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


Коксозамещение – ТЕНДЕНЦИИ – №124 (сентябрь 2015) – 2015 – Все выпуски – Журнал «Сибирская нефть» – Пресс-центр – ПАО «Газпром нефть» — официальный сайт компании

«Газпром нефть» выпустила на Омском НПЗ опытную партию нефтяного игольчатого кокса — первой на российском рынке. Это высоколиквидный продукт, спрос на который на отечественном и мировом рынках непрерывно растет. По оценке специалистов компании «Газпромнефть — Битумные материалы»*, проект организации промышленного производства игольчатого кокса в Омске не только имеет хорошие рыночные перспективы, но и в сегодняшней ситуации становится важным вопросом обеспечения промышленной безопасности страны

Вместе с металлургией

Главный рынок потребления игольчатого кокса — металлургия. Это связано с уникальными свойствами продукта — высокоструктурированного, с низким коэффициентом термического расширения, высокой удельной плотностью, механической прочностью, высоким содержанием графита и низким уровнем содержания серы, азота и золы. То есть обладающего оптимальным набором характеристик для производства сверхмощных графитированных электродов (марки UHP/ЭГСП), которые работают при повышенных плотностях тока. Они применяются при производстве спецстали методом EAF (electric arc furnace) — в электродуговых печах и печах-ковшах для внепечной обработки стали. По сравнению с обычным электродным коксом игольчатый обладает более высокой термостойкостью и существенно снижает расход электродов на тонну выплавляемой стали. Равноценной замены игольчатому коксу в настоящее время не существует.

Соответственно, объемы потребления игольчатого кокса напрямую связаны с уровнем спроса на высококачественные стали и распространением метода EAF. А значит, рынок игольчатого кокса ожидает только рост. За первое десятилетие XXI века объем выпуска электросталей в мире удвоился, и ожидается, что во втором динамика будет практически такой же: рост с 443 млн тонн электросталей в 2011 году до 903 млн тонн в 2020-м.

Производство игольчатого кокса развивается вместе с изменениями на металлургическом рынке. На данный момент предприятия США, Великобритании и Японии выпускают 880 тыс. тонн продукции ежегодно. К 2025 году эта цифра может вырасти до 1,2 млн тонн.

В России прогнозируемый рост производства электросталей не так высок (с 21 млн тонн в 2011-м до 27 млн тонн в 2020-м), однако тенденция также позитивная. Увеличение объемов выплавки электростали российскими предприятиями к 2020 году приведет к росту потребности в графитированных электродах отдельных марок на 60%. Сегодня в России ежегодно используется около 30 тыс. тонн сырья. По экспертным оценкам, к 2025 году эта цифра должна вырасти до 150 тыс. тонн. При этом уже на протяжении 40 с лишним лет отечественные производители электродов, а значит, и российская металлургия находятся в полной зависимости от поставок игольчатого кокса из-за рубежа.

Впрочем, в зависимости этой находятся не только металлурги: игольчатый кокс используется в том числе для изготовления углеродных изделий в оборонной, электронной и атомной промышленности. И это уже выводит проблему на уровень национальной промышленной безопасности.

Сравнительная характеристика видов кокса

Кокс электродный

Кокс игольчатый

Действительная плотность, г/см3

2,02-2,12

2,14-2,15

Массовая доля серы, %

1,5-2

0,38-0,46

Зольность, %

0,6

0,01-0,06

Массовая доля общей влаги, %

0,5

0,02-0,1

Коэффициент термического расширения, 10-7/°С

1,0-1,6

Характеристики электродов, произведенных из нефтяных НИЗКОСЕРНИСТЫХ коксов и коксов с анизотропной структурой

Кокс электродный

Кокс игольчатый

Удельное электросопротивление, мкОм-м

7,0-11,0

4,0-6,0

Предел прочности при изгибе, МПа

6,5-9,5

8,0-13,0

Объемная плотность, г/см3

1,54-1,64

1,65-1,75

Единственная возможность

Идея попробовать на мощностях Омского НПЗ выпустить принципиально новый продукт с более высокими качественными характеристиками появилась в 2011 году. По заказу «Газпром нефти» Уфимский государственный нефтяной технический университет выполнил научно-исследовательскую работу «Анализ вариантов технологического развития коксового производства ОАО „Газпромнефть — ОНПЗ“ с целью выпуска игольчатого и/или других специальных нефтяных коксов для углеграфитовой промышленности». В исследовании была обоснована техническая возможность производства игольчатого кокса на существующих сырьевых ресурсах Омского НПЗ.

Нефтяной игольчатый кокс

Кокс, получаемый на установках замедленного коксования из малосернистых ароматизированных дистиллятных остатков термического крекинга, газойлей каталитического крекинга, экстрактов масляного производства или тяжелой смолы пиролиза углеводородов. Свое название он получил благодаря особенным вытянутым структурам, напоминающим толстые иглы или спекшиеся волокна. В сталелитейной промышленности он используется для изготовления графитированных электродов, которые затем применяются для выплавки стали в электродуговых печах (ЭДП). Загруженные в печи железосодержащие материалы расплавляются под действием электрического тока, пропущенного между двумя электродами. Эти электроды изготовляются путем дробления игольчатого прокаленного нефтяного кокса и его смешивания с каменноугольной смолой. Эта смесь затем обжигается при температуре 2500-3000°С, чтобы полностью графитизировать углерод.

