Состояние и перспективы развития производства кокса и пека из нефтяного сырья. Производство из нефти кокса


Процессы производства нефтяного кокса - Справочник химика 21

    В качестве сырья для производства нефтяного кокса могут быть использованы отбензиненные нефти, концентраты (26—60% от нефти) от более глубокой переработки нефтей (мазуты, полугудроны и гудроны), остатки вторичного происхождения (крекинг-остатки, тяжелые газойли каталитического крекинга, смолы пиролиза), остатки масляного производства (асфальты, экстракты), а также природные асфальты и гильсониты. Основным источником коксо-образования являются асфальто-смолистые вещества, содержащиеся в нефтяных остатках. Для оценки реакционной способности нефтяных остатков, установления состава конечных продуктов и регулирования параметров процесса коксования необходимо знать молекулярную структуру компонентов нефтяных остатков. [c.49]     Коксование — длительный процесс термолиза тяжелых остатков или ароматизированных высококипящих дистиллятов при невысоком давлении и температурах 470 — 540 °С. Основное целевое назначение коксования — производство нефтяных коксов различных марок в зависимости от качества перерабатываемого сырья. Побочные продукты коксования — малоценный газ, бензины низкого качества и газойли. [c.8]

    В настоящее время процесс производства нефтяного кокса в России установками замедленного коксования представлен на следующих предприятиях. [c.18]

    ПРОЦЕССЫ ПРОИЗВОДСТВА НЕФТЯНОГО КОКСА [c.49]

    При флюид-процессе [76] эндотермические реакции крекинга и экзотермическое сгорание проводятся раздельно. Благодаря этому можно работать с воздухом вместо кислорода (рис. 8). Одновременно можно использовать и более легкие нефтяные фракции, так как в данном случае производство нефтяного кокса не является определяющим. [c.29]

    Процессы производства нефтяного кокса - коксование, прокаливание - находят все большее распространение в технологических схемах нефтеперерабатывающих заводов. Процесс замедленного коксования начал применяться с 1931 г., когда была сооружена первая промышленная установка в США. В настоящее время в мире наблюдается их прогрессирующее строительство. [c.49]

    Н. Д. Волошину, О. И. Рогачевой и др., совместно с которыми были разработаны технологические процессы производства нефтяных коксов, получены новые продукты, описанные в данной книге. [c.6]

    Обычно прокаливали сырой кокс уже на металлургических комбинатах во вращающихся барабанных печах [52]. Прокаливание нефтяного кокса с установок ЗК с большим содержанием летучих веществ в установленных на алюминиевых и электродных заводах ретортных и вращающихся печах резко увеличило потери кокса и недопустимо повысило температуру отходящих газов, что привело в ряде случаев к аварийному состоянию печей. Во время такой прокалки в барабанах выделялись летучие вещества, которые загорались и затем попадали в дымовую трубу в дымовые газы. Таким образом, зачастую на установках можно было наблюдать возгорание факела на верху дымовой трубы (при добавлении определенного количества нефтяного кокса к каменноугольному пековому коксу), что являлось не просто необычным явлением, но и очередным серьезным недостатком в процессе производства нефтяного кокса. [c.55]

    Развитие производства нефтяного кокса в значительной степени определяет производство алюминия, специальных марок сталей и цветных металлов. За последние годы специалистами научно-исследовательских, проектно-конструкторских институтов и нефтеперерабатывающих предприятий сделано многое по совершенствованию технологии и оборудования процессов получения и обработки нефтяного кокса - этого ценного углеродистого материала, который по своим механическим и физическим показателям удовлетворяет потребности многих отраслей народного хозяйства. [c.5]

    Процесс прокалки нефтяного кокса на заводе Сланцы введен в эксплуатацию с 1970 года. За этот период установка превратилась в стабильного и самого крупного производителя углеродного сырья для нужд алюминиевой и электродной промышленностей России. Заявленный объем производства прокаленного кокса на 2001 год составляет более 220 тыс.тонн. [c.39]

    В представленном вниманию читателей сборнике научных трудов Института проблем нефтехимпереработки АН РБ (до 1993 г. - БашНИИ НП), посвященном 45-летию института, отражена основная научная тематика разработок сотрудников института, выполненных в последние годы по совершенствованию технологии процессов производства нефтяных битумов, коксов, пеков, топлив, масел различного назначения, по модернизации процессов висбрекинга, деасфальтизации, окисления, коксования нефтяных остатков, по созданию технологий утилизации и переработки нефтесодержащих сточных вод, отходов нефтепереработки, накапливаемых в виде эмульсионных нефтешламов. [c.2]

    Однако на НПЗ имеется другие резервы для наращивания объемов производства нефтяных коксов. Это прежде всего балансовая смесь асфальтов деасфальтизации гудрона в остаточным экстрактом, так называемый искусственный гудрон . Дело в том, что традиционно асфальт был болезненной позицией на заводах из него получается плохой битум, кроме того, его нельзя в частом виде вовлекать в процесс висбрекинга из-за низкой термостойкости и высокой коксуемости. Наше новое решение по компаундированию асфальта с экстрактом не требует больших затрат, но обеспечивает установки замедленного коксования дополнительными ресурсами хорошего высокоароматизированного сырья, дающего достаточно большой выход кокса. [c.3]

    В ряде случаев, например, в производстве электродов крупного сечения, требуется прокаленный кокс, состоящий из крупных частиц (до 15—20 мм). Поэтому представляет интерес процесс облагораживания нефтяного кокса без предварительного размельчения. [c.255]

    Крекинг-процессы, в которых СНГ производятся как полупродукты, являются в основном процессами некаталитического действия. К ним относят паровой крекинг, термический крекинг, легкий крекинг, заторможенное коксование и коксование в псевдоожиженном слое. Последние два процесса применяют в основном для производства нефтяного кокса. [c.22]

    Важнейшими направлениями развития процесса замедленного коксования, обеспечивающими максимальное производство нефтяного кокса на действующих установках России, являются  [c.226]

    Процесс прокаливания нефтяных коксов является одним из недостаточно доведенных технологических переделов по подготовке нефтяных коксов для использования в производстве анодов и электродов. [c.152]

    Для производства нефтяного кокса используют остатки, имеющие плотность 990—1020 кг/м , коксуемость по Конрадсону 4—10% (масс.) и содержащие 0,4—2,5% (масс.) серы. Чем выше коксуемость сырья, тем более высокими должны быть технико-экономические показатели процесса. Если кокс предназначается для изготовления графитированной продукции, в качестве сырья установок замедленного коксования применяют дистиллятные крекинг-остатки с низким содержанием серы и зольных элементов. Например, таким сырьем может быть крекинг-остаток из котур-тепинской нефти плотностью 1022 кг/м , коксуемостью 8,4% (масс.), с температурой начала кипения 360°С и содержанием серы не более 0,9% (масс.). При коксовании дистиллятного крекинг-остатка для получения высококачественного кокса рекомендуется вести процесс при повышенном давлении (0,05—0,08 МПа) и большом количестве рециркулируемого газойля без применения турбулизатора. [c.180]

    Из табл. 2 видно, что в СССР более высокие темпы производства нефтяного кокса, чем в США. Особенно существенно предполагается развивать процессы коксования в нашей стране в девятой пятилетке. Поскольку потребность народного хозяйства в нефтяном малосернистом электродном коксе возрастет в 1975 г. по сравнению с 1967 г. в 3,5 раза [172], количество вырабатываемого малосернистого кокса (включая и мелкие фракции, получаемые на действующих установках) не обеспечит народное хозяйство углеродистым сырьем поэтому производство кокса предполагается существенно расширить. Одновременно в связи с дефицитом и высокой стоимостью малосернистых нефтяных остатков, используемых не только как сырье коксования и гидрокрекинга, но и для производства битумов, малосернистого котельного топлива, увели- [c.9]

    Под классификацией понимается процесс разделения нефтяного кокса широкого гранулометрического состава на узкие фракции. В соответствии с нуждами потребителей иа современных установках замедленного коксования предусматривается получение трех классов кокса, различающихся не только размерами частиц, но и стоимостью. С целью стимулирования производства электродного нефтяного кокса, пригодного для облагораживания во вращающихся печах, а также учитывая больший выход летучих веществ из нефтяного сырья, чем при получении пекового кокса, ре- [c.107]

    Вопрос коксообразования в нашей стране, наиболее максимальное развитие получил в 1950-1960-х гг., когда возникла необходимость более глубокого и более детального изучения процесса получения высококачественного кокса. Особенностью можно назвать ту деталь, что научные исследования механизмов коксообразования в 1950-1970-е гг. велись отечественными учеными без поддержки зарубежных коллег. Задача по усовершенствованию процесса коксования была достаточно объемной и включала такие направления как, разработка технологии производства нефтяного кокса заданного качества из тяжелых высокосернистых нефтей, создание и усовершенствование специализированного оборудования, изучение свойств кокса и условий для его производства, а также изучение сырья коксования и другие вопросы. [c.3]

    Большое количество установок замедленного коксования построенных за рубежом (США, Канада), а также наличие в этих странах большого количества высококачественных видов нефти оказало значительное влияние на характер изучения и модернизацию промышленного производства нефтяного кокса методом замедленного коксования за рубежом и в СССР. За рубежом не были заинтересованы в более глубоких исследованиях механизма процесса образования нефтяного кокса, так как, имея в наличии множество установок коксования, работающих на высококачественной нефти, имели в избытке крупнокусковой кокс. Крупнокусковые фракции кокса отправляли на [c.3]

    Основное количество нефтянохч) кокса получают на установках замедленного коксования. Процесс замедленного коксования определился у нас в стране и за рубежом как главный технологический процесс для производства нефтяного кокса. Коксование в кубах - это довольно старый процесс, и по многим показателям кубовые установки уступают установкам замедленного коксования. В схемы нефтеперерабатывающих заводов начинают внедрять процессы прокаливания нефтяного кокса. Для прокаливания используют барабанные вращающиеся печи длиной до 7 О м. В последние годы разработаны и построены принципиально новые прокалочные печи - вертикальные с вращающимся подом, которые имеют ряд преимуществ по сравнению с другими типами печей. [c.7]

    Значимость исследований процессов получения нефтяных коксов объясняется ростом производства высоколегированных сталей, цветных металлов, электроэнергии, развитием атомно-энергетического комплекса и других отраслей техники, в которых используется нефтяной кокс, поэтому изучение данной проблемы является важным и актуальным в настоящий период. [c.5]

    БашНИИ НП. Группы технологов этого института занимались проблемами коксового производства, изучали сам процесс получения нефтяного кокса. [c.8]

