Лекция 1 Кіріспе. Қазақстанның мұнай-газ саласы. Мұнай өңдеу өнеркәсібінің даму болашағы. ҚР және тмд отын энергетикалық балансы

Лекция 18 Термиялық қалдықтарды кокстеу

жүктеу 6,39 Mb. бет 59/93 Дата 13.04.2023 өлшемі 6,39 Mb. #42139 түрі Лекция

Лекция 18 Термиялық қалдықтарды кокстеу. Баяу кокстеу қондырғысы. Пиролизді орнату. Кокстеу – мұнай қалдықтарынан жоғары сапалы электродты немесе отындық коксті алуға арналған жоғары температуралы процесс. Бұл қағида бойынша пиролиз шайырын айдаудан алынған пек, мазут, гудрон, жартылай гудрон. Оларды кокстеуді 490-520С температура мен 0,2-0,6 МПа қысымда өткізеді. Көмірсутектерді термиялық бұзу – бұл температура әсерінен олардың ыдырауы. Дегенмен 500-900С температура аралығында термиялық бұзылуда тек заттар ыдырамайды, сонымен қатар оның синтезделу реакциясы өтеді. Ауыр мұнай қалдықтарын термиялық крекингтеу тереңдігі кокс түзілуімен шектеледі. Висбрекинг қондырғысында аса ауыр шикі затты өңдегенде соңғы өнімдер тек газ, бензин және стандартты тұтқырлықтағы қазандық отынын алу үшін барлық газойлді фракцияларды қалдыруға тура келетін крекинг-қалдық болып табылады, яғни крекинг тереңдігі онша жоғары емес. Ауыр шикізатты термиялық крекингтеуді бастапқы шикі заттың көміртегінің басым бөлігі шоғырланған кокстің шығымы жоғары болатындай етіп жүргізсе ашық мұнай өнімдерінің шығымы әжептеуір артады. Мысалы, кокс шығымы 24% мас. камераларда күкіртті мұнай гудронын кокстегенде 16% мас. бензин (қайнау температурасы 200С дейін), 26% мас. керосиндік-газойлдік фракциялар (205-350С) және 34% мас. ауыр газойль (350С) түзіледі. Барлық осы дистилляттар құрамында қанықпаған көмірсутектер болады, яғни олар тұрақсыз.Егер күкіртті шикі затты өңдесе, онда байытуға тура келетін күкіртті дистилляттар түзіледі. Бензиннің октан саны онша жоғары емес, бірақ оны одан әрі гидротазалу содан соң каталитикалық риформингтеуге ұшыратып, октан саны 90-на кем емес шамамен 80% мас. жоғары сапалы бензин алуға болады. Керосиндік-газойлді фракцияны гидротазалау және құрамындағы күкіртті қосылыстары мен қанықпаған көмірсутектерін кетірген соң дизелдік отын компоненті ретінде қолданады. Гидротазалағандағы соңғысының шығымы 95% мас. құрайды. Осыдан соң ауыр газойлді каталитикалық крекинг немесе гидрокрекинг шикі заты ретінде қолдануға болады. Мұнай коксін алуға арналған костеу процесі одан да кең тараған. Бұл жағдайда аз күкіртті шикі затты кокстеуге болады, өйткені мұнай коксіндегі күкірт мөлшері нормаланған. Кокске қарағанда арзан және жоғары сапалы материал ретінде мұнай коксіне деген сұраныс жоғары. Мұнай коксін негізгі тұтынушы – алюминий өнеркәсібі: кокс алюминий қазбаларынан алюминийді қорытқанда тотықсыз-дандырғыш (анодты масса) қызметін атқарады. Алюминий өндірісіне кокстің меншікті шығымы анағұрлым жоғары және 1 т алюминийге 550-600 кг-ды құрайды. Мұнай коксін қолданатын тағы бір сала карбидтер (кальций, кремний) мен күкіртсутек алуға арналған болат қорытатын пештерге графиттелген электродтар дайындауға арналған шикі зат ретінде. Мұнай коксінің арнайы сұрыптарын агрессивті орталарда жұмыс істейтін химиялық аппаратураларды дайындайтын конструкциялық материал ретінде қолданады. Кубтарда кокстеу өнімділігі аз және үнемсіз. Бұл процесті арнайы түрлерін – электродты және конструкциялық мұнай коксін алуда қолданады. Екі жағдайда пиролизбен керосиндік немесе газойлдік фракцияларды пиролиздеумен алынатын жоғары ароматты ауыр шайырды кокстейді. Осы шайыр құрамына негізінен полициклді ароматты көмірсутектер, шайырлар мен асфальтендер, сондай-ақ каридтардың біршама мөлшері енеді. Алынатын кокстің артықшылығы ұшқыш заттардың мөлшерінің төмендігі болып табылады. Яғни бұл арнай пештерде оны қатайтқанда қосымша операцияларды талап етпейді. Кокстеуге арналған куб диаметрі 2-4,5 м және ұзындығы 10-13 м цилиндрлі көлденең аппаратты білдіреді. Шикі затты кубқа тиейді, сосын біртіндеп куб астында орналасқан форсунка арқылы отынды бере отырып қыздырады. Жобамен 300С температурада кубтың жоғарғы жағынан шығатын булар бөлінеді және конденсациялау мен суыту жүйесіне түседі. Кубтың қызу барысында газды фазада 360-400С температурада максимумға жете отырып булардың бөліну қарқыны күшейеді. Әдетте булардың максималды температурасы 450С, содан соң ол төмендейді. Процесс аяқталған соң куб түбінде түзілген кокс «пирогын» 2-3 сағат бойы шынықтырады. Суытылған кубтан түсіру люгі арқылы коксті төгеді. Коксті түсіру механикаландырылмаған және 2-ден 4 сағатқа дейін созылады. Ресейде костеудің ең көп тараған қондырғысы баяу кокстеу қондырғысы (БКҚ) болып табылады. Процестің негізгі қызметі – ауыр көмірсутекті қалдықтардан кокс пен дистиллятты өнімдерді (бензин мен газойлдер) өндіру. Қарастырылып отырған кокстеу процесіндегі «баяу» атауы реакциялық ирек түтікті пештер мен кокстеу реакторларының (камераларының) ерекше жұмыс істеу жағдайына байланысты. Шикізатты пеште жоғары темпера-тураға (470-510С) дейін алдын-ала қыздыру, сосын кокстеу шикі затпен бірге келген жылу есебінен жүретін қыздырылмайтын, сыртынан оқшауланған кокстеу камераларына берілуі қажет. Баяу кокстеу процесі кокстеуге шикі затты беру мен газ тәрізді және дистиллятты өнімдерді шығару жағынан үздіксіз, камералардан коксті түсіру жағынан үздікті болып табылады. БКҚ өнімділігіне байланысты кокстеу камераларының саны мен өлшеміне, қыздыру пештерінің саны мен қуатына қарай бөлінеді. Алғашқы қондырғыларда диаметрі 4,6 м және биіктігі 27 м кезек-кезек жұмыс істейтін екі немесе үш камера болған. Кейінгі БКҚ төрт камералы, оларда камералар жұп-жұбымен жұмыс істейді. Заманауи, жетілдірілген БКҚ өлшемі үлкен кокстеу камералары (диаметрі 5,5-7,1 м; биіктігі 27-30 м) қолданылады. Камера цилиндрлік корпус пен ауыз және штуцерлермен жабдықталған екі түптен (сфералық және төменгі конустық) тұрады. Камера екі қабатты болаттан жасалған; ішкі легирленген қабатының қалыңдығы 2-4 мм. Кокстеу камералары 0,2-0,6 дейінгі МПА қысымға есептелген. Ондағы қиын жұмыстар механикаландырылған және процесс автоматтандырылған. Кокс кесек түрінде алынады және оны өлшеміне қарай сұрыптау осындау конструкциялы пештерде одан әрі шынықтыруға жарамды фракцияларды (әдетте 25 мм және одан да жоғары) оңай іріктеуге мүмкіндік береді. Пиролиз процесі 700-900°С температура мен 1-1,2 МПа қысымда жүргізеді., құрамында қанықпаған көмірсутектер көп болып келетін газдар қоспасын алу үшін жүргізіледі. Негізінен жоғары бағалы олефинді көмірсутектер мұнайхимиялық синтез шикізатын алуда қолданылады. Пиролиз процесі арқылы көп мөлшерде этилен, пропилен немесе бутилен-дивинилді фракция алуға болады. Пиролизге табиғи көмірсутекті газдар, серік газдар жəне өндірісте мұнайды тұрақтандыру кезінде бөлінген газдар, сол сияқты мұнай өңдеу өнімдері қолданылады. Пиролизге қатысатын мұнай өнімдеріне тікелей айдау бензині, ароматты көмірсутектер экстракциясы қондырғысының бензин-рафинаты қолданылады. Пиролиз кезінде пиролизді газ жəне пиролиздің сұйық өнімдері түзіледі. Пиролиз газында əртүрлі компоненттер болады. Газды көмірсутектер пиролизінде бензинді шикізат пиролизіне қарағанда процесс температурасын жоғары ұстауы керек. Сұйық өнімдер – шайыр жəне пироконденсат – пиролиз газын фракциялауда жəне тазалауда бөлінеді. Пироконденсат пиролиз газын сыққанда жəне соңынан сығылған газды салқындатқанда түзіледі. Сұйық өнімдер шығымы шикізатқа жəне процестер режиміне тəуелді. Шикізаттың молекулалық салмағы өсуімен жəне процесс температурасының төмендеуімен сұйық өнімдер мөлшері көбейеді. 800°С жəне одан жоғарыда шайыр жəне пироконденсат шығымы құрайды: этан пиролизінде 3 масс.%, пропан пиролизінде 10 масс.%, т.б. Жоғары температуралы пиролиз шайырында ароматты кө- мірсутектер, соның ішінде бензол (25-30%) жəне толуол (10-15%) көп болады. Пиролиздің сұйық өнімдері автобензиннің компоненті ретінде ароматты көмірсутектер жəне басқа да химиялық өнімдер алудың көзі болып табылады. Пиролизатты автобензинге бағыттаудан бұрын одан тұрақсыз диенді көмірсутектерді бөлу керек. Диенді бөлу алюмокобальтмо- либденді, никелді катализаторлармен гидрлеп жүреді. Гидрленгенде пиролизаттың октан саны біртіндеп төмендейді, бірақ тазалаудан кейін октан саны 82-85-ке өседі. Қанықпаған көмірсутектерді өндіру пиролизі құбырлы пеште жүргізіледі жəне келесідей сатылардан тұрады: Пиролиздің өзінің бөлімі. Пиролиз газын тазарту жəне компримирлеу бөлімі. Газ бөлімі. Өтетін екіншілік реакциялардың көптүрлілігі процестің мо- делдеуін, əсіресе, шикізаттың табиғатының күрделенуінде жəне кон- версия дəрежесінің өсуі кезінде қиындатады. жүктеу 6,39 Mb. Достарыңызбен бөлісу:

©g.engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз