Совершенствование систем обработки и транспорта нефтяного кокса | Статья в журнале «Молодой ученый»

Библиографическое описание:

Тихонов И. А., Валова Я. В., Тихонов А. А., Хайрудинов И. Р., Теляшев Э. Г. Совершенствование систем обработки и транспорта нефтяного кокса // Молодой ученый. — 2016. — №27. — С. 165-168. — URL https://moluch.ru/archive/131/36146/ (дата обращения: 26.05.2018).



В связи со строительством новых установок производства нефтяного кокса важной задачей является создание новых и совершенствование существующих технологий и специализированного оборудования обработки, и транспортировки нефтяного кокса, базирующиеся на основе представлений о целенаправленном изменении его физико-механических свойств (разрушение). В статье проанализированы достоинства и недостатки имеющихся систем обработки и транспортировки нефтяного кокса и предложены способы их усовершенствования.

Ключевые слова: нефтяной кокс, транспортировка нефтяного кокса, обезвоживание суммарного кокса

Исходя из современных технологических требований, предусматривающих концентрацию и резкую интенсификацию операций обработки и транспортировки нефтяного кокса, совершенствование конструкций разрушающих агрегатов и транспортирующих машин идет в направлениях увеличения производительности, энерговооруженности, и применения рациональных исполнительных органов, обеспечивающих улучшение качества обрабатываемого кокса, автоматизацию управления процессом разрушения и транспорта.

Основные принципы, заложенные при конструктивном оформлении оборудования системы внутриустановочной обработки и транспортировки кокса УЗК следующие: обеспечение сохранности качества получаемого товарного кокса; высокая надежность и безотказность в работе; обеспечение требуемой производительности и степени автоматизации всего производственного процесса обработки кокса с контролем качества отгружаемой продукции; экологическая безопасность (минимальный выброс пылевых частиц кокса), предотвращающая загрязнение окружающей среды.

Фирмы, занятые производством кокса на установках замедленного коксования (УЗК), рассматривая проблемы выгрузки и транспортирования, излагают «правила обращения с коксом» и подчеркивают необходимость соблюдения особой осторожности при его транспортировке. Цель — сохранить желаемую физическую структуру, фракционный состав и требуемую чистоту кокса.

Выбор метода транспортирования и складирования кокса после его удаления из реакторов определяется практическими соображениями и зависит не только от расположения НПЗ и наличия необходимой площади для его размещения и хранения, но и от требований рынка: цены кокса, спроса и различных экономических факторов.

В настоящее время в мире в основном используется три основных вида внутриустановочной обработки и транспорта кокса [1]:

– выгрузка кокса в бетонную яму с последующим транспортом различными механизмами;

– выгрузка кокса в дробилку с последующим гидротранспортом в бункеры для отделения воды.

– выгрузка кокса в вагоны- хопперы;

В США достаточно широко применяется система выгрузки кокса непосредственно в железнодорожные вагоны-хопперы, которые при выгрузке подаются непосредственно под коксовые камеры [2].

Для современных УЗК, имеющих коксовые камеры емкостью 900т. кокса (диаметр 7,93м), необходимо 18 хопперов, которые заполняются в течение 5 часов, т. е. каждый вагон загружается в течение 20 мин.

Для надежной работы установки требуется два состава вагонов-хопперов. Необходимость эта вызвана также тем, что после заполнения вагонов требуется время для обезвоживания в течение нескольких часов, а затем их перевозка и освобождение. Кроме того, необходима четкая работа ж. д. транспорта для своевременной поставки порожних вагонов-хопперов на установку, чтобы она не остановилась.

Выгрузка в вагоны-хопперы имеет ряд достоинств, упрощающих не только работу по транспортировке кокса, но также в значительной степени обеспечивает высокие показатели качества кокса. Вагоны-хопперы позволяют наиболее просто оформить узел выгрузки реакторного блока, отсутствие непосредственно на установке коксования стационарного транспорта делает работу гибкой и простой. Выгрузка кокса в вагоны-хопперы позволяет располагать склады кокса и установки прокалки на значительном удалении от установки коксования.

Следует отметить, что в зарубежных странах перевозка сыпучих грузов в вагонах-хопперах имеет значительный удельный вес. В таких странах, как США, Канада, Япония вагоны-хопперы также широко применяются для перевозки нефтяного кокса.

Хотя выгрузка кокса из коксовых камер непосредственно в вагоны-хопперы более экономична по сравнению с другими способами, однако имеет свои недостатки. Во-первых, выгрузка в вагоны ограничивает производительность гидроудаления по сравнению с выгрузкой на открытые площадки. Во-вторых, при этом способе неизбежны потери кокса при заполнении хопперов.

Универсальным решением использования герметичных вагонов-хопперов является — транспортировка нефтяного кокса от производителя до потребителя, что позволит исключить потери кокса при перевозки его на дальние расстояния, и следовательно, повысить экологическую безопасность.

Отечественный и зарубежный опыт показывает, что наиболее распространенной и перспективной системой обработки кокса на установках замедленного коксования (УЗК) является схема, имеющая разрыв во времени между гидроудалением кокса из реакторов УЗК и его дальнейшей обработкой и транспортированием.

Преимуществом системы с площадкой для штабеля или котлованом состоит в том, что кокс можно дробить и грузить на транспортные средства, не влияя на процесс выгрузки кокса из реакторов УЗК [3].

Разработана гибкая система внутриустановочной обработки кокса (рис.1) с использованием промежуточных складов для хранения кокса и закрытых (бункерных) для отгрузки кокса потребителям. Данная система внутриустановочной обработки кокса реализована на УЗК 21–10/5 Бакинского НПЗ им. Гейдара Алиева.

Промежуточный склад выполнен в виде бетонированной площадки закрытого типа с необходимыми механизмами для загрузки и разгрузки кокса. Особенность конструкции такого склада состоит в том, что штабельное хранение снимает проблему смерзания кокса. Открытое хранение способствует быстрому испарению влаги и высыханию кокса.

Закрытый склад представляет собой скомпонованные в один ряд бункеры круглого сечения с верхней загрузкой и нижней выгрузкой. Преимуществами складов такого типа являются компактность, полная механизация транспортных операций и отсутствие потерь.

Рис. 1. Принципиальная схема внутриустановочной обработки и транспорта кокса на УЗК: 1-реактор коксования; 2- рампа; 3- приреакторная площадка с фильтром — отстойником; 4- мостовой кран; 5- бункер с дробилкой; 6- бункер без дробилки; 7- грохот; 8- конвейер ленточный; 9- питатель качающийся; 10-бункер приемный; 11- пересыпка; 12- напольный склад; 13- конвейер реверсивный; 14- бункерный склад

ГУП ИНХП РБ совместно с ГУП «Башгипронефтехим» разработана, спроектирована и внедрена на всех отечественных УЗК система обработки и транспорта с сочетанием приреакторного заглубленного накопителя кокса с фильтром-отстойником. Достоинством совмещения ямы — накопителя с фильтр — отстойником также является прохождение воды гидрорезки через суммарную массу кокса при этом происходит постоянное обновление верхней фильтрующей загрузки, что обеспечивает хорошие условия и скорость фильтрации.

Важное значение на УЗК имеет снижение влажности кокса. Влажность кокса на УЗК обусловлена спецификой его выгрузки из реакторов коксования водяными струями.

Наличие большого количества влаги в коксе создает значительные трудности при его внутриустановочной обработке на УЗК (низкая эффективность рассева на грохоте, смерзание в зимнее время в бункерах), транспортировке и потреблении его у потребителя (смерзание в зимнее время в вагонах и их разгрузка).

Кинетика обезвоживания суммарного кокса на приреакторной площадке (накопитель кокса, совмещенный с фильтром-отстойником) показывает, что влажность суммарного кокса (фракция 250–0 мм) безопасная для смерзания (8–10 %) достигается через 15–16 часов.

Естественное обезвоживание суммарного кокса на приреакторных площадках УЗК при увеличении производительности УЗК за счет сокращения цикла коксования до 24 часов и ниже не обеспечивает достижение влажности кокса в суммарном коксе до уровня несмерзаемости — 8–10 %.

Указанное обстоятельство вызывает необходимость рассмотрения целесообразности принудительного удаления влаги из кокса непосредственно на УЗК. Экспериментально установлено, что нефтяной кокс в порах может удерживать свыше 30 % влаги, которая на 97 % является свободной, т. е. способной перемещаться под действием сил тяжести.

Наиболее приемлемый способ обезвоживания кокса — сочетание стадий грохочения и центрифугирования при внутриустановочной обработке кокса, позволяющее снизить его влажность с 15 % до 5 %, что устранит опасность смерзания кокса при его отгрузке потребителю и заметно уменьшит затраты при перевозке сырого кокса. К примеру, ежегодные экономические потери (П) при перевозке 200 тыс. тонн сырого кокса с влажностью 10 % составляют:

П = 30 х 198 000 х 10/100 =594 000 долл. США

(транспортный тариф перевозки 1 тонны нефтяного кокса 30 долл.США [4]).

Кроме того, влажный кокс по пути к потребителю, например, на Красноярский алюминиевый завод, в зимнее время смерзается в ж. д. вагонах. Затраты на разгрузку смерзшегося кокса также составляют значительные суммы.

Таким образом, проведенное усовершенствование систем обработки и транспортировки нефтяного кокса, позволило более эффективно решать вопросы реконструкции действующих УЗК, проектирования и строительства новых промышленных установок коксования на достигнутом мировом уровне.

Литература:

  1. Стефани А. Выбор системы извлечения кокса.//Нефтегазовые технологии. –1996. –№ 2/3. — с.51–54
  2. Тихонов А. А., Хайрудинов И. Р., Теляшев Э. Г., Тихонов И. А. Перспективы использования вагонов-хопперов для перевозки нефтяного кокса // Нефтепереработка — 2015: международная научно-практическая конференция: Материалы конференции.– Уфа: ГУП ИНХП РБ, 2015.- С.39–40.
  3. Тихонов А. А., Хайрудинов И. Р., Теляшев Э. Г., Тихонов И. А. Современные технологии обработки нефтяного кокса // Материалы Международной научно-практической конференции «ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В НЕФТЕГАЗОВОМ КОМПЛЕКСЕ». — Уфа, 23 -29 ноября 2014. — С. 139 -145, часть II.
  4. Доклад общественной организации SATCOR на международном форуме в Лондоне 26–27 февраля 2002 г.
Основные термины (генерируются автоматически): нефтяной кокс, выгрузка кокса, суммарный кокс, США, обработка кокса, зимнее время, транспортировка, потеря кокса, сырой кокс, экологическая безопасность.


Ключевые слова

нефтяной кокс, транспортировка нефтяного кокса, обезвоживание суммарного кокса

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос