Главная -> Словарь

Производства электродного

Из всего количества углеродистых веществ, используемых в СССР для производства электродной продукции, около 90% идет на изготовление анодной массы, что объясняется большим удельным расходом коксов в производстве алюминия и высокими темпами его развития в нашей стране. Ускоренный рост потребления алюминия обусловлен особыми его физическими свойствами: малой плотностью, хорошей коррозионной стойкостью, высокой электро- и теплопроводностью.

имеет серьезный недостаток — кокс получается поэтому для производства электродной продук-е не может быть рекомендован.

в качестве восстановителя при осуществлении ряда химических процессов: производства электродной продукции, абразивных материалов, карбидов, процесса горения и др.;

нейшем из этих фр производства электродной ставлягот скелет — ос являются заполнится Качество электро, висит от степени частиц, входящих в ш их мало влияет на фс коксы, состоящие из пень у мехам при д пая цсссе плат мягки измел структ paspyi

К сожалению, на нефтеперерабатывающих заводах не всегда уделяют должное внимание классификации и подготовке нефтяных остатков к коксованию, что совершенно недопустимо, особенно при производстве кокса-наполнителя, применяемого для производства электродной продукции и конструкционного графита.

Как показывают изотермы адсорбции и десорбции обессеренного нефтяного кокса, даже при 100%-ной относительной влажности атмосферы равновесная влажность не превышает значения 0,37%, что также ниже величин, допустимых техническими условиями на прокаленные коксы, используемые для производства электродной продукции. Для малосернистых нефтяных коксов при этих условиях равновесная влажность будет еще меньше.

• в качестве восстановителя при осуществлении ряда химических процессов: производства электродной продукции, абразивных материалов, карбидов, процесса горения и др.;

Из всего количества углеродистых веществ, используемых в СССР для производства электродной продукции, около 90% идет на изготовление анодной массы, что объясняется большим удельным расходом коксов в производстве алюминия и высокими темпами^ его развития в нашей стране. Ускоренный рост потребления алюминия обусловлен особыми его физическими свойствами: малой плотностью, хорошей коррозионной стойкостью, высокой электро- и теплопроводностью.

Непрерывные процессы коксования на поверхности контактов, которые служат выносителями вновь образовавшегося кокса из зоны реакции, применяют при переработке нефтяных остатков с получением в качестве целевых компонентов газа и жидких дистиллятов. Непрерывное контактное коксование можно осуществлять в движущемся слое коксовых гранул и в кипящем слое . Последний способ является наиболее отработанным как в СССР, так и за рубежом. Однако он имеет серьезный недостаток — кокс получается порошкообразным. Поэтому для производства электродной продукции процесс пока еще не может быть рекомендован.

в качестве восстановителя при осуществлении ряда химических процессов: производства электродной продукции, абразивных материалов, карбидов, процесса горения и др.;

нейшем из этих фракций составляют шихту для производства электродной массы. Крупные коксовые частицы составляют скелет — основу электродной продукции, а более мелкие являются заполнителем межкускового пространства. t

Наибольшие колебания показателей плотности, содержания серы и металлов характерны для остатков из нефтей Ближнего и Среднего Востока и Латинской Америки. Для нефтей указанных регионов большой выход остатков обычно связан с высокими плотностью, содержанием серы, но не очень высокой температурой застывания остатков. Эти свойства остатков в сочетании с высоким содержанием углеводорода делают их ценным сырьем для производства битумов. Напротив, остатки из нефтей азиатского и тихоокеанских регионов характеризуются высокими содержанием парафинов и температурой застывания, но низкими плотностью и содержанием серы и металлов, что характерно и для некоторых парафинистых^ нефтей Африки. Это позволяет получать из них при вакуумной перегонке высококачественное сырье каталитического крекинга. Остатки вакуумной перегонки при этом можно использовать для производства электродного кокса.

турбинного и судового топлив или в качестве сырья для производства малозольного электродного или игольчатого кокса, термогазойля и т.д. Наиболее массовыми потребителями нефтяного кокса в мире и в СССР являются производства анодной массы и обожженных анодов для алюминиевой промышленности и графитированных электродов для электросталеплавления. Широкое применение находит нефтяной кокс при изготовлении конструкционных материалов в производствах кремния, абразивных материалов, в химической и электротехнической промышленности, космонавтике и т.д. В настоящее время в мире производится около 25 млн. т кокса в год, в том числе в США около 20 млн т/год, при этом около 90%- на установках замедленного коксования, а остальное - на установках термоконтактного коксования и кубовых батареях. Следует отметить, что в США процесс коксования интенсивно развивается не только с целью производства электродного кокса, а в основном для глубокой переработки нефтяных остатков с выработкой максимально возможного количества топливных дистиллятов. В этой связи примерно 55% от общей выработки кокса приходится на долю некачественного высокосернистого кокса, используемого в качестве топлива, а лишь 45% составляют прокаленный электродный кокс . По производству нефтяного кокса наша страна занимает второе место в мире . Установки замедленного коксования в нашей стране эксплуатируются с 1955 г. мощностью 300, 600 и 1500 тыс. т/год по сырью. Средний выход кокса на отечественных УЗК ныне составляет около 20% на сырье . Низкий показатель по выходу кокса в стране обусловливается низкой коксуемостью перерабатываемого сырья, поскольку на коксование преимущественно направляется гудрон с низкой температурой начала кипения , что связано с неудовлетворительной работой вакуумных колонн АВТ, а также с тем, что на некоторых НПЗ из-за нехватки сырья в переработку вовлекается значительное количество мазута. В связи с этим наши УЗК существенно уступают зарубежным аналогам по удельному коксосъему с единицы объема реактора. Этот показатель на УЗК отрасли колеблется от 33 до ;82 т/м3 в год, что свидетельствует о низкой эффективности использования на ряде УЗК основного наиболее дорогостоящего оборудования. Низкий коксосъем на отечественных УЗК обусловлен не только низкой коксуемостью сырья коксования, но и эксплуатацией их с пониженной производительностью по сырью, низким коэффициентом использования календарного времени , повышенными коэффициентами рециркуляции, длительными циклами заполнения коксовых камер и т.д. Энергозатраты на отечественных УЗК в среднем почти в 3 раза выше зарубежных. Однако на передовых установках* * Лучшие в отрасли результаты достигнуты на Ново-Уфимском НПЗ на установке УЗК-300 : выход кокса—30,9 % при коксуемости сырья П%, продолжительность межремонтных пробегов— 240 сут, удельные энергозатраты -56 кг у.т./т сырья.

щее время несравненно большее распространение, нежели для производства электродного кокса.

Сырьем для получения кокса служат тяжелые остатки, образующиеся в результате атмосферной и вакуумной перегонки нефти , крекинг-остатки от термического крекинга мазутов и гудронов, тяжелые газойли каталитического крекинга, остатки масляного производства . За рубежом для производства электродного кокса используют помимо остатков переработки нефти твердый углеводородный естественный продукт — гильсонит . Гильсонит представляет собой битумоподобный минерал с высоким содержанием смол. Процессу коксования

