Шихта для получения металлургического кокса

(51)5 С 110 В 57/04 1 к 5 глл Е гЛ и К" Ь 1 ИРМ 1 ГСУДЛРСТВ 11 НЬ 1Г 10 ИЗОБ 1 ЕЕ 11 ИЯ11 РИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ г К АВТОРСКО У СВИДЕТЕЛЬСТВ 1,1 ЕТАЛ. УР(54) ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕГИЧЕСКОГО КОКСА 45-55 17-25 10-15 иеся к шихтовым мальзовано в коке металлурги(21) 4663778/26(71) Харьковский политехнический институт им. В,И.Ленина и Институт нефтехимического синтеза им. А.В Топчиева(56) Авторское свидетельство СССРМ. 941393, кл. С 10 В 57/04, 1979.Использование спекающих добавок в шихте для коксования. Сер, Коксохимиче. ское производство. ЦНИИинформации и технико-экономических исследований черной металлургии, 1987, вып. 2. с. 7. Изобретение относитсятериалам и может быть испосохимии при производствческого кокса.Целью изобретения является повышение механической прочности коксаПоставленная цель достигается тем что шихта для получения металлургического кокса, включающая газовые жирные коксовые, отощенно-спекающиеся угли и железо- содержащую спекающую добавку, в качестве спекающей добавки содержит остатки процесса термообработки сернистых гудронов в присутствии железорудного концентрата (ЖРК) при следующем соотношении компонентов, мас,%.Остатки процесса термообработки сернистых гудроновв присутствиижелезорудного концентрата 2-4(57) Изобретение относится к производству КЬкса в частности к шихтовым материа;ам и позволяет повысить механичесую прочность кокса, В шихту. состОЯщую из;азовых жирных. коксовых и отощенно-спекающ хся углей. в качестве спекающей добавки вводят остатки процесса термообработки сернистых гудронов в присутствии железорудногоонцентрата при следующем соотношении ком понентов, мас.%: спекающая добавка "-4 газовые угли 45-55, жирные угли 17-25 коксовые угли 10 - 15, отощенно-спекающиеся угли остальное, При этом прочность кскса по показателю П 25 увеличилась на 6- 8.8%. 6 табл. Газовые углиЖирные углиКоксовые углиОтощенно-спекающугли Остальное Одним из направлении углубления переработки нефти за счет вовлечен; я в нефтепереработку тяжелых нефтяных остачков является попцесс термооблагораживачия гудронов в присутствии носителей с большой удельной поверхностью. Процесс ос- ществляется при 410-430 С в течение 30-120 мин, когда интенсивно протектют процессы деструкции и пол 11 конденса 1,и 11 позволяющие получать до 65% дистил 1 ятных фракций с концом кипения 540 С и остаток представляющий собой мезогенный пек. который может быть использован е качестве спекающей добавки в слеси с носителел или после отделения посчедн.гол,1 езогенные свойства оста 1 ков представле ы в табл. 1.Глубина о 1 бора дис 1 иллятных фракцийдо 540 С) обусловлена необходимостьюполучения л 1 аксил 1 ального количества светлых продуктов, которые в дальнейшем могутбыть переработаны в высококачественноетопливо, масла и др.Снижение температуры термообработки сырья ниже указанного предела приводит к резкому замедлению процессовдеструкции и конденсации, и следовательно, к существенному увеличению временипребывания сырья в реакторе. При температурах выше 430 С процесс характеризуетсяповышенным газо- и коксообраэованием,что приводит к снижению выхода дистиллятов с концом кипения 540 С, Остатки.полученные в этих условиях. содержат,кроме носителя, значительное ксличествополукокса (до 50 от остатка), которыйухудшает спекающие характеристики всейсистемы, так как не обладает спекающимисвойствами,В процессе термообработки наиболеереакционные компоненты тяжелого нефтяного сырья - асфальтены и часть смол, хемосорбируются на поверхности носителя ввиде полукокса. Вместе с асфальтенами исл 1 олами на поверхности носителя осаждается большая часть металлов (ванадий и никель), содержащихся в сырье и являющихсяядами катализаторов переработки тяжелыхостатков, Концентрация ванадия на носителе может достигать величины 0,05%, Применяемый в качестве носителя железорудныйконцентрат с размером частиц 0,1 мм имеетбольшую поверхность, что позволяет использовать его в количестве не выше 5 .Как следует иэ табл 2, свойства остатков,полученных в присутствии различных количеств ЖРК. практически одинаковы. Наличие магнитных свойств у ЖРК позволяет(при необходимости) легко отделить от жидких продуктов реакции методом магнитнойсепарации.Выбор условий проведения процесса(415 С, 60 мин) обусловлен необходимостьюполучения спекающей добавки с умереннымсодержанием образующегося в процессеполукокса и температурой размягчения до100 С, что позволяет использовать различныеметоды введения ее в шихту (совместноедробление или нанесение в капельно-жидкомвиде).Использование указанных остатков вкачестве спекающей добавки шихты при заявляемом соотношении компонентов обеспечивает в процессе коксования последней(г 1 ри нагреве со скоростью 5 С/мин в ин 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 тервале температур 490-530 С) формирование в остатке плас 1 ичной мезофазы, обладающей высокой адгезией к углероду на поверхности остаточных зерен углей, обусловившее образование прочного карбснизированного остатка,Следствием этого является достижение положительного эффекта, заключающегося в повышении механической прочности кокса и расширении угольно-сырьевой базы коксования посредством использования отходов процесса глубокой переработки гудронов.Кроме этого, слабое каталитическое действие окислов железа, содержащихся в предлагаемой добавке. также улучшае 1 ее спекающие свойства и способствует псвышению прочности спекания Это косвенно подтверждается тем, что значение индекса Рога только углеводородной части добавки ниже (углеводородная часть добавки 40,5%, добавка 43,2 ф 6).Заявляемый состав шихты для получения металлургического кокса отличаетсч от прототипа качественно (использованием в качестве спекающей добавки остатков термообработки в присутствии ЖРК) и количественно (содержанием имеющихся в прототипе компонентов),Использование остатков термообработки гудронов в присутствии ЖРК в заявляемом составе обеспечивает последн эму усиленное свойство прочности получаемого из него кокса эа счет высокой адгеэии к углероду на поверхности остаточных зерен углей, В табл, 2 даны некоторые характристики остатков на основе пека и ЖРК.П р и м е р. Измельченные угли, качественные характеристики которых представлены в табл 3, смешивают в следующих соотношениях,: Г 51; Ж 21; К 11; ОС 15, с измельченной до класса крупности не более 3 мм спекающей добавкой в количестве 2 ,Спекающая добавка - остаток термсобработки сернистых гудронов в присутствии ЖРК - имеет следующий элементный со. став, мас, : С 72,3; Н 7,7; М 0,7; Ь 2,65; ЖРК 12,65,Шихту загружают в цилиндрические ре. торты иэ перфорированной жести. Диаметр реторты 130 мм, высота 320 мм, Коксованиг проводят в печи, Материал кладки печи - динас, ширина камеры коксования 400 мм обогрев печи - коксовым газом, темперзту ра по оси коксового пирога перед выдаче 1000 С, период коксования 15 ч,Полученный кокс имеет следующие по казатели качества,П 25 92,4; И 1 о 6-8 прочность пористого тела кокса 77,5.1703674 45 Таблица 1 Температура. С образования отверждезофазы 5051 В табл, 4 приведены марочные составыпроверяемых смесей с показателями прочности полученного из них коксаВ примерах 1- б табл, 4 приведены составы испытанных смесей заявляемой шихты и показатели механической прочностиполученного из них кокса.Примеры 7-9 - составы и прочность кокса из шихты по прототипу,Анализ данных, приведенных в табл, 4, 10показывает, что предлагаемая шихта посравнению с известной имеет более высокие коксующие свойства и обеспечиваетполучение кокса, показатели механическойпрочности которого значительно выше, чем 15у кокса, полученного из известной шихты,Так, показатель П 25, характеризующийдробимость кокса, 92,4 -95 оь (у известнойшихты 87 оь), показатель Ио, характеризующий истираемость кокса, 5,7-6,8 оь (у известного состава - 10,5 оь), показателипрочности пористого тела кокса 77,5-83,4против 75 О.Для подтверждения правильности выбранных граничных значений вводимой в 25заявляемый состав спекающей добавки были прококсованы смеси, в которых марочный состав углей практически одинаков, апри изменении количества вводимой добавки изменяется только содержание жирных 30углей,Данные, полученные при коксовании,приведены в табл, 5 и подтверждают правильность выбранных граничных значенийвводимой в состав шихты спекающей добавки,Оптимальным является введение добавки в количестве Зоь, так как при этомполучают кокс с максимальными значениями прочности. Содержание добавки в смеси 40в количестве более 4 О приводит к снижению прочности кокса. Ощутимый эффект отдействия добавки проявляется при расходепоследней в количестве 2 О. Преимущества предлагаемой спе эющей добавки по сравнению с из;,естнми добавками нефтяного грасхождения пр; демонстрированы в табл. б. Как следуе 1 иэ этих данных, в рассмотренном ряду спе ающих добавок нефтяного происхождения наиболее эффективной является добавка 1, содержащая ЖРК, в присутствии которой формируется кокс с максимальной прочностью, В присутствии близкой (но не идентичной) по происхождению и способу получения добавки 3 образуется кокс с несколько худшими прочностными характеристиками. Сравнение свойств добавки 1 с добавкой 2, которая по углеводородному составу идентична добавке 1, но не содержит ЖРК, позволяет сделать вывод о том, что использование добавки 2 приводит к некоторому снижению прочности спеканияихты.Таким образом, предлагаемая шихта обеспечивает получение кокса, по прочности не уступающего коксу, полученному из спекающих углей,Формула изобретения Шихта для получения металлургического кокса, включающая газовые, жирные, коксовые, отощенно-спекающиеся угли и железосодержащую спекающую добавку о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения механической прочности кокса, в качестве спекающей добавки используют остатки процесса термообработки сернистых гудронов в присутствии железорудного концентрата с температурой размягчения 80-100 С и температурой кипения выше 530 С при следующем соотношении компонентов в шихте, мас,оь:Спекающая добавка 2-4 Газовые угли 45-55 Жирные угли 17-25 Коксовые угли 10-15Отощенно-спекающиесяугли Остальное1703674 Таблица 5 1 Ларочный состав шихты мас ГЛеханическая кокса, Добавка 11 10 10 блица Пр дрона вобавки 1;кстракт а;2 50 при 3 - Кре нчу Составитель Т, БородкинаРедактор Л, Гратилло Техред М,Моргентал Корректор Т, Малец аказ 40 Тираж ВНИИПИ Государственного ком 113035, Мос ППодписноеетениям и открытиям при ГКНТ Сшская наб 4/5 итета по изо ва, Ж, Ра изводственно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород. ул Гагарина. 101 0 24 О, 23 022 О, 21 020 м е ч а н и е. Добавки; 1 - ствии железорудного ко таток термокрекинга гуд нчугского НПЗ: 5 - гудро стато ентра на пр Креме 15192 7 б 9 15 292,9, 6.8 15 3 ) 94,2; 5 8 15 , 493 5 , б 2 155, 92,87.0 есса термообработки- углеводородная часС Рязанского НПЗ: 4кого НПЗ. п рс чностьПрочно-сть пори-1стоготела кок- са 80.4 809 82.4 813 790