АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 1
1 ПРОИЗВОДСТВО НЕФТЯНОГО И ПЕКОВОГО КОКСОВ В РОССИИ 10
1.1 КЛАССИФИКАЦИЯ НЕФТЯНЫХ КОКСОВ 10
1.2 СТРУКТУРА ПОТРЕБЛЕНИЯ НЕФТЯНЫХ КОКСОВ 11
1.3 ПРОИЗВОДСТВО НЕФТЯНОГО КОКСА 13
1.4 ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ КОКСА ДЛЯ ГРАФИТИРОВАННЫХ ЭЛЕКТРОДОВ 18
1.4.1 Массовая доля серы и обессеривание нефтяных коксов 18
1.4.2. Вспучивание регулярных сернистых и игольчатых коксов 22
1.5 ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПЕКОВОГО КОКСА 24
1.5.1 Действующая промышленная технология получения пекового кокса.... 24
1.5.2 Способы получения пекового кокса с введением твердой фазы 26
2 ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 31
2.1 ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ 31
2.2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 32
2.2.1 Методика определения серы в коксах по методу Эшка 32
2.2.2 Определение температуры размягчения каменноугольного пека 35
2.2.3 Определение прочности опытных коксов 37
3 ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕКОВОГО КОКСА 39
3.1 ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ПРОКАЛИВАНИЯ НА СОДЕРЖАНИЕ СЕРЫ В КОКСЕ 39
3.2 ПОЛУЧЕНИЕ ПЕКОВОГО КОКСА С ВВЕДЕНИЕМ СЕРНИСТЫХ НЕФТЯНЫХ КОКСОВ .. 39
3.3 ИССЛЕДОВАНИЕ ОПЫТНЫХ КОМПОЗИТНЫХ КОКСОВ 41
3.3.1 Определение гранулометрического состава опытных коксов 41
3.3.2 Определение прочности опытных коксов 42
3.3.3 Определение массовой доли серы в опытных коксах 43
3.4 СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОПЫТНОГО КОКСА ВВЕДЕНИЕМ ДИСПЕРСНОГО
НАПОЛНИТЕЛЯ В РАСПЛАВ ПЕКА 44
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 47
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 48
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 53
В последние годы электродная промышленность России для изготовления графитированной продукции использует импортное сырье - малосернистые коксы с массовой долей серы не более 1,0 %, так как отечественная нефтеперерабатывающая промышленность такие коксы не производит. Современная нефтепереработка России в условиях рынка, существенного сокращения добычи, переработки нефти даже не ставит задачу модернизации технологических схем для организации производства малосернистого кокса. На ряде НПЗ выведены установки термического крекинга, назначение которых подготовка сырья для производства качественного нефтяного кокса и сырья для технического углерода. Ценовая политика на рынке отечественного нефтяного кокса такова, что производителям невыгодно добиваться улучшения его качества. По данным [1], цена 1 тонны кокса составляет 30.40 долл. США, что ниже цены нефтяных битумов или котельного топлива (100.125; 55.60 долл. США),
соответственно. Хотя на НПЗ имеются резервы для наращивания объемов производства нефтяных коксов. Это может быть балансовая смесь асфальтов деасфальтизации гудрона с остаточным экстрактом, так называемый "искусственный гудрон”. Компаундирование асфальта с экстрактом не требует больших затрат, но могло бы обеспечить УЗК ресурсами
высокоароматизированного сырья с высоким выходом кокса.
Российские нефтяные малосернистые коксы регламентированы массовой долей серы не более 1,5 %. В то время как для производства графитированной продукции она не должна превышать 1,0 %. В то же время наиболее
малосернистыми являются пековые коксы: массовая доля серы в зависимости от марки составляет не более 0,25.0,70 % (ГОСТ 3213-91 [2]). В работе [3] показана возможность получения заданных свойств пекового кокса путем введения в пек перед коксованием фракций нефтяных коксов разной структуры.
Таким образом получение малосернистого кокса с серой до 1,0 % из
отечественного сырья актуально.
Цель данной работы - получение малосернистого кокса методом армирования каменноугольного пека нефтяным коксов с серой более 1,0 %.
Задачи:
1 Выполнить аналитический обзор о состоянии производства малосернистых коксов для производства графитированной продукции.
2 Отобрать пробы каменноугольного пека и сернистых нефтяных коксов, определить их качество.
3 Изготовить образцы композитного кокса, определить их качество.
4 Выполнить сравнительный анализ качества опытных образцов с эталонным малосернистым коксом.
В работе показана принципиальная возможность получения малосернистого композитного кокса с содержанием серы менее 1,0 %, с введением в
каменноугольный пек перед коксованием нефтяного сернистого кокса с серой 1,3-2,3 % в количестве 50-30 %, соответственно.
1 Выполнен аналитический обзор литературных источников о состоянии производства и качества нефтяных и пековых коксов. Выявлено, что в России малосернистые нефтяные коксы с содержанием серы менее 1,0 % не производят, содержание серы в пековых коксах 0,3-0,7 %. Отечественная электродная
промышленность для изготовления графитированной продукции использует импортное сырье.
В патентной литературе имеются сведения о способах формирования качества пекового кокса путем введения твердофазных добавок: нефтяных или пековых коксов, или пылевых отходов графитированных или обожженных.
2 Исследована возможность снижения серы при прокаливании нефтяного ангарского кокса с содержанием серы 1,28 %. Показано, что нормируемый уровень массовой доли серы в коксе для графитированных электродов (не более 1,0 %) не достигается.
3 Разработан и опробован способ получения малосернистого кокса армированием среднетемпературного каменноугольного пека нефтяными сернистыми коксами показано, что:
- размеры частиц твердофазной добавки - менее 0,16 мм;
-введение кокса в расплавленный пек приводит к образованию однородного кокса и увеличению выхода кокса до 80 %, против 51,6 % без добавки;
- введение добавки кокса в твердофазный пек не обеспечивает равномерного распределения в полученном коксе; выход кокса 60,9 %;
- количество нефтяного кокса зависит от массовой доли серы: для получения композитного кокса с серой менее 1,0 % (для производства графитированных электродов) следует добавить 50 % ангарского кокса или 30 % - херсонского; при 50 % херсонского кокса - массовая доля серы в объеме кокса 1,49 %, что соответствует требованиям ГОСТ 22898-83 для малосернистых коксов (не более 1,50 %), предназначенных для алюминиевой промышленности.
