RU2837197C2 - Heat treatment process and system with increased output of pitch - Google Patents
Heat treatment process and system with increased output of pitch Download PDFInfo
- Publication number
- RU2837197C2 RU2837197C2 RU2022104528A RU2022104528A RU2837197C2 RU 2837197 C2 RU2837197 C2 RU 2837197C2 RU 2022104528 A RU2022104528 A RU 2022104528A RU 2022104528 A RU2022104528 A RU 2022104528A RU 2837197 C2 RU2837197 C2 RU 2837197C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pitch
- temperature
- heat treatment
- distillate
- heat
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 132
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 88
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 title claims description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 title description 61
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims abstract description 80
- 239000011280 coal tar Substances 0.000 claims abstract description 74
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 41
- SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N Quinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC=CC=C21 SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 claims abstract description 29
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 21
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000011437 continuous method Methods 0.000 claims abstract 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 92
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims description 30
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 24
- 238000010908 decantation Methods 0.000 claims description 20
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 19
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 claims description 17
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 12
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 7
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 claims 2
- 238000007701 flash-distillation Methods 0.000 claims 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 51
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 238000005457 optimization Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 166
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 49
- 239000000047 product Substances 0.000 description 39
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 38
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 33
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 239000011294 coal tar pitch Substances 0.000 description 25
- FMMWHPNWAFZXNH-UHFFFAOYSA-N Benz[a]pyrene Chemical compound C1=C2C3=CC=CC=C3C=C(C=C3)C2=C2C3=CC=CC2=C1 FMMWHPNWAFZXNH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 239000011301 petroleum pitch Substances 0.000 description 21
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 20
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 19
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 18
- GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N fluoranthene Chemical compound C1=CC(C2=CC=CC=C22)=C3C2=CC=CC3=C1 GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- TXVHTIQJNYSSKO-UHFFFAOYSA-N BeP Natural products C1=CC=C2C3=CC=CC=C3C3=CC=CC4=CC=C1C2=C34 TXVHTIQJNYSSKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 16
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 15
- MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N anthracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C21 MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- NIHNNTQXNPWCJQ-UHFFFAOYSA-N fluorene Chemical compound C1=CC=C2CC3=CC=CC=C3C2=C1 NIHNNTQXNPWCJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N pyrene Chemical compound C1=CC=C2C=CC3=CC=CC4=CC=C1C2=C43 BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- WHRZCXAVMTUTDD-UHFFFAOYSA-N 1h-furo[2,3-d]pyrimidin-2-one Chemical compound N1C(=O)N=C2OC=CC2=C1 WHRZCXAVMTUTDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 235000006173 Larrea tridentata Nutrition 0.000 description 11
- 244000073231 Larrea tridentata Species 0.000 description 11
- 229960002126 creosote Drugs 0.000 description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 11
- DXBHBZVCASKNBY-UHFFFAOYSA-N 1,2-Benz(a)anthracene Chemical compound C1=CC=C2C3=CC4=CC=CC=C4C=C3C=CC2=C1 DXBHBZVCASKNBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N 9H-carbazole Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=CC=C3NC2=C1 UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- CWRYPZZKDGJXCA-UHFFFAOYSA-N acenaphthene Chemical compound C1=CC(CC2)=C3C2=CC=CC3=C1 CWRYPZZKDGJXCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- HXGDTGSAIMULJN-UHFFFAOYSA-N acetnaphthylene Natural products C1=CC(C=C2)=C3C2=CC=CC3=C1 HXGDTGSAIMULJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229940111121 antirheumatic drug quinolines Drugs 0.000 description 10
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 10
- TXCDCPKCNAJMEE-UHFFFAOYSA-N dibenzofuran Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=CC=C3OC2=C1 TXCDCPKCNAJMEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 10
- YNPNZTXNASCQKK-UHFFFAOYSA-N phenanthrene Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=CC=C3C=CC2=C1 YNPNZTXNASCQKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 150000003248 quinolines Chemical class 0.000 description 10
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 9
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 9
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 9
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 9
- JRLPEMVDPFPYPJ-UHFFFAOYSA-N 1-ethyl-4-methylbenzene Chemical compound CCC1=CC=C(C)C=C1 JRLPEMVDPFPYPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- QPUYECUOLPXSFR-UHFFFAOYSA-N 1-methylnaphthalene Chemical compound C1=CC=C2C(C)=CC=CC2=C1 QPUYECUOLPXSFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N Ethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1 YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 description 8
- PQNFLJBBNBOBRQ-UHFFFAOYSA-N indane Chemical compound C1=CC=C2CCCC2=C1 PQNFLJBBNBOBRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-trimethylbenzene Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C)=C1 AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- YBYIRNPNPLQARY-UHFFFAOYSA-N 1H-indene Chemical compound C1=CC=C2CC=CC2=C1 YBYIRNPNPLQARY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- RKZDZWJDQTZDLD-UHFFFAOYSA-N 4h-cyclopenta[def]phenanthrene Chemical compound C1=CC=C2CC3=CC=CC4=CC=C1C2=C34 RKZDZWJDQTZDLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- WDECIBYCCFPHNR-UHFFFAOYSA-N chrysene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=C3C4=CC=CC=C4C=CC3=C21 WDECIBYCCFPHNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 7
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 125000005575 polycyclic aromatic hydrocarbon group Chemical group 0.000 description 6
- 239000011338 soft pitch Substances 0.000 description 6
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 125000004054 acenaphthylenyl group Chemical group C1(=CC2=CC=CC3=CC=CC1=C23)* 0.000 description 5
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 5
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 5
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KHNYNFUTFKJLDD-UHFFFAOYSA-N Benzo[j]fluoranthene Chemical class C1=CC(C=2C3=CC=CC=C3C=CC=22)=C3C2=CC=CC3=C1 KHNYNFUTFKJLDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 4
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 4
- 229940078552 o-xylene Drugs 0.000 description 4
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 4
- VIDOPANCAUPXNH-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-triethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC(CC)=C1CC VIDOPANCAUPXNH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GKYWZUBZZBHZKU-UHFFFAOYSA-N 3-methylphenanthrene Chemical compound C1=CC=C2C3=CC(C)=CC=C3C=CC2=C1 GKYWZUBZZBHZKU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KANLOADZXMMCQA-UHFFFAOYSA-N 3-methylphenanthrene Natural products C1=CC=C2C3=CC=C(C)C=C3C=CC2=C1 KANLOADZXMMCQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- FCEHBMOGCRZNNI-UHFFFAOYSA-N 1-benzothiophene Chemical compound C1=CC=C2SC=CC2=C1 FCEHBMOGCRZNNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RKJHJMAZNPASHY-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-9h-fluorene Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=C(C)C=C3CC2=C1 RKJHJMAZNPASHY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QIMMUPPBPVKWKM-UHFFFAOYSA-N 2-methylnaphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC(C)=CC=C21 QIMMUPPBPVKWKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HKMTVMBEALTRRR-UHFFFAOYSA-N Benzo[a]fluorene Chemical compound C1=CC=CC2=C3CC4=CC=CC=C4C3=CC=C21 HKMTVMBEALTRRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HAPOJKSPCGLOOD-UHFFFAOYSA-N Benzo[b]fluorene Chemical compound C1=CC=C2C=C3CC4=CC=CC=C4C3=CC2=C1 HAPOJKSPCGLOOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 2
- SIKJAQJRHWYJAI-UHFFFAOYSA-N Indole Chemical compound C1=CC=C2NC=CC2=C1 SIKJAQJRHWYJAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 2
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 2
- VPUGDVKSAQVFFS-UHFFFAOYSA-N coronene Chemical compound C1=C(C2=C34)C=CC3=CC=C(C=C3)C4=C4C3=CC=C(C=C3)C4=C2C3=C1 VPUGDVKSAQVFFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 2
- IYYZUPMFVPLQIF-UHFFFAOYSA-N dibenzothiophene Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=CC=C3SC2=C1 IYYZUPMFVPLQIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N diphenyl Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 enephthene Chemical compound 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000002290 gas chromatography-mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- AWJUIBRHMBBTKR-UHFFFAOYSA-N isoquinoline Chemical compound C1=NC=CC2=CC=CC=C21 AWJUIBRHMBBTKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- 239000003171 wood protecting agent Substances 0.000 description 2
- QNLZIZAQLLYXTC-UHFFFAOYSA-N 1,2-dimethylnaphthalene Chemical class C1=CC=CC2=C(C)C(C)=CC=C21 QNLZIZAQLLYXTC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GKEUODMJRFDLJY-UHFFFAOYSA-N 1-Methylfluorene Chemical compound C12=CC=CC=C2CC2=C1C=CC=C2C GKEUODMJRFDLJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYFAGKUZYNFMBN-UHFFFAOYSA-N Benzo[ghi]perylene Chemical group C1=CC(C2=C34)=CC=C3C=CC=C4C3=CC=CC4=CC=C1C2=C43 GYFAGKUZYNFMBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XBDYBAVJXHJMNQ-UHFFFAOYSA-N Tetrahydroanthracene Natural products C1=CC=C2C=C(CCCC3)C3=CC2=C1 XBDYBAVJXHJMNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SLGBZMMZGDRARJ-UHFFFAOYSA-N Triphenylene Natural products C1=CC=C2C3=CC=CC=C3C3=CC=CC=C3C2=C1 SLGBZMMZGDRARJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- DALDUXIBIKGWTK-UHFFFAOYSA-N benzene;toluene Chemical compound C1=CC=CC=C1.CC1=CC=CC=C1 DALDUXIBIKGWTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 description 1
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 description 1
- 239000002802 bituminous coal Substances 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011285 coke tar Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000013401 experimental design Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 description 1
- 150000002391 heterocyclic compounds Chemical class 0.000 description 1
- PZOUSPYUWWUPPK-UHFFFAOYSA-N indole Natural products CC1=CC=CC2=C1C=CN2 PZOUSPYUWWUPPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RKJUIXBNRJVNHR-UHFFFAOYSA-N indolenine Natural products C1=CC=C2CC=NC2=C1 RKJUIXBNRJVNHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000013383 initial experiment Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000010742 number 1 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- OIZNDNGIWNSAMT-UHFFFAOYSA-N pentacyclo[12.3.1.02,7.08,17.011,16]octadeca-1(18),2,4,6,8(17),9,11(16),12,14-nonaene Chemical compound C=1C(C2=CC=CC=C22)=C3C2=CC=C2C3=CC=1C=C2 OIZNDNGIWNSAMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005504 petroleum refining Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 1
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000011269 tar Substances 0.000 description 1
- IFLREYGFSNHWGE-UHFFFAOYSA-N tetracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC4=CC=CC=C4C=C3C=C21 IFLREYGFSNHWGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004227 thermal cracking Methods 0.000 description 1
- 125000005580 triphenylene group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
ЗАЯВЛЕНИЕ ОБ УСТАНОВЛЕНИИ ПРИОРИТЕТАSTATEMENT OF PRIORITY
Настоящая заявка претендует на приоритет находящейся на рассмотрении в США заявки с номером 16/520,135, поданной 23.07.2019, содержание которой включено в настоящий документ во всей своей полноте посредством ссылки.This application claims priority to pending U.S. application Ser. No. 16/520,135, filed July 23, 2019, the contents of which are incorporated herein by reference in their entirety.
НЕДОСТАТКИ СУЩЕСТВУЮЩИХ РЕШЕНИЙDISADVANTAGES OF EXISTING SOLUTIONS
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION RELATES
Настоящее изобретение относится к усовершенствованиям в производстве пека из углеводородного сырья. В частности, изобретение относится к термической обработке побочных продуктов дистилляции каменноугольной смолы и нефтепродуктов с целью оптимизации выхода пека, снижения содержания нерастворимого хинолина и создания мезофазы в пеке.The present invention relates to improvements in the production of pitch from hydrocarbon feedstock. In particular, the invention relates to the thermal treatment of by-products of the distillation of coal tar and petroleum products in order to optimize the yield of pitch, reduce the content of insoluble quinoline and create a mesophase in the pitch.
ИЗВЕСТНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯKNOWN TECHNICAL SOLUTIONS
Уголь - жизненно важное сырье для производства целого ряда полезных продуктов, от которых зависит современный мир. В частности, добываемый из недр битуминозный уголь нагревают в печи, называемой коксовой батареей, и в ходе деструктивной дистилляции или карбонизации угля образуются кокс и каменноугольная смола. Кокс широко используется как топливо и источник химических реагентов в сталелитейной промышленности. Каменноугольная смола - темная жидкость, выделяемая из угля в процессе коксования. Ее применяют в гидроизоляционных материалах, используемых в дорожном строительстве, в производстве асфальта, при гидроизоляции крыш, для пропитки древесины и других строительных материалов. Каменноугольная смола представляет собой сложную смесь примерно 10 000 преимущественно ароматических и полуароматических соединений, которые обычно кипят при температуре от 50 до более чем 550 °C, в число которых, без ограничения ими, входят бензол, толуол, ксилол, инден, фенол, нафталин, бензотиофен, хинолин, метилнафталин, эенафтен, флуорен, фенантрен, антрацен, карбазол, флуорантен, пирен, тетрацен, трифенилен, хризен, бенз(а)пирен, коронен и бензо(ghi)перилен. Поэтому каменноугольную смолу возможно перегнать в целый ряд фракций с разделением и сбором отдельных компонентов, каждый из которых ценен сам по себе. Значительная часть дистиллированной каменноугольной смолы представляет собой осадок в виде каменноугольного пека. Это вещество используется в производстве анодов для выплавки алюминия, а также электродов электродуговых печей, используемых в сталелитейной промышленности. Одна из самых важных качественных характеристик каменноугольного пека - пригодность к применению в качестве связующего при изготовлении анодов и электродов. Такие параметры, как температура размягчения, удельная плотность, доля нерастворимого хинолина и коксовое число, описывают пригодность каменноугольного пека к применению в различных производственных процессах и отраслях.Coal is a vital raw material for the production of a number of useful products on which the modern world depends. In particular, bituminous coal mined from the earth is heated in a furnace called a coke oven, and through the destructive distillation or carbonization of the coal, coke and coal tar are formed. Coke is widely used as a fuel and a source of chemical reagents in the steel industry. Coal tar is a dark liquid released from coal during the coking process. It is used in waterproofing materials used in road construction, in the production of asphalt, in waterproofing roofs, and for impregnating wood and other building materials. Coal tar is a complex mixture of approximately 10,000 predominantly aromatic and semi-aromatic compounds that typically boil at temperatures from 50 to over 550 °C, including, but not limited to, benzene, toluene, xylene, indene, phenol, naphthalene, benzothiophene, quinoline, methylnaphthalene, enephthene, fluorene, phenanthrene, anthracene, carbazole, fluoranthene, pyrene, tetracene, triphenylene, chrysene, benzo(a)pyrene, coronene, and benzo(ghi)perylene. Coal tar can therefore be distilled into a variety of fractions by separating and collecting the individual components, each of which is valuable in its own right. A significant portion of distilled coal tar is a residue in the form of coal tar pitch. This substance is used in the production of anodes for aluminum smelting, as well as electrodes for electric arc furnaces used in the steel industry. One of the most important quality characteristics of coal tar pitch is its suitability for use as a binder in the manufacture of anodes and electrodes. Parameters such as softening point, specific gravity, proportion of insoluble quinoline, and coke number describe the suitability of coal tar pitch for use in various production processes and industries.
Кроме того, пек получают не только из угля, но и из нефти. При этом сырьем становятся продукты каталитического крекинга нефти - например, декантат или кубовый остаток этиленового крекинга (КОЭК). Декантат образуется в результате каталитического крекинга и дистилляции нефти на нефтеперерабатывающих заводах. Декантат устойчив при хранении, имеет высокую температуру кипения. Он содержит ароматические и гетероциклические соединения. КОЭК менее термостабилен, чем декантат и продукты его перегонки. Он способен взрываться при хранении и поэтому находит меньшее применение. Процессы производства пека из каменноугольной смолы или нефтепродуктов аналогичны. Более того, в них применяется одно и то же оборудование, но в разных режимах работы. Однако системы производства пека из нефтепродуктов и каменноугольной смолы могут отличаться друг от друга. Такие свойства нефтяного пека, как температура размягчения, доля нерастворимого хинолина (QI) или коксовое число, отличаются от свойств каменноугольного пека. Выпуск смесей из нефтяного и каменноугольного пека в определенной пропорции помогает решить проблемы нехватки сырья, высокой себестоимости. Кроме того, смешивание помогает достичь желаемых характеристик конечного продукта.In addition, pitch is obtained not only from coal but also from oil. In this case, the raw materials are the products of catalytic cracking of oil, such as decantate or ethylene cracking bottoms (ECB). Decantate is formed as a result of catalytic cracking and distillation of oil at oil refineries. Decantate is stable during storage and has a high boiling point. It contains aromatic and heterocyclic compounds. ECB is less thermally stable than decantate and its distillation products. It can explode during storage and therefore finds less application. The processes of producing pitch from coal tar or oil products are similar. Moreover, they use the same equipment, but in different operating modes. However, the systems for producing pitch from oil products and coal tar may differ from each other. Such properties of oil pitch as softening point, proportion of insoluble quinoline (QI) or coke number differ from the properties of coal tar pitch. The production of mixtures of petroleum and coal tar pitch in a certain proportion helps to solve the problems of raw material shortage and high cost. In addition, mixing helps to achieve the desired characteristics of the final product.
Существует множество методов получения каменноугольного или нефтяного пека. Например, на фиг. 1А показан один из вариантов осуществления такого процесса. В известном процессе дистилляции в качестве сырья применяются содержащие воду нефтепродукты 1. Сырьем служит каменноугольная смола или продукты переработки нефти - например, декантат или КОЭК. Сырье 1 подается в первую колонну C1 по линии 10, представляющей собой трубу или желоб. Линия 10 имеет малый диаметр по сравнению с внутренним объемом первой колонны C1. Поэтому сырье 1 подается в линию 10 с повышенным давлением. Когда сырье 1 проходит через диафрагму 11 и попадает в первую колонну C1, оно испытывает резкий перепад давления. В результате сырье разделяется на компоненты с разной температурой кипения. Первая колонна C1 представляет собой дегидратор, в которой содержимое нагревается до заданной температуры с целью удаления легких фракций. В альтернативном варианте конструкции линия 10 проходит через один или несколько теплообменников с целью повышения температуры сырья перед его поступлением в колонну С1. Первая колонна C1 служит в основном для удаления воды, чтобы в ее нижней части образовывался «осушенный мазут» или «обезвоженная нефть» (в зависимости от состава сырья). Содержание воды в этом веществе не превышает заданного уровня. Например, нагреватели, такие как паровые нагреватели, применяются для нагрева первой колонны C1 до температуры ~160 °C с целью отделения дистиллята 12,. Который включает водяной пар и легкие молекулы с относительно низкой температурой кипения - такие как вода и легкие фракции нефти, также называемые БТК (бензол, толуол, ксилол). Дистилляты 12 поднимаются в верхнюю часть первой колонны C1 и отводятся по паропроводу 13. Оставшиеся более тяжелые молекулы, включая полиароматические углеводороды (ПАУ), опускаются на дно колонны. Кубовыми остатками называют фракцию дистиллята с более тяжелыми компонентами, которая опускается на дно дистилляционной колонны из-за большей массы и более высокой температуры кипения. Кубовые остатки в колонне C1 содержат ПАУ и другие более тяжелые молекулы. Часто их называют обезвоженным мазутом 14.There are many methods for producing coal tar or petroleum pitch. For example, one embodiment of such a process is shown in Fig. 1A. In a known distillation process, water-containing petroleum products 1 are used as feedstock. The feedstock is coal tar or petroleum refining products, such as decantation or KOEK. The feedstock 1 is fed to the first column C1 through a
Обезвоженный мазут 14 из кубового остатка колонны C1 подается во вторую колонну C2 через линию 15 для дальнейшей дистилляции. Соответственно, обезвоженный мазут из первой колонны C1 является сырьем для второй колонны C2. Вторая колонна C2 представляет собой фракционную колонну для многоступенчатой дистилляции. Многоступенчатая дистилляционная колонна обеспечивает оптимальную эффективность фракционирования и чистоту образующихся ценных химикатов. Колонна содержит несколько тарелок 20, которые охватывают по меньшей мере часть диаметра колонны. На тарелках образуется дистилляционный конденсат, что способствует орошению и дальнейшему фракционированию компонентов сырья. Колонна также может содержать насыпную или структурированную насадку 21, через которую проходят испарившиеся молекулы, что облегчает фракционирование. Независимо от конструкции кипящий пар поднимается вверх по колонне, а жидкость стекает вниз под действием силы тяжести. На любой ступени пар, поступающий снизу, горячее жидкости, стекающей вниз. В результате контакта в противотоке тепло подается от пара к жидкости. При этом происходит испарение низкокипящих легких компонентов жидкости и конденсация более тяжелых компонентов пара. Именно испарение легких фракций и конденсация тяжелых на последовательно расположенных ступенях приводит к функционированию и очистке компонентов сырья.The
Дистилляция во второй колонне С2 обычно происходит путем ее нагревания до кубовой температуры 250-270 °C и даже до 360 °C нагревателем при атмосферном давлении. На этой ступени удаляются легкие дистилляты 22, включая нафталин, который продается сам по себе или применяется в производстве красителей и пластмасс, а также перерабатывается в нафталанскую рафинированную нефть (НРН), которая дистиллируется при температуре 210-315 °C. Легкие дистилляты 22 отводятся из второй колонны C2 через паропровод 23. Часть легкого дистиллята 22 можно вернуть во вторую колонну С2 для орошения с целью повторной дистилляции и фракционирования. Получаемые в колонне C2 кубовые остатки обычно называют отбензиненной нефтью или отбензиненным мазутом 25. В зависимости от состава сырья она содержит высокомолекулярные ароматические углеводороды (такие как ПАУ), содержащие средние и тяжелые дистилляты.Distillation in the second column C2 is usually carried out by heating it to a bottom temperature of 250-270 °C and even to 360 °C with a heater at atmospheric pressure. In this stage,
Отбензиненная нефть или мазут 25 из кубового остатка колонны C2 подается в третью колонну C3 по линии 26. В линию 26 могут дополнительно вводиться различные мазуты и пеки, включая отбензиненный мазут, средний или мягкий пек 27 с температурой размягчения 40-125 °C, предпочтительно ~90 °C (данная температура сильно зависит от конечной температуры размягчения готового пека). Они смешиваются с отбензиненной нефтью или мазутом 25 и становятся дополнительным сырьем для третьей колонны C3. Такое добавление увеличивает объем сырья или изменяет его характеристики. В третьей дистилляционной колонне С3, которая содержит насадку 21 и (или) тарелки, содержимое нагревается нагревателем до температуры выше 315 °C. На этой стадии необходимо соблюдать осторожность, поскольку при температуре ~390 °C начинает образовываться мезофаза. Мезофаза - предшественник кокса, который будет образовываться в получаемом битумном пеке в виде твердых частиц. Важно отметить, что термин «мезофаза», используемый в настоящем документе, относится только к регистрируемой мезофазе с размером частиц более 4 мкм. «Зачаточная» мезофаза с размером частиц до 4 мкм включительно в настоящем документе не считается мезофазой. Образования кокса в пеке в данном процессе следует избегать, поскольку он затрудняет использование пека в изготовлении анодов для алюминиевой промышленности и электродов для производства стали. Кроме того, ограничивается способность пека надежно смачивать кокс на этапе смешивания при изготовлении таких углеродных изделий, как аноды или электроды, что снижает электрическую проводимость изделия. Поэтому в третьей колонне C3 создается вакуум, чтобы снизить температуру кипения, при которой компоненты фракционируются и перегоняются.The stripped crude oil or
В третьей колонне С3 могут получаться различные дистилляты, каждый из которых представляет собой смесь различных компонентов. Например, первый средний дистиллят 35 перегоняется первым и может быть отведен из третьей колонны C3 по линии 36. Первый средний дистиллят 35 представляет собой смесь различных углеродных молекул, например, имеющих по меньшей мере 12 атомов углерода и, следовательно, обладающих высокой молекулярной массой. Они называются сажевым сырьем (“CBF”) и используются при производстве сырья для резины. Часть первого среднего дистиллята 35 может возвращаться в третью колонну С3 для орошения и повторного фракционирования.In the third column C3, various distillates may be obtained, each of which is a mixture of different components. For example, the first
Второй средний дистиллят 38 может быть удален из третьей колонны C3 через линию отвода дистиллята 39. Второй средний дистиллят 38 может содержать соединения, используемые в производстве защитных средств для древесины из креозота, которые можно отделить от остального дистиллята для дальнейшей переработки и использования в других областях - например, для пропитки железнодорожных шпал, телефонных столбов и в других задачах защиты древесины. Часть второго среднего дистиллята 38 может возвращаться в третью колонну С3 для орошения и повторного фракционирования.The second
Тяжелый дистиллят 41 содержит еще более высокомолекулярные компоненты. Он отводится из третьей колонны C3 через паропровод 42. Тяжелый дистиллят 41 - сопутствующий продукт, содержащий сажевое сырье. Часть тяжелого дистиллята 41 может возвращаться в третью колонну С3 для орошения и повторного фракционирования.
Кубовый остаток в третьей колонне C3 - каменноугольный пек 50. Пек 50 представляет собой густую черную жидкость, которая содержит смесь веществ, включая ПАУ. Это и есть конечный продукт вышеописанной системы производства пека. Пек выводится из третьей колонны C3 через выпускную линию 51 и передается потребителям. Пек 50 характеризуется различными свойствами, включая температуру размягчения, удельную плотность, долю нерастворимого хинолина и коксовое число. Свойства определяют качество пека и его применимость в различных производственных процессах и отраслях. Процесс дистилляции управляется путем отбора различных фракций дистиллятов в разное время и (или) в разных объемах, что позволяет выборочно изменять характеристики готового продукта 50. Например, каменноугольный пек 50 c температурой размягчения (при определении на аппарате Меттлера) 108-140 °C и содержанием хинолина не более 10-20% применяется в качестве связующего при производстве анодов и электродов. Идущий на пропитку каменноугольный пек должен иметь еще более низкое содержание нерастворимого хинолина.The bottom residue in the third column C3 is
Во втором варианте осуществления способа производства смолы, представленного на фиг. 1B, влажное сырье 1 подается через диафрагму 11 в первую колонну C1 для обезвоживания. Легкие фракции нефти и вода удаляются в виде дистиллята 12, а обезвоженный мазут 14 подается во вторую колонну С2 по линии 15.In the second embodiment of the resin production method shown in Fig. 1B, wet feedstock 1 is fed through a
Вторая колонна C2 представляет собой многоступенчатую фракционирующую установку, как и в другом известном процессе, и нагревается нагревателем до температуры ~250-270 °C при атмосферном давлении. Однако в данном варианте осуществления легкий дистиллят 22 перегоняется и удаляется по паропроводу 23, а средний дистиллят 38 перегоняется и удаляется из второй колонны C2 по линии дистиллята 39. Легкий дистиллят 22 содержит нафталанскую рафинированную нефть (НРН) и другие легкие дистиллированные нефтяные фракции. Средний дистиллят 38 содержит креозот, который возможно выделить и очистить. Легкий и средний дистилляты 22, 38 допускается смешивать и хранить вместе либо впоследствии перерабатывать с целью производства очищенного креозота.The second column C2 is a multi-stage fractionating unit, as in the other known process, and is heated by a heater to a temperature of ~250-270 °C at atmospheric pressure. However, in this embodiment, the
В этом варианте осуществления отбензиненная нефть или мазут 25 в кубовом остатке C2 затем подается в четвертую (для этого варианта - третью) колонну C4 по линии 26' из колонны C2 в колонну C4, а затем подается (под обычным либо повышенным давлением) в четвертую колонну C4 через диафрагму 11, которая может оснащаться разбрызгивателем. При такой дистилляции от остатка отделяется тяжелый дистиллят 41 (тяжелая нефть), что позволяет удалять тяжелый дистиллят 41 из четвертой колонны С4 по паропроводу 42. Компоненты тяжелого дистиллята 41 впоследствии можно фракционировать дальнейшей перегонкой или переработкой с получением сажи и других ароматических соединений. Кубовые остатки в четвертой колонне C4 представляет собой пек 50. Это либо каменноугольный пек, если сырьем служит каменноугольная смола, или нефтяной пек, если сырьем служит декантат.In this embodiment, the stripped oil or
В третьем варианте осуществления производства пека, как показано на фиг. 1С, используются четыре колонны, выполняющие дистилляцию и (или) отделение нефтепродуктов от кубового остатка при получении пека. В частности, влажное нефтяное сырье 1 сначала обезвоживается в первой колонне C1 с целью удаления дистиллятов 12, включая воду и легкие фракции нефти. Затем обезвоженный мазут 14 перегоняется во второй фракционной колонне C2 с целью получения легкого дистиллята 22. Полученные в результате отбензиненная нефть или мазут 25 затем подаются в третью фракционную колонну C3, где выполняется удаление среднего дистиллята 38. В этом варианте осуществления кубовой остаток из третьей колонны C3 подается в четвертую испарительную колонну C4, где из-за резкого перепада давления отделяется тяжелый дистиллят 41. Остается только полезный продукт - пек 50.In a third embodiment of the pitch production, as shown in Fig. 1C, four columns are used that perform distillation and/or separation of oil products from the bottoms during the production of pitch. In particular, wet oil feedstock 1 is first dehydrated in the first column C1 in order to remove
Вышеуказанные известные процессы производства пека способны обеспечить в зависимости от параметров процесса выход пека в пределах 15-60% от объема сырья (либо каменноугольная смола, либо декантат). Оптимизация процессов и увеличение выхода продукции важны, но их эффективность трудно определить, а еще труднее успешно внедрить предлагаемый в промышленных масштабах коммерческий выпуск продукции.The above known pitch production processes are capable of providing, depending on the process parameters, a pitch yield of 15-60% of the raw material (either coal tar or decantate). Optimization of processes and increase in yield are important, but their effectiveness is difficult to determine, and even more difficult to successfully implement on an industrial scale for commercial production.
Один из способов повышения выхода продукции предусматривает тепловую обработку (также называемую термообработкой или тепловой выдержкой) дистиллятов и побочных продуктов, используемых в качестве сырья при производстве пека. Термообработка имеет три основных параметра: температура, давление и время выдержки.One way to increase yield involves heat treatment (also called thermal processing or thermal soaking) of distillates and by-products used as raw materials in pitch production. Thermal treatment has three main parameters: temperature, pressure, and soaking time.
Было предпринято много попыток найти способы повышения выхода пека (и других свойств) с помощью термической обработки. Были получены самые разные результаты, а число коммерчески успешных промышленных проектов весьма невелико. В приведенных патентах полностью раскрываются временные и температурный режимы, но с недостаточным пониманием механики процесса, которая приводит к увеличению выхода готовой продукции, и слабо раскрываются фактические сочетания времени и температуры, дающие конкретные показатели выхода продукции.Many attempts have been made to find ways to increase pitch yield (and other properties) by heat treatment. The results have varied widely, and the number of commercially successful industrial projects is very small. The cited patents fully disclose the time and temperature regimes, but with little understanding of the mechanics of the process that lead to the increased yield, and little disclosure of the actual combinations of time and temperature that produce specific yield figures.
В патенте США № 3140248 раскрыто приготовление пекового связующего с этапом пропитки. Нефтяная фракция с температурой кипения 200-650 °C подвергается сначала каталитическому, а затем термическому крекингу. Остаток, полученный в результате термического крекинга, выдерживается при температуре 480-590 °C и давлении 30-400 фунтов на кв. дюйм в течение 4-20 минут. Для минимизации коксообразования предпочтительны короткое время выдержки и высокая линейная скорость потока. Использование погружного змеевика раскрывается без подробностей.U.S. Patent No. 3,140,248 discloses the preparation of a pitch binder with an impregnation step. A petroleum fraction with a boiling point of 200-650 °C is first catalytically and then thermally cracked. The residue obtained from thermal cracking is held at a temperature of 480-590 °C and a pressure of 30-400 psi for 4-20 minutes. Short holding times and high linear flow rates are preferred to minimize coke formation. The use of a submerged coil is disclosed without detail.
В патенте США № 3318801 раскрывается применение барабана термической выдержки и короткого трубчатого нагревателя. В барабане термической выдержки поддерживается температура 340-425 °C и давление 0-30 фунт/кв. дюйм (изб.) в течение 3-90 минут. Трубчатый нагреватель обеспечивает быстрый нагрев до 425-510 °C при давлении 25-250 фунт/кв. дюйм (изб.) в течение 2-30 минут.U.S. Patent No. 3,318,801 discloses the use of a thermal holding drum and a short tubular heater. The thermal holding drum is maintained at a temperature of 340-425 °C and a pressure of 0-30 psig for 3-90 minutes. The tubular heater provides rapid heating to 425-510 °C at a pressure of 25-250 psig for 2-30 minutes.
В патенте США № 3673077 раскрывается процесс выдержки с нагревом, применяемый в производстве пекового связующего с целью повышения содержания нерастворимого толуола (НТ). Условия: 350-450 °C, давление ~75 фунт/кв. дюйм (изб.), время выдержки от 15 минут до 25 часов. Кроме того, раскрывается, что через реактор при необходимости пропускается воздух.U.S. Patent No. 3,673,077 discloses a heat soak process used in the manufacture of pitch binder to increase the insoluble toluene (IT) content. The conditions are 350-450°C, pressure ~75 psig, and soak time from 15 minutes to 25 hours. It is also disclosed that air is passed through the reactor if necessary.
