, 4 и 5 в табл, 6, с хорошими результатами, дающими прочность кокса 91,8, 81, 1 и 92,3 соответствен но.Проводят испытания для пека в качестве связки следующего состава: Предлагаемый пек, % 30 50Прочность кокса 88,7 91,4 45 Оказалось, что смесь слабококсующегося угля из Австралии (Ньюделл, с предлагаемым пеком обеспечивает ,коксуемость, сравнимую с коксуемостьк 0 сильнококсующихся углей. 16П р и м е р 6, При использовании в качестве исходного материала кубового остатка вакуумной дистилляции того же материала, что и в примере 1, проводят испытание в масштабе интенсивности потока исходного остатка около 100 кг/ч, причем применяют устройство, показанное на чертеже;Перегретый пар вводят в качестве нагретого теплоносителя при 620 С с интенсивностью потока 30,4 кг/ч. Условия испытания следующие: Тг (тем. пература на выходе печи предваритель. ного нагрева с крекингом) 480 С; Тс.(температура внутри реакционного куба) 420 С; Р 0 (давление на входеопечи предварительного крекингового нагрева 32 кг/см (изб); Р 1 (давление2на выходе печи предварительного крекингового нагрева) 10 кг/см (изб.); Р 2 (давление внутри реакционного куба) 0,1 кг/см (изб.);20 (время пребывания в печи предварительного крекингового нагрева) 3,2 ч; 02 (время пребывания внутри реакционного куба) 3,5 ч. Получают следующие продукты,вес,%: газ 4,6; легкое масло 11,3;тяжелое масло 48,4 и остаточныйпек 25,5.В табл. 7 показаны свойства полученных продуктов,В табл. 8 представлены результаты испытания, рассмотренные в свете приведенных условий температуры и давления (Опыт 1 поедлагаемьй). Вслед за этим пек, полученный в ходе каждого из таких испытаний, подвергают испытанию на коксование. Смесь, использовавшаяся в этом испытании, состоит из 80 вес.ч. угля ОС из СССР, который является нскоксующимся углем, и 20 вес.ч. пека,Таблица 8 показывает, что продукты, полученные в каждом случае, обеспечивают качество, сравнимое с качеством, получающимся в результате использования хорошо коксующегося