отбором от потенциала дистиллятов. Вакуумный гудрон из такого типа нефтей может непосредственно использоваться, без дальнейшей обработки, в качестве технического битума для дорожных покрытий и гидроизоляции, для приготовления лаков и т. д. Он может быть также подвергнут термической переработке с целью получения различных типов технического углерода: сажи, кокса, графита. Легкие малосмолистые сернистые нефти по глубине отбора углеводородов от потенциального их содержания должны занять промежуточное положение между двумя названными выше типами нефтей. Процесс асфальтенообразования здесь начнется не раньше, чем когда содержание смол в остатке достигнет 25% при температуре 350—400° С. Эти показатели и должны служить критерием максимальной температуры атмосферно-вакуумной перегонки. Здесь довольно длительным этапом перегонки будет процесс концентрирования смолисто-асфальтеновых веществ в остатке без существенного образования смол и асфальтенов. Вакуумный гудрон может подвергаться окислению с целью получения окисленного битума, применяемого для дорожных покрытий и изготовления кровельных и гидроизоляционных материалов. При коксовании такого гудроаа получается кокс с повышенным содержанием серы, который хотя и находит области технического применения, но не может служить исходным материалом для получения высших сортов кокса для производства электродного графита. О характере зависимости качества нефтяного кокса от элементного состава сырья и, в частности, от содержания серы мы находим довольно обстоятельный материал в монографии . Изложенное выше показывает, что сырые нефти следовало бы сортировать, с учетом содержания неуглеродных компонентов, на следующие группы: высокосмолистые несернистые и малосернистые, смолистые сернистые и высокосернистые, легкие малосмолй-стые сернистые и малосернистые. Эти три группы охватывают практически все нефти промышленных месторождений и вместе с тем позволяют учесть особенности их химического состава при выборе комплекса технологических процессов переработки, обеспечивающего наиболее рациональное использование потенциала сырья. Проблемы комплексной переработки нефти, включая и тяжелую ее часть, широко обсуждались на IX Международном нефтяном конгрессе в Токио .

Масштаб и техническое оформление способа коксования не соответствуют современному уровню нефтепереработки. Тем не менее, некоторое число коксовых батарей еще до сего времени находится в эксплуатации в Советском Союзе и за рубежом *. Существующие установки, как правило, служат для переработки малосернистых остатков вторичного происхождения , при коксовании которых получают высококачественный нефтяной кокс, используемый для изготовления электродов. Основным сырьем для производства электродного кокса до последнего времени служили каменноугольные пеки и остатки малосернистых нефтей. Увеличение доли нефтяных коксов в общем балансе сырья для производства электродов, а также бурное развитие электрометаллургических процессов потребовали создания мощных установок коксования полунепрерывного и непрерывного действия.

аботку на химических и металлургических ультате этого и ряда других причин возникло твие между увеличением мощностей в цветной м производства электродного кокса . ниге освещено современное состояние проблем, дством, облагораживанием и применением но-

нотоннажного производства электродного кокса в отечественной

Под классификацией понимается процесс разделения нефтяного кокса широкого гранулометрического состава на узкие фракции. В соответствии с нуждами потребителей на современных установках замедленного коксования предусматривается получение трех классов кокса, различающихся не только размерами частиц, но и стоимостью. С целью стимулирования производства электродного нефтяного кокса, пригодного для облагораживания во вращающихся печах, а также учитывая больший выход летучих веществ из нефтяного сырья, чем при получении пекового кокса, ре-

При небольших объемах производства этих продуктов в общем балансе нефтеперерабатывающего предприятия они могут непосредственно вовлекаться в состав товарных бензинов, печных, дизельных, моторных и газотурбинных топлив. При увеличении доли продуктов термических процессов и необходимости получения высококачественных моторных топлив дистилляты этих процессов должны подвергаться облагораживанию — гидроочистке, каталитическому риформингу . Тяжелые газойли термических процессов после гидрооблагораживания и гидрообессеривания мазута или гудрона могут служить сырьем для каталитического крекинга, а остаток гидрообессеривания, выкипающий выше 500 °С,— для производства электродного кокса.

Выход и качество нефтяного кокса зависят прежде всего от состава сырья и условий процесса . Завершающей стадией производства электродного кокса является его облагораживание, заключающееся в карбонизации и прокаливании . В результате из кокса удаляются летучие вещества, упорядочивается его структура, увеличиваются тепло- и электропроводность, уменьшается содержание неуглеводородных элементов и улучшаются другие свойства. Удаление ге-тероэлементов осуществляется при 1500— 1700°С, а графитирование — при 2200—2800 °С.