В патенте США № 4039423 раскрывается термическая обработка декантата с получением нефтяного пека. Условия: 413-524 °C при 220-440 фунт/кв. дюйм (изб.), время выдержки 3-300 минут. Предпочтителен непрерывный турбулентный, а не ламинарный поток, что минимизирует образование кокса и поддерживает нерастворимые хинолины в состоянии суспензии. Это также повышает эффективность смешивания веществ и сокращает время реакции. Температура размягчения продуктов варьируется в пределах 79-135 °C.U.S. Patent No. 4,039,423 discloses a thermal treatment of decantation to produce petroleum pitch. The conditions are 413-524 °C at 220-440 psig, with a holding time of 3-300 minutes. Continuous turbulent rather than laminar flow is preferred, which minimizes coke formation and maintains insoluble quinolines in suspension. It also improves mixing efficiency and reduces reaction time. The softening point of the products ranges from 79-135 °C.
В патенте ЕС № 1 739 153 раскрывается применение термической обработки каменноугольных смол и дистиллятов в атмосфере инертного газа. Условия: 340-400 °C, давление менее 145 фунт/кв. дюйм (изб.), время выдержки 3-10 часов. Предпочтительные параметры: 370-400 °C при 14 фунт/кв. дюйм (изб.) в течение 4-6 часов. Предполагается, что термическая обработка в атмосфере инертного газа увеличивает плоскостность структуры молекул и стабилизирует продукт основной реакции, ограничивая протекание побочных реакций. Это улучшает смачиваемость, графитизируемость и повышает выход реакции. В качестве сырья допускается использовать антраценовое масло.EC Patent No. 1 739 153 discloses the use of heat treatment of coal tars and distillates under an inert gas atmosphere. Conditions: 340-400 °C, pressure less than 145 psig, holding time 3-10 hours. Preferred parameters: 370-400 °C at 14 psig for 4-6 hours. It is assumed that heat treatment under an inert gas atmosphere increases the planarity of the molecular structure and stabilizes the product of the main reaction, limiting the occurrence of side reactions. This improves wettability, graphitization and increases the reaction yield. Anthracene oil can be used as a raw material.
В патенте США № 8757651 раскрывается использование термической обработки дистиллята каменноугольной смолы при 350-440 °C под давлением 50-120 фунт/кв. дюйм (изб.) для получения пека. Время выдержки составляет от 1 до 7 часов. В качестве сырья можно использовать креозотовые масла с низким содержанием нерастворимых хинолинов. Предполагается, что термическая обработка способна полимеризовать относительно низкомолекулярные компоненты с образованием более крупных молекул. Предполагается последующая дистилляция продукта для функционирования на компоненты. Конечные продукты имеют коксовое число 55-70% и температуру размягчения 90-140 °C. Еще один целевой показатель - менее 15% нерастворимых хинолинов. Предлагается порционная и непрерывная термообработка, но подробная информация о реакторе не приводится.U.S. Patent No. 8,757,651 discloses the use of heat treatment of coal tar distillate at 350-440 °C under 50-120 psig to produce pitch. The holding time is from 1 to 7 hours. Creosote oils with a low content of insoluble quinolines can be used as feedstock. It is believed that the heat treatment can polymerize relatively low molecular weight components to form larger molecules. Subsequent distillation of the product is contemplated to function into components. The final products have a coke number of 55-70% and a softening point of 90-140 °C. Another target is less than 15% insoluble quinolines. Batch and continuous heat treatment are proposed, but details of the reactor are not provided.
В патенте США № 9222027 раскрывается термическая обработка при помощи трубчатого реактора с электрическим нагревом, работающего при высоких скоростях потока и давлении. Кроме того, описываются ванны с солью и расплавленным металлом. Параметры процесса: 450-560 °C при 500-900 фунт/кв. дюйм (изб.), время выдержки 1-2 минуты. Рассматриваются ламинарный и турбулентный потоки в трубах реактора, причем турбулентный поток предпочтителен. Считается, что число Рейнольдса у турбулентного потока должно превышать 4000. Предпочтительно число Рейнольдса более 10 000, а при значении 25000 достигаются наилучшие экспериментальные результаты. Предположения о достижении числа Рейнольдса выше 50000 представлено без каких-либо экспериментальных данных.U.S. Patent No. 9,222,027 discloses a heat treatment using an electrically heated tubular reactor operating at high flow rates and pressures. Also described are salt and molten metal baths. The process parameters are 450-560 °C at 500-900 psig, with a holding time of 1-2 minutes. Laminar and turbulent flows in the reactor tubes are considered, with turbulent flow being preferred. The Reynolds number of turbulent flow is considered to be greater than 4,000. A Reynolds number greater than 10,000 is preferred, with 25,000 achieving the best experimental results. Suggestions of achieving a Reynolds number greater than 50,000 are presented without any experimental data.
В заявке на патент США № 20170121834 раскрывается получение нефтяного пека с использованием термической обработки. Реакционная камера работает при 360-460 °C и 215-265 фунтах на квадратный дюйм. Время выдержки составляет от 15 минут до 5 часов. Требуется среда инертного газа или, по крайней мере, бескислородная среда. В качестве сырья используется декантат, экстракты смазочных материалов и газойли.U.S. Patent Application No. 20170121834 discloses the production of petroleum pitch using thermal processing. The reaction chamber operates at 360-460 °C and 215-265 psi. The holding time is from 15 minutes to 5 hours. An inert gas environment or at least an oxygen-free environment is required. Decantate, lubricant extracts and gas oils are used as feedstock.
Несмотря на предпринятые усилия, остаются возможности для дальнейшего улучшения, поскольку существующие решения не достигли коммерческого успеха. Поэтому в данной области техники остается неизвестным способ и устройство для термической обработки, которые могут применяться для переработки каменноугольной смолы и побочных продуктов нефтепереработки и при этом дают предсказуемые и стабильные результаты в промышленных масштабах. Критическими ограничениями области применения известных решений являются образование избыточного кокса или мезофазы после термообработки, что препятствует непрерывной переработке сырья. Как правило, это связано с избыточным применением обработки или чрезмерным разбросом длительности и температуры. Опыт существующих решений показывает, что рециркуляция содержимого реактора периодического действия отрицательно сказывается на качестве пека.Despite the efforts made, there remains room for further improvement, as the existing solutions have not achieved commercial success. Therefore, a method and device for thermal treatment that can be used to process coal tar and petroleum by-products and at the same time give predictable and stable results on an industrial scale remains unknown in the art. Critical limitations of the application area of the known solutions are the formation of excess coke or mesophase after thermal treatment, which prevents continuous processing of the raw materials. As a rule, this is due to excessive application of the treatment or excessive variation in duration and temperature. Experience with existing solutions shows that recirculation of the contents of a batch reactor has a negative effect on the quality of the pitch.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF INVENTION
Раскрыты процессы термической обработки побочных продуктов дистиллятов, образующихся при производстве каменноугольной смолы или нефтепродуктов, обеспечивающие увеличение выхода пека. Особое внимание уделяется параметрам длительности выдержки, температуры и давления, обеспечивающим минимизацию коксования и образования мезофазы. Раскрыты соответствующие процессы производства каменноугольного или нефтяного пека, в которых используются процессы термической обработки.The paper discloses processes for heat treatment of distillate by-products formed during the production of coal tar or petroleum products, which ensure an increase in the yield of pitch. Particular attention is paid to the parameters of holding time, temperature and pressure, which ensure the minimization of coking and mesophase formation. The corresponding processes for the production of coal tar or petroleum pitch, which use heat treatment processes, are disclosed.
В частности, в способах термообработки настоящего изобретения в качестве исходного материала (сырья) используется тяжелый дистиллят, который перегоняется на поздних стадиях производства пека и декантата, получаемых из нефтепродуктов. В предлагаемых процессах термообработки этот исходный материал (сырье) подвергается термообработке при определенных температуре, давлении и времени выдержки для образования дополнительного пека и увеличения общего выхода продукта. Соответственно, предлагаемые процессы термообработки повышают общую эффективность общего производства пека, а также позволяют получить отдачу от переработки менее выгодных побочных продуктов. Управление температурой, давлением и выдержкой в процессе термообработки имеет решающее значение для минимизации образования нерастворимых хинолинов и предотвращения образования мезофазы. В настоящем изобретении используются высокие температуры, которые могут быть выше 510 °C, и диапазоны давления, такие как свыше 46 фунт/кв. дюйм (изб.), например свыше 46-300 фунт/кв. дюйм (изб.), или даже свыше 60-300 фунт/кв. дюйм (изб.), чтобы поддерживать сырье и реактивы в жидкой фазе. Это позволяет им стабильно перемещаться по всей подсистеме термообработки. Поскольку известно, что мезофаза образуется при температуре ~390 °C, настоящее изобретение предусматривает соответствующее время выдержки, чтобы минимизировать возможность образования мезофазы и, следовательно, закоксования. В настоящем изобретении также делается попытка достичь, насколько это физически возможно в реальных условиях, турбулентного нагрева сырья с последующим созданием потока со структурным ядром, проходящего через реакторную секцию устройства термообработки с целью поддержания непрерывного и стабильного потока сырья через систему для достижения примерно равномерного теплового воздействия (будем условно называть данный режим «почти равномерный поток»). Под потоком со структурным ядром в данном описании имеется ввиду почти равномерный поток. Более длительное нахождение в системе увеличивает вероятность образования мезофазы и коксования. Ее можно понизить понижением температуры, но это нежелательно. После термообработки сырье может направляться обратно в непрерывный технологический процесс производства пека в качестве дополнительного сырья для увеличения выхода продукции.In particular, the heat treating processes of the present invention utilize a heavy distillate that is distilled in the late stages of producing pitch and decantate from petroleum products as a starting material (feedstock). The inventive heat treating processes heat treat this starting material (feedstock) at a specific temperature, pressure, and holding time to form additional pitch and increase the overall yield of the product. Accordingly, the inventive heat treating processes increase the overall efficiency of the overall pitch production and also allow for the recovery of less profitable by-products. Control of temperature, pressure, and holding time during the heat treating process is critical to minimize the formation of insoluble quinolines and to prevent the formation of mesophase. The present invention utilizes high temperatures, which may be above 510 °C, and pressure ranges, such as above 46 psig, for example above 46-300 psig. In the heat treatment apparatus, the feedstock and reactants are maintained in the liquid phase at a pressure of 60-300 psig or even above 60-300 psig to maintain the feedstock and reactants in the liquid phase. This allows them to move steadily throughout the heat treatment subsystem. Since mesophase is known to form at ~390 °C, the present invention provides for an appropriate residence time to minimize the possibility of mesophase formation and hence coking. The present invention also attempts to achieve, as far as is physically possible under practical conditions, turbulent heating of the feedstock followed by the creation of a core flow through the reactor section of the heat treatment apparatus in order to maintain a continuous and steady flow of feedstock through the system to achieve approximately uniform heat exposure (we will conventionally call this regime "near uniform flow"). By core flow, in this description, we mean near uniform flow. Longer residence times in the system increase the likelihood of mesophase formation and coking. This can be reduced by lowering the temperature, but this is not desirable. After heat treatment, the raw material can be fed back into the continuous pitch production process as additional raw material to increase product yield.
Кроме того, имеются основания полагать, что в будущем пек со все более высокой температурой размягчения будет находить промышленное применение. Сегодня температура размягчения большинства представленных на рынке пеков и их смесей находится в диапазоне 90-150 °C. Более низкая температура размягчения пека вызвана высоким содержанием ПАУ. Снижение данного параметра повышает температуру размягчения. Многие из этих соединений могут оказаться канцерогенными. Ряд штатов и стран вводят все более строгие ограничения на воздействие подобных веществ на людей и окружающую среду. Поэтому в будущем температура размягчения пека может повыситься, поскольку это позволит удалить больше канцерогенных соединений с высоким содержанием ПАУ. Тяжелый дистиллят содержит множество высокоароматических соединений. Как известно, увеличение количества тяжелого дистиллята, удаляемого при образовании пека, приводит к повышению температуры размягчения пека. Дополнительным преимуществом станет разработка способа применения этого дополнительного тяжелого дистиллята, особенно если из него возможно получить дополнительные количества пека. Системы и процессы, раскрытые в настоящем патенте, обеспечивают именно такое преимущество.In addition, there is reason to believe that in the future, pitch with an increasingly higher softening point will find industrial applications. Today, the softening point of most pitches and pitch blends on the market is in the range of 90-150 °C. The lower softening point of pitch is due to the high content of PAHs. A decrease in this parameter increases the softening point. Many of these compounds may be carcinogenic. A number of states and countries are introducing increasingly strict restrictions on the exposure of people and the environment to such substances. Therefore, in the future, the softening point of pitch may increase, since this will allow the removal of more carcinogenic compounds with a high PAH content. Heavy distillate contains many highly aromatic compounds. As is known, increasing the amount of heavy distillate removed during pitch formation leads to an increase in the softening point of the pitch. An additional advantage will be the development of a method for using this additional heavy distillate, especially if additional quantities of pitch can be obtained from it. The systems and processes disclosed in this patent provide just such an advantage.
Далее приведено подробное описание систем и процессов термообработки и производства пека, их особенностей и преимуществ. Упоминаемые по тексту чертежи прилагаются к патентной заявке.The following is a detailed description of the heat treatment and pitch production systems and processes, their features and advantages. The drawings mentioned in the text are attached to the patent application.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙDESCRIPTION OF DRAWINGS
Фиг. 1A - технологическая схема первого варианта осуществления известного способа получения пека из влажной каменноугольной смолы либо декантата.Fig. 1A is a flow chart of the first embodiment of the known method for producing pitch from wet coal tar or decantation.
Фиг. 1B - технологическая схема второго варианта осуществления известного способа получения пека.Fig. 1B is a flow chart of a second embodiment of a known method for producing pitch.
Фиг. 1С - технологическая схема осуществления третьего варианта известного способа получения пека.Fig. 1C - flow chart for implementing the third variant of the known method for producing pitch.
Фиг. 2A - технологическая схема первого варианта осуществления предлагаемой в настоящем изобретении системы производства пека, предусматривающей термическую обработку с целью увеличения выхода пека из каменноугольной смолы.Fig. 2A is a flow chart of a first embodiment of the pitch production system of the present invention, which includes thermal treatment to increase the yield of pitch from coal tar.
Фиг. 2В - технологическая схема второго варианта осуществления предлагаемой в настоящем изобретении системы производства пека, предусматривающей термическую обработку с целью увеличения выхода пека из каменноугольной смолы.Fig. 2B is a flow chart of a second embodiment of the pitch production system of the present invention, which includes thermal treatment to increase the yield of pitch from coal tar.
Фиг. 2С - технологическая схема третьего варианта осуществления предлагаемой в настоящем изобретении системы производства пека, предусматривающей термическую обработку с целью увеличения выхода пека из каменноугольной смолы.Fig. 2C is a flow chart of a third embodiment of the pitch production system of the present invention, which includes thermal treatment to increase the yield of pitch from coal tar.
Фиг. 3A - технологическая схема первого варианта осуществления предлагаемой в настоящем изобретении системы производства пека, предусматривающей термическую обработку с целью увеличения выхода пека из таких побочных нефтепродуктов, как декантат.Fig. 3A is a flow chart of a first embodiment of a pitch production system of the present invention that includes thermal treatment to increase the yield of pitch from petroleum by-products such as decantate.
Фиг. 3В - технологическая схема второго варианта осуществления предлагаемой в настоящем изобретении системы производства пека, предусматривающей термическую обработку с целью увеличения выхода пека изнефтепродуктов.Fig. 3B is a flow chart of a second embodiment of the pitch production system proposed in the present invention, which includes thermal treatment to increase the yield of pitch from petroleum products.
Фиг. 3С - технологическая схема третьего варианта осуществления предлагаемой в настоящем изобретении системы производства пека, предусматривающей термическую обработку с целью увеличения выхода пека из нефтепродуктов.Fig. 3C is a flow chart of a third embodiment of the pitch production system proposed in the present invention, which includes thermal treatment to increase the yield of pitch from petroleum products.
Фиг. 3D - технологическая схема четвертого варианта осуществления предлагаемой в настоящем изобретении системы производства пека, предусматривающей термическую обработку с целью увеличения выхода пека из таких побочных нефтепродуктов, как декантат.Fig. 3D is a flow chart of a fourth embodiment of the pitch production system of the present invention, which includes thermal treatment to increase the yield of pitch from petroleum by-products such as decantate.
Фиг. 3Е - технологическая схема пятого варианта осуществления предлагаемой в настоящем изобретении системы производства пека, предусматривающей термическую обработку с целью увеличения выхода пека из нефтепродуктов.Fig. 3E is a flow chart of a fifth embodiment of the pitch production system of the present invention, which includes thermal treatment to increase the yield of pitch from petroleum products.