    Автор выражает благодарность д. т. н. С. А. Ахметову и Р. Н. Гимаеву, к.т.н. П. Л. Олькову, Ю. М. Абызгильдину, Н. Д. Волошину, О. И. Рогачевой и др., совместно с которыми были разработаны технологические процессы производства нефтяных коксов, получены новые продукты, описанные в данной книге. [c.6]

    Основными показателями качества сырья для производства. нефтяного кокса являются состав и молекулярная структура Ьсех его составляющих. От состава сырья и строения молекул его компонентов зависят, реакционная способность сырья, количественные и качественные показатели процесса коксования и основные эксплуатационные свойства получаемого кокса. [c.14]

    Институтом Проблем нефтехимпереработки еще в 1994г. проработан вариант организации производства нефтяного кокса на ОАО Комсомольский НПЗ . Процесс замедленного коксования особенно удачно вписывается в схему развития именно этого НПЗ, на нем ожидается доведение объемов переработки нефти до 4,5 млн т в год. Если на этом НПЗ построить установку замедленного коксования мощностью 750 тыс. т по гудрону, то появится возможность выработки 165 тыс. т кокса в год из гудрона с коксуемостью 14,8 %. Содержание в коксе серы до 0,7 %. У нас имеется готовый технологический регламент на проектирование данной УЗК в самом современном оформлении. [c.15]

    Несмотря на это обстоятельство, наблюдается бурный рост мощностей по замедленному коксованию и производству нефтяного кокса. Это обуславливается, прежде всего, за счет замечательного свойства процесса, связанного с деметаллизацией и деасфальтизацией нефтяного сырья. Дело в том, что к настоящему времени в мировой нефтепереработке наблюдается повышение содержания серы и металлов в добываемых нефтях, и очень остро стоит вопрос о разработке рациональной схемы производства моторных топлив из остатков сернистых и высокосернистых нефтей. Проблема заключается в том, что каталитическая переработка остатков типа мазутов и гудронов, содержащих большое количество металлов, сопровождается быстрой дезактивацией катализаторов за счет высокого содержания металлов и быстрым закоксовыванием катализаторов за счет высокого содержания коксогенных компонентов типа асфальтенов. Все это обуславливает огромный расход катализатора и не позволяет каталитическим процессам стать массовыми в настоящее вре- [c.99]

    В ближайшие годы ожидается увеличение мощностей процессов замедленного коксования, которое обеспечит не только рост производства нефтяного кокса, но и выработку значительных объемов дистиллятов коксования. В связи с этим нужно ожидать значительного увеличения доли бензинов коксовадия наряду с бензинами термического 1фекинга в общем объеме вырабатываемых легких фракций. Однако следует иметь в виду, что использование их непосредственно в качестве ковшонентов товарных бензинов из-за низкого качества (большое содержание серы, олефинов) весьма ограничено. Ясно.что разработка вариантов облагораживания бензинов является важной проблемой нефтепереработки. [c.27]

    Термические процессы в схемах глубокой переработки нефти 108 Фрязинов В.В. Варианты схем глубокой переработки нефтяных остатков с производством нефтяного кокса...... [c.127]

    Ежов Б.М., Вольф М.Б., Саляхов О М. Современное состояние процесса замедленного коксования в СССР и за рубежом.- /В кн. Подготовка сырья и совершенствование технологии производства нефтяного кокса различного назначения.- М. ЦНИИТЭНефтехим, 1979,- С,3 12, [c.167]

    Мировое производство нефтяного кокса находится на уровне 40 млн. т/год, при этом в производстве алюминия и графитированной продукции используется не более 25% от этого количества. Однако процесс замедленного коксования является одним из самых динамично развивающихся в мировой практике нефтепереработки. В таблице 1 представлены данные по строительству установок в период с 1990-1995 гг. Из таблицы следует, что процесс замедленного коксования распространяется по всему миру, учитывая, что УЗК имеются в Японии, России, странах СНГ, Германии, Китае и т.д. Причина такой популярности процесса заключается в том, что наряду с ценным продуктом - нефтяньш коксом, который производится на установках, процесс обладает еще целым рядом замечательных свойств  [c.56]

    Показано, что програмно-целевые подходы к решению проблемы освоения промышленного производства нефтяного кокса методом ЗК позволили в короткий срок добиться усовершенствования технологии процесса, модернизации установок и значительного повышения качества производимых коксов  [c.88]

    Наиболее глубоким по конверсии гудрона термодеструктивным процессом является коксование. Существует по крайней мере три технологии такого процесса, различающиеся главным образом выходом кокса и дистиллятных продуктов. Наиболее старый, малопроизводительный процесс - коксование в обогреваемых кубовых батареях, позволяющий получать максимальный выход кокса (в 2-2,5 раза выше коксуемости гудрона) высокого качества. Наиболее щироко распространен (составляет около 90% всего производства нефтяного кокса) процесс коксования в необофеваемых камерах - полупериоди-ческий процесс, позволяющий получать выход кокса в 1,6-1,7 раза выше коксуемости гудрона по Конрадсону. Получаемый при этом кокс - невысокого качества, с большим количеством коксовой пыли. [c.451]

chem21.info

Состояние и перспективы развития производства кокса и пека из нефтяного сырья

В настоящее время в Сибирском регионе на сред-нетоннажных установках AT перерабатывают нефти с содержанием серы 0,2—0,3%, а мазуты, содержащие 0,4—0,6% серы, возвращают в нефтепровод, смешивая с нефтью. Надо рассмотреть и эти сырьевые возможности для получения малосернистого нефтяного кокса. В этой связи могут появиться новые перспективы. Институт готов при заинтересованности со стороны потенциальных заказчиков проработать технологические вопросы.

Производство нефтяного пека

Электродная промышленность России потребляет значительные количества пеков каменноугольного происхождения. Известно, что каменноугольные пеки отличаются низким содержанием серы, но высоким содержанием канцерогенов, в частности от 1 до 4% бензпиренов. Поэтому в мировой практике известны попытки перевода предприятий отрасли на использование нефтяных пеков.

Положительный опыт их применения имеется в США, Канаде. В 1988—89 гг. на предприятиях Днепропетровский электродный завод и Иркутский алюминиевый завод были приняты промышленные партии нефтяных пеков фирмы «Ашланд петролеум» с температурой размягчения 65 °С и 105 °С. Их испытания прошли с положительными результатами [3].

В 1991 г. специалистами ГУП «Институт нефте-химпереработки РБ» была реализована на ОАО «НУНПЗ» в опытно-промышленных масштабах технология производства нефтяного пека из крекингового сырья. Годовая выработка пека достигала 20 тыс. т. Практически весь этот пек в течение 6 лет забирал Братский алюминиевый завод. Промышленные партии этого пека испытывали на Саянском алюминиевом и Новосибирском электродном заводах, Челябинском электрометаллургическом комбинате. В целом, потребители признали целесообразность применения нефтяного пека в смеси с каменноугольным [3]. Характеристика нефтяного пека дана в табл. 7.

Таблица 7

Качество нефтяного пека ОАО «НУНПЗ»

В 1997 г. в связи с изменением сырьевых потоков ОАО «НУНПЗ» прекратил выпуск такого пека.

Применение нефтяных пеков с очень низкой кан-церогенностью (содержание 3,4-бензпирена до 0,15%) требует строительства отдельных малогабаритных установок термополиконденсации. В результате термо-поликонденсационной переработки ароматизированных видов сырья, таких как смола пиролиза, дистил-лятный крекинг-остаток, можно получить очень качественные нефтяные пеки (по выходу летучих веществ, содержанию серы и а-фракций).

В пилотных масштабах на опытной базе ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ» было отработано много вариантов получения нефтяных пеков и, в частности, из пиролизного и крекингового сырья (табл. 8). По всем пекам (образцы 1—6) нами было получено положительное заключение о целесообразности их применения в электродном производстве в промышленных масштабах. Была разработана техническая документация в виде регламентов на проектирование применительно к условиям ОАО «Салават-нефтеоргсинтез» (образец 4) и ОАО «АНХК» (образцы 5 и 6). Однако данные технологии так и не были реализованы в силу известных обстоятельств, возникших в условиях рыночных отношений.

Резюмируя изложенное выше, отметим, что крупные компании пока не заинтересованы в реализации таких проектов. Очевидно, требуется разработка и государственная поддержка целевой программы по организации отечественного производства нефтяных электродных коксов и нефтяных пеков.

Мы готовы работать и с отдельными партнерами при появлении интереса со стороны потенциальных заказчиков к производству электродных коксов, нефтяных пеков, а также более качественных каменноугольных пеков. Институт располагает солидными заделами по технологиям производства пеко-коксовой продукции как из сырья нефтяного происхождения, так и из каменноугольных смол.

Характеристика пилотных образцов пеков

Таблица 8

Примечание. Место испытаний — опытные базы отраслевых институтов: НИИ Графит — 1, 2, 3 образцы; ГОС НИИ ЭП - 4; Сиб ВАМИ - 5, 6.

Список литературы

1. Сборник докладов Межотраслевой конференции «Нефтеперерабатывающая и алюминиевая промышленности — развитие сотрудничества, оптимизация связей по поставкам нефтяного кокса». Красноярск, март 2001, 113 с.

2. Производство углеродной продукции. Проблемы обеспечения углеродистым сырьем. Сб. тр. РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2002, вып. 1, 182 с.

3. Хайрудинов И.Р. и др. Опыт производства и применения нефтяных пеков. Тематический обзор. М.: ЦНИИТЭНеф-техим, 1994, 48 с.

mirznanii.com

Коксование и товарное производство. О нефти и газе доступным языком

Коксование и товарное производство

6. Коксование

Назначение процесса - квалифицированная переработка тяжёлых нефтяных остатков, как первичной, так и вторичной переработки, с получением нефтяного кокса, применяемого для производства электродов, используемых в металлургической промышленности, а также дополнительного количества светлых нефтепродуктов.

В отличие от ранее описанных процессов, коксование является термическим процессом, не использующим катализатор.

Существуют различные технологические решения для данного процесса. На российских НПЗ используются установки замедленного коксования.

Замедленное коксование - полунепрерывный процесс, осуществляемый при температуре около 500°С и давлении, близком к атмосферному. Сырьё поступает в змеевики технологических печей, в которых идёт процесс термического разложения, после чего поступает в камеры, в которых происходит образование кокса. На установках сооружается 4 коксовые камеры, работающие попеременно. Камера в течении суток работает в режиме реакции, заполняясь коксом, после чего в течение суток осуществляются технологические операции по выгрузке кокса и подготовке к следующему циклу.

Кокс из камеры удаляется при помощи гидрорезака, представляющего собой бур с расположенными на конце соплами, через которые под давлением 150 атм подаётся вода, которая раздробляет кокс.

Раздробленный кокс сортируется на фракции, в зависимости от размера частиц.

Сверху коксовых камер уходят пары продуктов и поступают на ректификацию. Светлые фракции, полученные при коксовании, характеризуются низким качеством из-за большого содержания олефинов и поэтому желательно их дальнейшее облагораживание.

Выход кокса составляет порядка 25% при коксовании гудрона, выход светлых фракций - около 35%.

Рис.18. Установка замедленного коксования

7. Товарное производство

Ранее рассмотрены основные технологические процессы топливного производства, применяемые на НПЗ России.

Однако, в ходе указанных процессов вырабатываются только компоненты моторных, авиационных и котельных топлив с различными показателями качества. Например, октановое число прямогонного бензина составляет около 65, риформата - 95-100, бензина коксования - 60. Другие показатели качества (например, фракционный состав, содержание серы) у компонентов также различаются. Для получения же товарных нефтепродуктов организуется смешение полученных компонентов в соответствующих емкостях НПЗ в соотношениях, которые обеспечивают нормируемые показатели качества.

Расчёт рецептуры смешения (компаундирования) компонентов осуществляется при помощи соответствующих модулей математических моделей, используемых для планирования производства по НПЗ в целом. Исходными данными для моделирования являются прогнозные остатки сырья, компонентов и товарной продукции, план реализации нефтепродуктов в разрезе ассортимента, плановый объём поставок нефти. Таким образом возможно рассчитать наиболее эффективные соотношения между компонентами при смешении.

Зачастую на заводах используются устоявшиеся рецептуры смешения, которые корректируются при изменении технологической схемы.

Компоненты нефтепродуктов в заданном соотношении закачиваются в ёмкость для смешения, куда также могут подаваться присадки. Полученные товарные нефтепродукты проходят контроль качества и откачиваются в соответствующие ёмкости товарно-сырьевой базы, откуда отгружаются потребителю.

Основной способ доставки нефтепродуктов в России - перевозка железнодорожным транспортом. Для погрузки продукции в цистерны используются наливные эстакады. Поставки нефтепродуктов по России и на экспорт осуществляются также по системе магистральных нефтепродуктопроводов АК "Транснефтепродукт", речным и морским транспортом.

Рис.19. Цистерны с нефтепродуктами на ст. Татьянка (Волгоград)

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

public.wikireading.ru

Состояние и перспективы развития производства кокса и пека из нефтяного сырья - Реферат

И. Р. Хайрудинов, М. М. Ахметов, Э. Г. Теляшев

В последние годы достаточно регулярно состояние коксового производства в России обсуждается на отраслевых совещаниях и конференциях специалистов нефтеперерабатывающей, алюминиевой и электродной промышленности [1, 2]. Поэтому статистические данные, приводимые различными аналитиками, известны широкому кругу специалистов как нефтеперерабатывающей, так и других отраслей.

В частности, по данным на начало 2002 г. специалистами Минэнерго РФ отмечалось, что при объеме переработки 5,2 млн. т нефтяного сырья производится 984 тыс. т нефтяных коксов и в перспективе к 2005 г. ожидалось достижение уровня выработки кокса 1080 тыс. т/год. Анализ, выполненный в нашем институте, показывает, что уже в 2004 г. отмеченный уровень выработки кокса был перекрыт и для этого потребовалось переработать менее 4 млн. т сырья коксования.

На сегодня в России эксплуатируется восемь установок замедленного коксования различной мощности, суммарная их загрузка сырьем в 2004 г. составила 3906 тыс. т (табл. 1), производство кокса было доведено до 1089 тыс. т, средний выход кокса по заводам составил 27,9%(масс.).

В настоящее время производство нефтяных коксов на предприятиях России характеризуется следующими особенностями.

1. Повсеместно на НПЗ отмечается значительное утяжеление сырья коксования. Заводы отрасли провели модернизацию вакуумных блоков на установках АВТ, в результате этого в их балансе накапливаются значительные объемы тяжелых гудронов с высокой плотностью и коксуемостью.

2. Появился рынок сбыта продукции вторичных каталитических процессов (отходов масляного и топливного производства) — экстрактов селективной очистки, тяжелых газойлей. Они уже не подвергаются термическому крекингу для получения на их основе более низкосернистого крекинг-остатка — желательной добавки к сырью процесса замедленного коксования.

Таблица 1

Показатели переработки сырья коксования на нефтеперерабатывающих заводах России за 2004 г.

Нефтеперерабатывающие предприятия Тип установки замедленного коксования Объем переработки сырья, тыс. т Объем производства кокса, тыс. т Выход кокса от сырья, % масс.
ООО «ЛУКОЙЛ — Волгограднеф-тепереработка» 21-10/300 21-10/600 21-10/7 259,3 481,9 236,7

66,7

127,7 62,6

25,7 26,5 26,4
ООО «ЛУКОЙЛ-Пермьнефтеорг- 21-10/ЗМ 921,4 236,8 25,7
синтез»
ОАО «Ангарская нефтехимиче- 21-10/ЗМ 537,4 148,4 27,6
ская компания»
ОАО «Сибнефть-Омский НПЗ» 21-10/ЗМ 616,1 174,3 28,3
ОАО «Ново-Уфимский НПЗ» 21-10/300 415,5 136,5 32,9
ОАО «Новокуйбышевский НПЗ» 21-10/5К 437,8 136,0 31,1
Всего 3906,0 1089,0 27,9

Сырье для получения кокса

Рассмотрим специфику обеспечения коксовых установок сырьем.

Сырьем коксования на заводах Новокуйбышевска и Перми являются сернистые гудроны. С 2005 г. ООО «ЛУКОЙЛ-Пермьнефтеоргсинтез» перестал вовлекать в сырье коксования как добавку к гудрону дистиллят-ный крекинг-остаток. На Омском НПЗ в качестве сырья при коксовании используются гудрон, газойль каталитического крекинга и тяжелый газойль. На установках коксования ООО «ЛУКОЙЛ-ВНП» традиционно в качестве сырья используется смесь гудрона, асфальта, экстракта «Дуасол» и дистиллятного крекинг-остатка (ДКО). На ОАО «АНХК» коксованию подвергают смесь гудрона со смолой пиролиза, иногда в нее добавляют газойль каталитического крекинга. На ОАО «НУНПЗ» в коксование вовлекаются гудрон, асфальт, тяжелый газойль каталитического крекинга, дистиллятный и остаточный крекинг-остатки.

Основные показатели работы коксовых установок в России

В табл. 2 представлены усредненные годовые материальные балансы коксовых установок России. Основная задача, решаемая сегодня на заводах, — это утилизация значительных ресурсов тяжелых гудронов. При этом отмечается невысокий выход светлых дистиллятов (бензин, легкий газойль) и высокий выход тяжелого газойля, используемого чаще всего как котельное топливо.

В табл. 3 приведены данные по содержанию серы и ванадия в нефтяных коксах различных производителей.

На сегодня отечественного производства нефтяных коксов с содержанием серы в пределах 0,5—1,0% не существует. Из общего баланса производимого кокса только около половины содержит менее 1,5% серы. Низкосернистый кокс имеет также пониженное содержание ванадия и используется в алюминиевой промышленности, и только небольшая его часть может быть вовлечена в электродное производство как «подшихтовка» к малосернистым коксам, например, пековым. Основная масса кокса с содержанием серы от 2,0 до 2,8% не пригодна для электродной и малопригодна для алюминиевой промышленности.

Перспективы развития производства кокса

Перспективные технические решения для создания отечественных производств электродных коксов, разработаны в ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ». Они предусматривают подготовку малосернистого сырья коксования за счет вовлечения остатков процессов нефтехимии и альтернативных источников сырья; строительство новой крупнотоннажной установки замедленного коксования на Комсомольском НПЗ; организацию коксового производства на малотоннажных коксовых установках из прямогонных мазутов малосернистых нефтей.

Таблица 2

Материальные балансы коксования*

Продукты коксования Нефтеперерабатывающие заводы в городах
Волгоград Пермь Ангарск Омск Уфа Новокуйбышевск
Газы 10,7 8,7 12,5 8,3 8,0 11,4
Бензин 11,7 16,3 15,0 8,6 3,8 10,2
Легкий газойль 30,7 22,9 27,2 18,3 19,3 31,1
Тяжелый газойль 19,9 25,5 16,3 34,1 35,0 14,6
Кокс суммарный 26,3 25,7 26,8 28,3 32,9 31,1
Потери 0,7 0,9 2,2 2,4 1,0 1,6
Всего 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0

Выходы продуктов указаны в массовых единицах на 100 массовых единиц исходного сырья

Показатели качества нефтяных коксов, произведенных в России

Таблица 3

Предприятие Массовая доля, %
серы ванадия
ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» 1,47-1,48 0,015
ООО «ЛУКОЙЛ-Пермьнефтеоргсинтез» 2,60-2,70 до 0,025
ОАО «Ангарская нефтехимическая компания» 1,45-1,50 0,015
ОАО «Сибнефть-Омский НПЗ» 1,45-1,50 0,015
ОАО «Ново-Уфимский НПЗ» 2,00-2,50 до 0,030
ОАО «Новокуйбышевский НПЗ» 2,80 до 0,040

Состав сырья и качество получаемых коксов

Показатели Смесь малосернистого ДКО и смолы Смесь сернистого ДКО и смолы
I образец II образец III образец
Выход летучих веществ, %(масс.) 4,6 4,1 3,9
Содержание серы, %(масс.) 0,32 0,34 0,43
Действительная плотность, кг/м3 2130 2120 2116
Микроструктура, баллы 5,4 5,3 5,1
Выход кокса на сырьевую смесь, %(масс.) 29,5 29,6 31,0

Рассмотрим эти предложения более подробно. Специалистами Института проведены пилотные испытания процесса коксования смесей смолы пиролиза этиленового производства и дистиллятного крекинг-остатка (ДКО). В результате подбора состава сырья

определены пределы изменения качества получаемых коксов (табл. 4) и найдены условия получения вполне качественного игольчатого кокса.

По результатам этих исследований еще в 2004 г. ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ» подготовлены и переданы предложения по реализации такого процесса коксования на Волгоградском НПЗ.

Нефтяная компания «Лукойл» располагает значительными ресурсами смолы пиролиза, которые могут быть переданы Волгоградскому НПЗ по внутренним связям компании. Нужна заинтересованность самой компании в организации отечественного производства игольчатого кокса с указанными в табл. 4 показателями качества.

К сожалению, складывающаяся в России ценовая политика по сырью для производства сажи может помешать реализации этой технологии.

Еще в 1995 г. по договору с Братским алюминиевым заводом ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ» разработал технологический регламент для проектирования установки замедленного коксования с привязкой к Комсомольскому НПЗ. Исследования показали, что при существующем сырьевом обеспечении завода есть возможность производства малосернистого кокса из гудрона (табл. 5).

