ПОВ’ЯЗАНІ ЗАЯВКИ

Ця заявка є продовженням заявки міжнародної заявки PCT/RU2017/000020, поданої 18 січня 2017 року, яка, в свою чергу, заявляє про пріоритет російської заявки на патент RU2016143290, поданої 2 листопада 2016 року, обидві включені сюди шляхом посилання в їх цілісність.

Винахід відноситься до коксохімічної промисловості, зокрема до технологій виробництва пічного коксу з вихідної сировини, що включає нафтохімічну продукцію; винахід може бути використаний у металургії, зокрема, на заводах коксохімічної промисловості.

З патенту RU № 2400518 відомий спосіб отримання коксованої сировини затримкою вуглекислення, що включає подачу нагрітого сировини в коксову камеру, коксування вихідної сировини протягом 14-24 годин і наступне скидання отриманого коксу у вигляді коксуючої добавки, реалізуючи при цьому вихідну сировину подають у коксову камеру з температурою 450-470 ° С, переважно з температурою 455-465 ° С і з коефіцієнтом рециркуляції не вище 1,2. Завдання, на яке спрямовано винахід, полягає у підвищенні виходу коксівної добавки, тобто коксу з високим вмістом летких речовин.

Спосіб отримання коксу відомий з патенту RU № 2174528, де кокс отримують із суміші вугілля різних переробних груп та відсівів коксу побічних продуктів. У вихідну сировину для вугілля додають 6,1-15,0% відсівів коксу побічних продуктів, із відповідним зменшенням відсотка вугілля з низьким ступенем злежування або незлежування. Недоліком цього способу є те, що нафтовий кокс використовується в сировині як розріджувальна добавка, яка погіршує якість отриманого коксу і не дає можливості додавати нафтовий кокс у вугільну сировину у великих кількостях.

Відома добавка до вугільної сировини, яка використовується для виробництва пічного коксу згідно з патентом RU № 2411283, причому зазначена добавка є продуктом продукту уповільненої низькотемпературної карбонізації важких залишків нафти при температурах до 500 ° С., зазначений продукт характеризується вмістом летких речовин від 14 до 28% і пластичним діапазоном температур не нижче 120 ° C. Ця відома добавка до сировини для вугілля дозволяє поліпшити якість виробленого коксу завдяки високим властивостям злежування на Roga показник і завдяки великому пластичному діапазону температур від 120 до 350 ° C.

Добавка до кам'яновугільних сировинних ресурсів за патентом RU № 2411283 була обрана як найбільш наближений аналог (прототип).

Недоліком добавки за патентом RU № 2411283 є нестабільність її злежувальних властивостей, недостатні властивості коксування добавки і, як наслідок, нестабільна якість отриманого пічного коксу, особливо у випадку високого вмісту добавки у вугіллі сировини (понад 50%), а недостатня якість отриманого коксу обумовлена особливостями адитивних властивостей коксування.

Завдання, на яку спрямовано винахід, полягає в поліпшенні якості коксу за рахунок підвищення коксівних властивостей компонента коксуючої сировини (коксівної добавки) та забезпечення стабільності коксівних властивостей компонента коксівної сировини ( коксова добавка), коли коксова добавка становить до 99% від загального обсягу сировини для коксування.

Технічним результатом винаходу є підвищення стабільності коксованої добавки та збільшення коксівних властивостей зазначеної коксованої добавки.

Заявлений технічний результат досягається тим, що в нафтовій коксуючій добавці, що складається з продукту уповільненої низькотемпературної карбонізації важких залишків нафти при температурах до 500 ° С, зазначений продукт характеризується летючою речовиною від 14 до 28% Вміст, згідно винаходу, продукт уповільненої низькотемпературної карбонізації важких залишків нафти, отриманий при коефіцієнті рециркуляції від 1,05 до 1,2 у коксовій камері, характеризується властивостями коксування не менше G за шкалою Грея-Кінга.

Добавки для злежування нафти, вироблені на різних нафтопереробних підприємствах, значно відрізняються одна від одної залежно від виходу летких речовин. У таблиці 1 наведені параметри злежування добавок, досягнуті на різних нафтопереробних підприємствах, та показники якості коксу, виробленого з них.

Властивості злежування визначали методом ГОСТ Р ISO 15585-2009 «Визначення показника злежування»; коксування добавок проводили в миколаївській печі, поки температура в середині шихти не досягла 1000 ° С.

На думку авторів, нестабільність якості добавок для злежування пояснюється тим, що вони виготовляються на різному обладнанні та за різними технологіями.

В процесі роботи з коксованими добавками, виготовленими за відомими технологіями, було встановлено, що вони не завжди володіють хорошими коксівними властивостями (як відомо, властивості коксування та злежування відрізняються між собою), що також не дає можливості виробляти хороший пічний кокс зі стабільною якістю.

Таким чином, як виявилося, стабільність властивостей коксу, що виробляється із вмістом відомих коксівних добавок, значною мірою залежатиме не тільки від складу добавки та способу її отримання, але також від обладнання та певних технологій які використовуються для виробництва коксівних добавок на основі вихідних (властивих) властивостей вихідної сировини для виробництва добавки, які обумовлені, серед іншого, місцевістю походження сировини. Одним словом, стабільність аддитивних властивостей значною мірою залежала від факторів, які, на перший погляд, здаються другорядними і не впливають очевидно на аддитивні властивості.

