Презентация, доклад на тему Современное состояние и перспективы развития процессов коксования

в мировой нефтепереработке.

обладает Северо-Американский регион, в частности, Соединенные Штаты Америки: на их долю приходится 53,9 % мировых мощностей коксования, при этом выработка кокса составляет 54 млн. т/год. Ведущие позиции среди стран помимо США занимают Китай – 15,4 млн. т/год (7,4 % мировых мощностей), Венесуэла – 8,8 млн. т/год (3,5 %), Германия – 5,7 млн. т/год (2,3 %), Япония и Россия – по 5,3 млн. т/год (2,1 %).

с тем, что в этом процессе наряду с получением нефтяного кокса реализуется ряд технологий, обеспечивающих его широкое применение в производстве моторных топлив:
высокоэффективная термодеасфальтизация нефтяных остатков: коксовое число исходного сырья составляет – 25-30% и более, продуктов коксования – не более 0,3-0,5 %;
деметаллизация нефтяного сырья: содержание металлов в исходном сырье – до 300 ppm и более, в продуктах коксования – 3-5 ppm , причем 95-98% металлов переходят в кокс;
переработка нефтешламов и других отходов с получением топливного кокса, газообразных и жидких продуктов, что позволяет считать процесс замедленного коксования самым мощным «санитаром» НПЗ.

окружающей среды. Например, при сжигании 6 млн. тонн топочного мазута с содержанием серы 3 % масс. в окружающую среду выбрасывается 360 тыс. т/год соединений серы. При коксовании такого же количества мазута образуется около 700 тыс. т/год нефтяного кокса с содержанием серы 3,5 % масс, в результате сжигания которого в окружающую среду выбрасывается 49 тыс. т/год серы, т.е. значительно меньше, чем при сжигании мазута. Учитывая это, многие заводы строят собственные энергетические установки, на которых в качестве топлива используют кокс.

Использование кокса в качестве топлива

печах (в мире более 120 таких печей производительностью 100-350 тыс. т/год, из них 70 – в США; на Омском НПЗ в барабанной печи прокаливают суммарный кокс);
в подовых печах (в мире 10 таких печей производительностью 100-200 тыс. т/год);
в камерных печах (в ОАО «Сланцы» потенциальная производительность одного комплекса – до 280 тыс. т/год ).
Прокаленный кокс на мировом рынке стоит в 2-3, а на российском в 3-5 раз дороже сырого. Прокаливание на 30 процентов снижает объем перевозки кокса (что особенно важно для России), а также решает серьезную проблему смерзания сырого кокса в зимнее время. Кроме того, прокаленный кокс экологически менее вреден, чем сырой, что важно при погрузке, транспортировке, выгрузке кокса.

коксования за счет вовлечения остатков процессов нефтехимии и альтернативных источников сырья
организация коксового производства на малотоннажных коксовых установках из прямогонных мазутов малосернистых нефтей
введение в процесс коксования водорода, что позволяет увеличить выход тяжелого и легкого газойлей, снизить выход нефтяного коса, а также добиться снижения содержания серы, как в жидких продуктах, так и в нефтяном коксе
выбор конструктивного оформления узла ввода сырья
реконструкция камерных печей с оснащением их дополнительно к нижнему верхним газоотводом, аналогично роторным прокалочным печам. За счет верхнего газоотвода организуется противоточная схема движения кокса и газа, что позволяет существенно интенсифицировать обогрев верхних холодных зон печи и одновременно снизить давление и потери газа в процессе.

программе «Энергоэффективная экономика ТЭК» (раздел «модернизация нефтеперерабатывающей промышленности»), глубина переработки нефти к 2010 году должна увеличиться до 75%, а к 2020 – до 85% «при значительном улучшении качества нефтепродуктов, обеспечивающем их конкурентоспособность». Однако таких показателей нельзя достичь без включения в схемы заводов установок коксования

прокачивается через печь и с температурой около 400оС в вакуумную колонну. Из нее отгоняют фракции вакуумного газойля. Гудрон с низа колонны при температуре 350оС загружается в куб на 1/3 объема (около 50 м3). Время заполнения - 2 ч. За 10 мин. до начала подачи сырья разжигается топка под кубом. Во время подачи сырья, температура в топке поднимается до 600оС. Температура в кубе поднимается до 380оС. При такой температуре кубовая жидкость начинает подвергаться термическому крекингу и из куба начинают интенсивно выделяться продукты крекинга. Этот этап назвается фазой погоноразделения и в зависимости от качества сырья продолжается до 12 часов.
По мере протекания этой фазы температура в кубе повышается до 460оС. В конце этой фазы процесс коксования считается законченным. Об этом свидетельствует резкое снижение температуры в кубе на 10-15оС. После этого осуществляется стадия просушки коксового пирога. При этом температура в кубе поддерживается на уровне 450оС. Продолжительность стадии - 2 часа. В ходе этой фазы температура снижается.
Затем начинается стадия охлаждения водяным паром до температуры 200-250оС. После водяного пара охлаждение проводят воздухом до температуры 100оС, после этого приступают к разборке куба и выгрузке кокса. Температура в топке снижается со скоростью около 50оС/час во избежание термического разрушения аппаратуры.
Кокс из куба выгружают с помощью лебедок. На дно куба перед подачей сырья укладываются пластины с ушками. Затем с помощью лебедок пластины удаляют. Окончательную зачистку куба проводят вручную.

из камер образующихся паров и газов. Коксование называется замедленным, т. к. тепло, необходимое для целевых реакций сырье аккумулирует только в процессе предварительного нагрева в змеевиках печи.
Сырье коксования прокачивается через конвекционную камеру печи, нагревается до 350-400оС и подается в нижнюю часть ректификационной колонны. Здесь оно контактирует с парами продуктов из коксовых камер. Из паров продуктов конденсируются наиболее высококипящие компоненты. Смесь первичного сырья и конденсата высококипящих паров (так называемое вторичное сырье) выводится с низа колонны и прокачивается через радиантную камеру печи. Вторичное сырье из печи с температурой 490-510оС подается в нижнюю часть коксовой камеры. По мере заполнения сырьем, из камеры выделяются пары продуктов термического разложения. Они поступают в нижнюю часть ректификационной колонны.
Боковые погоны - дизельные и керосиновые фракции, верхний продукт - нестабильный бензин, который подвергается стабилизации в стабилизаторе.
Заполнение камеры производится неполностью, так как нужно предотвращать попадание коксовых частиц в низ колонны, а оттуда в печь.

скорее, побочным продуктом.
Сырье с температурой 300оС подается в слой псевдоожиженного катализатора через форсунки, которые расположены в нескольких точках по высоте и диаметру раствора. Температура слоя псевдоожиженного катализатора составляет 500-550оС. Пары продуктов термокрекинга сырья поступают в скруббер. Скруббер орошается рисайклом из ректификационной колонны. При этом происходи конденсация наиболее тяжелых продуктов термокрекинга. Конденсат подается на смешение с сырьем. Нижний продукт скруббера - рисайкл - либо подается на смешение со свежим сырьем, либо используется как котельное топливо. Верхний - смесь газов, бензиновых и дизельных и газойлевых фракций - выводится на разделение в ректификационные колонны.
В коксонагреватель снизу подается воздух с температурой 600-650оС. Часть кокса сгорает, часть - является товарным продуктом. Для транспортировки кокса используется водяной пар.
Соотношение кокс : сырье = 7-10 : 1. При этом на 1 кг сырья приходится около 200 м2 коксовых частиц. Сырье распределяется тонким слоем на поверхности частиц.