Коксование тяжелых нефтяных остатков

с 2 до 13 млн баррелей в сутки.
До 2011 г. по объему продаж нефтяного кокса лидировали США. Позже на первое место вышел Китай.
Другими крупными производителями нефтяного кокса являются Венесуэла, Индия, Бразилия и Канада.
По прогнозам BusinesStat в 2018 продажи нефтяного кокса в мире достигнут 180 млн т в год.

В России в течение многих лет общий объем сырья коксовых установок держится на уровне примерно 6.5 млн т в год (2 – 3 % от мощности первичной переработки нефти)

Имеющиеся в России производственные мощности процесса коксования не вносят существенного вклада в углубление переработки нефти в целом по стране,
НО: именно те НПЗ, которые имеют в своем составе установки коксования, характеризуются величинами глубины переработки нефти, превышающими средний показатель по стране (71–72%), а именно: Уфанефтехим – 92%, Пермский – 85%, Омский – 84%, Волгоградский – 82%, НовоУфимский – и Ангарский – 78%.

2013-2020 гг.

Приросты мощностей ключевых процессов нефтепереработки к 2040 году по России

«НК «Роснефть» — 3 (Комсомольский НПЗ, Новокуйбышевский НПЗ, Ангарский НПЗ);
«Газпромнефть» – 1 (Омский НПЗ);
АНК «Башнефтехим» — 1 (Уфимский НПЗ).
Планируется строительство/ввод в эксплуатацию:
3 очередь Туапсинского НПЗ («Роснефть») и Московский НПЗ - 2 млн т/г Флексикокинг!! (2019 - 2020);
3 очередь Яйского НПЗ («Нефтехимсервис») 1 млн т/г;
3 очередь Антипинский НПЗ (независимая НК, г. Тюмень)
Салаватский НПЗ («Башнефть» - новая) 1 млн т/г;
Ачинский НПЗ («Роснефть») 1 млн т/г;
Пермский НПЗ 1,6 млн т/г

Прогноз прироста мощностей вторичной переработки нефти на НПЗ РФ (в % от мощности первичной переработки)

Основные лицензиары:
Foster Wheeler (более 45 установок);
Lummus (более 50 установок);
ConocoPhillips (16 собственных+11 новых+ 9 реконструированных)
Exxon (флексикокинг)

промышленности. За рубежом в последние годы все более активно проводится сжигание кокса в котлах с циркулирующим кипящим слоем для производства тепловой энергии, однако в России топливный кокс не находит применения, что тормозит развитие процесса коксования.

коксование на поверхности кокса-теплоносителя
4. Частицы кокса покрываются тонким слоем образовавшегося кокса
5. Укрупнённые частицы отводятся из системы

Основные факторы процесса

кг/м3)
2. Давление над слоем – 0,14-0,16 МПа
3. Кратность циркуляции непревращенного сырья – 0,4-0,6
4. Кратность циркуляции теплоносителя - невысокая, чтобы не было слипания частиц теплоносителя при контакте с сырьем

Основные факторы процесса

кокса-теплоносителя, мин
в слое – 6-12
в отпарной секции – 1
Длительность пребывания паров над слоем, сек – 10-20
Скорость паров над слоем, м/с – 0,3-0,5
Кратность циркуляции кокса. кг/кг – 6,5-8,0

Технологический режим блока коксования в псевдоожиженном слое кокса:
Коксонагреватель:
Температура в слое – 600-620 оС
Давление над слоем, МПа – 0,12-0,16
Длительность пребывания кокса-теплоносителя в слое – 6-10 мин
Скорость дымовых газов над слом – 0,5 – 0,7 м/с
Интенсивность горения кокса, кг/ч на 1 т слоя – 30-40

реактора – для увеличения скорости паров, уменьшения вторичных реакций разложения
Нижняя коническая часть реактора – для уменьшения расхода водяного пара на псевдоожижение

Реактор для термоконтактного коксования

%;
сероводорода – 5,05 %;
метана – 24,87 %;
этана – 19,84 %;
этилена – 2,16 %;
пропана- 18,45 %;
пропилена – 5,54 %;
изобутана – 1,76 %;
н-бутана – 6,59 %;
суммы бутиленов – 6,58 %;
изопентана – 1,12 %;
н-пентана – 2,34 %;
суммы амиленов – 3,53 %;
углеводородов С6 – 2,02 %
(плотность газа – 1,29 г/л)

В бензинах коксования преобладают :
ациклические парафины и олефины;
в н-парафинах –
С6 и С7 (гексан и гептан),
в изопарафинах – С8 и С9,
в нафтенах – С8,
в ароматике – С8 (ксилолы),
в олефинах – С7;
в изопарафинах и нафтенах – молекулы с 1 радикалом в углеродной цепочке;
у олефинов – альфа-олефины, транс-формы бета- и гамма-алкенов;
диеновые непредельные соединения представлены углеводородами С5-С6 с сопряженными двойными связями

Кокс представляет собой мелкие и плотные шарики с блестящей поверхностью и с выходом летучих 1-4%. Максимальный размер шариков 2 мм, минимальный - 0,07 мм; из них 90% - мельче 0,4 мм .

н.к. 540-560 оС. Отбирается до 80 % жидких фракций, выкипающих до 500 °С.
2. ТКК мазутов и тяжелых нефтей с получением котельного топлива без рисайкла тяжелых фракций и ГО дистиллятных фракций. Получение более 80 % КТ с низким (0,5-1 % масс.) содержанием серы.
3. ТКК мазутов, гудронов, природных битумов и др. с последующей газификацией порошкообразного кокса. Получение 97-98 % топливных продуктов и 2-3 % обогащенного металлами (ванадием, никелем) кокса.

Варианты осуществления процесса ТКК (ВНИИ НП).

Термоконтактное коксование

флексикокинг (фирма “Exxon") - модифицированный вариант коксования с псевдоожиженным слоем (типа ТКК) с последующей газификацией образующегося порошкообразного кокса.
В процессе флексикокинг в отличие от ТКК (или флюидкокинг) вместо высокосернистого пылевидного кокса, не имеющего сбыта, получается низкокалорийный топливный или технологический газ (смесь СО и Н2), легко поддающийся сероочистке.
Материальный баланс процесса флексикокинг по выходу газов и дистиллятов практически не отличается от процесса флюидкокинг, за исключением того, что вместо кокса образуется коксовый газ.

Распространение процесса флексикокинг сдерживается из-за исключительно больших капитальных затрат на строительство

Выход кокса снижается до минимума (1 - 4 %), выход легких углеводородов и газа составляет до 97 %

Всего 5-6 установок!!

тепла, извлекается в качестве конечного продукта.
2. В технологии Флексикокинг излишки кокса направляются в газификатор. Кокс реагирует с паром и воздухом при температуре 930 ºС. При этом образуется насыщенный СО низкокалорийный газ, который используется в качестве топлива.