Коксование

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ 3
1. Развитие коксования 4
2. Коксование 6
2.1 Продукты коксования и их использование 6
2.2 Сырье, параметры коксования 8
2.3 Реакции при коксовании 10
2.4 Принципиальная технологическая схема установки 12
замедленного коксования 12
2.5 Материальный баланс коксования 18
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 21
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 22

1. Развитие коксования
Задача по усовершенствованию процесса коксования была достаточно объемной и включала такие направления как, разработка технологии производства нефтяного кокса заданного качества из тяжелых высокосернистых нефтей, создание и усовершенствование специализированного оборудования, изучение свойств кокса и условий для его производства, а также изучение сырья коксования и другие вопросы. Большое количество установок замедленного коксования построенных за рубежом (США, Канада), а также наличие в этих странах большого количества высококачественных видов нефти оказало значительное влияние на характер изучения и модернизацию промышленного производства нефтяного кокса методом замедленного коксования за рубежом и в СССР.
За рубежом не были заинтересованы в более глубоких исследованиях механизма процесса образования нефтяного кокса, так как, имея в наличии множество установок коксования, работающих на высококачественной нефти, имели в избытке крупнокусковой кокс.
...

2.1 Продукты коксования и их использование
Кокс представляет собой твердый матово-черный, пористый продукт. Из тонны сухой шихты получают 650-750 кг кокса. Он используется главным образом в металлургии, а также для газификации, производства карбида кальция, электродов, как реагент и топливо в ряде отраслей химической промышленности. Широкое применение кокса в металлургии определяет основные предъявляемые к нему требования:
1. Кокс должен обладать достаточной механической прочностью, так как в противном случае он будет разрушаться в металлургических печах под давлением столба шихты, что увеличит сопротивление движению газов, приведет к расстройству работы доменной печи, снижению ее производительности и т.п.
2. Кокс должен иметь теплотворную способность 31400-33500 кДж/кг.
3. Иметь высокую реакционную способность и горючесть. Первый показатель характеризует скорость восстановления коксом диоксида углерода, второй – скорость горения кокса.
4.
...

2.2 Сырье, параметры коксования
Коксование по определению – это процесс переработки разных видов топлива (и жидкого и твердого) путем нагрева, с обязательной изоляцией кислорода. В результате получаются летучие продукты и кокс.
Кокс бывает самых разных видов, в зависимости от исходного сырья и условий самого технологического процесса. Он может быть каменноугольным, нефтяным, электродным или пековым, торфяным. Бывает также, что конечным продуктом является так называемый полукокс, получаемый при более низких температурах, чем при обычном коксовании. Широко распространено полукоксование горючих сланцев и бурых углей. Получаемый в итоге твёрдый горючий остаток применяется для создания однокомпонентных углеродных конструкционных материалов, которые по своим свойствам превосходят двухкомпонентные материалы, получаемые на основе кокса и пека.
Качество сырья оказывает первостепенное влияние на характеристики конечного продукта − нефтяного кокса.
...

2.3 Реакции при коксовании
В процессе коксования тяжелых нефтяных остатков происходят те же реакции распада и синтеза, что и в условиях термического крекинга, т. е. образуются, с одной стороны, продукты более легкие, чем исходное сырье - газ, бензин, керосино-соляровые фракции, и с другой стороны, более тяжелые - кокс, но все эти реакции проходят глубже и полнее.
Углеводороды различных классов, входящие в состав нефти и нефтепродуктов, в условиях высоких температур претерпевают различные превращения.
Наиболее склонны к реакциям уплотнения и образованию кокса ароматические углеводороды. Предельные углеводороды способны только к реакциям распада. Нафтены занимают промежуточное положение. Непредельные углеводороды играют значительную роль в процессах коксообразования, особенно когда они вступают в реакции соединения с ароматическими углеводородами.
...

2.4 Принципиальная технологическая схема установки
замедленного коксования
Исходное сырье (Рисунок 2.1) подается насосом 1 через теплообменники 2 и правую часть змеевиков трубчатых печей 6 на каскадные тарелки ректификационной колонны 16 (375 – 390 ºС). 4

Рисунок 2.1 - Принципиальная технологическая схема установки замедленного
коксования
1, 7, 8, 15, 20, 23, 28, 29, 31 – насосы; 2, 27, 30 – теплообменники; 3, 33, 36 – испарители; 4, 13, 25, 34, 35, 37-39 – холодильники; 5, 6 – трубчатые печи; 9 – четырехходовые краны; 10, 19; 22, 24, 41 – емкости; 11 – скруббер; 12 – фильтр; 14 – камеры; 16, 21, 25 – колонны; 17, 18, 25 – конденсаторы-холодильники; 32 – кипятильник; 40 – инжектор. I – сырье, II – газ, III – бензин, IV – легкий газойль, V – тяжелый газойль, VI – химически очищенная вода, VII – пар водяной, VIII – вода, IX – тяжелый нефтепродукт
Под нижнюю (каскадную) тарелку этой же колонны подаются горячие пары продуктов коксования из коксовых камер.
...

2.5 Материальный баланс коксования
Различают следующие виды материальных балансов коксования:
• баланс сырья и продуктов коксования по компонентам;
• баланс сырья и продуктов коксования по химическим элементам.
На практике обычно используется баланс первого типа. В нем приводятся данные о выходе кокса и химических продуктов коксования.
Для действующего предприятия материальный баланс позволяет оценить ресурсы производства, провести анализ работы коксовых печей с целью повышения качества продукции и выявить источники ее потерь, установить влияние состава шихты, условий эксплуатации и особенностей конструкции коксовых печей на выход продуктов коксования.
...

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе проделанной работы выполнены все задачи для достижения поставленной цели: рассмотрено развитие коксования, продукты коксования и их использование, сырье, параметры коксования, реакции, принципиальная технологическая схема установки замедленного коксования, а также материальный баланс коксования и другие моменты.
Из вышеизложенного материала необходимо сделать несколько выводов: во-первых, впервые промышленное коксование возникло в Англии в1620 г. В России коксование каменного угля впервые было реализовано в 1881 г. на первом металлургическом заводе в г. Юзовке (г. Сталино, Донецк); во-вторых, коксование позволяет утилизировать, превращая в светлые нефтепродукты, не только прямогонные остатки, но и такие продукты, как асфальты и экстракты масляного производства. То обстоятельство, что при этом получается в качестве товарного продукта кокс, является в настоящее время достоинством процесса.
...