Конспект лекций по дисциплине "Основы технологии производства углеродных материалов" по направлению "Химическая технология органических веществ и топлива"

выбирать и обосновывать оптимальный вариант полцчения углеродных материалов, исходя из качества сырья.

Специальный курс «Основы технологии производства углеродных материалов» основывается на знаниях студента, полученных при изучении следующих дисциплин: «Общая и неорганическая химия», «Органическая химия», «Физическая химия», «Коллоидная химия», «Основные процессы и аппараты химических производств», «Химическая технология топлив и углеродных материалов».

Основная литература

1. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа.Уфа:Гилем, 2002, 672 с.
2. Мановян А.К. Технология переработки природных энергоносителей. М.: Химия, КолосС, 2004, 456 с.
3. Печковская К.Л. Сажа как усилитель каучуков.М.: Химия, 1998..

Дополнительная литература

1.  Походенко Н.Т., Брондз Б.И. Получение и обработка нефтяного кокса. М.: Химия, 1986.

2.  Красюков А.Ф. Нефтяной кокс (Производство, свойства). М.: Химия, 1966.

3.  Зуев В.П., Михайлов В.В. Производство сажи. М.: Химия,1970.

4.  Сюняев З.И. Облагораживание и применение нефтяного кокса. М.: Химия, 1973

5.  Сюняев З. И. Замедленное коксование нефтяных остатков. М.: Химия, 1967.

6.  Бендеров Д.И., Походенко Н.Т. Процесс замедленного коксования в необогреваемых камерах. М.: Химия, 1976.

7.   Магарил Р.З. Образование углерода при термических превращениях индивидуальных углеводородов и нефтепродуктов. М.: Химия, 1973.

8.  Башлей З.И. Оборудование цехов улавливания и переработки продуктов коксования/Справочник. М.: Металлургия, 1992.

Раздел 1. Производство Кокса

Тема 1.1. Введение

     Нефтяной кокс – продукт глубокого уплотнения тяжёлых нефтяных остатков при термической деструкции.

Внешний вид - твёрдую пористую неплавкую и нерастворимую массу от тёмно-серого до чёрного цвета, является незаменимым материалом, используемым в ряде отраслей промышленности.

     Нефтяные коксы получаемые при коксовании различных нефтяных остатков,  подразделяют на две большие группы: крекинговые и пиролизные. Крекинговые коксы получают из остатков от переработки нефтепродуктов в крекинг процессах, а пиролизные коксы – из остатков процесса пиролиза. Свойства нефтяных коксов зависят в основном от вида нефтяных остатков.

Сырье для получения – тяжелые остатки, получающиеся в результате атмосферной и вакуумной перегонки нефти, пропановой деасфальтизации (асфальт деасфальтизации), термического крекинга  прямогонных тяжелыхостатков и дистиллятного сырья. Сырьем также являются остатки пиролиза керосина и бензо-керосиновых фракций, экстракты лелективной очистки масел и т д..

Элементный состав сырого, или непрокаленного нефтяного кокса (в%):

91-99,5 С; 0,035-4 Н; 0,5-8 S; 1,3-3,8 (N+O), остальное – металлические примеси.

Физико-химические свойства: химическая и термическая стойкость в агрессивных средах, низкий коэффициент линейного расширения, высокая механическая прочность, тепло и электропроводность и др..

Тема 1.2 Разновидности и условия процессов коксования

Материальный баланс процесса коксования

Есть три разновидности процесса коксования:

1.  Коксование в кубах.

2.  Коксование в необогреваемых камерах (также называется замедленным коксованием).

3.  Термоконтактное коксование (непрерывное).

При коксовании в кубах гудрон нагревается до 450^оС в горизонтальных кубах, топка в кубе расположено снизу.

При коксовании в необогреваемых камерах гудрон с температурой 500^оС подается в необогреваемый полый аппарат. По мере заполнения этого аппарата горячим гудроном из него выводятся легкие компоненты, а тяжелый остаток - кокс - остается в аппарате.

По третьему варианту гудрон при температуре 520^оС контактирует в кипящем слое с коксом. В данном процессе кокс получается скорее как побочный продукт.

Таблица 1.1

Материальный баланс и условия процессов

Место установки коксования в технологической схеме НПЗ.

Нефтяной кокс - продукт переработки тяжелых нефтяных остатков. На 90-95 % сырье процесса коксования состоит из остатков вакуумной перегонки - гудрона. Кроме того в состав сырья входят экстракт селективной очистки масел, асфальты, тяжелые газойли каталитического крекинга.

Установка коксования предназначена для переработки тяжелых нефтяных