Фиг. 3F - технологическая схема шестого варианта осуществления предлагаемой в настоящем изобретении системы производства пека, предусматривающей термическую обработку с целью увеличения выхода пека из нефтепродуктов.Fig. 3F is a flow chart of a sixth embodiment of the pitch production system of the present invention, which includes thermal treatment to increase the yield of pitch from petroleum products.
Фиг. 4A - технологическая схема первого варианта осуществления предлагаемой в настоящем изобретении системы термической обработки.Fig. 4A is a flow chart of a first embodiment of the heat treatment system proposed in the present invention.
Фиг. 4В - технологическая схема второго варианта осуществления предлагаемой в настоящем изобретении системы термической обработки.Fig. 4B is a flow chart of a second embodiment of the heat treatment system proposed in the present invention.
На всех чертежных видах одни и те же позиции соответствуют одним и тем же элементам оборудования.In all drawing views, the same positions correspond to the same equipment elements.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION
Как показано на прилагаемых чертежах, настоящее изобретение относится к системам термообработки 300, 300', системам производство пека 100, 100', 100" (из каменноугольной смолы) и 200, 200', 200" (из нефтепродуктов). Например, на фиг. 2A-2C показаны различные варианты производства пека 150 из каменноугольной смолы 102, а на фиг. 3A-3C - различные варианты производства нефтяного пека 250 из декантата 203. На фиг. 4A-4B показаны различные подсистемы термообработки 300, 300', совместимые с любой из систем производства пека.As shown in the accompanying drawings, the present invention relates to
Каменноугольная смолаCoal tar
Сначала рассмотрим системы производства пека. В первом варианте такой системы 100, схематично показанном на фиг. 2A, процесс начинается с обезвоживания каменноугольной смолы 102. Сырая каменноугольная смола 102 скорее всего содержит некоторое количество воды или влаги, образовавшейся в результате начального процесса коксования. Уровень влажности должен не превышать примерно 4% масс., чтобы не замедлять процесс получения пека. Для обезвоживания каменноугольная смола 102 подается в первую колонну C1 по линии 110. Линия 110 может проходить по меньшей мере через один теплообменник (не показан), в котором к ней подводится тепло от других элементов системы, тем самым предварительно нагревая смолу 102 в линии и одновременно охлаждая другой элемент.First, consider pitch production systems. In a first embodiment of such a
Как раскрыто в настоящем документе и на чертежах, теплообменники исключают смешивание компонентов, но обеспечивают перенос тепла от более горячего вещества к более холодному. Это позволяет эффективно использовать вырабатываемое в системе тепло, что особенно важно при промышленных масштабах производства, когда затраты на нагрев элементов системы оказываются очень дорогими, что требует большого количества топлива. Для эффективного использования тепла в системе можно установить несколько теплообменников. По меньшей мере в одном варианте осуществления изобретения через теплообменники проходят линии дистиллята для его охлаждения перед хранением и нагревания другого компонента - такого как сырой пек 102. В других вариантах осуществления для нагрева охлаждающего компонента в теплообменниках применяются нефтепродукты.As disclosed in this document and in the drawings, heat exchangers eliminate mixing of components, but provide heat transfer from a hotter substance to a colder one. This allows for efficient use of heat generated in the system, which is especially important at industrial scales of production, when the costs of heating the elements of the system are very expensive, which requires a large amount of fuel. To efficiently use heat, several heat exchangers can be installed in the system. In at least one embodiment of the invention, distillate lines pass through the heat exchangers to cool it before storage and to heat another component - such as
По меньшей мере в одном варианте осуществления изобретения начальная температура каменноугольной смолы 102 составляет ~50 °C. Каменноугольная смола 102 нагревается до температуры ~160 °C по мере прохождения по линии подачи С1 110 и по меньшей мере одного или, в ряде случаях, нескольких теплообменников. Таким образом, когда каменноугольная смола 102 поступает в первую колонну C1, ее температура составляет по меньшей мере 160 °C. Поскольку каменноугольная смола 102 проходит по линии 110, она оказывается под давлением, например, ~100 фунтов на кв. дюйм. Первая колонна C1 работает при атмосферном давлении (около 1 атм или 14,7 фунт/кв. дюйм (абс.)). Когда каменноугольная смола 102 поступает в первую колонну C1 через диафрагму 111, резкий перепад давления вызывает мгновенное испарение смолы 102 и последующее разделение на составляющие компоненты. Предпочтительно отсутствие ребойлера или иного нагревателя для нагрева первой колонны C1. Поэтому температура первой колонны C1 примерно равна температуре поступающей влажной каменноугольной смолы 102 - не менее 160 °C.In at least one embodiment of the invention, the
Водяные пары и дистиллированные легкие фракции (такие как БТК) поднимаются вверх в первой колонне C1 и отводятся по паропроводу 113. Затем они конденсируются конденсаторами с водяным охлаждением при максимальной температуре ~75 °C и собираются в виде дистиллята колонны C1 в линии 112. Вода перегоняется при температуре ~100 °C. Примерно при этой же температуре перегоняются легкие фракции: бензол (80 °C), толуол (110 °C) и, возможно, ксилол (144 °C). Таким образом, эти легкие фракции и вода дистиллируются и отводятся вместе. Легкие фракции, составляющие примерно 1% от объема каменноугольной смолы, не смешиваются с водой и декантируются, образуя верхний слой дистиллята 112 в колонне С1. Затем они откачиваются в хранилище. Следует контролировать удельную плотность легких фракций и не допускать его превышения (например не более 0,92 при 15,5 °C), так как в противном случае ухудшится отделение нефтяных фракций от конденсированной воды. Это может произойти при избыточной подаче влажной каменноугольной смолы 102 в первую колонну C1.Water vapor and distilled light ends (such as BTX) rise in the first column C1 and are withdrawn via
Дистилляция в первой колонне С1 продолжается до тех пор, пока содержание воды в обезвоженном мазуте 114, собирающемся в С1 в виде кубового остатка, не снизится до уровня не более 2,5 масс. %, (предпочтительно менее 0,5%). При этом удельная плотность составляет не менее 1,15 при 15,5 °C. Затем этот обезвоженный мазут 114 отводится из первой колонны C1 по линии 115, которая может проходить через по меньшей мере один теплообменник для повышения температуры обезвоженного мазута 114 до 250-270 °C перед его поступлением во вторую колонну C2 для отгона легких фракций.Distillation in the first column C1 continues until the water content in the
Во второй колонне С2 обезвоженный мазут 114 подвергается дальнейшей перегонке с целью получения легкого дистиллята 122, который содержит сырой нафталин в виде НРН. Данный процесс называется отгоном легких фракций мазута, поскольку при этом удаляется самая низкокипящая фракция (верхний дистиллят) обезвоженного мазута 114. Поступающий обезвоженный мазут 114 уже имеет температуру 250-270 °C, когда он поступает во вторую колонну C2. Подача в колонну C2 регулируется при помощи нагревателя, систем вакуумирования и конденсатора второй колонны C2. Вторая колонна C2 представляет собой колонну атмосферного давления (1 атм) с дистилляционными тарелками 120, размещенными ниже точки подачи обезвоженного мазута 114. По крайней мере в одном варианте осуществления во второй колонке C2 устанавливается 20-30 тарелок. Выше точки подачи обезвоженного мазута 114 также может находиться по меньшей мере одна секция набивки 121, выполняющая дополнительную очистку легкого дистиллята 122 по мере его перегонки. Вторая колонна C2 может оснащаться нагревателем, например, ребойлером с огневым технологическим нагревателем или иным подходящим источником тепла с целью нагрева кубовых остатков до температуры 350-360 °C и дальнейшей перегонки легкого дистиллята 122. Пары легкого дистиллята 122 поднимаются по второй колонне C2 и обычно отводятся через дистиллятную линию 123 с подачей примерно в 15-22% от подачи сырья в колонну C2. Затем легкий дистиллят 122 может быть сконденсирован в одном или нескольких конденсаторах для преобразования в жидкую форму, которая содержит НРН с нафталином, и далее охлаждается водой в теплообменнике. Легкий дистиллят 122 предпочтительно содержит 55-65% нафталина. Он может быть дополнительно переработан на нефтеперерабатывающих заводах для отделения и очистки нафталина. Легкий дистиллят 122 предпочтительно имеет максимальную удельную плотность 1,03 при 70 °C. Свойства легкого дистиллята 122 представлены в табл. 1 и 2. По меньшей мере часть легкого дистиллята 122 может возвращаться в верхнюю часть второй колонны С2 для дополнительного орошения, что ограничивает количество высококипящих соединений и увеличивает содержание бензиновой фракции в легком дистилляте 122. В настоящем раскрытии изобретения следует особо отметить, что все потоки дистиллята и пара можно отводить, сохранять для дальнейшего использования и возвращать в подходящую точку технологического процесса, как хорошо известно специалистам в данной области. Жидкая флегма в колонне C2 конденсирует более высококипящие соединения из паров выше точки подачи, что повышает эффективность фракционирования в верхней ректификационной секции второй колонны C2. Легкий дистиллят 122 может стекать в колонну с подачей не менее 10% от подачи сырья в колонну C2, чтобы увеличить содержание нафталина в легком дистилляте 122. 15-22% исходной каменноугольной смолы 102 удаляется в виде легкого дистиллята 122.In the second column C2, the
В кубовых остатках колонны C2 содержится отбензиненный мазут 125, который затем перекачивается в третью колонну C3 по линии 126 для производства пека с требуемой температурой размягчения. Линия 126 сохраняет тепло, поэтому поступающий в третью колонну C3 отбензиненный мазут 125 имеет примерно ту же температуру, что и кубовые остатки C2. Как вариант, мягкий пек 127 может подаваться в линию 126 перед третьей колонной C3 и смешиваться с отбензиненным мазутом 125, подаваемым в колонну C3 в качестве сырья. Это делается для регулировки температуры, увеличения объема сырья либо с целью удаления остатков нефти из мягкого пека. Третья колонна C3 предпочтительно является вакуумной, работающую при абсолютном давлении 40-100 миллибар (0,77-1,9 фунт/кв. дюйм абс.). Она также содержит тарелки 120 и секции набивки 121 в верхней части для проведения многоступенчатой дистилляции. Нагреватель - например, ребойлер с огневым технологическим нагревателем или иной подходящий источник тепла - может применяться для нагрева кубовых остатков в колонне C3 до температуры 350-360 °C с целью доведения до кипения тяжелых нефтяных дистиллятов, поступающих из отбензиненного мазута 125 путем рециркуляции жидких кубовых остатков C3.The bottoms of the C2 column contain
По мере дистилляции отбензиненного мазута 125 в третьей колонне C3 пары дистиллята поднимаются по колонне и конденсируются за счет рециркуляции различных дистиллятов. В частности, первый средний дистиллят 135 отбирается по линии дистиллята 136 и охлаждается внешне другими технологическими средами, потоками нефтепродукта-теплоносителя или воды с целью конденсации. Его свойства приведены ниже в таблицах 1 и 2. Первый средний дистиллят 135 - промежуточное сажевое сырье. Он используется в основном для повышения качества других веществ и в виде смеси с нефтепродуктами. Частично он может возвращаться обратно в третью колонну C3 либо направляться на хранение и продажу. Менее 5% исходной каменноугольной смолы 102 отгоняется в виде первого среднего дистиллята 135.As the stripped
Второй продукт из третьей колонны C3 - это второй средний дистиллят 138. Он содержит компоненты креозота, такие как нефтяная основа для креозота, выпускаемого по стандартам WEI-C или AWPA. Второй средний дистиллят 138 отводится по дистиллятной линии 139 и охлаждается внешне другими технологическими средами, потоками нефтепродукта-теплоносителя или воды с целью конденсации. 13-22% от общего количества сырого пека 102 отгоняется в виде второго среднего дистиллята 138. Свойства второго среднего дистиллята 138 приведены ниже в таблицах 1 и 2. Кроме того, его максимальная дистилляция равна 10% при температуре 300 °C и 65-90% при температуре до 355 °C. В ряде случаев (особенно в Европе) допускается содержание не более 10 частей бензо(а)пирена на миллион. По меньшей мере часть дистиллированного второго среднего дистиллята 138 можно рециркулировать в третью колонну C3 для орошения. Содержащийся во втором среднем дистилляте 138 креозот очень полезен во многих отраслях промышленности, например, в качестве защитной пропитки для древесины. Поэтому его качество проверяется путем контроля температурного диапазона дистилляции и содержания бензо(а)пирена. Качество второго среднего дистиллята 138 определяется его долей от общего количества каменноугольной смолы 102. Желательно, чтобы она находилось в диапазоне 14-20%. Кроме того, качество зависит от температуры дистиллята при его рециркуляции в третью колонну C3 для орошения. Предпочтителен температурный диапазон 100-115 °C.The second product from the third column C3 is the second
Третьим продуктом, получаемым при дистилляции отбензиненного мазута 125 в третьей колонне C3, является тяжелый дистиллят 141, который отводится по дистиллятной линии 142. Он охлаждается внешне другими технологическими средами, потоками нефтепродукта-теплоносителя или воды с целью конденсации. Этот тяжелый дистиллят 141 также представляет собой смесь компонентов, в основном содержащую сажевое сырье. Но он также содержит дополнительные компоненты, отсутствующие в первом среднем дистилляте 135, как показано в таблице 1 ниже. Это повышает уровень ПАУ и температуру кипения тяжелого дистиллята 141. Кроме того, тяжелый дистиллят 141 имеет чрезвычайно низкую, практически нулевую концентрацию нерастворимых хинолинов и толуола. Максимальная степень дистилляции тяжелого дистиллята, равная 10%, достигается при температурах до 355 °C. По крайней мере часть тяжелого дистиллята 141 может возвращаться в третью колонну С3 для дальнейшей дистилляции и фракционирования путем орошения. Примерно 14% от общего количества исходного пека 102 может отгоняться в виде тяжелого дистиллята 141.The third product obtained from the distillation of the stripped
Основные свойства различных дистиллятов, образующихся в первом варианте осуществления системы производства каменноугольной смолы 100, приведены далее в таблицах 1 и 2. Количество компонентов зависит от желаемой температуры размягчения получаемого пека. The main properties of the various distillates formed in the first embodiment of the coal
Таблица 1.Table 1.
фенантлирен4H-cyclopenta[def]
phenanthlyren
Таблица 2.Table 2.
Кубовый остаток в колонне C3 является требуемым готовым продуктом - каменноугольным пеком 150. К его параметрам качества относятся, среди прочего, температура размягчения, доля дистиллятов, выделяющихся при температуре до 355 °C, содержание нерастворимых хинолинов и толуола. Эти три параметра зависят от температуры кубового остатка C3 и подачи тяжелого дистиллята 141. Предпочтительно, чтобы температура размягчения готового пека 150 находилась в диапазоне 100-140 °C, а содержание нерастворимых хинолинов не превышало 20%. Кроме того, предпочтительное содержание золы в готовом пеке 150 составляет не более 0,4%, а желаемая доля дистиллята, выделяющегося при температурах до 355 °C - не более 4%. Система 100 и соответствующий технологический процесс способны обеспечить выход пека ~40% и выше. Пек 150 отводится из третьей колонны C3 по линии 151 для дальнейшего хранения, транспортировки, использования или продажи.The bottom residue in the column C3 is the desired finished product -
Система производства пека 100 содержит подсистему термообработки 300. Подробные сведения о подсистеме термообработки 300 представлены ниже, а также на фиг. 4A и 4B. Следует отметить, что процесс термообработки 300 способен увеличить общий выход пека 150 на 2-10%, обеспечив достижение показателя в 42-50%. В некоторых вариантах осуществления изобретения выход пека увеличивается до предпочтительного значения в 44%. Увеличение выхода пека 150 достигается путем термической обработки отгоняемого тяжелого дистиллята 141 при заранее выбранных температуре и времени выдержки с последующей подачей термически обработанного продукта в третью колонну C3 для дальнейшей дистилляции и фракционирования пека в системе производства смолы 100, как показано на фиг. 2A.The
Настоящее изобретение также содержит второй вариант осуществления системы производства смолы каменноугольного пека 100', схематично показанный на фиг. 2B. Каменноугольная смола 102 нагревается до 160-170 °C, проходя через по меньшей мере один теплообменник (не показан) в линии подачи 110 в колонну C1. При этом смола находится под давлением ~100 фунтов на кв. дюйм. Каменноугольная смола 102 подается в первую колонну C1 через диафрагму 111. Вещество из линии 110 попадает в колонну C1 именно через эту диафрагму. В данном варианте осуществления первая колонна C1 представляет собой дегидратор, работающий при почти атмосферном давлении, равном ~900 мм рт. ст (17,4 фунт/кв. дюйм (изб.)). Перепад давлений между линией подачи 110 и первой колонной С1 приводит к мгновенному испарению влажной каменноугольной смолы 102 с выделением водяного пара и легких фракций нефти, таких как бензол, толуол и ксилол, образуя дистиллят 112 в колонне С1. Как и в других вариантах, кубовой остаток в первой колонне C1 представляет собой обезвоженный мазут 114. Мазут остается в первой колонне C1 до тех пор, пока содержание воды в нем не снизится до ~2,5% (предпочтительно до менее чем 0,5%). Его параметры такие же, как и у обезвоженного мазута 114, описанного выше.The present invention also includes a second embodiment of a coal tar pitch manufacturing system 100', schematically shown in Fig. 2B.
Обезвоженный мазут 114 подается по линии 115 из колонны C1 во вторую колонну C2, которая представляет собой фракционатор или колонну многоступенчатой дистилляции, как описано выше. В этом случае во второй колонне C2 создается разрежение 120-180 мм рт. ст. (2,3-3,48 фунт/кв. дюйм (абс.)). Колонна нагревается до внутренней температуры 182-230 °C. Во втором варианте осуществления технологической системы 100' легкий дистиллят 122' отводится по линии 123. Легкий дистиллят 122' имеет состав и свойства, представленные ниже в таблице 3. Средний дистиллят 138' также отгоняется и отводится из второй колонны C2. Средний дистиллят 138' имеет состав и свойства, представленные ниже в таблице 3. Кубовые остатки C2 нагреваются нагревателем (не показан) до температуры 350-365 °C, что обеспечивает их циркуляцию и способствует процессу дистилляции. Отпаренные легкий и средний дистилляты 122', 138' допускается смешивать и хранить вместе. Они также могут храниться отдельно и затем перерабатываться, например, для получения очищенного креозота, который продается заказчикам или используется в других целях.The
Кубовые остатки C2 содержат отбензиненный мазут 125'. Его свойства аналогичны описанным ранее. Температура находится в диапазоне 350-365 °C, а давление - 180-220 мм рт. ст. (3,48-4,25 фунт/кв. дюйм (абс.)). Во втором варианте осуществления процесса производства пека 100' отбензиненный мазут 125' подается из второй колонны C2 в четвертую колонну C4 по линии 126'. Четвертая колонна C4 является испарительной в отличие от вышеописанной фракционирующей третьей колонны C3. Отбензиненный мазут 125' подается в четвертую колонну С4 через отверстие 111 (например, разбрызгиватель или другое подходящее устройство). Четвертая колонна С4 находится под вакуумом при давлении 40-70 мм рт. ст. (0,77-1,35 фунт/кв. дюйм (абс.)). Когда отбензиненный мазут 125 мгновенно испаряется в четвертой колонне C4, тяжелый дистиллят 141' отделяется при температуре 290-365 °C и отводится по линии дистиллята 142. Этот тяжелый дистиллят 141' содержит компоненты и имеет свойства, приведенные ниже в таблице 3. Затем тяжелый дистиллят 141' подается в подсистему термической обработки 300, описанную ниже, для проведения термической обработки с целью увеличения выхода пека. Пройдя через подсистему термообработки 300, термообработанный продукт поступает в линию 115, соединяющую колонны С1 и С2, и смешивается с сырьем колонны C2 для дополнительного фракционирования и дистилляции. Выход получаемого в результате этого процесса пека 150' на 20-40% выше по сравнению с исходным выходом без термической обработки тяжелого дистиллята 141’.The bottoms C2 contain the stripped fuel oil 125'. Its properties are similar to those described earlier. The temperature is in the range of 350-365 °C, and the pressure is 180-220 mm Hg (3.48-4.25 psi (abs.)). In the second embodiment of the process for producing pitch 100', the stripped fuel oil 125' is fed from the second column C2 to the fourth column C4 through line 126'. The fourth column C4 is an evaporative column, unlike the above-described fractionating third column C3. The stripped fuel oil 125' is fed to the fourth column C4 through an opening 111 (for example, a sparger or other suitable device). The fourth column C4 is under vacuum at a pressure of 40-70 mm Hg. (0.77-1.35 psia). When the trimmed
Различные дистилляты, получаемые по второму предпочтительному варианту системы производства пека, имеют свойства, представленные в таблице 3.The various distillates obtained by the second preferred embodiment of the pitch production system have the properties presented in Table 3.
Таблица 3.Table 3.
фенантрен4H-cyclopenta[def]
phenanthrene
В третьем варианте осуществления системы производства пека 100", показанном на фиг. 2C, каменноугольная смола 102 нагревается до температуры 124-184 °C по мере прохождения через по меньшей мере один теплообменник (не показан) в линии подачи 110 колонны С1 под давлением 158-161 фунт/кв. дюйм. Каменноугольная смола 102 подается в первую колонну C1 через диафрагму 111. Вещество из линии 110 попадает в колонну C1 именно через эту диафрагму. В данном варианте осуществления первая колонна C1 представляет собой дегидратор, находящийся под атмосферным давлением ~15,6 фунт/кв. дюйм (абс.) Перепад давления между линией подачи 110 и первой колонной C1 приводит к мгновенному испарению влажной каменноугольной смолы 102 с отделением водяного пара и легких нефтяных фракций, таких как БТК, в виде дистиллята 112 с температурой ~115 °C. Как и в ранее описанных вариантах осуществления, кубовые остатки колонны С1 представляют собой обезвоженный мазут 114, который остается в первой колонне С1 до тех пор, пока содержание воды в нем не снизится до не более чем 2,5% (предпочтительно менее 0,5%), а температура не достигнет примерно 230 °C.In a third embodiment of a
Третий вариант осуществления системы 100" отличается от предыдущих вариантов тем, что в нем используются четыре колонны для дистилляции и разделения нефтяных фракций в ходе получения пека. В частности, обезвоженный мазут 114 подается во вторую колонну-фракционатор C2 по линии 115 и нагревается до температуры ~262 °C с помощью нагревателя (не показан). Легкий дистиллят 122" отгоняется из второй колонны С2 и может возвращаться в колонну для дальнейшего фракционирования. Свойства легкого дистиллята 122" приведены ниже в таблице 4. Он может содержать НРН и другие легкие нефтяные фракции. Готовый отбензиненный мазут 125", образующийся в виде кубового остатка в колонне C2, может подаваться в третью колонну C3 по линии 126 для дальнейшей дистилляции.The third embodiment of the
В третьей колонне C3 пек нагревается до температуры ~330 °C с помощью нагревателя (не показан) с целью отгонки среднего дистиллята 138". Свойства средних дистиллятов 138" приведены ниже в таблице 4. Они могут содержать креозот и ряд сажевых соединений. Средний дистиллят 138" также может возвращаться в третью колонну C3 для дополнительной дистилляции и фракционирования. Мягкий пек 127", образующийся в виде кубовых остатков третьей колонны C3, имеет близкие к требуемым характеристики. Однако возможно получение слишком низкой температуры размягчения, например, ~90 °C. Для повышения температуры размягчения пека необходимо дальнейшее удаление нефтяных фракций.In the third column C3, the pitch is heated to a temperature of ~330 °C using a heater (not shown) to distill off the
Для этого мягкий пек 127" можно подать по соединяющей колонны C3 и C4 линии в четвертую испарительную колонну C4, использующую перепад давления для удаления нефтяных фракций из твердых частиц. Например, четвертая колонна C4 может находиться под вакуумом ~1 фунт/кв. дюйм (абс.). Под действием перепада давления тяжелый дистиллят 141" отгоняется, оставляя в нижней части четвертой колонны каменноугольный пек 150", который отводится для дальнейшего использования или продажи. Тяжелый дистиллят 141" находится при температуре ~310 °C и давлении ~1 фунт/кв. дюйм (изб.). Его свойства представлены ниже в таблице 4.To achieve this, the
Следующий этап процесса 100" - термическая обработка отпаренного тяжелого дистиллята 141" в подсистеме термической обработки 300, которая более подробно описана ниже. После термической обработки тяжелый дистиллят 141" смешивается с отбензиненным мазутом 125", образуя сырье для колонны C3, либо отдельно подается в колонну C3 с целью отпаривания среднего дистиллята 138", а затем и тяжелого дистиллята 141" из вновь образованного дополнительного количества пека.The next step in the 100" process is the thermal treatment of the stripped
Свойства дистиллятов, производимых в третьем предпочтительном варианте осуществления системы 100" производства смолы из каменноугольного пека, приведены в таблице 4.The properties of the distillates produced in the third preferred embodiment of the coal tar
Таблица 4.Table 4.
фенантрен4H-cyclopenta(def)
phenanthrene
Нефтяной пекOil pitch
Нефтепродукты служат сырьем для производства нефтяного пека 250, как показано на фиг. 3A-3C. Например, как показано на фиг. 3А, нефтяной дистиллят, такой как декантат (как правило это нефтепродукт 203), используется в качестве сырья для производства пека. Декантат 203 представляет собой смесь тяжелых фракций, полученных в результате каталитического крекинга нефтепродуктов. Во многом он схож с каменноугольной смолой 102, но отличается большим содержанием алифатических углеводородов из нефти, что усложняет химические процессы переработки декантата 203. При этом многие этапы похожи. В некоторых вариантах осуществления КОЭК используется в качестве сырья 203 для производства пека 200 - отдельно или в сочетании с декантантом. Однако КОЭК менее стабилен, особенно в виде пара, и взрывоопасен, что затрудняет его применение в качестве сырья. Кроме того, КОЭК обычно не подходит для изготовления пропиточного пека. Декантат очень устойчив при хранении и удобен в использовании, поэтому по крайней мере в одном варианте осуществления изобретения применение данного вещества является предпочтительным. Системы производства нефтяного пека 200, 200', 200" описываются в режиме использования декантанта 203 в качестве сырья. Следует иметь ввиду, что сырьем может служить любая тяжелая нефть или смесь, полученная в результате крекинга нефти (каталитического либо иного), имеющая подходящие содержание серы, углерода и коксовое число.Petroleum products serve as a feedstock for the production of
Участки дегидратации и дистилляции системы производства нефтяного пека 200, 200', 200", показанные на фиг. 3A-3C и 3D-3F, аналогичны участкам дегидратации и дистилляции систем производства каменноугольного пека 100, 100', 100", показанных на фиг. 2A-2C, соответственно. Однако системы производства нефтяного пека 200, 200', 200" могут иметь различные параметры на каждом этапе. Если специально не указано иное, то, как известно специалистам в данной области, параметры переработки каменноугольной смолы в равной степени применимы к переработке нефтепродуктов. Кроме того, процесс термообработки 300, 300' может выполняться как первый этап производства нефтяного пека 250 - до обезвоживания и дистилляции сырья, как показано на фиг. 3A-3C. При производстве каменноугольного пека 150 данный процесс выполняется после обезвоживания и дистилляции сырья. Это связано прежде всего с химическим составом декантата, в котором отсутствуют более тяжелые компоненты (по сравнению с каменноугольной смолой), а содержание воды на момент поставки обычно ниже. Таким образом, побочные продукты перегонки декантата, как правило, не пригодны для термической обработки без смешивания с другими продуктами. Поэтому в системах производства нефтяного пека 200, 200', 200" в подсистему термообработки 300, 300' подается декантат 203. Такие подсистемы термообработки 300, 300' описаны более подробно далее, а также представлены на фиг. 4A и 4B. Они могут иметь ту же конструкцию, что и подсистемы, используемые при производстве каменноугольного пека 150, 150', 150".The dehydration and distillation sections of the petroleum
Как показано на фиг. 3A, в первом варианте осуществления системы производства пека 200, декантат 203 первоначально проходит через подсистему термической обработки 300, а затем направляется в остальную часть системы дистилляции. При этом конкретный технологический маршрут зависит от режима работы (периодический или непрерывный) и содержания воды. Если декантат 203 не требует обезвоживания, то дегидратор C1, описанный ниже и представленный на фиг. 3A-3C, можно исключить, а потоки 326' и 215 объединить, как известно специалистам в данной области. Если дегидратор C1 необходим, или при осуществлении потенциально непрерывного процесса декантат 203 или смешанный легкий дистиллят 222, первый средний дистиллят 235, второй средний дистиллят 238, тяжелый дистиллят 241 в произвольном сочетании могут повторно направляться в подсистему термообработки 300 или дегидратор C1, как более подробно показано ниже. В этом случае, как показано на фиг. 3D-3F, декантат 203 может направляться в дегидратор C1 вместе с потоком сырья 310A. После обезвоживания, как показано ниже, декантат возвращается для прохождения термообработки по выпускному потоку 215A и подается в подсистему термообработки 300. Более того, при непрерывном режиме работы поток дистиллята 243 может рециркулироваться в первую колонну C1 дегидратора через входной поток 310A. В вариантах осуществления, использующих дегидратор C1, продукт вводится и отпаривается в первой колонне дегидратора C1. Перепад давления между поступающими термообработанными нефтепродуктами и первой колонной C1 приводит к отделению легких фракций, таких как нафта или БТК (бензол, толуол и ксилол) от остальной части декантата 203. Эти фракции отводятся в виде дистиллята C1 212 по линии 213. Следует особо отметить, что БТК и другие легкие фракции можно отводить из реактора 320, как более подробно описано ниже.As shown in Fig. 3A, in the first embodiment of the
Оставшийся обезвоженный мазут 214 подается во вторую колонну C2 фракционатора по линии 215 либо возвращается для термической обработки, как обсуждалось выше. Вторая колонна C2 нагревается до температуры 350-365 °C нагревателем, как и в ранее описанных вариантах, с целью отгонки легкого дистиллята 222 из нефти. Такой дистиллят содержит НРН и креозот. Легкий дистиллят 222 также может рециркулироваться в подсистеме 200 для дальнейшей термической обработки и дистилляции путем подачи в поток легкого дистиллята 224.The remaining
Кубовые остатки в колонне C2 содержат отбензиненный мазут после термообработки 225, который подается в теплообменники для повышения температуры до 375-415 °C перед подачей в третью колонну C3, где он подвергается дальнейшей дистилляции. По мере перегонки отбензиненного мазута 225 различные дистилляты отпариваются с образованием нефтяного пека 250. В частности, первый средний дистиллят 235 дистиллируется первым, а за ним идут сажевое сырье и другие компоненты. Возможна отпарка второго среднего дистиллята 238, содержащего ряд более тяжелых молекул. Тяжелый дистиллят 241 отпаривается последним. Он содержит самые тяжелые фракции. Все эти дистилляты допускается смешивать в различных сочетаниях и рециркулировать в подсистему 200 для дальнейшей термической обработки и дистилляции путем добавления в поток первого среднего дистиллята 237, поток второго среднего дистиллята 240 и поток тяжелого дистиллята 243 соответственно. Как обсуждается ниже, пек 250 требуется удалять перед всеми видами термообработки. Как видно из фиг. 3А, потоки дистиллятов 224, 237, 240 и 243 допускается смешивать в любых сочетаниях для последующего смешивания со свежим декантатом 203, поступающим в подсистему термообработки 300 в начале процесса производства пека 200 или при необходимости подаваемым в дегидратор C1. Кроме того, предполагается, что потоки дистиллятов 224, 237, 240 и 243 допускается по отдельности подавать в подсистему термообработки 300 в режиме рециркуляции.The bottoms in column C2 contain stripped fuel oil after
Второй вариант осуществления системы производства пека 200', показанный на фиг. 3B, аналогичен, но отличается этапом дистилляции. В частности, легкий дистиллят 222’ и средний дистиллят 238’ отпариваются во второй колонне C2 при температуре 350-415 °C. Полученный отбензиненный мазут 225' затем подается в четвертую колонну C4 (как указано выше, она является испарительной). Тяжелый дистиллят 241' перегоняется в четвертой колонне С4 с образованием готового нефтяного пека 250'. Легкий 222', средний 238' и тяжелый 241' дистилляты могут рециркулироваться в подсистему 200' для дальнейшей термической обработки и дистилляции в виде потока легкого 224, среднего 240 и тяжелого 243 дистиллята соответственно. Эти потоки допускается смешивать перед рециркуляцией и подачей в подсистему термической обработки 300 либо подавать их отдельно.The second embodiment of the pitch production system 200' shown in Fig. 3B is similar, but differs in the distillation step. In particular, the light distillate 222' and the middle distillate 238' are stripped in the second column C2 at a temperature of 350-415 °C. The resulting stripped fuel oil 225' is then fed to the fourth column C4 (as noted above, it is an evaporative one). The heavy distillate 241' is distilled in the fourth column C4 to form the finished petroleum pitch 250'. The light 222', middle 238' and heavy 241' distillates can be recycled to the subsystem 200' for further thermal processing and distillation as a stream of
Третий вариант осуществления системы производства пека 200", показанный на фиг. 3C, аналогичен, но отличается тем, что в нем в процессе дегидратации и дистилляции используются четыре колонны. Легкий дистиллят 222" отпаривается во второй колонне-фракционаторе C2 с целью получения отбензиненного мазута 225". Средний дистиллят 238" отводится из третьей колонны-фракционатора C3 для получения мягкого пека 227', а тяжелый дистиллят 241" отводится из четвертой испарительной колонны C4 с целью получения готового нефтяного пека 250". Легкий 222'', средний 238'' и тяжелый 241'' дистилляты могут рециркулироваться в подсистему 200'' для дальнейшей термической обработки и дистилляции в виде потока легкого 224, среднего 240 и тяжелого 243 дистиллята соответственно. Эти потоки допускается смешивать перед рециркуляцией и подачей в подсистему термической обработки 300 либо подавать их отдельно.A third embodiment of the
В предпочтительном варианте осуществления легкий 222', средний 238' и тяжелый 241'дистилляты, полученные по схеме второго осуществления системы производства нефтяного пека 200', имеют свойства, приведенные ниже в таблице 5. Свойства дистиллятов, полученных в других осуществлениях изобретения, будут аналогичными.In a preferred embodiment, the light 222', middle 238' and heavy 241' distillates produced by the second embodiment of the petroleum pitch production system 200' have the properties shown in Table 5 below. The properties of the distillates produced in other embodiments of the invention will be similar.