В 2001 г. нефтяная компания «Роснефть» организовала проведение тендера по выбору исполнителя

Таблица 5

Выход и качество кокса из гудрона ОАО «Комсомольский НПЗ»

Показатели Значения
Выход летучих веществ, %(масс.) 5,5
Содержание серы, %(масс.) 0,69
Содержание золы, %(масс.) 0,11
Действительная плотность, кг/м3 2093
Выход на сырье, %(масс.) 22,0

проекта строительства на Комсомольском НПЗ коксовой установки мощностью 1 млн. т/год по сырью. Но, к сожалению, решение данного вопроса было перенесено на более поздние сроки.

В 2003 г. Институтом был разработан технологический регламент для проектирования установки коксования каменноугольной смолы, включающий стадию экстракции исходной смолы и последующую стадию коксования экстракта. Такое техническое решение позволяет с этой установки выводить в виде рафината каменноугольный пек, а в виде продукта коксования — малосернистый кокс (табл. 6).

Таблица 6 Выход и качество кокса из каменноугольной смолы

Показатели Значения
Выход летучих веществ, %(масс.) 1,7
Содержание серы, %(масс.) 0,26
Содержание золы, %(масс.) 0,18
Действительная плотность, кг/м3 2130
Микроструктура, баллы 5,2-5,4
Выход кокса на сырье, %(масс.) 14,8
Выход пека на сырье, %(масс.) 19,6

Данный проект был разработан применительно к сырьевой базе ОАО «Алтай-кокс» и пока находится в стадии рассмотрения у заказчика. Его отличительной особенностью является комплектование установки малогабаритными аппаратами. Полагаем, что для выпуска коксов специального назначения целесообразно, исходя из потребности в них, строительство именно установок малой мощности 100—150 тыс. т по сырью.

В настоящее время в Сибирском регионе на сред-нетоннажных установках AT перерабатывают нефти с содержанием серы 0,2—0,3%, а мазуты, содержащие 0,4—0,6% серы, возвращают в нефтепровод, смешивая с нефтью. Надо рассмотреть и эти сырьевые возможности для получения малосернистого нефтяного кокса. В этой связи могут появиться новые перспективы. Институт готов при заинтересованности со стороны потенциальных заказчиков проработать технологические вопросы.

Производство нефтяного пека

Электродная промышленность России потребляет значительные количества пеков каменноугольного происхождения. Известно, что каменноугольные пеки отличаются низким содержанием серы, но высоким содержанием канцерогенов, в частности от 1 до 4% бензпиренов. Поэтому в мировой практике известны попытки перевода предприятий отрасли на использование нефтяных пеков.

Положительный опыт их применения имеется в США, Канаде. В 1988—89 гг. на предприятиях Днепропетровский электродный завод и Иркутский алюминиевый завод были приняты промышленные партии нефтяных пеков фирмы «Ашланд петролеум» с температурой размягчения 65 °С и 105 °С. Их испытания прошли с положительными результатами [3].

В 1991 г. специалистами ГУП «Институт нефте-химпереработки РБ» была реализована на ОАО «НУНПЗ» в опытно-промышленных масштабах технология производства нефтяного пека из крекингового сырья. Годовая выработка пека достигала 20 тыс. т. Практически весь этот пек в течение 6 лет забирал Братский алюминиевый завод. Промышленные партии этого пека испытывали на Саянском алюминиевом и Новосибирском электродном заводах, Челябинском электрометаллургическом комбинате. В целом, потребители признали целесообразность применения нефтяного пека в смеси с каменноугольным [3]. Характеристика нефтяного пека дана в табл. 7.

Таблица 7

Качество нефтяного пека ОАО «НУНПЗ»

Показатели качества Марка А Марка Б
Температура размягчения, °С 60-70 70-80
Содержание серы, %(масс.) 2,0-2,5 2,0-2,5
Выход летучих веществ, %(масс.) 71 68
Содержание а-фракций, %(масс.) 2,0 3,0
Содержание золы, %(масс.) 0,3 0,3

В 1997 г. в связи с изменением сырьевых потоков ОАО «НУНПЗ» прекратил выпуск такого пека.

Применение нефтяных пеков с очень низкой кан-церогенностью (содержание 3,4-бензпирена до 0,15%) требует строительства отдельных малогабаритных установок термополиконденсации. В результате термо-поликонденсационной переработки ароматизированных видов сырья, таких как смола пиролиза, дистил-лятный крекинг-остаток, можно получить очень качественные нефтяные пеки (по выходу летучих веществ, содержанию серы и а-фракций).

В пилотных масштабах на опытной базе ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ» было отработано много вариантов получения нефтяных пеков и, в частности, из пиролизного и крекингового сырья (табл. 8). По всем пекам (образцы 1—6) нами было получено положительное заключение о целесообразности их применения в электродном производстве в промышленных масштабах. Была разработана техническая документация в виде регламентов на проектирование применительно к условиям ОАО «Салават-нефтеоргсинтез» (образец 4) и ОАО «АНХК» (образцы 5 и 6). Однако данные технологии так и не были реализованы в силу известных обстоятельств, возникших в условиях рыночных отношений.

Резюмируя изложенное выше, отметим, что крупные компании пока не заинтересованы в реализации таких проектов. Очевидно, требуется разработка и государственная поддержка целевой программы по организации отечественного производства нефтяных электродных коксов и нефтяных пеков.

Мы готовы работать и с отдельными партнерами при появлении интереса со стороны потенциальных заказчиков к производству электродных коксов, нефтяных пеков, а также более качественных каменноугольных пеков. Институт располагает солидными заделами по технологиям производства пеко-коксовой продукции как из сырья нефтяного происхождения, так и из каменноугольных смол.

Характеристика пилотных образцов пеков

Таблица 8

Показатели качества Номер образца
1 2 3 4 5 6
Температура размягчения, °С 80 84 94 67 ПО 72
Содержание серы, % 0,2 0,3 0,3 0,55 0,31 1,28
Выход летучих веществ, % 68,5 61,6 56,4 65,5 59,1 63,1
Содержание а-фракций, % 5,7 20,2 23,9 16,8 28,3 19,8
Содержание а! -фракций, % 1,0 следы следы 3,7 2,0

Примечание. Место испытаний — опытные базы отраслевых институтов: НИИ Графит — 1, 2, 3 образцы; ГОС НИИ ЭП - 4; Сиб ВАМИ - 5, 6.

Список литературы

1. Сборник докладов Межотраслевой конференции «Нефтеперерабатывающая и алюминиевая промышленности — развитие сотрудничества, оптимизация связей по поставкам нефтяного кокса». Красноярск, март 2001, 113 с.

2. Производство углеродной продукции. Проблемы обеспечения углеродистым сырьем. Сб. тр. РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2002, вып. 1, 182 с.

3. Хайрудинов И.Р. и др. Опыт производства и применения нефтяных пеков. Тематический обзор. М.: ЦНИИТЭНеф-техим, 1994, 48 с.

www.litsoch.ru

Состояние и перспективы развития производства кокса и пека из нефтяного сырья

Состояние и перспективы развития производства кокса и пека из нефтяного сырья

И. Р. Хайрудинов, М. М. Ахметов, Э. Г. Теляшев

В последние годы достаточно регулярно состояние коксового производства в России обсуждается на отраслевых совещаниях и конференциях специалистов нефтеперерабатывающей, алюминиевой и электродной промышленности [1, 2]. Поэтому статистические данные, приводимые различными аналитиками, известны широкому кругу специалистов как нефтеперерабатывающей, так и других отраслей.

В частности, по данным на начало 2002 г. специалистами Минэнерго РФ отмечалось, что при объеме переработки 5,2 млн. т нефтяного сырья производится 984 тыс. т нефтяных коксов и в перспективе к 2005 г. ожидалось достижение уровня выработки кокса 1080 тыс. т/год. Анализ, выполненный в нашем институте, показывает, что уже в 2004 г. отмеченный уровень выработки кокса был перекрыт и для этого потребовалось переработать менее 4 млн. т сырья коксования.

На сегодня в России эксплуатируется восемь установок замедленного коксования различной мощности, суммарная их загрузка сырьем в 2004 г. составила 3906 тыс. т (табл. 1), производство кокса было доведено до 1089 тыс. т, средний выход кокса по заводам составил 27,9%(масс.).

В настоящее время производство нефтяных коксов на предприятиях России характеризуется следующими особенностями.

1. Повсеместно на НПЗ отмечается значительное утяжеление сырья коксования. Заводы отрасли провели модернизацию вакуумных блоков на установках АВТ, в результате этого в их балансе накапливаются значительные объемы тяжелых гудронов с высокой плотностью и коксуемостью.

2. Появился рынок сбыта продукции вторичных каталитических процессов (отходов масляного и топливного производства) — экстрактов селективной очистки, тяжелых газойлей. Они уже не подвергаются термическому крекингу для получения на их основе более низкосернистого крекинг-остатка — желательной добавки к сырью процесса замедленного коксования.

Таблица 1

Показатели переработки сырья коксования на нефтеперерабатывающих заводах России за 2004 г.

Нефтеперерабатывающие предприятия

Тип установки замедленного коксования

Объем переработки сырья, тыс. т

Объем производства кокса, тыс. т

Выход кокса от сырья, % масс.

ООО «ЛУКОЙЛ — Волгограднеф-тепереработка»

21-10/300 21-10/600 21-10/7

259,3 481,9 236,7

66,7

127,7 62,6

25,7 26,5 26,4

ООО «ЛУКОЙЛ-Пермьнефтеорг-

21-10/ЗМ

921,4

236,8

25,7

синтез»

ОАО «Ангарская нефтехимиче-

21-10/ЗМ

537,4

148,4

27,6

ская компания»

ОАО «Сибнефть-Омский НПЗ»

21-10/ЗМ

616,1

174,3

28,3

ОАО «Ново-Уфимский НПЗ»

21-10/300

415,5

136,5

32,9

ОАО «Новокуйбышевский НПЗ»

21-10/5К

437,8

136,0

31,1

Всего

3906,0

1089,0

27,9

Сырье для получения кокса

Рассмотрим специфику обеспечения коксовых установок сырьем.

Сырьем коксования на заводах Новокуйбышевска и Перми являются сернистые гудроны. С 2005 г. ООО «ЛУКОЙЛ-Пермьнефтеоргсинтез» перестал вовлекать в сырье коксования как добавку к гудрону дистиллят-ный крекинг-остаток. На Омском НПЗ в качестве сырья при коксовании используются гудрон, газойль каталитического крекинга и тяжелый газойль. На установках коксования ООО «ЛУКОЙЛ-ВНП» традиционно в качестве сырья используется смесь гудрона, асфальта, экстракта «Дуасол» и дистиллятного крекинг-остатка (ДКО). На ОАО «АНХК» коксованию подвергают смесь гудрона со смолой пиролиза, иногда в нее добавляют газойль каталитического крекинга. На ОАО «НУНПЗ» в коксование вовлекаются гудрон, асфальт, тяжелый газойль каталитического крекинга, дистиллятный и остаточный крекинг-остатки.

Основные показатели работы коксовых установок в России

В табл. 2 представлены усредненные годовые материальные балансы коксовых установок России. Основная задача, решаемая сегодня на заводах, — это утилизация значительных ресурсов тяжелых гудронов. При этом отмечается невысокий выход светлых дистиллятов (бензин, легкий газойль) и высокий выход тяжелого газойля, используемого чаще всего как котельное топливо.

В табл. 3 приведены данные по содержанию серы и ванадия в нефтяных коксах различных производителей.

На сегодня отечественного производства нефтяных коксов с содержанием серы в пределах 0,5—1,0% не существует. Из общего баланса производимого кокса только около половины содержит менее 1,5% серы. Низкосернистый кокс имеет также пониженное содержание ванадия и используется в алюминиевой промышленности, и только небольшая его часть может быть вовлечена в электродное производство как «подшихтовка» к малосернистым коксам, например, пековым. Основная масса кокса с содержанием серы от 2,0 до 2,8% не пригодна для электродной и малопригодна для алюминиевой промышленности.

Перспективы развития производства кокса

Перспективные технические решения для создания отечественных производств электродных коксов, разработаны в ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ». Они предусматривают подготовку малосернистого сырья коксования за счет вовлечения остатков процессов нефтехимии и альтернативных источников сырья; строительство новой крупнотоннажной установки замедленного коксования на Комсомольском НПЗ; организацию коксового производства на малотоннажных коксовых установках из прямогонных мазутов малосернистых нефтей.

Таблица 2

Материальные балансы коксования*

Продукты коксования

Нефтеперерабатывающие заводы в городах

Волгоград

Пермь

Ангарск

Омск

Уфа

Новокуйбышевск

Газы

10,7

8,7

12,5

8,3

8,0

11,4

Бензин

11,7

16,3

15,0

8,6

3,8

10,2

Легкий газойль

30,7

22,9

27,2

18,3

19,3

31,1

Тяжелый газойль

19,9

25,5

16,3

34,1

35,0

14,6

Кокс суммарный

26,3

25,7

26,8

28,3

32,9

31,1

Потери

0,7

0,9

2,2

2,4

1,0

1,6

Всего

100,0

100,0

100,0

100,0

100,0

100,0

Выходы продуктов указаны в массовых единицах на 100 массовых единиц исходного сырья

Показатели качества нефтяных коксов, произведенных в России

Таблица 3

Предприятие

Массовая доля,

%

серы

ванадия

ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка»

1,47-1,48

0,015

ООО «ЛУКОЙЛ-Пермьнефтеоргсинтез»

2,60-2,70

до 0,025

ОАО «Ангарская нефтехимическая компания»

1,45-1,50

0,015

ОАО «Сибнефть-Омский НПЗ»

1,45-1,50

0,015

ОАО «Ново-Уфимский НПЗ»

2,00-2,50

до 0,030

ОАО «Новокуйбышевский НПЗ»

2,80

до 0,040

Состав сырья и качество получаемых коксов

Показатели

Смесь малосернистого ДКО и смолы Смесь сернистого ДКО и смолы

I образец

II образец

III образец

Выход летучих веществ, %(масс.)

4,6

4,1

3,9

Содержание серы, %(масс.)

0,32

0,34

0,43

Действительная плотность, кг/м3

2130

2120

2116

Микроструктура, баллы

5,4

5,3

5,1

Выход кокса на сырьевую смесь, %(масс.)

29,5

29,6

31,0

Рассмотрим эти предложения более подробно. Специалистами Института проведены пилотные испытания процесса коксования смесей смолы пиролиза этиленового производства и дистиллятного крекинг-остатка (ДКО). В результате подбора состава сырья определены пределы изменения качества получаемых коксов (табл. 4) и найдены условия получения вполне качественного игольчатого кокса.

По результатам этих исследований еще в 2004 г. ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ» подготовлены и переданы предложения по реализации такого процесса коксования на Волгоградском НПЗ.

Нефтяная компания «Лукойл» располагает значительными ресурсами смолы пиролиза, которые могут быть переданы Волгоградскому НПЗ по внутренним связям компании. Нужна заинтересованность самой компании в организации отечественного производства игольчатого кокса с указанными в табл. 4 показателями качества.

К сожалению, складывающаяся в России ценовая политика по сырью для производства сажи может помешать реализации этой технологии.

Еще в 1995 г. по договору с Братским алюминиевым заводом ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ» разработал технологический регламент для проектирования установки замедленного коксования с привязкой к Комсомольскому НПЗ. Исследования показали, что при существующем сырьевом обеспечении завода есть возможность производства малосернистого кокса из гудрона (табл. 5).

В 2001 г. нефтяная компания «Роснефть» организовала проведение тендера по выбору исполнителя

Таблица 5

Выход и качество кокса из гудрона ОАО «Комсомольский НПЗ»

Показатели

Значения

Выход летучих веществ, %(масс.)

5,5

Содержание серы, %(масс.)

0,69

Содержание золы, %(масс.)

0,11

Действительная плотность, кг/м3

2093

Выход на сырье, %(масс.)

22,0

проекта строительства на Комсомольском НПЗ коксовой установки мощностью 1 млн. т/год по сырью. Но, к сожалению, решение данного вопроса было перенесено на более поздние сроки.

В 2003 г. Институтом был разработан технологический регламент для проектирования установки коксования каменноугольной смолы, включающий стадию экстракции исходной смолы и последующую стадию коксования экстракта. Такое техническое решение позволяет с этой установки выводить в виде рафината каменноугольный пек, а в виде продукта коксования — малосернистый кокс (табл. 6).

Таблица 6 Выход и качество кокса из каменноугольной смолы

Показатели

Значения

Выход летучих веществ, %(масс.)

1,7

Содержание серы, %(масс.)

0,26

Содержание золы, %(масс.)

0,18

Действительная плотность, кг/м3

2130

Микроструктура, баллы

5,2-5,4

Выход кокса на сырье, %(масс.)

14,8

Выход пека на сырье, %(масс.)

19,6

Данный проект был разработан применительно к сырьевой базе ОАО «Алтай-кокс» и пока находится в стадии рассмотрения у заказчика. Его отличительной особенностью является комплектование установки малогабаритными аппаратами. Полагаем, что для выпуска коксов специального назначения целесообразно, исходя из потребности в них, строительство именно установок малой мощности 100—150 тыс. т по сырью.

В настоящее время в Сибирском регионе на сред-нетоннажных установках AT перерабатывают нефти с содержанием серы 0,2—0,3%, а мазуты, содержащие 0,4—0,6% серы, возвращают в нефтепровод, смешивая с нефтью. Надо рассмотреть и эти сырьевые возможности для получения малосернистого нефтяного кокса. В этой связи могут появиться новые перспективы. Институт готов при заинтересованности со стороны потенциальных заказчиков проработать технологические вопросы.

Производство нефтяного пека

Электродная промышленность России потребляет значительные количества пеков каменноугольного происхождения. Известно, что каменноугольные пеки отличаются низким содержанием серы, но высоким содержанием канцерогенов, в частности от 1 до 4% бензпиренов. Поэтому в мировой практике известны попытки перевода предприятий отрасли на использование нефтяных пеков.

Положительный опыт их применения имеется в США, Канаде. В 1988—89 гг. на предприятиях Днепропетровский электродный завод и Иркутский алюминиевый завод были приняты промышленные партии нефтяных пеков фирмы «Ашланд петролеум» с температурой размягчения 65 °С и 105 °С. Их испытания прошли с положительными результатами [3].

В 1991 г. специалистами ГУП «Институт нефте-химпереработки РБ» была реализована на ОАО «НУНПЗ» в опытно-промышленных масштабах технология производства нефтяного пека из крекингового сырья. Годовая выработка пека достигала 20 тыс. т. Практически весь этот пек в течение 6 лет забирал Братский алюминиевый завод. Промышленные партии этого пека испытывали на Саянском алюминиевом и Новосибирском электродном заводах, Челябинском электрометаллургическом комбинате. В целом, потребители признали целесообразность применения нефтяного пека в смеси с каменноугольным [3]. Характеристика нефтяного пека дана в табл. 7.

Таблица 7

Качество нефтяного пека ОАО «НУНПЗ»

Показатели качества

Марка А

Марка Б

Температура размягчения, °С

60-70

70-80

Содержание серы, %(масс.)

2,0-2,5

2,0-2,5

Выход летучих веществ, %(масс.)

71

68

Содержание а-фракций, %(масс.)

2,0

3,0

Содержание золы, %(масс.)

0,3

0,3

В 1997 г. в связи с изменением сырьевых потоков ОАО «НУНПЗ» прекратил выпуск такого пека.

Применение нефтяных пеков с очень низкой кан-церогенностью (содержание 3,4-бензпирена до 0,15%) требует строительства отдельных малогабаритных установок термополиконденсации. В результате термо-поликонденсационной переработки ароматизированных видов сырья, таких как смола пиролиза, дистил-лятный крекинг-остаток, можно получить очень качественные нефтяные пеки (по выходу летучих веществ, содержанию серы и а-фракций).

В пилотных масштабах на опытной базе ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ» было отработано много вариантов получения нефтяных пеков и, в частности, из пиролизного и крекингового сырья (табл. 8). По всем пекам (образцы 1—6) нами было получено положительное заключение о целесообразности их применения в электродном производстве в промышленных масштабах. Была разработана техническая документация в виде регламентов на проектирование применительно к условиям ОАО «Салават-нефтеоргсинтез» (образец 4) и ОАО «АНХК» (образцы 5 и 6). Однако данные технологии так и не были реализованы в силу известных обстоятельств, возникших в условиях рыночных отношений.

Резюмируя изложенное выше, отметим, что крупные компании пока не заинтересованы в реализации таких проектов. Очевидно, требуется разработка и государственная поддержка целевой программы по организации отечественного производства нефтяных электродных коксов и нефтяных пеков.

Мы готовы работать и с отдельными партнерами при появлении интереса со стороны потенциальных заказчиков к производству электродных коксов, нефтяных пеков, а также более качественных каменноугольных пеков. Институт располагает солидными заделами по технологиям производства пеко-коксовой продукции как из сырья нефтяного происхождения, так и из каменноугольных смол.

Характеристика пилотных образцов пеков

Таблица 8

Показатели качества

Номер образца

1

2

3

4

5

6

Температура размягчения, °С

80

84

94

67

ПО

72

Содержание серы, %

0,2

0,3

0,3

0,55

0,31

1,28

Выход летучих веществ, %

68,5

61,6

56,4

65,5

59,1

63,1

Содержание а-фракций, %

5,7

20,2

23,9

16,8

28,3

19,8

Содержание а! -фракций, %

1,0

следы

следы

3,7

2,0

Примечание. Место испытаний — опытные базы отраслевых институтов: НИИ Графит — 1, 2, 3 образцы; ГОС НИИ ЭП - 4; Сиб ВАМИ - 5, 6.

Список литературы

1. Сборник докладов Межотраслевой конференции «Нефтеперерабатывающая и алюминиевая промышленности — развитие сотрудничества, оптимизация связей по поставкам нефтяного кокса». Красноярск, март 2001, 113 с.

2. Производство углеродной продукции. Проблемы обеспечения углеродистым сырьем. Сб. тр. РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2002, вып. 1, 182 с.

3. Хайрудинов И.Р. и др. Опыт производства и применения нефтяных пеков. Тематический обзор. М.: ЦНИИТЭНеф-техим, 1994, 48 с.

globuss24.ru

Состояние и перспективы развития производства кокса и пека из нефтяного сырья

И. Р. Хайрудинов, М. М. Ахметов, Э. Г. Теляшев

В последние годы достаточно регулярно состояние коксового производства в России обсуждается на отраслевых совещаниях и конференциях специалистов нефтеперерабатывающей, алюминиевой и электродной промышленности [1, 2]. Поэтому статистические данные, приводимые различными аналитиками, известны широкому кругу специалистов как нефтеперерабатывающей, так и других отраслей.

В частности, по данным на начало 2002 г. специалистами Минэнерго РФ отмечалось, что при объеме переработки 5,2 млн. т нефтяного сырья производится 984 тыс. т нефтяных коксов и в перспективе к 2005 г. ожидалось достижение уровня выработки кокса 1080 тыс. т/год. Анализ, выполненный в нашем институте, показывает, что уже в 2004 г. отмеченный уровень выработки кокса был перекрыт и для этого потребовалось переработать менее 4 млн. т сырья коксования.

На сегодня в России эксплуатируется восемь установок замедленного коксования различной мощности, суммарная их загрузка сырьем в 2004 г. составила 3906 тыс. т (табл. 1), производство кокса было доведено до 1089 тыс. т, средний выход кокса по заводам составил 27,9%(масс.).

В настоящее время производство нефтяных коксов на предприятиях России характеризуется следующими особенностями.

1. Повсеместно на НПЗ отмечается значительное утяжеление сырья коксования. Заводы отрасли провели модернизацию вакуумных блоков на установках АВТ, в результате этого в их балансе накапливаются значительные объемы тяжелых гудронов с высокой плотностью и коксуемостью.

2. Появился рынок сбыта продукции вторичных каталитических процессов (отходов масляного и топливного производства) — экстрактов селективной очистки, тяжелых газойлей. Они уже не подвергаются термическому крекингу для получения на их основе более низкосернистого крекинг-остатка — желательной добавки к сырью процесса замедленного коксования.

Таблица 1

Показатели переработки сырья коксования на нефтеперерабатывающих заводах России за 2004 г.

Нефтеперерабатывающие предприятия

Тип установки замедленного коксования

Объем переработки сырья, тыс. т

Объем производства кокса, тыс. т

Выход кокса от сырья, % масс.

ООО «ЛУКОЙЛ — Волгограднеф-тепереработка»

21-10/300 21-10/600 21-10/7

259,3 481,9 236,7

66,7

127,7 62,6

25,7 26,5 26,4

ООО «ЛУКОЙЛ-Пермьнефтеорг-

21-10/ЗМ

921,4

236,8

25,7

синтез»

ОАО «Ангарская нефтехимиче-

21-10/ЗМ

537,4

148,4

27,6

ская компания»

ОАО «Сибнефть-Омский НПЗ»

21-10/ЗМ

616,1

174,3

28,3

ОАО «Ново-Уфимский НПЗ»

21-10/300

415,5

136,5

32,9

ОАО «Новокуйбышевский НПЗ»

21-10/5К

437,8

136,0

31,1

Всего

3906,0

1089,0

27,9

Сырье для получения кокса

Рассмотрим специфику обеспечения коксовых установок сырьем.

Сырьем коксования на заводах Новокуйбышевска и Перми являются сернистые гудроны. С 2005 г. ООО «ЛУКОЙЛ-Пермьнефтеоргсинтез» перестал вовлекать в сырье коксования как добавку к гудрону дистиллят-ный крекинг-остаток. На Омском НПЗ в качестве сырья при коксовании используются гудрон, газойль каталитического крекинга и тяжелый газойль. На установках коксования ООО «ЛУКОЙЛ-ВНП» традиционно в качестве сырья используется смесь гудрона, асфальта, экстракта «Дуасол» и дистиллятного крекинг-остатка (ДКО). На ОАО «АНХК» коксованию подвергают смесь гудрона со смолой пиролиза, иногда в нее добавляют газойль каталитического крекинга. На ОАО «НУНПЗ» в коксование вовлекаются гудрон, асфальт, тяжелый газойль каталитического крекинга, дистиллятный и остаточный крекинг-остатки.

Основные показатели работы коксовых установок в России

В табл. 2 представлены усредненные годовые материальные балансы коксовых установок России. Основная задача, решаемая сегодня на заводах, — это утилизация значительных ресурсов тяжелых гудронов. При этом отмечается невысокий выход светлых дистиллятов (бензин, легкий газойль) и высокий выход тяжелого газойля, используемого чаще всего как котельное топливо.

В табл. 3 приведены данные по содержанию серы и ванадия в нефтяных коксах различных производителей.

На сегодня отечественного производства нефтяных коксов с содержанием серы в пределах 0,5—1,0% не существует. Из общего баланса производимого кокса только около половины содержит менее 1,5% серы. Низкосернистый кокс имеет также пониженное содержание ванадия и используется в алюминиевой промышленности, и только небольшая его часть может быть вовлечена в электродное производство как «подшихтовка» к малосернистым коксам, например, пековым. Основная масса кокса с содержанием серы от 2,0 до 2,8% не пригодна для электродной и малопригодна для алюминиевой промышленности.

Перспективы развития производства кокса

Перспективные технические решения для создания отечественных производств электродных коксов, разработаны в ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ». Они предусматривают подготовку малосернистого сырья коксования за счет вовлечения остатков процессов нефтехимии и альтернативных источников сырья; строительство новой крупнотоннажной установки замедленного коксования на Комсомольском НПЗ; организацию коксового производства на малотоннажных коксовых установках из прямогонных мазутов малосернистых нефтей.

Таблица 2

Материальные балансы коксования*

Продукты коксования

Нефтеперерабатывающие заводы в городах

Волгоград

Пермь

Ангарск

Омск

Уфа

Новокуйбышевск

Газы

10,7

8,7

12,5

8,3

8,0

11,4

Бензин

11,7

16,3

15,0

8,6

3,8

10,2

Легкий газойль

30,7

22,9

27,2

18,3

19,3

31,1

Тяжелый газойль

19,9

25,5

16,3

34,1

35,0

14,6

Кокс суммарный

26,3

25,7

26,8

28,3

32,9

31,1

Потери

0,7

0,9

2,2

2,4

1,0

1,6

Всего

100,0

100,0

100,0

100,0

100,0

100,0

Выходы продуктов указаны в массовых единицах на 100 массовых единиц исходного сырья

Показатели качества нефтяных коксов, произведенных в России

Таблица 3

Предприятие

Массовая доля,

%

серы

ванадия

ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка»

1,47-1,48

0,015

ООО «ЛУКОЙЛ-Пермьнефтеоргсинтез»

2,60-2,70

до 0,025

ОАО «Ангарская нефтехимическая компания»

1,45-1,50

0,015

ОАО «Сибнефть-Омский НПЗ»

1,45-1,50

0,015

ОАО «Ново-Уфимский НПЗ»

2,00-2,50

до 0,030

ОАО «Новокуйбышевский НПЗ»

2,80

до 0,040

Состав сырья и качество получаемых коксов

Показатели

Смесь малосернистого ДКО и смолы Смесь сернистого ДКО и смолы

I образец

II образец

III образец

Выход летучих веществ, %(масс.)

4,6

4,1

3,9

Содержание серы, %(масс.)

0,32

0,34

0,43

Действительная плотность, кг/м3

2130

2120

2116

Микроструктура, баллы

5,4

5,3

5,1

Выход кокса на сырьевую смесь, %(масс.)

29,5

29,6

31,0

Рассмотрим эти предложения более подробно. Специалистами Института проведены пилотные испытания процесса коксования смесей смолы пиролиза этиленового производства и дистиллятного крекинг-остатка (ДКО). В результате подбора состава сырья определены пределы изменения качества получаемых коксов (табл. 4) и найдены условия получения вполне качественного игольчатого кокса.

По результатам этих исследований еще в 2004 г. ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ» подготовлены и переданы предложения по реализации такого процесса коксования на Волгоградском НПЗ.

Нефтяная компания «Лукойл» располагает значительными ресурсами смолы пиролиза, которые могут быть переданы Волгоградскому НПЗ по внутренним связям компании. Нужна заинтересованность самой компании в организации отечественного производства игольчатого кокса с указанными в табл. 4 показателями качества.

К сожалению, складывающаяся в России ценовая политика по сырью для производства сажи может помешать реализации этой технологии.

Еще в 1995 г. по договору с Братским алюминиевым заводом ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ» разработал технологический регламент для проектирования установки замедленного коксования с привязкой к Комсомольскому НПЗ. Исследования показали, что при существующем сырьевом обеспечении завода есть возможность производства малосернистого кокса из гудрона (табл. 5).

В 2001 г. нефтяная компания «Роснефть» организовала проведение тендера по выбору исполнителя

Таблица 5

Выход и качество кокса из гудрона ОАО «Комсомольский НПЗ»

Показатели

Значения

Выход летучих веществ, %(масс.)

5,5

Содержание серы, %(масс.)

0,69

Содержание золы, %(масс.)

0,11

Действительная плотность, кг/м3

2093

Выход на сырье, %(масс.)

22,0

проекта строительства на Комсомольском НПЗ коксовой установки мощностью 1 млн. т/год по сырью. Но, к сожалению, решение данного вопроса было перенесено на более поздние сроки.

В 2003 г. Институтом был разработан технологический регламент для проектирования установки коксования каменноугольной смолы, включающий стадию экстракции исходной смолы и последующую стадию коксования экстракта. Такое техническое решение позволяет с этой установки выводить в виде рафината каменноугольный пек, а в виде продукта коксования — малосернистый кокс (табл. 6).

Таблица 6 Выход и качество кокса из каменноугольной смолы

Показатели

Значения

Выход летучих веществ, %(масс.)

1,7

Содержание серы, %(масс.)

0,26

Содержание золы, %(масс.)

0,18

Действительная плотность, кг/м3

2130

Микроструктура, баллы

5,2-5,4

Выход кокса на сырье, %(масс.)

14,8

Выход пека на сырье, %(масс.)

19,6

Данный проект был разработан применительно к сырьевой базе ОАО «Алтай-кокс» и пока находится в стадии рассмотрения у заказчика. Его отличительной особенностью является комплектование установки малогабаритными аппаратами. Полагаем, что для выпуска коксов специального назначения целесообразно, исходя из потребности в них, строительство именно установок малой мощности 100—150 тыс. т по сырью.

В настоящее время в Сибирском регионе на сред-нетоннажных установках AT перерабатывают нефти с содержанием серы 0,2—0,3%, а мазуты, содержащие 0,4—0,6% серы, возвращают в нефтепровод, смешивая с нефтью. Надо рассмотреть и эти сырьевые возможности для получения малосернистого нефтяного кокса. В этой связи могут появиться новые перспективы. Институт готов при заинтересованности со стороны потенциальных заказчиков проработать технологические вопросы.

Производство нефтяного пека

Электродная промышленность России потребляет значительные количества пеков каменноугольного происхождения. Известно, что каменноугольные пеки отличаются низким содержанием серы, но высоким содержанием канцерогенов, в частности от 1 до 4% бензпиренов. Поэтому в мировой практике известны попытки перевода предприятий отрасли на использование нефтяных пеков.

Положительный опыт их применения имеется в США, Канаде. В 1988—89 гг. на предприятиях Днепропетровский электродный завод и Иркутский алюминиевый завод были приняты промышленные партии нефтяных пеков фирмы «Ашланд петролеум» с температурой размягчения 65 °С и 105 °С. Их испытания прошли с положительными результатами [3].

В 1991 г. специалистами ГУП «Институт нефте-химпереработки РБ» была реализована на ОАО «НУНПЗ» в опытно-промышленных масштабах технология производства нефтяного пека из крекингового сырья. Годовая выработка пека достигала 20 тыс. т. Практически весь этот пек в течение 6 лет забирал Братский алюминиевый завод. Промышленные партии этого пека испытывали на Саянском алюминиевом и Новосибирском электродном заводах, Челябинском электрометаллургическом комбинате. В целом, потребители признали целесообразность применения нефтяного пека в смеси с каменноугольным [3]. Характеристика нефтяного пека дана в табл. 7.

Таблица 7

Качество нефтяного пека ОАО «НУНПЗ»

Показатели качества

Марка А

Марка Б

Температура размягчения, °С

60-70

70-80

Содержание серы, %(масс.)

2,0-2,5

2,0-2,5

Выход летучих веществ, %(масс.)

71

68

Содержание а-фракций, %(масс.)

2,0

3,0

Содержание золы, %(масс.)

0,3

0,3

В 1997 г. в связи с изменением сырьевых потоков ОАО «НУНПЗ» прекратил выпуск такого пека.

Применение нефтяных пеков с очень низкой кан-церогенностью (содержание 3,4-бензпирена до 0,15%) требует строительства отдельных малогабаритных установок термополиконденсации. В результате термо-поликонденсационной переработки ароматизированных видов сырья, таких как смола пиролиза, дистил-лятный крекинг-остаток, можно получить очень качественные нефтяные пеки (по выходу летучих веществ, содержанию серы и а-фракций).

В пилотных масштабах на опытной базе ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ» было отработано много вариантов получения нефтяных пеков и, в частности, из пиролизного и крекингового сырья (табл. 8). По всем пекам (образцы 1—6) нами было получено положительное заключение о целесообразности их применения в электродном производстве в промышленных масштабах. Была разработана техническая документация в виде регламентов на проектирование применительно к условиям ОАО «Салават-нефтеоргсинтез» (образец 4) и ОАО «АНХК» (образцы 5 и 6). Однако данные технологии так и не были реализованы в силу известных обстоятельств, возникших в условиях рыночных отношений.

Резюмируя изложенное выше, отметим, что крупные компании пока не заинтересованы в реализации таких проектов. Очевидно, требуется разработка и государственная поддержка целевой программы по организации отечественного производства нефтяных электродных коксов и нефтяных пеков.

Мы готовы работать и с отдельными партнерами при появлении интереса со стороны потенциальных заказчиков к производству электродных коксов, нефтяных пеков, а также более качественных каменноугольных пеков. Институт располагает солидными заделами по технологиям производства пеко-коксовой продукции как из сырья нефтяного происхождения, так и из каменноугольных смол.

Характеристика пилотных образцов пеков

Таблица 8

Показатели качества

Номер образца

1

2

3

4

5

6

Температура размягчения, °С

80

84

94

67

ПО

72

Содержание серы, %

0,2

0,3

0,3

0,55

0,31

1,28

Выход летучих веществ, %

68,5

61,6

56,4

65,5

59,1

63,1

Содержание а-фракций, %

5,7

20,2

23,9

16,8

28,3

19,8

Содержание а! -фракций, %

1,0

следы

следы

3,7

2,0

Примечание. Место испытаний — опытные базы отраслевых институтов: НИИ Графит — 1, 2, 3 образцы; ГОС НИИ ЭП - 4; Сиб ВАМИ - 5, 6.

Список литературы

1. Сборник докладов Межотраслевой конференции «Нефтеперерабатывающая и алюминиевая промышленности — развитие сотрудничества, оптимизация связей по поставкам нефтяного кокса». Красноярск, март 2001, 113 с.

2. Производство углеродной продукции. Проблемы обеспечения углеродистым сырьем. Сб. тр. РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2002, вып. 1, 182 с.

3. Хайрудинов И.Р. и др. Опыт производства и применения нефтяных пеков. Тематический обзор. М.: ЦНИИТЭНеф-техим, 1994, 48 с.

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.chem.msu.su/

Дата добавления: 29.06.2006

www.km.ru

Состояние и перспективы развития производства кокса и пека из нефтяного сырья

Состояние и перспективы развития производства кокса и пека из нефтяного сырья

И. Р. Хайрудинов, М. М. Ахметов, Э. Г. Теляшев

В последние годы достаточно регулярно состояние коксового производства в России обсуждается на отраслевых совещаниях и конференциях специалистов нефтеперерабатывающей, алюминиевой и электродной промышленности [1, 2]. Поэтому статистические данные, приводимые различными аналитиками, известны широкому кругу специалистов как нефтеперерабатывающей, так и других отраслей.

В частности, по данным на начало 2002 г. специалистами Минэнерго РФ отмечалось, что при объеме переработки 5,2 млн. т нефтяного сырья производится 984 тыс. т нефтяных коксов и в перспективе к 2005 г. ожидалось достижение уровня выработки кокса 1080 тыс. т/год. Анализ, выполненный в нашем институте, показывает, что уже в 2004 г. отмеченный уровень выработки кокса был перекрыт и для этого потребовалось переработать менее 4 млн. т сырья коксования.

На сегодня в России эксплуатируется восемь установок замедленного коксования различной мощности, суммарная их загрузка сырьем в 2004 г. составила 3906 тыс. т (табл. 1), производство кокса было доведено до 1089 тыс. т, средний выход кокса по заводам составил 27,9%(масс.).

В настоящее время производство нефтяных коксов на предприятиях России характеризуется следующими особенностями.

1. Повсеместно на НПЗ отмечается значительное утяжеление сырья коксования. Заводы отрасли провели модернизацию вакуумных блоков на установках АВТ, в результате этого в их балансе накапливаются значительные объемы тяжелых гудронов с высокой плотностью и коксуемостью.

2. Появился рынок сбыта продукции вторичных каталитических процессов (отходов масляного и топливного производства) — экстрактов селективной очистки, тяжелых газойлей. Они уже не подвергаются термическому крекингу для получения на их основе более низкосернистого крекинг-остатка — желательной добавки к сырью процесса замедленного коксования.

Таблица 1

Показатели переработки сырья коксования на нефтеперерабатывающих заводах России за 2004 г.

Нефтеперерабатывающие предприятия

Тип установки замедленного коксования

Объем переработки сырья, тыс. т

Объем производства кокса, тыс. т

Выход кокса от сырья, % масс.

ООО «ЛУКОЙЛ — Волгограднеф-тепереработка»

21-10/300 21-10/600 21-10/7

259,3 481,9 236,7

66,7

127,7 62,6

25,7 26,5 26,4

ООО «ЛУКОЙЛ-Пермьнефтеорг-

21-10/ЗМ

921,4

236,8

25,7

синтез»

 

 

 

 

ОАО «Ангарская нефтехимиче-

21-10/ЗМ

537,4

148,4

27,6

ская компания»

 

 

 

 

ОАО «Сибнефть-Омский НПЗ»

21-10/ЗМ

616,1

174,3

28,3

ОАО «Ново-Уфимский НПЗ»

21-10/300

415,5

136,5

32,9

ОАО «Новокуйбышевский НПЗ»

21-10/5К

437,8

136,0

31,1

 

Всего

3906,0

1089,0

27,9

Сырье для получения кокса

Рассмотрим специфику обеспечения коксовых установок сырьем.

Сырьем коксования на заводах Новокуйбышевска и Перми являются сернистые гудроны. С 2005 г. ООО «ЛУКОЙЛ-Пермьнефтеоргсинтез» перестал вовлекать в сырье коксования как добавку к гудрону дистиллят-ный крекинг-остаток. На Омском НПЗ в качестве сырья при коксовании используются гудрон, газойль каталитического крекинга и тяжелый газойль. На установках коксования ООО «ЛУКОЙЛ-ВНП» традиционно в качестве сырья используется смесь гудрона, асфальта, экстракта «Дуасол» и дистиллятного крекинг-остатка (ДКО). На ОАО «АНХК» коксованию подвергают смесь гудрона со смолой пиролиза, иногда в нее добавляют газойль каталитического крекинга. На ОАО «НУНПЗ» в коксование вовлекаются гудрон, асфальт, тяжелый газойль каталитического крекинга, дистиллятный и остаточный крекинг-остатки.

Основные показатели работы коксовых установок в России

В табл. 2 представлены усредненные годовые материальные балансы коксовых установок России. Основная задача, решаемая сегодня на заводах, — это утилизация значительных ресурсов тяжелых гудронов. При этом отмечается невысокий выход светлых дистиллятов (бензин, легкий газойль) и высокий выход тяжелого газойля, используемого чаще всего как котельное топливо.

В табл. 3 приведены данные по содержанию серы и ванадия в нефтяных коксах различных производителей.

На сегодня отечественного производства нефтяных коксов с содержанием серы в пределах 0,5—1,0% не существует. Из общего баланса производимого кокса только около половины содержит менее 1,5% серы. Низкосернистый кокс имеет также пониженное содержание ванадия и используется в алюминиевой промышленности, и только небольшая его часть может быть вовлечена в электродное производство как «подшихтовка» к малосернистым коксам, например, пековым. Основная масса кокса с содержанием серы от 2,0 до 2,8% не пригодна для электродной и малопригодна для алюминиевой промышленности.

Перспективы развития производства кокса

Перспективные технические решения для создания отечественных производств электродных коксов, разработаны в ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ». Они предусматривают подготовку малосернистого сырья коксования за счет вовлечения остатков процессов нефтехимии и альтернативных источников сырья; строительство новой крупнотоннажной установки замедленного коксования на Комсомольском НПЗ; организацию коксового производства на малотоннажных коксовых установках из прямогонных мазутов малосернистых нефтей.

Таблица 2

Материальные балансы коксования*

 

Продукты коксования

Нефтеперерабатывающие заводы в городах

Волгоград

Пермь

Ангарск

Омск

Уфа

Новокуйбышевск

Газы

10,7

8,7

12,5

8,3

8,0

11,4

Бензин

11,7

16,3

15,0

8,6

3,8

10,2

Легкий газойль

30,7

22,9

27,2

18,3

19,3

31,1

Тяжелый газойль

19,9

25,5

16,3

34,1

35,0

14,6

Кокс суммарный

26,3

25,7

26,8

28,3

32,9

31,1

Потери

0,7

0,9

2,2

2,4

1,0

1,6

Всего

100,0

100,0

100,0

100,0

100,0

100,0

Выходы продуктов указаны в массовых единицах на 100 массовых единиц исходного сырья

Показатели качества нефтяных коксов, произведенных в России

Таблица 3

 

Предприятие

Массовая доля,

%

серы

ванадия

ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка»

1,47-1,48

0,015

ООО «ЛУКОЙЛ-Пермьнефтеоргсинтез»

2,60-2,70

до 0,025

ОАО «Ангарская нефтехимическая компания»

1,45-1,50

0,015

ОАО «Сибнефть-Омский НПЗ»

1,45-1,50

0,015

ОАО «Ново-Уфимский НПЗ»

2,00-2,50

до 0,030

ОАО «Новокуйбышевский НПЗ»

2,80

до 0,040

Состав сырья и качество получаемых коксов

Показатели

Смесь малосернистого ДКО и смолы Смесь сернистого ДКО и смолы

 

I образец

II образец

III образец

Выход летучих веществ, %(масс.)

4,6

4,1

3,9

Содержание серы, %(масс.)

0,32

0,34

0,43

Действительная плотность, кг/м3

2130

2120

2116

Микроструктура, баллы

5,4

5,3

5,1

Выход кокса на сырьевую смесь, %(масс.)

29,5

29,6

31,0

Рассмотрим эти предложения более подробно. Специалистами Института проведены пилотные испытания процесса коксования смесей смолы пиролиза этиленового производства и дистиллятного крекинг-остатка (ДКО). В результате подбора состава сырья определены пределы изменения качества получаемых коксов (табл. 4) и найдены условия получения вполне качественного игольчатого кокса.

По результатам этих исследований еще в 2004 г. ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ» подготовлены и переданы предложения по реализации такого процесса коксования на Волгоградском НПЗ.

Нефтяная компания «Лукойл» располагает значительными ресурсами смолы пиролиза, которые могут быть переданы Волгоградскому НПЗ по внутренним связям компании. Нужна заинтересованность самой компании в организации отечественного производства игольчатого кокса с указанными в табл. 4 показателями качества.

К сожалению, складывающаяся в России ценовая политика по сырью для производства сажи может помешать реализации этой технологии.

Еще в 1995 г. по договору с Братским алюминиевым заводом ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ» разработал технологический регламент для проектирования установки замедленного коксования с привязкой к Комсомольскому НПЗ. Исследования показали, что при существующем сырьевом обеспечении завода есть возможность производства малосернистого кокса из гудрона (табл. 5).

В 2001 г. нефтяная компания «Роснефть» организовала проведение тендера по выбору исполнителя

Таблица 5

Выход и качество кокса из гудрона ОАО «Комсомольский НПЗ»

Показатели

Значения

Выход летучих веществ, %(масс.)

5,5

Содержание серы, %(масс.)

0,69

Содержание золы, %(масс.)

0,11

Действительная плотность, кг/м3

2093

Выход на сырье, %(масс.)

22,0

проекта строительства на Комсомольском НПЗ коксовой установки мощностью 1 млн. т/год по сырью. Но, к сожалению, решение данного вопроса было перенесено на более поздние сроки.

В 2003 г. Институтом был разработан технологический регламент для проектирования установки коксования каменноугольной смолы, включающий стадию экстракции исходной смолы и последующую стадию коксования экстракта. Такое техническое решение позволяет с этой установки выводить в виде рафината каменноугольный пек, а в виде продукта коксования — малосернистый кокс (табл. 6).

Таблица 6 Выход и качество кокса из каменноугольной смолы

Показатели

Значения

Выход летучих веществ, %(масс.)

1,7

Содержание серы, %(масс.)

0,26

Содержание золы, %(масс.)

0,18

Действительная плотность, кг/м3

2130

Микроструктура, баллы

5,2-5,4

Выход кокса на сырье, %(масс.)

14,8

Выход пека на сырье, %(масс.)

19,6

Данный проект был разработан применительно к сырьевой базе ОАО «Алтай-кокс» и пока находится в стадии рассмотрения у заказчика. Его отличительной особенностью является комплектование установки малогабаритными аппаратами. Полагаем, что для выпуска коксов специального назначения целесообразно, исходя из потребности в них, строительство именно установок малой мощности 100—150 тыс. т по сырью.

В настоящее время в Сибирском регионе на сред-нетоннажных установках AT перерабатывают нефти с содержанием серы 0,2—0,3%, а мазуты, содержащие 0,4—0,6% серы, возвращают в нефтепровод, смешивая с нефтью. Надо рассмотреть и эти сырьевые возможности для получения малосернистого нефтяного кокса. В этой связи могут появиться новые перспективы. Институт готов при заинтересованности со стороны потенциальных заказчиков проработать технологические вопросы.

Производство нефтяного пека

Электродная промышленность России потребляет значительные количества пеков каменноугольного происхождения. Известно, что каменноугольные пеки отличаются низким содержанием серы, но высоким содержанием канцерогенов, в частности от 1 до 4% бензпиренов. Поэтому в мировой практике известны попытки перевода предприятий отрасли на использование нефтяных пеков.

Положительный опыт их применения имеется в США, Канаде. В 1988—89 гг. на предприятиях Днепропетровский электродный завод и Иркутский алюминиевый завод были приняты промышленные партии нефтяных пеков фирмы «Ашланд петролеум» с температурой размягчения 65 °С и 105 °С. Их испытания прошли с положительными результатами [3].

В 1991 г. специалистами ГУП «Институт нефте-химпереработки РБ» была реализована на ОАО «НУНПЗ» в опытно-промышленных масштабах технология производства нефтяного пека из крекингового сырья. Годовая выработка пека достигала 20 тыс. т. Практически весь этот пек в течение 6 лет забирал Братский алюминиевый завод. Промышленные партии этого пека испытывали на Саянском алюминиевом и Новосибирском электродном заводах, Челябинском электрометаллургическом комбинате. В целом, потребители признали целесообразность применения нефтяного пека в смеси с каменноугольным [3]. Характеристика нефтяного пека дана в табл. 7.

Таблица 7

Качество нефтяного пека ОАО «НУНПЗ»

Показатели качества

Марка А

Марка Б

Температура размягчения, °С

60-70

70-80

Содержание серы, %(масс.)

2,0-2,5

2,0-2,5

Выход летучих веществ, %(масс.)

71

68

Содержание а-фракций, %(масс.)

2,0

3,0

Содержание золы, %(масс.)

0,3

0,3

В 1997 г. в связи с изменением сырьевых потоков ОАО «НУНПЗ» прекратил выпуск такого пека.

Применение нефтяных пеков с очень низкой кан-церогенностью (содержание 3,4-бензпирена до 0,15%) требует строительства отдельных малогабаритных установок термополиконденсации. В результате термо-поликонденсационной переработки ароматизированных видов сырья, таких как смола пиролиза, дистил-лятный крекинг-остаток, можно получить очень качественные нефтяные пеки (по выходу летучих веществ, содержанию серы и а-фракций).

В пилотных масштабах на опытной базе ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ» было отработано много вариантов получения нефтяных пеков и, в частности, из пиролизного и крекингового сырья (табл. 8). По всем пекам (образцы 1—6) нами было получено положительное заключение о целесообразности их применения в электродном производстве в промышленных масштабах. Была разработана техническая документация в виде регламентов на проектирование применительно к условиям ОАО «Салават-нефтеоргсинтез» (образец 4) и ОАО «АНХК» (образцы 5 и 6). Однако данные технологии так и не были реализованы в силу известных обстоятельств, возникших в условиях рыночных отношений.

Резюмируя изложенное выше, отметим, что крупные компании пока не заинтересованы в реализации таких проектов. Очевидно, требуется разработка и государственная поддержка целевой программы по организации отечественного производства нефтяных электродных коксов и нефтяных пеков.

Мы готовы работать и с отдельными партнерами при появлении интереса со стороны потенциальных заказчиков к производству электродных коксов, нефтяных пеков, а также более качественных каменноугольных пеков. Институт располагает солидными заделами по технологиям производства пеко-коксовой продукции как из сырья нефтяного происхождения, так и из каменноугольных смол.

Характеристика пилотных образцов пеков

Таблица 8

 

Показатели качества

Номер образца

1

2

3

4

5

6

Температура размягчения, °С

80

84

94

67

ПО

72

Содержание серы, %

0,2

0,3

0,3

0,55

0,31

1,28

Выход летучих веществ, %

68,5

61,6

56,4

65,5

59,1

63,1

Содержание а-фракций, %

5,7

20,2

23,9

16,8

28,3

19,8

Содержание а! -фракций, %

1,0

следы

следы

3,7

2,0

Примечание. Место испытаний — опытные базы отраслевых институтов: НИИ Графит — 1, 2, 3 образцы; ГОС НИИ ЭП - 4; Сиб ВАМИ - 5, 6.

Список литературы

1. Сборник докладов Межотраслевой конференции «Нефтеперерабатывающая и алюминиевая промышленности — развитие сотрудничества, оптимизация связей по поставкам нефтяного кокса». Красноярск, март 2001, 113 с.

2. Производство углеродной продукции. Проблемы обеспечения углеродистым сырьем. Сб. тр. РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2002, вып. 1, 182 с.

3. Хайрудинов И.Р. и др. Опыт производства и применения нефтяных пеков. Тематический обзор. М.: ЦНИИТЭНеф-техим, 1994, 48 с.

 

www.referatmix.ru


Смотрите также