Способ переработки кислых гудронов

сОюз сОВетскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51)5 С 10 6 17/10 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРС ВИДЕТЕЛЬСТВ сти отрабо. 1987 г. 17/10,(21) 4866785/04(56) Дюмаев К,М, и др, Регенерацитанных сернокислотных растворас. 8-11.Авторское свидетельство СССМ 454244, кл, С 10 6 31/06, С 101971. Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к утилизации кислых гудронов - отходов производства, образующихся при сернокислотной очистке нефтяных фракций, содержащих загрязненную серную кислоту.Известенспособ переработки кислыхгудронов, основанный на окислительно-восстановительном взаимодействии серной кислоты и сульфокислот с нагретыми до температуры 200-400 С нефтепродуктами, взятыми в соотношении 10-125 мас.ч. на 1 мас,ч. Кислоо гудрона. При этом серная кислота и сульфокислоты восстанавливаются до диоксида серы и воды, а органическая масса окисляется до более вязкого нейтрального нефтепродукта, который может быть использован, в зависимости от глубины окисления, в качестве битума или сырья для его получения, как компонент котельного топлива или сырья коксования и др.Этот способ обладает следующими недостатками: Ж 1778147 А 1(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ КИСЛЫХ ГУДРОНОВ(57) Сущность изобретения: кислый гудрон подвергают термообработке в присутствии восстановительной добавки и теплоносителя - твердого остатка термообработки в виде кипящего слоя, нагретого путем его частичного сжигания при температуре 450- 500 С при контакте с воздухом, подаваемый для сгорания кипящего слоя. Продолжительность пребывания теплоносителя в зоне реакции 8-11 мин. Термообработку ведут при температуре 350-450 С и давлении 30- 40 КПа. 1 э.п. ф-лы, 2 табл. для разложения серной кислоты и сульфокислот, содержащихся в кислом гудроне, требуется большое количество восстановительной среды (1:10-125 мас.ч,);процесс обладает рядом технологических трудностей: интенсивное пенообразование, большой объем реакционных аппаратов, коррозия аппаратуры серной кислотой и сульфокислотами в зоне высоких температур,Все это вместе взятое затрудняет внедрение этого способа утилизации кислых гудронов в производство.Наиболее близким к предлагаемому является способ переработки кислого гудрона, заключающийся в смешении кислого гудрона с 3-25 О восстановительной добавки (мазут, тяжелые масляные дистилляты, полугудрон, гудрон), распылении смеси в реакторе при одновременном нагреве ее а кипящем слое до температуры 200-300 С газообразными продуктами сгорания топлива, образующимися в выносной топке длясжигания топлива под давлением. При нагреве реакционной смеси происходит разложение серной кислоты и сульфокислот додиоксида серы и воды, окисление и уплотнение органической массы до твердого коксаподобного продукта, который выводят изаппарата,Недостатки известного способа заключаются в следующем:значительный расход топлива на образование газообразных продуктов сгорания,которые используются в качестве теплоносителя для нагрева реакционной смеси вреакторе и низкий коэффициент теплопередачи газ - твердое вещество, что влечет за 15собой увеличение эксплуатационных затратна переработку кислого гудронабольшое количество газообразных продуктов, проходящих через реакционноеустройство, и осуществление процесса в 20кипящем слое с низкой концентрациейвзвеси (образующегося твердого остаткатермообработки), что способствует большому выносу мелких частиц твердого продуктаиз аппарата, а также существенному увеличению его размеров.Целью изобретения является повышение эффективности процесса переработкикислого гудрона за счет увеличения производительности реакционного устройства и 30снижения энергозатрат.Поставленная цель достигается тем, чтов известном способе переработки кислогогудрона в присутствии восстановительнойдобавки и теплоносителя, согласно изобретению термообработку ведут при массовойФскорости подачи сырья равной 0,5-1,1 чиспользовании в качестве теплоносителятвердого остатка термообработки в виде кипящего слоя, нагретого путем его частичного сжигания при температуре 450-500" С засчет контакта с воздухом, подаваемым длясоздания кипящего слоя, и продолжительности пребывания твердого теплоносителяв зоне реакции 8-11 мин. 45Второе отличие состоит в том, что термообработку ведут при температуре 350450 С и давлении 30-40 КПа,Процесс термообработки кислого гудрона в реакторе с кипящим слоем теплоносителя осуществляется следующимобразом. Предварительно смешанные кислый и прямогонный гудрон насосом подаются в форсунки,вмонтированные в реактордля распыления и нанесения на теплоноситель, находящийся в кипящем слое. Последний создается воздухом, подаваемымвоздуходувкой под распределительную решетку. При контакте реакционной смеси снагретым теплоносителем происходит раз 1050-1150 В качестве восстановительной добавки к кислому гудрону использосан прямогонный гудрон с такими показателями качества: ложение серной кислоты и сульфокислот, атакже окисление и уплотнение органической массы с образованием остатка термообработки. В этом же процессе происходитсгорание части остатка термообработки иобразующихся углеводородных компонентов, чем обеспечивается подвод необходимого тепла для протекания процесса.Избыток остатка термообработки выводится из реакторного устройства черезбункерно-шлюзовый затвор. В верхнем бункере остаток термообработки охлаждаетсядо температуры 100-120 С.Образующийся сернистый газ уходит иэверхней части реакторного устройства. Егоочистка, охлаждение и переработка осуществляется по известной технологии,При пуске установки в качестве контактной массы и теплоносителя в реакторе используется измельченный нефтяной кокс сразмером зерен 0,1-0,3 мм. При установившемся режиме эти функции выполняет, образующийся иэ кислого гудрона твердыйостаток термообработки.Остаток термообработки кислого гудрона представляет собой твердое зернистоепористое вещество черного матового цвета.Продукт нерастворим в органических растворителях, в том числе: в бензоле, четыреххлористом углероде, пиридине, Основныепоказатели его качества;Насыпная масса,кг/м 725-755,Истинная плотность,/мКажущаяся плотность,кг/м 840-890Удельная поверхность,м /г 3,2-4,8Угол ссыпания мате-,риала,45Элементный состав, мас. О ;углерод 82,6-83,5водород 7,5-8,1сера 2,9-3,6кислород 4,0-4,5азот 0,7-0,9эольный остаток 0,8-1,1теплота сгораниянизшая, кДж/кг 32700-32800Примеры осуществления способа.В качестве исходного сырья для термообработки использовали парафиновые имасляный (трансформаторный) кислые гудроны, состав которых приведен в табл,1.1778147 35 Таблица 1 Плотность, р 0,969 Молекулярная масса 585 Температура размягченияпо КиШ, С 29 Компонентный состав, мас.%:асфальтены 6,3 смолы 16,1 масла 77,6 содержание серы, О 1,6 содержание золы, о 0,3 коксуемость, о 9,8 Условия термообработки кислых гудронов в присутствии восстановительной добавки, материальный баланс процесса и качество остатка термообработки приведе 15 ны в табл,2. Из полученных результатов следует, что сульфокислоты и серная кислота в процессе термообработки полностью разрушаются с образованием диоксида серы и реакционной воды, а органическая масса окисляется и уплотняется с образованием твердого органического остатка,Образующиеся в процессе термообработки кислых гудронов сернистый газ и остаток термообработки являются полезными продуктами. Сернистый газ может быть переработан в серную кислоту, элементную серу, бисульфит натрия и другие товарные продукты, Остаток термообработки может быть использован как твердое топливо, в качестве компонента сырья для получения нефтяного кокса и др. Предложенный способ озволяет вести технологический процесс термообработки кислого гудрона при более высокой концентрации взвеси твердого остатка термообрэботки в кипящем слое. уменьшенном количестве газообразных продуктов, проходящих через реактор и другие технологические аппараты, повышенной производительности реактора по перерабатываемому сырью, а также самообеспечении процесса теплом путем частичного сжигания в кипящем слое, образующегося остатка термообрэ ботки.сбо р м у л а и з о б р е т е н и я 1, Способ переработки кислых гудронов путем их термообработки в присутствии восстановительной добавки и теплоносителя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности процесса и снижения энергозатрат, термообработку ведут при массовой скорости подачи сырья 0,5-1,1 ч ", использовании в качестве теплоносителя твердого остатка термообработки в виде кипящего слоя, нагретого путем его частичного сжигания при 450-500 С за счет контакта с воздухом, подаваемым для создания кипящего слоя, и продолжительности пребывания твердого теплоносителя в зоне реакции 8-11 мин.2, Способ по п.,1, от л и ч а ю щи й с я тем, что термообработку ведут при температуре 350-450 С и давлении 30-40 КПа.1778147 Таблица 2Результаты термообработки кислых гудронов ( иматериальном балансе соотгудронов (циФровые значения впансе соответствуют на загрузку по сырьюили 100 кг/ч загрузки сырья е реакт )акторе Показатель Исходное сырье Проба 1+65 восстанови тельной добавки е гиии ег гткиг Проба 2+80 восстанови" тельной до" бавки Проба 3+Завосстановительной добавки ие г е). Условия термообработемпература в реакторе, С верх 35040048030 39045050036 30040045040 кипяций слой низ Давление кла Нассовая скорость подачисырья 0,7 0,5 Время пребывания остаткатермообработки в реакторе, мин 8,0 11,0 10,0 11. Натериальиый балансВзято: 1, Кислыи гудрон 93,56,5114,8214,8 92,08,0120,0220,0 100,03,0107,1210,0 2, Пряногонный гудронВсего,Получено: 25,4183,7 1. Остаток термообработки2, .Сернистый газв тон числедиоксид серы 19,9 "194,1 175201,5 42,1,29,237,892,41,0220,0 39,6 33126,632,991,11,0210,1 29,1 36,488,4 0,8 214,8 диоксид углерода вода азот 3, Потери Всего:П 1, Качество остатка термообработки 75511508764,845 Насыпная масса, кг/муИстинная плотность, кг/мзКаауа 1 аяся плотность, кг/мУдельная поверхность, мз/г 739 .1070 840 3,2 45 72511308903,9 .45 Угол ссылания материала;Элементный состав, Ф: углерод 82,6 83,5В 3,08,1 . 8,0 . 7,5сера 29 ,3036кислород 4,5 4,0 4,0азот 0,8 0,7О,Эвольный остаток 1 1 0 8 1 Отеплота сгорания, кДк/кг 32700 32800 327 ьОКислотное число мг КОН/г 00 0,0 О,Оа еи аатгтааг тает тетаи щ тига еееаггег иаеееее тает гаге еФКоличество сырья, подаваемого в единицу времени (кг/ч) на единицумассы (кг) твердого теплоносителя, находяцегося в реакторе.Составитель В.АнтонишинТехред М,Моргентал . Корректор А.Мотыль водород Редактор Заказ 4163 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская нэб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101