Таблица 5.Table 5.
фенантрен4H-cyclopenta[def]
phenanthrene
ТермообработкаHeat treatment
Настоящее изобретение также включает подсистемы термообработки 300, 300' для нагрева дистиллятов, образующихся при производстве каменноугольной смолы 100, 100', 100" или исходного декантата в ходе производства нефтяного пека 200, 200', 200". В подсистемах термообработки 300, 300' достигаются заданные температуры и время выдержки с целью обогащения обрабатываемого вещества и получения дополнительного пека, который не образуется без термообработки. Тем самым увеличивается общий выход смолы. Следует отметить, что эти подсистемы взаимозаменяемы по конструкции и представляют собой взаимозаменяемые варианты осуществления любой из систем, описанных в настоящем документе.The present invention also includes
На фиг. 4А показан первый вариант осуществления подсистемы термообработки 300. Продукт в подсистему 300 поступает из системы производства пека. Например, это тяжелый дистиллят 141 при производстве пека каменноугольной смолы 100, декантат 203 или смесь легкого дистиллята 222, среднего дистиллята 238 (либо первого и второго среднего дистиллята 235, 238) и тяжелого дистиллята 241 при производстве нефтяного пека 200. Независимо от состава, исходный продукт поступает в подсистему термообработки 300 в виде входного потока 310. Исходный продукт имеет температуру 265-300 °C. Подача входного потока составляет 4-9 т/ч при давлении 3,3-7,5 бар (изб.) (47,86-108,78 фунт/кв. дюйм (изб.)). Более предпочтительны температура 273-293 °C, подача 5,5-9 т/ч и давление 3,5-6,5 бар (изб.) (50,76-94,27 фунт/кв. дюйм (изб.)). Еще более предпочтительны температура 278-288 °C, подача 6,5-9 т/ч и давление 3,8-5,5 бар (изб.) (55,11-79,77 фунт/кв. дюйм (изб.)). Наконец, наиболее предпочтительны температура ~283 °C, подача ~7 т/ч и давление примерно 4,5 бар (изб.) (65,27 фунт/кв. дюйм (изб.)). Следует особо отметить, что указанные значения расхода не являются технологическими ограничениями. Увеличение подачи с выходом за пределы описанных диапазонов требует лишь соответствующего пересчета остальных параметров. Входная линия 310 подсистемы термообработки представляет собой трубу или иной канал диаметром ~2 дюйма (50,8 мм). Насос 311 - например, нагнетающий или иной конструкции - устанавливается во входной линии 310 подсистемы термообработки для подачи исходного продукта и поднятия давления до 6,2-11,7 бар (изб.) (89,92-169,69 фунт/кв. дюйм (изб.)), более предпочтительно - до 7,2-9,7 бар (изб.) (104,42-140,69 фунт/кв. дюйм (изб.)), еще более предпочтительно - до 7,5-8,7 бар (изб.) (108,78-126,18 фунт/кв. дюйм (изб.)), и наиболее предпочтительно - до ~8,8 бар(изб.) (127,63 фунт/кв. дюйм (изб.)). Входная линия 310 подсистемы термообработки направляет исходный продукт в теплообменник 312, который повышает температуру продукта до 459-535 °C или 455-490 °C, более предпочтительно - до 470-490 °C, еще более предпочтительно - до 475-490 °C и наиболее предпочтительно - до ~480 °C. Из теплообменника 312 исходный продукт перемещается по линии 313 (которая может подогреваться) в технологический нагреватель 314 (предпочтительно с турбулентным потоком). Технологический нагреватель 314 может быть термическим реактором любого типа, в частности, с индукционным нагревом. Например, по меньшей мере в одном варианте осуществления изобретения технологический нагреватель 314 содержит погружной змеевик 315, изготовленный из теплопроводного материала для облегчения теплопередачи, причем к змеевику 315 подключена линия 313. Следует понимать, что «теплопроводным» считается вещество, которое передает тепло или способствует передаче тепла, а не какой-либо конкретный механизм или режим нагрева. Хотя это и не обязательно, турбулентное течение входного потока в технологическом нагревателе 314 весьма желательно. Используется по меньшей мере один источник 316, например, подающий переменный, постоянный ток или иной тип энергии для обеспечения функционирования технологического нагревателя 314 и нагрева змеевика 315. Следует отметить, что допускается применение тепловой энергии любого известного типа, включая индуктивный нагрев, открытое пламя, расплавленные вещества (такие как соль или металл), электрические нагревательные катушки и пр. Единственным ограничением является возможность подачи нужного количества тепла. По мере прохождения через змеевик 315 и технологический нагреватель 314 вещество доводят до температуры 475-510 °C и давления 4,2-11,7 бар(изб.) (60,92-169,69 фунт/кв. дюйм (изб.)), более предпочтительно 490-510 °C при давлении 5,2-9,7 бар(изб.) (75,42-140,69 фунт/кв. дюйм (изб.)), еще более предпочтительно 495-510 °C при 5,5-8,7 бар(изб.) (79,77-126,18 фунт/кв. дюйм (изб.)), и наиболее предпочтительно ~500 °C при ~6,8 бар(изб.) (98,63 фунт/кв. дюйм (изб.))In Fig. 4A, a first embodiment of a
Нагретое вещество выходит из технологического нагревателя 314 по линии 317 и перемещается в реактор 320. Выходная линия реактора 317 может иметь меньший диаметр, чем вышеупомянутая входная линия 310, например, ~5/4 дюйма (31,75 мм), чтобы создать высокоскоростной или турбулентный поток. Реактор 320 состоит из нескольких емкостей, труб или каналов, через которые проходит нагретое вещество. При этом достигается желаемое время выдержки в подсистеме термообработки 300. Соответственно, реактор 320 может иметь различные длину, форму, размеры и расположение, как известно специалистам в данной области, чтобы достичь требуемого времени выдержки. На практике нагретое вещество вводится в реактор 320 и проходит через как непрерывный поток со структурным ядром. Обычно поток движется равномерно или почти равномерно в пределах обычных характеристик потока в трубопроводе или емкости. Предпочтительно, однако, использовать удлиненную емкость с отношением длины к диаметру примерно 10:1.The heated material exits the
Например, по меньшей мере в первом варианте осуществления изобретения выходная линия реактора 317 гидравлически связана с первой емкостью 321, по которой в эту емкость подается нагретое вещество. Поскольку нагретое вещество находится при высокой температуре, свободный объем первой емкости 321 заполняется нейтральным газом 318 (например, азотом, аргоном и др.), чтобы не допустить попадания кислорода в емкость. Первая емкость 321 может иметь различные формы и (или) диаметры, как обсуждалось выше. По меньшей мере в одном варианте осуществления она имеет длину ~16 м и диаметр ~14 дюймов (0,3 м). Емкость может иметь теплоизоляцию с целью сохранения тепла нагретого вещества и поддержания температуры ~500 °C. Первая емкость 321 также находится под давлением 6-7 бар (87-101,5 фунт/кв. дюйм). При таких температуре и давлении нагретое вещество остается в жидкой фазе, что необходимо для его перемещения по подсистеме 300. Хотя истинные адиабатические условия практически недостижимы, предполагается, что температура в первой емкости 321 (а также в соответствующих емкостях любого другого варианта осуществления, включая осуществление с единственной емкостью, которое рассматривается отдельно) остается почти постоянной на протяжении значительной части пути прохождения нагретого вещества через емкость. Назовем такой режим «почти постоянная температура». При описании данного предпочтительного варианта осуществления соответствующими режиму почти постоянной температуры будут считаться отклонения температуры в ±30 °C, более предпочтительно ±10 °C и наиболее предпочтительно ±5 °C. Кроме того, предполагается, что на практике нагретое вещество должно проходить через емкость как можно более равномерно и в виде почти однородного потока.For example, in at least a first embodiment of the invention, the outlet line of the
Нагретое вещество поступает в первую емкость 321 снизу и поднимается по мере поступления дополнительных объемов вещества. Нагретое вещество движется через первый сосуд 321 фактически в виде потока со структурным ядром так, что все молекулы перемещаются с почти одинаковым массовым расходом, насколько этого возможно достичь. Следует понимать, что, хотя создать полный поток со структурным ядром вряд ли возможно из-за механики взаимодействия жидкости с внутренней поверхностью корпуса, конструкция корпуса и реактора 320 в целом такова, чтобы поток был максимально равномерным. Необходимо избегать колебаний расхода в потоке внутри первого сосуда 321. Это необходимо, чтобы все молекулы нагретого вещества двигались через реактор 320 с максимально возможно равномерным массовым расходом, чтобы вычислить время выдержки. Чем больше время выдержки, тем дольше молекулы нагретого вещества подвергаются воздействию заданной температуры реакции и тем выше риск образования мезофазы, что способно привести к появлению кокса. Турбулентность полезна для создания почти равномерного потока со структурным ядром, но она не должна достигать такого уровня, когда одни молекулы двигаются быстрее, а другие захватываются вихрями или местной рециркуляцией вещества. Считается, что вызванные избыточной турбулентностью отклонения приводят к нарушению режима термообработки в подсистеме 300 и, следовательно, негативно сказываются на качестве получаемого таким образом дополнительного пека 150, 250.The heated substance enters the
По мере того, как нагретое вещество поднимается в первом сосуде 321, над жидкостью образуются пары, содержащие легкие молекулярные цепочки 322. Они содержат небольшие участки молекул углеродной цепи, которые не смогли соединиться с другими молекулами или оторвались в качестве побочных продуктов во время образования пека. Легкие цепи 322 можно отводить из первой емкости 321 и для дальнейшей переработки, например, путем скруббинга или иного способа сбора неконденсирующихся газов. На практике считается, что данное парообразное вещество способствует равномерности проходящего через сосуд потока. Когда уровень нагретого вещества в первой емкости 321 поднимается до заранее определенной точки выхода, оно перетекает в промежуточную линию 323, которая гидравлически соединена с первой емкостью 321 и второй емкостью 324. Сечение промежуточной линии 323 может быть меньше или равным сечению первой или второй емкостей 321, 323. По меньшей мере в одном варианте осуществления промежуточная линия 323 имеет диаметр ~3 дюйма (76,2 мм), предпочтительно - не более одной пятой от диаметра первой емкости 321. Линия передает нагретое вещество из первой емкости 321 во вторую емкость 324 для дальнейшей выдержки.As the heated substance rises in the
По крайней мере в одном варианте осуществления вторая емкость 324 может представлять собой стояк или аналогичную удлиненную конструкцию диаметром ~6 дюймов (0,15 м) и длиной ~5 м. Она должна иметь минимальные размеры, чтобы замедлить дальнейшее протекание реакции, и снабжаться теплоизоляцией для сохранения тепла вещества и поддержания температуры ~500 °C. Нагретое вещество движется через вторую емкость 324 почти равномерно в виде потока со структурным ядром (термины «равномерно движущийся поток» и «поток со структурным ядром» в настоящем тексте взаимозаменяемы), как описано выше. Выходная линия реактора 325 гидравлически связана со второй емкостью 324. Эта линия передает нагретое вещество из второй емкости 324 в теплообменник 312. Это может быть описанный выше теплообменник 312 или другой теплообменник (предпочтительно тот же самый). Выходная линия реактора 325 может иметь такой же диаметр, как и выходная линия реактора 317, например, ~1,25 дюйма (31,75 мм), что обеспечивает высокую скорость перекачки. Нагретое вещество, выходящий из реактора 320 и возвращающееся в теплообменник 312, теряет некоторое количество тепла при прохождении через реактор 320 и охлаждается до 465-510 °C, более предпочтительно до 480-510 °C, еще более предпочтительно до 485-510 °C, и наиболее предпочтительно до 490 °C. Затем нагретое вещество охлаждается в теплообменнике 312, а его давление и температура падают до 275-325 °C и 3,7-11,7 бар(изб.) (53,66-169,69 фунт/кв. дюйм (изб.)), более предпочтительно до 280-315 °C и 5,2-9,7 бар(изб.) (75,42-140,69 фунт/кв. дюйм (изб.)), еще более предпочтительно до 288-305 °C и 5,0-8,7 бар(изб.) (72,52-126,18 фунт/кв. дюйм (изб.)), и наиболее предпочтительно до ~300 °C и 6,5 бар(изб.) (94,27 фунт/кв. дюйм (изб.)). Прошедшее термообработку вещество содержит дополнительный пек, образовавшийся в результате теплового воздействия. Для получения дополнительного пека прошедшее термообработку вещество отводится от теплообменника 312 по выходной линии 326, которая подключается к различным другим линиям систем производства смолы 100, 100', 100", 200', 200', 200" в зависимости от варианта осуществления и способа отвода прошедшего термообработку продукта на дистилляцию и удаление нефтяных фракций с целью извлечения дополнительного пека. В частности, выходная линия 326 может соединяться с линией 126 передачи вещества из колонны C2 в колонну C3 в системах производства каменноугольной смолы 100 и 100", как показано на фиг. 2A и 2C соответственно с целью подачи дополнительного сырья в колонну C3; с линией 115 передачи вещества из колонны C1 в колонну C2 системы производства каменноугольного пека 100', как показано на фиг. 2B, для подачи дополнительного сырья в колонну C2; а также непосредственно с первой колонной C1 в системах производства нефтяной смолы 200, 200', 200", как показано на фиг. 3A-3C, для обезвоживания и последующей дистилляции. В других вариантах осуществления изобретения продукт после термообработки подается на различные участки системы производства пека. Смешивание прошедшего термообработку вещества с отбензиненным мазутом 125, 125" или обезвоженным мазутом 114 в вариантах осуществления систем переработки каменноугольной смолы дополнительно снижает температуру, подачу и давление таким образом, что сырье C3 или C2 соответственно получает температуру 358-375 °C при расходе 98-130 м3/ч и давлении 2,3-5,5 бар(изб.) (33,35-79,77 фунт/кв. дюйм (изб.)), более предпочтительно 362-373 °C при расходе 99-120 м3/ч и давлении 2,5-4,9 бар(изб.) (36,26-71,07 фунт/кв. дюйм (изб.)), еще более предпочтительно 364-370 °C при расходе 99-110 м3/ч и давлении 2,8-4,5 бар(изб.) (40,61 -65,27 фунт/кв. дюйм (изб.)), и наиболее предпочтительно ~367 °C при ~99 м3/ч и ~3,5 бар(изб.) (50,76 фунт/кв. дюйм (изб.)). Следует отметить, что в любом непрерывном процессе образующийся в результате термообработки пек требуется отделять от других фракций, содержащихся в прошедшим термообработку веществе перед повторным введением этих оставшихся фракций в подсистему термообработки с целью образования дополнительного пека. На практике нежелательно подвергать вещество пека термической обработке, поскольку при этом высока вероятность образования мезофазы или кокса. Поэтому перед повторной термической обработкой пек должен быть отделен путем дистилляции.In at least one embodiment, the
Время выдержки нагретого вещества в подсистеме термообработки 300 - это продолжительность процесса термообработки. Оно определяется как время, за которое нагретое вещество проходит по следующему контуру: из теплообменника 312 в реактор 320 и снова в теплообменник 312 для охлаждения. Этот контур определяет время, в течение которого нагретое вещество подвергается воздействию повышенных температур ~500 °C и, следовательно, в течение которого необходимо соблюдать меры предосторожности, чтобы избежать образования мезофазы. Время выдержки зависит от точных значений температуры и давления в системе. Более высокие температуры или давления соответствуют меньшему времени выдержки. По меньшей мере в одном варианте осуществления подсистема термообработки 300 предусматривает нагрев исходного вещества (т.е. исходного материала) при температуре ~500 °C и давлении 87-101,5 фунт/кв. дюйм (изб.) в течение 3-7 минут, предпочтительно 7 минут.The holding time of the heated material in the
Различные дистиллятные фракции, образующиеся в системах производства смолы 100, 100', 100", достаточно хорошо описаны выше. Поэтому при условии постоянства сырья (каменноугольной смолы) и тяжелого дистиллята 141 время выдержки и температура реакции относительно предсказуемы, хотя конкретная взаимосвязь между различными параметрами достаточно сложна. Ниже приведен ряд примерных диапазонов рабочих параметров процесса термической обработки тяжелого дистиллята:The various distillate fractions produced in the 100, 100', 100" resin production systems have been described fairly well above. Therefore, provided the feedstock (coal tar) and the
Таблица 6.Table 6.
