Текущие проблемы и перспективы процесса замедленного коксования

Середкин  Н.Ю.

Иркутский государственный  технический университет

Текущие проблемы и перспективы процесса замедленного коксования.

На современном этапе нефтеперерабатывающая промышленность развивается в направлении углубления переработки нефти: увеличения производства светлых нефтепродуктов и снижения выхода остаточных топлив. Интенсивное развитие цветной и черной металлургии, а также неуклонное стремление к получению дистиллятных продуктов из нефтяных остатков ставит перед нефтеперерабатывающей промышленностью задачу получения качественных углеродных материалов и эффективного использования жидких продуктов коксования.

Процесс термодеструктивной переработки нефтяных остатков методом  замедленного коксования - наиболее экономичный  способ получения дистиллятных продуктов. Возможности переработки различного сырья (тяжелые нефтяные остатки, битумы, сланцевые смолы, каменноугольные и нефтяные пеки и др.) на установках замедленного коксования (УЗК) в сочетании со сравнительно невысокими капитальными и эксплуатационными затратами определяет его особое значение при совершенствовании и оптимизации действующих и разработке перспективных схем переработки нефти [1].

Начиная с 90-х годов прошлого века, доля объемов производств УЗК  к переработке нефти в мире непрерывно увеличивается и составляет в настоящее время 6,1 %. Мировые мощности производств коксования нефтяных остатков составляют 252,9 млн т в год, и за последние 6 лет они возросли на 47,3 млн тонн в год [2], значительно опережая темпы роста мощностей первичной переработки нефти, каталитического крекинга и лишь немного уступают темпам роста мощностей каталитического гидрокрекинга. Процесс замедленного коксования в составе НПЗ связывает в единый технологический цикл процессы производства автомобильных бензинов и дизельных топлив (гидрогенизационные процессы и компаундирование топлив), каталитического крекинга и гидрокрекинга. Процесс замедленного коксования позволяет решать проблемы производства топочных мазутов с пониженным содержанием серы и требуемой вязкостью.

В то же время, получаемый на УЗК нефтяной кокс (далее - кокс) является превосходным сырьем для производства анодов в алюминиевой промышленности и электродов для выплавки специальных марок сталей и различных цветных металлов, а также при получении карбидов металлов, конструкционных материалов и др. Процесс замедленного коксования обеспечивает крупнотоннажное производство электродного кокса высокого качества [3]. Это особенно актуально для Восточной Сибири, где сосредоточены крупнейшие предприятия по переработке нефти и производству алюминия и цветных металлов. Наметившиеся тенденции на выпуск продукции мирового уровня требуют интенсификации процесса замедленного коксования в направлении выбора сырья, совершенствования выделения дистиллятных продуктов коксования, а также решения целого ряда экологических проблем.

Малосернистый нефтяной кокс с содержанием серы до 1,5% имеют возможность вырабатывать три НПЗ: в Волгограде, Омске, Ангарске, что обусловлено переработкой на этих НПЗ малосернистых западносибирских нефтей.

Однако большинство  отечественных НПЗ перерабатывают сернистые и высокосернистые  нефти, что предопределяет получение  кокса с содержанием серы 3,0% и  выше, в связи с чем НПЗ, имеющие в своем составе установки замедленного коксования, или сталкиваются с проблемой реализации полученной продукции и вынуждены снижать мощности эксплуатируемых установок по сырью, или должны переходить на выработку топливного кокса.

Необходимо  отметить, что в последние годы во всем мире ухудшается качество нефтяного кокса по содержанию серы, что обусловлено увеличением доли тяжелых сернистых нефтей в общем объеме добычи и переработки нефти. Однако за счет конденционирования (смешения) коксов от различных поставщиков с различным содержанием серы достигается приемлемое для нужд алюминиевой промышленности качество исходного сырья. Так, например, по данным фирм «Петрококс Ltd» и «Сумитомо К», из 6,3 млн т/г прокаленного нефтяного кокса, используемого ими в производстве алюминия, сернистость составила:

- кокс с серой  до 1,0% –0,3 млн т, или 5,0%

- кокс с серой  1,0–2,0% –1,5 млн т, или 24%

- кокс с серой  2,0–3,0% –4,0 млн т, или 63%

- кокс с серой  более 3,0% –0,5 млн т, или 8,0%

Общая сера – 2,3%

Анализ динамики изменения качества сырья коксования на отечественных НПЗ показывает, что содержание серы в нефтяных коксах растет и будет повышаться в будущем.

Из-за повышающейся сернистости нефтяных коксов, все  острее стоит вопрос разработки технологий, позволяющих снизить содержание серы в сырье до или во время процесса замедленного коксования.

Список  литературы:

1. Робинсон Б. Реконструкция установок замедленного коксования: увеличение мощности и улучшение эксплуатационных показателей. 4-я Конференция и выставка по оборудованию для нефтепереработки и нефтехимии России и стран СНГ. М., 20–21 апреля 2009 г.
2. Сюняев З.И. Производство, облагораживание и применение нефтяного кокса / З.И. Сюняев. – М: Химия. – 1973. – 295 с.
3. Янко Э.А. Требования к прокаленным нефтяным коксам для производства анодной массы и обожженных анодов. Сб. докладов межотраслевой конференции «Нефтеперерабатывающая и алюминиевая промышленность – развитие сотрудничества, оптимизация связей по поставкам нефтяного кокса». Красноярск, 27–29 марта, 2001 г., с. 33–37.