Способ замедленного коксования нефтяных остатков

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к получению нефтяного кокса замедленным коксованием с содержанием летучих веществ более 15% и менее 25% для использования в качестве коксующей добавки в шихту коксования углей.

Известны различные способы получения коксующих добавок замедленным коксованием нефтяных остатков: патенты РФ на изобретение №2576429, 2560442, 2209826, 2496852, 2400518 и т.д.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности является способ замедленного коксования нефтяных остатков (патент РФ №2206595), включающий предварительный нагрев исходного сырья, смешение его с разбавителем в отдельной смесительной емкости, вторичный нагрев смеси до температуры коксования. В качестве разбавителя используют рециркулят - тяжелый газойль коксования, или смолу пиролиза, или тяжелый газойль каталитического крекинга, или их смеси в количестве 4-15% на исходное сырье. Недостатком данного способа является низкое количество летучих веществ в продукте и низкая производительность установки коксования.

Предлагаемое изобретение направлено на увеличение летучих веществ в продукте, увеличение производительности установки, а также на расширение сырьевых ресурсов, используемых в процессе коксования.

Это достигается тем, что в способе замедленного коксования, включающем предварительный нагрев исходного сырья, смешение его с разбавителем в отдельной смесительной емкости, вторичный нагрев смеси до температуры коксования, при этом в качестве разбавителя используют рециркулят - тяжелый газойль коксования в количестве 5-15% от исходного сырья и компаундирующие добавки в виде кубового остатка с установки каталитического крекинга вакуумного газойля или мазута, содержащих ультрадисперсные суспензионные катализаторы, или их смеси в соотношении с рециркулятом от 1:1 до 2:1.

Кубовые остатки с установки каталитического крекинга вакуумного газойля или мазута, полученные с использованием ультрадисперсных суспензионных катализаторов, содержащих такие металлы как никель, железо, цинк, молибден, содержат в своем составе вышеуказанные металлы, которые способны ускорить и процессы коксования. При этом происходит не только ускорение процессов деструкции углеводородов, что естественно, но и реакции конденсации углеводородов, что приводит к ускорению процессов коксования и увеличению количества летучих веществ за счет образования продуктов конденсации с более высокой температурой кипения.

При проведении процессов каталитического крекинга как мазута, так и вакуумного газойля с применением ультрадисперсных суспензионных катализаторов, на опытно-промышленной установке образуются кубовые остатки, содержащие эти катализаторы, которые необходимо утилизировать. Поэтому применение этих кубовых остатков, с одной стороны, позволяет достичь такого неожиданного технического результата, как утилизация этих продуктов, с другой стороны, расширить сырьевые ресурсы для получения коксующих добавок, получаемых замедленным коксованием.

Способ осуществляется следующим образом.

Исходное сырье, в частности гудрон, предварительно нагревают в печи до температуры 340-380°С и подают в отдельную смесительную емкость, туда же поступает рециркулят (тяжелый газойль коксования) в количестве 5-15% от исходного сырья, а также компаундирующие добавки в виде кубовых остатков с установки каталитического крекинга вакуумного газойля или мазута, содержащих ультрадисперсные катализаторы, или их смеси в соотношении с рециркулятом от 1:1 до 2:1. Из емкости полученную смесь подают в печь для нагрева до температуры коксования 480-490°С и через четырехходовой кран она поступает снизу в один из реакторов коксования. Дистиллятные продукты коксования сверху реактора отводят в ректификационную колонну, где разделяют на газ, бензин, водный конденсат, легкий, тяжелый и кубовый газойль и продукты выводят с установки.

После заполнения реактора коксом горячий поток из печи переключают в следующий реактор, а первый после пропаривания и охлаждения освобождают от кокса и готовят к следующему циклу коксования.

Предложенный способ иллюстрируется следующими примерами, которые приведены в таблице. Данные таблицы были получены опытным путем на пилотной установке замедленного коксования при давлении 0,4 МПа и температуре 490°С на выходе из печи.

В опытах использовались продукты со следующими показателями качества:

- гудрон: плотность 984 кг/м³, коксуемость 1,3%, содержание серы 0,8%;

- рециркулят: плотность 965 кг/м³, коксуемость 0,5%;

- кубовый остаток с установки каталитического крекинга мазута с применением ультрадисперсного катализатора, содержащего никель: плотность кубового остатка - 998 кг/м³, коксуемость - 11%;

- кубовый остаток с установки каталитического крекинга мазута с применением ультрадисперсного катализатора, содержащего железо: плотность 991 кг/м³, коксуемость 5%;

- кубовый остаток с установки каталитического крекинга вакуумного газойля с применением ультрадисперсного катализатора, содержащего цинк: плотность 983 кг/м³, коксуемость 4%.

В таблице примеры 1-5 характеризуют предлагаемый способ, а пример №6 - прототип.

При дальнейшем увеличении количества разбавителя по отношению к компаундирующей добавке (более чем 2:1) происходит уменьшение выхода кокса (менее 20%). Уменьшение количества разбавителя (менее чем 1:1) приводит к закоксовыванию трубопроводов и, как следствие, затруднению и ухудшению условий проведения процесса.

Таким образом, предлагаемый способ замедленного коксования позволяет увеличить содержание летучих веществ в коксе, увеличить производительность установки за счет снижения продолжительности коксования, а также расширить сырьевую базу и утилизировать ультрадисперсные суспензионные катализаторы, содержащие такие металлы, как никель, железо, цинк.