Нафтовий напівкокс, вироблений при температурі 450-470 ° С із коефіцієнтом рециркуляції Kp = 1,05-1,2, характеризується високими значеннями властивостей коксування, що дозволяє додавати у вугільну сировину в будь-яких вагових пропорціях - до 99 мас.%.

Для проведення випробувань відбирали зразки нафтового напівкоксу, які отримували при температурі 465 ° С з коефіцієнтом рециркуляції Кр = 1,05-1,2, з різним значенням виходу летких речовин (у%).

Відомо, що показник властивості коксування твердого вугілля визначається методом Грей-Кінга (ГОСТ 16126-91 (ISO 502-82)).

Також відомо, що індекс властивості коксування, визначений методом Грея-Кінга, не має точної (прямої чи іншої) кореляції з індексом відсотків летких речовин або індексом вільного набухання. При різних значеннях відсотків летких речовин індекс властивостей коксування за шкалою Грея-Кінга може бути однаковим, наприклад G.

У такому випадку автори винаходу вважають, що показник властивості коксування за шкалою Грея-Кінга характеризує не тільки аддитивну властивість коксування, але і якісний склад летких речовин. Зокрема, властивості злежування та коксування летких речовин у нафтовій коксуючій добавці (PCA) будуть визначатися їх ароматичністю. Чим більше ароматичних летких речовин, тим вища ступінь їх властивостей злежування та коксування, навіть при меншому їх процентному вмісті в PCA, і навпаки. У зв’язку з цим, збільшуючи коефіцієнт рециркуляції, ми збільшимо ступінь ароматизації летких речовин і, таким чином, покращимо властивості злежування та коксування самого PCA. Навпаки, через зменшення коефіцієнта рециркуляції в коксі залишаються речовини, які не були повністю піддані розтріскуванню, отже, PCA матиме менші властивості злежування та коксування.

Для аналізу відбирали зразки нафтового напівкоксу, отримані з різними значеннями коефіцієнта рециркуляції та з різними значеннями виходу летких речовин (в межах 11,2-28,5%). Визначення типу нафтового напівкоксу методом Грей-Кінга проводили в трубчастій печі за ГОСТ 16126-91 (ISO 502-82). Результати експерименту представлені в

Під час дослідження було виявлено наступну послідовну закономірність: тип напівкоксу за шкалою Грей-Кінга покращується із збільшенням значення виходу летких речовин, і, орієнтовно, коли значення виходу летких речовин дорівнює 14%, залишок коксу нафти коксова добавка плавиться у міцний або “звичайний” кокс (типу G). Це означає, що коксівну добавку з виходом летких речовин понад 14% можна додавати у вугільну сировину без будь-яких кількісних обмежень.

Коли значення летких речовин дорівнює 28%, значення властивості коксування для Грей-Кінга знову стає рівним G (як при процентному вмісті летких речовин, рівному 14%). Коли відсоток летких речовин знову зростає, ми спостерігаємо зниження властивості коксування коксівної добавки нижче “нормального” рівня G.

В результаті проведеного дослідження, пов’язаного з виявленням факторів, що впливають на стабільність властивостей коксу, виробленого з такої коксівної добавки, було встановлено, що значення має не тільки кількісний вміст летких речовин в коксованій добавці, але і їх якісний склад, який, в даному випадку характеризується властивістю коксування на Грей-Кінга.

Якість пічного коксу, виробленого із суміші промислової вугільної сировини ПАТ «Мечел», із запропонованою добавкою для коксування нафти представлена в таблиці 3. Вугільні сировини коксувались у миколаївській печі, поки температура в середині шихти не досягла 1000 ° C.

Отримані результати показують, що використання нафтової коксуючої добавки зі значенням властивості коксування за шкалою Грей-Кінга не нижче G дозволить виробляти пічний кокс високої та стабільної якості в будь-якій ваговій пропорції «коксова добавка - кола в сировині».

Під стабільністю ми маємо на увазі, перш за все, механічну міцність коксу: у всіх випадках вона вища, ніж сила коксу зі 100% вугільної сировини. Що стосується реакційної потужності та гарячої міцності, вони обидва можуть варіюватися залежно від певних потреб споживачів коксу.

Ціна нафтової коксуючої добавки нижча, ніж коксівного вугілля, тому використання великої кількості добавки для виробництва пічного коксу (без погіршення її якості) дозволить значно покращити показники економічної ефективності побічного продукту коксохімічна промисловість та металургійні комбінати.

Продукт уповільненого коксування залишків нафтопереробки з вмістом летких речовин від 14 до 28% і типу коксу не менше G за шкалою Грея-Кінга застосовується в якості добавки для коксування нафти (PCA) до вугільних сировинних ресурсів, які використовуються для виробництва пічного коксу. Винахід дозволяє створити добавку до вугільних сировинних матеріалів, що забезпечує спільне коксування у вугільних сировинах з додаванням у будь-яких масових пропорціях без погіршення якості коксу.