Игольчатый неосвоенный

Освоение промышленного производства игольчатого кокса в Европе, США и Японии в конце 60-х годов прошлого века стало основой для настоящего прорыва в технологии производства графитированных электродов. В СССР первые лабораторные опыты по созданию технологии производства кокса игольчатой структуры были предприняты в Уфимском нефтяном институте еще в 1968 году. В 1969-м на базе малосернистой туркменской нефти получена первая опытная партия на Красноводском НПЗ (Туркмения). Здесь же наладили производство опытно-промышленных партий, прекращенное в 1991 году. Параллельно велись разработки технологии получения игольчатого кокса из нефти с повышенным содержанием серы. В середине 90-х по этой технологии было наработано 16,5 тыс. тонн продукции. Но к 1996 году все исследовательские и промышленные работы были остановлены.

Как отмечают эксперты, неудачные попытки наладить в стране промышленное производство обусловлены целым комплексом объективных и субъективных причин. Среди них отсутствие на большинстве советских и постсоветских НПЗ необходимых ресурсов потенциально пригодного для получения игольчатого кокса нефтяного сырья и соответствующих мощностей по квалифицированной подготовке и переработке исходного сырья. При этом при организации производства игольчатого кокса на действующих установках замедленного коксования взамен переработки тяжелых нефтяных остатков снижалась глубина переработки нефти и, соответственно, прибыль нефтяных компаний.

Крупные потребители игольчатого нефтяного кокса в мире

GrafTech

США, Мексика, Бразилия,Испания, ЮАР, Франция

SGL Carbon

Германия, США, Испания, Италия, Австрия, Малайзия

Showa Denko

Япония

Tokai Carbon

Япония, Германия

Graphite India

Индия

HEG

Индия, Германия

Энергопром

Россия

Nippon Carbon

Япония

SEC Carbon

Япония

Укрграфит

Украина

Sinosteel

Китай

Fangda Carbon New Material

Китай

Как показал анализ, при коксовании 380 тыс. тонн тяжелого газойля в год (максимальное количество сырья, которое могут в совокупности выдать две установки ОНПЗ — каталитического крекинга и комбинированный комплекс глубокой переработки мазута) можно получить около 75 тыс. тонн качественного сырого игольчатого кокса. При этом проектная мощность установки замедленного коксования омского предприятия — 150 тыс. тонн коксовой продукции. И сравнительный анализ мощностей российских НПЗ по сырьевым компонентам показывает, что только на омском заводе «Газпром нефти» есть возможность выпускать игольчатый кокс в достаточном для российского рынка количестве с перспективой увеличения мощности по сырью. «Производство нефтяного кокса игольчатой структуры на Омском НПЗ позволит нам также выйти и на международный рынок с высококачественным продуктом, который пользуется спросом в Индии, Китае, странах ЕС и других регионах», — уверен генеральный директор компании «Газпромнефть — Битумные материалы» Дмитрий Орлов.

Предварительный экономический расчет показывает, что при мировых ценах на игольчатый кокс в диапазоне от $650 до 1 тыс. за тонну цена российского игольчатого кокса производства Омского НПЗ оказывается вполне конкурентоспособной. Но прежде чем что-то продать, необходимо что-то произвести. А игольчатый кокс — продукт с характером.

«Освоение выпуска кокса игольчатой структуры требует не только вовлечения в производство специального сырья — тяжелого газойля. Для получения этого продукта необходимы более высокие по сравнению с коксованием нефтяных остатков температура на входе в коксовые камеры, давление, коэффициент рециркуляции, — пояснил начальник установки замедленного коксования ОНПЗ Андрей Альт. — Был проведен поверочный расчет основной ректификационной колонны, который показал, что существующее на Омском НПЗ технологическое оборудование в принципе позволяет обеспечить возможность переработки тяжелого газойля каталитического крекинга в чистом виде без существенных изменений технологических параметров. Расчеты оказались верными, и в этом году наша установка выдала первую тысячу тонн продукции».

Однако на пути к промышленному производству, которое предполагается организовать в ближайшие годы, предстоит решить ряд проблем. Если речь идет об экспансии на внешние рынки, то возникает вопрос обеспечения необходимого количества и качества сырьевых ресурсов. Начавшаяся реконструкция комплекса глубокой переработки КТ-1/1 («СН» писала об этом в прошлом номере) позволит расширить сырьевую базу. Еще одна сложность в неготовности существующего оборудования по кальцинированию (прокалке) — имеющаяся на заводе установка не рассчитана на высокие температуры, необходимые для получения конечной продукции. Поэтому в будущем возможна модернизация установки прокалки, включая замену футеровки внутренней поверхности печи на более прочную и совершенную.

* Оператор бизнеса «Газпром нефти» по реализации коксовой продукции

www.gazprom-neft.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.

Для подготовки данной применялись материалы сети Интернет из общего доступа



vuz-24.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

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

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

Показатели качества нефтяных коксов, произведенных в России

Таблица 3

Предприятие

Состав сырья и качество получаемых коксов

Показатели

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

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

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

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

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.

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

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

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

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

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

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

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

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

doc4web.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.

www.yurii.ru

Доклад - 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.ronl.ru

Шпаргалка - 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.ronl.ru

Реферат 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.

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

bukvasha.ru


Смотрите также