В таблице 7 приведены результаты дополнительных расчетов параметров для различных расчетных выходов пека при различных расходах в ходе термической обработки тяжелого дистиллята каменноугольной смолы. Они получены с учетом отмеченной выше сложной взаимосвязи между параметрами.Table 7 shows the results of additional calculations of the parameters for various estimated pitch yields at different flow rates during the heat treatment of heavy coal tar distillate. They were obtained taking into account the complex relationship between the parameters noted above.
Таблица 7.Table 7.
[л/ч][l/h]
[°C][°C]
[фунт/кв. дюйм (изб.)][psi(e)]
[%][%]
[мин][min]
Второй вариант осуществления подсистемы термообработки 300' показан на фиг. 4B. Он также совместим с любой из систем производства пека. Без такой термической обработки выход пека составляет 15-25% от объема исходного декантата 203. При термообработке по процессу, описанному применительно к системе 300', выход удается повысить на 25-30%, а общий выход пека составит 40-50%. Если дистилляты подвергать повторной термической обработке, то общий выход пека удается увеличить до 60-80% в зависимости от качества сырья и дистиллятов.A second embodiment of the heat treatment subsystem 300' is shown in Fig. 4B. It is also compatible with any of the pitch production systems. Without such heat treatment, the pitch yield is 15-25% of the volume of the
В данном варианте осуществления подсистемы термообработки 300' узлы реактора 320' могут незначительно отличаться от описанных ранее, как и ряд рабочих параметров всей подсистемы термообработки 300'. Как неограничивающий пример, в экспериментальной конструкции исходное вещество при поступлении в подсистему термообработки 300’ находится при температуре 49-104 °C, а расход составляет 7,2-13,1 т/ч при давлении 20-70 фунт/кв. дюйм (изб.) Нагнетающий насос 311 представляет собой питательный насос высокого давления с подачей ~2 галлонов в минуту при 300 фунт/кв. дюйм (изб.), хотя возможны и другие значения подачи и давления. Нагнетающий насос 311 повышает подачу исходного вещества в теплообменник 312 примерно до 20,3 т/ч, а давление - до 200-260 фунт/кв. дюйм (изб.)In this embodiment of the heat treatment subsystem 300', the reactor assemblies 320' may differ slightly from those previously described, as may some of the operating parameters of the overall heat treatment subsystem 300'. As a non-limiting example, in the experimental design, the feedstock enters the heat treatment subsystem 300' at a temperature of 49-104 °C and the flow rate is 7.2-13.1 tons/hour at a pressure of 20-70 psig. The
Теплообменник 312 повышает температуру исходного вещества до 413-430 °C путем его нагрева более горячими компонентами, такими как горячие продукты из следующих частей системы 300'. Вещество подается в технологический нагреватель 314, где дополнительно нагревается до температуры 465-500 °C в зависимости от характеристик исходного вещества.
Как и в предыдущем варианте осуществления, технологический нагреватель 314 представляет собой катушку с индуктивным нагревом или погружную катушку. Она питается от любого подходящего источника 316, например, трансформатора или иного устройства, выдающего мощность 1 МВт. Источник 316 может иметь несколько электрических подключений к технологическому нагревателю 314 и (или) его катушкам 315. Подключения в катушках могут располагаться через регулярные интервалы, например, каждые три витка катушки 315. Возможна любая иная конструкция, обеспечивающая подачу достаточной мощности на технологический нагреватель 314. Технологический нагреватель 314 оснащается змеевиком 315 достаточной длины. Исходное вещество находится в змеевике и нагревается до требуемой температуры. Затем оно покидает технологический нагреватель 314 через выходную линию реактора 317.As in the previous embodiment, the
Выпускная линия реактора 317 гидравлически связана с первой емкостью 321' реактора 320'. Эта первая емкость 321' может представлять собой реактор с потоком со структурным ядром, как описано ранее. Нагретое вещество поступает в первую емкость 321' снизу и поднимается вверх с почти равномерной скоростью, не допуская турбулентности и поддерживая одинаковую скорость потока для всех молекул нагретого вещества. Первая емкость 321’ находится под давлением 100-200 фунт/кв. дюйм (изб.), предпочтительно в диапазоне 100-175 фунт/кв. дюйм (изб.), а также заполняется нейтральным газом 318 (таким как азот или аргон) для ограничения содержания кислорода в первой емкости 321' с учетом высоких температур. Нагретое вещество на входе в первую емкость 321' имеет предпочтительно температуру 482,2-496 °C. По мере продвижения вдоль первой емкости 321' вещество теряет некоторое количество тепла, остывая на 20-30 °C.The outlet line of the
В вариантах осуществления изобретения первая емкость 321’ может содержать зону разделения 328, занимающую определенную часть емкости 321’, предпочтительно вблизи ее верха. Зона разделения 328 имеет бóльший диаметр и, следовательно, бóльшой внутренний объем, чем остальная часть первой емкости 321'. В вариантах осуществления изобретения это дополнительное пространство позволяет парам, включая углеводородные молекулы малого размера, которые не смогли образовать пек 150, 250 в процессе его производства, отделиться от жидкости и отводиться из емкости в виде продукта, обозначенного как LC1 322’. Отвод ограничивает нежелательное пенообразование, приводящие к появлению турбулентного потока. Пары LC1 322' поднимаются в верхнюю часть первой емкости 321'. Температура вещества LC1 322' составляет 437,8-443,3 °C. Оно отводится из первой емкости 321' в точке, расположенной выше зоны разделения 328. Отведенные пары LC1 322' направляются в конденсатор, где они конденсируются и (или) термически разрушаются в устройстве очистки газов.In embodiments of the invention, the first container 321' may comprise a
Вещество LC2 333 образуется в зоне разделения 328 в виде пены и (или) паров. Вещество LC2 333 содержит неконденсируемые газы. Его можно отводить из зоны разделения 328 первой емкости 321' и подавать во вторую емкость 324'. В предпочтительном варианте осуществления изобретения дополнительные легкие молекулярные цепочки LC2 333 подаются во вторую емкость 324' в ее средней точке (по длине). Жидкое нагретое вещество из первой емкости 321' также подается во вторую емкость 324' по межреакторной линии 323', когда уровень нагретого вещества в первой емкости 321' достигает определенного значения. Нагретое вещество из первой емкости 321' смешивается с веществом LC2 333 во второй емкости 324', создавая дополнительный поток со структурным ядром, протекающий через вторую емкость 324'. Вторая емкость 324' также заполнена нейтральным газом 318, который может иметь такой же или иной состав, как газ в первой емкости 321'. Во второй емкости 324' нагретое вещество находится при практически тех же температуре и давлении, что и в первой емкости 321', хотя возможны определенные потери при прохождении нагретого вещества через реактор 320'.The
Собирающиеся в верхней части второй емкости 324’ пары отводятся в виде легких молекулярных цепочек LC3 340, которые впоследствии допускается смешивать с веществом LC1 322' и сконденсировать обратно в жидкость. Смешанные вещества LC1 322' и LC3 340 содержат высококипящие соединения, которые можно отделить и очистить на нефтеперерабатывающем заводе для продажи или дальнейшего использования. Оставшуюся часть веществ LC1 322' и LC3 340 можно термически разрушить, как обсуждалось выше. Кубовые остатки из второй емкости 324' содержат термообработанное вещество, которое затем направляется обратно в теплообменник 312 через выходную линию реактора 325 с целью охлаждения. После охлаждения термообработанное вещество возвращается в систему производства пека 100, 100', 100", 200', 200", 200" (в зависимости от конкретного варианта осуществления) с вышеуказанными точками ввода вещества. Альтернативный вариант - термообработанное вещество поступает из реактора 320' обратно в колонну C1 или охлаждается традиционными методами.The vapors that collect in the upper portion of the second vessel 324' are removed as light molecular chains LC3 340, which are subsequently allowed to mix with the LC1 substance 322' and condense back into a liquid. The mixed LC1 322' and
Время выдержки при термообработке с использованием второго варианта осуществления системы 300' зависит по крайней мере от температуры. Например, если каменноугольная смола нагрета до температуры 482,2-500 °C, то время выдержки в ходе процесса термообработки 200' составляет 10-20 минут, тогда как при температуре ~537,8 °C время выдержки может составлять ~5 минут. При более низких температурах реакции время выдержки может достигать 60 минут. Это лишь несколько неограничивающих примеров.The holding time during the heat treatment using the second embodiment of the system 300' depends at least on the temperature. For example, if the coal tar is heated to a temperature of 482.2-500 °C, the holding time during the heat treatment process 200' is 10-20 minutes, whereas at a temperature of ~537.8 °C, the holding time can be ~5 minutes. At lower reaction temperatures, the holding time can be as long as 60 minutes. These are just a few non-limiting examples.
Показано, что при одноразовом прохождении исходного вещества через предлагаемую в настоящем изобретении подсистемe термообработки 300' выход пека возрастает в 2,5 раза, достигая ~40% по сравнению с ~15% без термообработки. Дополнительный пек 150, 250 также получается путем повторного пропускания исходного вещества через подсистему термообработки 300' по крайней мере один либо несколько раз. Однако существует риск образования мезофазы при увеличении тепловой нагрузки. Поэтому в некоторых вариантах осуществления полезно или даже необходимо подвергнуть продукт термической обработки дистилляции с целью удаления образующегося пека 150, 250, чтобы он не проходил снова через подсистему термической обработки 300'. Это ограничит или предотвратит образование мезофазы в пеке 150, 250.It has been shown that with a single passage of the starting material through the heat treatment subsystem 300' proposed in the present invention, the pitch yield increases by 2.5 times, reaching ~40% compared to ~15% without heat treatment.
В отличие от сырья в виде каменноугольной смолы 102, декантат 203 имеет больший разброс состава и концентрации от партии к партии. Это еще более усложняет взаимосвязи между температурой, временем выдержки и давлением. Однако желаемые параметры пека (коксовое число выше 47% и менее 0,7% мезофазы) определяют пределы приемлемого увеличения выхода пека, так как слишком высокие или слишком низкие значения приводят к получению пека либо с недостаточным коксовым числом, либо со слишком большим количеством мезофазы. Учитывая эти ограничения, взаимосвязь между временем выдержки и температурой при термообработке декантата описывается следующими уравнениями:Unlike the 102 coal tar feedstock, 203 decantation has a greater variation in composition and concentration from batch to batch. This further complicates the relationships between temperature, holding time, and pressure. However, the desired pitch parameters (coke number greater than 47% and mesophase less than 0.7%) determine the limits of acceptable pitch yield increase, since values that are too high or too low result in pitch with either insufficient coke number or too much mesophase. Given these limitations, the relationship between holding time and temperature in decantation heat treatment is described by the following equations:
, ,
где 25 - процентное увеличение выхода при введении термообработки (зависит от требуемых параметров пека: коксовое число не менее 47% и содержание мезофазы не более 0,7%); T r - температура протекания реакции в градусах Цельсия; T c =653 и R t - время выдержки в минутах. Первый множитель 0,1 соответствует процентному увеличению выхода пека на каждый градус Фаренгейта при росте температуры, а второй множитель 0,1 соответствует процентному увеличению выхода пека с каждой дополнительной минутой выдержки. В зависимости от ограничений конкретной системы вышеприведенное уравнение можно выразить через время выдержки R t или температуру реакции T r как:where 25 is the percentage increase in yield with the introduction of heat treatment (depends on the required pitch parameters: coke number of at least 47% and mesophase content of no more than 0.7%); T r is the reaction temperature in degrees Celsius; T c = 653 and R t is the holding time in minutes. The first factor of 0.1 corresponds to the percentage increase in pitch yield for each degree Fahrenheit increase in temperature, and the second factor of 0.1 corresponds to the percentage increase in pitch yield with each additional minute of holding time. Depending on the limitations of a particular system, the above equation can be expressed in terms of the holding time R t or the reaction temperature T r as:
, ,
. .
В предпочтительных вариантах осуществления при термической обработке декантата 203 температура реакции T r находится в диапазоне 454-483 °C, а время выдержки R t - от 3 до 25 минут. Интересно, что увеличение выхода на 25%, соответствующее константам «25» и «250» в вышеприведенных уравнениях, относится и к сырью в виде декантата 203 с удельной плотностью от -5 до 0 градусов API. Прирост выхода выше или ниже этого значения приводит либо к недопустимому содержанию мезофазы, либо к низкому коксовому числу. Как принято в нефтяной промышленности, удельная плотность в градусах API связана с обычной удельной плотностью следующим соотношением:In preferred embodiments, during the thermal treatment of
. .
Поэтому, хотя иная удельная плотность декантата 203 при производстве нефтяного пека 200" может потребовать изменения рабочих параметров системы 200", приведенное выше уравнение одинаково хорошо применимо при различной удельной плотности исходного декантата 203.Therefore, although a different specific gravity of the
Приведенное выше уравнение для прогнозирования температуры и длительности реакции позволяет вычислить приведенные в таблице 8 примерные диапазоны рабочих параметров процесса термической обработки нефтяных дистиллятов с использованием раскрываемой в настоящем документе подсистемы термической обработки 300' при среднем градиенте в реакторе:The above equation for predicting reaction temperature and duration allows the calculation of the approximate operating parameter ranges shown in Table 8 for the thermal treatment process of petroleum distillates using the thermal treatment subsystem 300' disclosed herein at a medium gradient in the reactor:
Таблица 8.Table 8.
(мин)(min)
(°C)(°C)
(масс. %)(mass %)
(масс. %)(mass %)
Эти и другие особенности предпочтительных вариантов осуществления изобретения дополнительно иллюстрируются следующими неограничивающими примерами.These and other features of the preferred embodiments of the invention are further illustrated by the following non-limiting examples.
ПРИМЕРЫEXAMPLES
В следующих примерах представлены экспериментальные данные, полученные при измерении и (или) испытании определенных параметров описанных систем производства пека и (или) подсистем термообработки. Конкретные варианты осуществления изобретения упоминаются по мере необходимости.The following examples present experimental data obtained by measuring and/or testing certain parameters of the described pitch production systems and/or heat treatment subsystems. Specific embodiments of the invention are mentioned as necessary.
ПРИМЕР 1. Определение темпа отвода тяжелых дистиллятов EXAMPLE 1. Determining the rate of removal of heavy distillates
Был проведен ряд экспериментов с целью определения максимальной скорости отвода тяжелого дистиллята 141 из третьей колонны C3 в рассмотренном выше первом варианте осуществления системы 100 производства пека из каменноугольной смолы без снижения ее общей производительности. Термообработка тяжелого дистиллята 141 важна для отделения бензо(а)пирена, а также для поддержания более высокой температуры размягчения получаемого пека 150, например, ~130 °C при определении на аппарате Меттлера.A series of experiments were conducted to determine the maximum rate of withdrawal of
Если цель - увеличить выход пека на 5%, то расход в подсистеме термообработки 300 рассчитывается следующим образом. Если предположить, что годовой объем выработки пека составляет ~300 000 т/год, то 5% от этой цифры - это ~15 000 т/год, т. е. потребуется дополнительное количество пека. Показатель в 15 000 т/год, разделенный на предполагаемый выход 30%, составляет ~50000 т/год, и при 300 днях эксплуатации в году дает 166 т/день, что соответствует расходу в подсистеме термообработки 300 в 7 т/ч, необходимому для прироста выхода пека на 5%.If the goal is to increase pitch yield by 5%, then the flow rate in
Система 100 для производства пека из каменноугольной смолы обычно может работать с производительностью по пеку ~31,5 т/ч. Чтобы подвергать тяжелый дистиллят 141 процессу термообработки 300 с расходом ~7 т/ч, потребуется эквивалентное снижение производительности по пеку. Были проведены испытания, чтобы определить, можно ли добиться нужного снижения объемов производства пека для повышения выхода пека без ущерба для существующего технологического процесса.The coal
В ходе испытания имитировался отбор тяжелого дистиллята 141 путем частичного закрытия клапана на линии тяжелого дистиллята 142 из третьей колонны C3 с разной степенью перекрытия. Частичное перекрытие потока имитировало отбор нефтепродукта. Испытания проводились при четырех различных положениях клапана с разным процентом перекрытия. Сначала перекрытие составляло 55% (нормальный режим работы), а затем - 35, 30 и 25%. При каждом положении клапана измерялся расход с целью контроля объема имитируемого отбора тяжелого дистиллята 141. Для контроля влияния на систему измерялась тепловая нагрузка, а контроль качества технологического процесса изготовления пека проводился измерением температуры размягчения готового пека (на аппарате Меттлере). Для контроля измерялись и другие параметры. Для лучшего понимания влияния также измерялись степень разделения, содержание бензо(а)пирена и интервал перегонки. Результаты испытаний сведены в таблицу 9.During the test, the withdrawal of
Таблица 9.Table 9.
(холодн.)100
(cold)
(холодн.)100
(cold)
(холодн.)100
(cold)
(холодн.)100
(cold)
Результаты показывают, что расход тяжелого дистиллята 141 при термической обработке можно уменьшить при сохранении нормальной работы системы производства пека 100. Об этом свидетельствует влияние снижения расхода на тепловую нагрузку. При перекрытии потока 55% возникает некоторый нормальный разброс параметров, хотя это стандартный режим эксплуатации. Это видно по температуре второго среднего дистиллята, которая отличается от нормальной температуры в 210 °C.The results show that the consumption of
Несмотря на поддержание нормального режима работы, следует отметить, что второй контур охлаждения среднего дистиллята был максимально загружен. Это позволило повысить температуру второго среднего дистиллята в тарелке по ходу эксперимента, что привело к увеличению выхода первого среднего дистиллята. Достижение максимального охлаждения второго среднего дистиллята затруднительно, особенно когда отбор дополнительной мощности на охлаждение выполняется за счет снижения расхода тяжелого дистиллята.Despite maintaining normal operation, it should be noted that the second middle distillate cooling circuit was loaded to its maximum. This allowed the temperature of the second middle distillate in the tray to increase during the experiment, which led to an increase in the yield of the first middle distillate. Achieving maximum cooling of the second middle distillate is difficult, especially when additional power for cooling is taken at the expense of reducing the flow rate of heavy distillate.
В целом результаты и контроля температуры, и лабораторных исследований указывают на то, что колонна охлаждается недостаточно. При удалении дополнительного потока из контура этот эффект усиливается. Поэтому может потребоваться дополнительное охлаждение, чтобы устранить потери в охлаждающей способности или уменьшить потребление энергии.In general, both temperature monitoring and laboratory testing indicate that the column is not being cooled sufficiently. This effect is amplified when additional flow is removed from the loop. Therefore, additional cooling may be required to eliminate the loss in cooling capacity or reduce energy consumption.
В целом результаты показывают, что расход в 7 т/ч в процессе термообработки возможен, но для производства креозота с низким содержанием ПАУ может потребоваться дополнительное охлаждение.Overall, the results show that a flow rate of 7 t/h in the heat treatment process is possible, but additional cooling may be required to produce low PAH creosote.
ПРИМЕР 2. Определение температур реактора EXAMPLE 2. Determining reactor temperatures
Для дальнейшего проектирования полномасштабных подсистем термообработки 300 проведен анализ ряда часто встречающихся режимов. В частности, оценивалась температура технологического нагревателя 314. Рассматривались температуры 420, 445, 471, 497 и 522 °C. Нижний предел этой оценки основан на предварительных результатах автоклавирования, которые показали ограниченную реакционную способность. Верхний предел основан на измеренной температуре самовоспламенения тяжелого дистиллята, равной 542 °C. По соображениям безопасности максимальная температура реактора ограничена 522 °C.To further design the full-scale
Предыдущие эксперименты показали, что тяжелый дистиллят допускается подвергать воздействию температуры 550 °C в течение 5,2 мин без образования мезофазы или кокса. Результаты предыдущих экспериментов с длительным времени выдержки представлены в таблице 10.Previous experiments have shown that the heavy distillate can be exposed to 550°C for 5.2 min without mesophase or coke formation. The results of previous experiments with long holding times are presented in Table 10.
Таблица 10.Table 10.
На основе предыдущих данных проведено кинетическое моделирование при расходе тяжелого дистиллята 7 т/ч и желаемом общем выходе пека 30%, как указано в примере 1. Результаты кинетических расчетов представлены в таблице 11.Based on the previous data, kinetic modeling was performed at a heavy distillate flow rate of 7 t/h and a desired total pitch yield of 30%, as specified in Example 1. The results of the kinetic calculations are presented in Table 11.
Таблица 11.Table 11.
Максимальное время выдержки в лабораторных условиях составило 5,2 мин. Как видно из таблицы 11, большинство расчетных результатов значительно превышают это значение. Поэтому такие кинетические расчеты могут переоценить скорости реакции.The maximum holding time under laboratory conditions was 5.2 min. As can be seen from Table 11, most of the calculated results significantly exceed this value. Therefore, such kinetic calculations may overestimate the reaction rates.
ПРИМЕР 3. Испытания при различных температурах и времени выдержки при термической обработке. Сырье: каменноугольная смола EXAMPLE 3. Tests at different temperatures and holding times during heat treatment. Raw material: coal tar
Для оценки целесообразности термической обработки тяжелого дистиллята при производстве пека были проведены испытания. Первоначальные эксперименты проводились при температурах от 365 до 510 °C и времени выдержки от 4,5 минут до 2 часов. На основании результатов опытов была получена константа скорости реакции. Еще два эксперимента были проведены в адиабатическом режиме для проверки того, является ли реакция эндотермической. Реактор был тщательно теплоизолирован, чтобы исключить влияние тепла печи и учитывать только тепло, выделяемое тяжелым дистиллятом в реакторе. Эксперименты проводились в реакторе с потоком со структурным ядром.To evaluate the feasibility of heat treatment of heavy distillate in pitch production, tests were conducted. Initial experiments were conducted at temperatures ranging from 365 to 510 °C and holding times ranging from 4.5 minutes to 2 hours. From the results of the experiments, a reaction rate constant was obtained. Two more experiments were conducted in the adiabatic mode to test whether the reaction was endothermic. The reactor was carefully insulated to eliminate the influence of the furnace heat and to consider only the heat released by the heavy distillate in the reactor. The experiments were conducted in a reactor with a structured core flow.
Все эксперименты проводились в одинаковых условиях. Тяжелый дистиллят помещался в питательный бак и прокачивался через реактор роторным насосом. Реактор был установлен в печи с предварительным нагревателем. В опытах использовались реакторы разной емкости - от 299 до 330 мл. Тяжелый дистиллят прокачивался через реактор с достижением заданного времени выдержки при заданной температуре. После печи тяжелый дистиллят проходил через охлаждающий змеевик для снижения температуры перед подачей либо в емкость для отходов, либо в емкость для сбора проб. Пробы отбирались после стабилизации температуры в реакторе. В большинстве экспериментов отбирались пробы массой 1000 г.All experiments were conducted under identical conditions. The heavy distillate was placed in a feed tank and pumped through the reactor with a rotary pump. The reactor was installed in a furnace with a preheater. Reactors of different capacities were used in the experiments - from 299 to 330 ml. The heavy distillate was pumped through the reactor to achieve a specified holding time at a specified temperature. After the furnace, the heavy distillate passed through a cooling coil to reduce the temperature before being fed to either a waste tank or a sample collection tank. Samples were collected after the temperature in the reactor had stabilized. In most experiments, samples weighing 1000 g were collected.
Все трубы были оснащены системой обогрева, чтобы тяжелый дистиллят оставался жидким на протяжении всего эксперимента. Температура питательного бака поддерживалась на уровне 100 °C, охлаждающего змеевика - на уровне 180 °C, а емкости для сбора проб и отходов имели температуру 150 °C. В нескольких местах на подогревателе и реакторе были установлены датчики температуры для контроля температурного профиля тяжелого дистиллята. Чтобы создать нейтральную атмосферу, во время экспериментов применялась продувка азотом. Эксперименты проводились при повышенном давлении, чтобы компенсировать давление паров тяжелого дистиллята. Обычно давление составляло ~100 фунтов на кв. дюйм (изб.).All tubes were heated to maintain the heavy distillate as a liquid throughout the experiment. The feed tank was maintained at 100 °C, the cooling coil was maintained at 180 °C, and the sample and waste collection vessels were maintained at 150 °C. Temperature sensors were installed at several locations on the heater and reactor to monitor the temperature profile of the heavy distillate. A nitrogen purge was used during the experiments to maintain a neutral atmosphere. The experiments were conducted at elevated pressure to compensate for the vapor pressure of the heavy distillate. Typical pressures were ~100 psig.
Нефтепродукты после термообработки требовалось дистиллировать, чтобы определить выход пека в конкретном образце. Для этого применялась вакуумная дистилляция. Она проводилась в круглодонной колбе. Масса образца составляла ~400 г. В качестве дистилляционной колонны использовалась колонна Вигро длиной 1 м. Все образцы дистиллировались под полным вакуумом. В начале перегонки температура кубовых остатков составляла 250 °C, а затем постепенно повышалась до тех пор, пока не было отогнано достаточно продукта, чтобы получить прогнозируемый объем пека. Если пек не укладывался в требуемый диапазон температур плавления 105-130 °C, проводилась еще одна перегонка. Во время второй перегонки температура кубовых остатков повышалась или понижалась, чтобы отгонять больше или меньше дистиллята с целью получения пека с более высокой или более низкой температурой плавления соответственно.The oil products after heat treatment had to be distilled to determine the yield of pitch in a particular sample. Vacuum distillation was used for this purpose. It was carried out in a round-bottomed flask. The sample weight was ~400 g. A 1 m long Vigreux column was used as a distillation column. All samples were distilled under full vacuum. At the beginning of the distillation, the temperature of the bottoms was 250 °C, and then gradually increased until enough product was distilled to obtain the predicted volume of pitch. If the pitch did not fit into the required melting point range of 105-130 °C, another distillation was carried out. During the second distillation, the temperature of the bottoms was increased or decreased to distill more or less distillate in order to obtain a pitch with a higher or lower melting point, respectively.
Было проведен ряд анализов термообработанных нефтепродуктов, пека и дистиллята. Термообработанный продукт исследовался методами ИК-спектроскопии с Фурье-преобразованием (FTIR) для расчета содержания ароматических углеводородов. Была измерена температура плавления пека. Допустимый диапазон составлял 105-130 °C. Измерялось содержание нерастворимых хинолинов, которое должно было быть минимальным. Кроме того, пек был проанализирован на содержание бензо(а)пирена. Дистиллят исследовался методом газовой хроматографии (ГХ) для расчета конверсии соединений в тяжелом дистилляте и константы скорости реакции. Часть продукта также анализировалась с помощью газовой хроматомассспектроскопии (ГХМС), чтобы провести сравнение с результатами ГХ.A series of analyses were performed on the heat-treated petroleum products, pitch and distillate. The heat-treated product was analyzed by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy to calculate the aromatic hydrocarbon content. The melting point of the pitch was measured. The acceptable range was 105-130 °C. The content of insoluble quinolines was measured and should be minimal. In addition, the pitch was analyzed for benzo(a)pyrene content. The distillate was analyzed by gas chromatography (GC) to calculate the conversion of compounds in the heavy distillate and the reaction rate constant. A portion of the product was also analyzed by gas chromatography mass spectroscopy (GCMS) to allow comparison with the GC results.
Данные испытаний сведены в таблицу 12.The test data are summarized in Table 12.
Таблица 12.Table 12.
Данные показывают увеличение выхода пека при проверенных температурах и времени выдержки. Это подтверждает, что термическая обработка тяжелого дистиллята способна увеличить выход пека.The data show an increase in pitch yield at the temperatures and holding times tested, confirming that heat treatment of heavy distillate can increase pitch yield.
Результаты адиабатических экспериментов (в которых проверялось, является ли реакция эндотермической), приведены в таблице 13.The results of adiabatic experiments (which tested whether the reaction was endothermic) are given in Table 13.
Таблица 13.Table 13.
ПРИМЕР 4. Испытание при различных температурах и времени выдержки. Нефтепродукты EXAMPLE 4. Testing at different temperatures and holding times. Petroleum products
В ходе лабораторных испытаний проводилась термообработка полученного из нефтепродукта декантата при различных температурах и времени выдержки. Декантат подвергался выдержке при повышенной температуре в автоклаве под постоянным давлением 200 фунт/кв. дюйм (изб.). Возникала небольшая задержка на время, требуемое для нагрева декантата до нужной температуры. После воздействия нужной температуры в течение заданного времени термообработанный продукт быстро охлаждался для прекращения теплового воздействия и ограничения образования мезофазы. Образовавшийся в процессе термообработки пек выделялся путем перегонки с удалением непрореагировавшего декантата. Полученный пек анализировался по коксовому числу и содержанию мезофазы. Результаты экспериментов сведены в таблицу 14.In laboratory tests, the decantate obtained from the petroleum product was heat treated at various temperatures and holding times. The decantate was held at elevated temperature in an autoclave under a constant pressure of 200 psig. A short delay was introduced for the time required to heat the decantate to the desired temperature. After exposure to the desired temperature for a specified time, the heat-treated product was rapidly cooled to stop the thermal effect and limit the formation of mesophase. The pitch formed during the heat treatment was separated by distillation with the removal of unreacted decantate. The resulting pitch was analyzed for coke number and mesophase content. The results of the experiments are summarized in Table 14.
Таблица 14.Table 14.
Во всех экспериментах был получен пек приемлемого качества с коксовым числом свыше 47% и содержанием мезофазы менее 0,7%.In all experiments, pitch of acceptable quality was obtained with a coke number of over 47% and a mesophase content of less than 0.7%.
Поскольку в представленные предпочтительные варианты осуществления изобретения могут вноситься многочисленные незначительные модификации и изменения, предполагается, что все сведения, изложенные в предыдущем описании и представленные на чертежах, являются иллюстративными и не имеют ограничивающего действия. Объем изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения и ее юридическими эквивалентами.Since numerous minor modifications and changes can be made to the preferred embodiments of the invention, it is intended that all information set forth in the preceding description and shown in the drawings is illustrative and not limiting. The scope of the invention is defined by the appended claims and their legal equivalents.
Claims (86)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US16/520,135 | 2019-07-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2022104528A RU2022104528A (en) | 2023-08-24 |
| RU2837197C2 true RU2837197C2 (en) | 2025-03-26 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2540162C2 (en) * | 2013-04-05 | 2015-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Графиты и углеродные материалы" | Method of producing anisotropic carbon powder and device to this end |
| IN201741007161A (en) * | 2017-02-28 | 2017-04-07 | ||
| WO2017086985A1 (en) * | 2015-11-20 | 2017-05-26 | Stone, Richard | Single stage pitch process and product |
| WO2017217972A1 (en) * | 2016-06-14 | 2017-12-21 | Stone, Richard | Turbulent mesophase pitch process and products |
| CN108795467A (en) * | 2018-06-11 | 2018-11-13 | 青岛科技大学 | A kind of method that FCC clarified oils extraction and separation-thermal polycondensation prepares mesophase pitch |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2540162C2 (en) * | 2013-04-05 | 2015-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Графиты и углеродные материалы" | Method of producing anisotropic carbon powder and device to this end |
| WO2017086985A1 (en) * | 2015-11-20 | 2017-05-26 | Stone, Richard | Single stage pitch process and product |
| WO2017217972A1 (en) * | 2016-06-14 | 2017-12-21 | Stone, Richard | Turbulent mesophase pitch process and products |
| IN201741007161A (en) * | 2017-02-28 | 2017-04-07 | ||
| CN108795467A (en) * | 2018-06-11 | 2018-11-13 | 青岛科技大学 | A kind of method that FCC clarified oils extraction and separation-thermal polycondensation prepares mesophase pitch |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101778929B (en) | Olefin production utilizing feed containing condensate and crude oil | |
| US20230272285A1 (en) | Heat treatment product by process for increased pitch yields | |
| US9464240B2 (en) | Aromatics production process | |
| US20070208207A1 (en) | Olefin production utilizing condensate feedstock | |
| US9222027B1 (en) | Single stage pitch process and product | |
| CN101528894A (en) | Olefin production utilizing whole crude oil/condensate feedstock with enhanced distillate production | |
| CN103003394A (en) | Integrated vacuum resid to chemicals coversion process | |
| KR102136853B1 (en) | Integrated solvent deasphalting and steam pyrolysis process for direct processing of a crude oil | |
| CN108291151A (en) | Single-stage bitumen processes and products | |
| Elkasabi et al. | Spinning band distillation of biomass pyrolysis oil phenolics to produce pure phenol | |
| EP3775105B1 (en) | Supercritical water process integrated with visbreaker | |
| US20150136648A1 (en) | Method for treating coal tar using reactive distillation | |
| CN109863230B (en) | Method and system for generating hydrocarbon vapors | |
| RU2837197C2 (en) | Heat treatment process and system with increased output of pitch | |
| RU2014108442A (en) | METHOD FOR PRODUCING OLEFINS AND PETROL WITH LOW CONTENT OF BENZENE | |
| GB2083492A (en) | Production of pitch from petroleum fractions | |
| AU730563B2 (en) | Production of aromatic oils | |
| CN109963924B (en) | One-step cryogenic process for crude oil refining | |
| RU2363721C1 (en) | Method for preparation of liquid hydrocarbon raw materials | |
| JP2025533729A (en) | Method for producing waste plastic pyrolysis oil |