Спосіб одержання котельного палива на основі продуктів коксування вугілля, що містять вуглеводні

Изобретение относится к способам получения котельного топлива на основе углеводородсодержащих продуктов коксования углей и может найти применение в коксохимической промышленности. В настоящее время Украина испытывает большой дефицит энергетических ресурсов. Поэтому весьма актуальной является проблема создания новых технологий, позволяющих из доступного, недорогого сырья (отходов производства) получать различные виды топлив, в том числе и котельного топлива. Учитывая особенность природно-климатических условий Юга Украины и других южных регионов, наряду с котельными топливами, имеющими отрицательные температуры застывания, целесообразно обеспечить получение топлив и с положительными температурами застывания. Последние могут найти широкий сезонный спрос по всей Украине и почти круглогодично использоваться потребителями южных регионов. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому способу является способ получения котельного топлива на основе углеводородсодержащих продуктов коксования углей путем введения в реакционный объем в заданном соотношении предварительно подогретых до 60-80°С пековых дистиллятов переработки каменноугольной смолы или смеси пековых дистиллятов с нафталинсодержащим маслом, нагретых полимеров бензольного отделения и кубовых остатков ректификации сырого бензола, их перемешивания в течение двух часов, последующего добавления к полученной смеси нафталиновой фракции, двукратного перемешивания смеси при температуре 70-80°С до получения однородного продукта и отстоя в течение восьми часов для отделения свободной влаги [1]. Недостатком прототипа является получение котельного топлива с высокой температурой застывания и низкой температурой вспышки. Это требует транспортировки его в цистернах с обогревом, следовательно, сопряжено с дополнительными расходами. Кроме того затрудняет транспортировку у потребителя, т.е. ухудшает его эксплуатационные характеристики, Задачей данного изобретения является улучшение эксплуатационных свойств получаемого топлива, снижение эксплуатационных расходов вследствие повышения температуры вспышки и уменьшения температуры застывания котельного топлива. Поставленная задача решается тем, что в способе получения котельного топлива на основе углеводородсодержащих продуктов коксования углей, предусматривающем последовательное введение в реакционный объем пековых дистиллятов или смеси пековых дистиллятов с нафталинсодержащим маслом, нагретых до 60-80°С, нагретых полимеров бензольного отделения, кубовых остатков ректификации сырого бензола, а также нафталиновой фракции при перемешивании упомянутых компонентов до получения однородного продукта, полимеры бензольного отделения нагревают до 80-100°С, а перед введением кубовых остатков ректификации сырого бензола в реакционный объем вводят пековую смолу, нагретую до 70-80°С, при массовой доле последней в общей массе компонентов 2-6%. Смешение в реакционном объеме первоначально с нафталинсодержащим маслом полимеров бензольного отделения и пековой смолы продуктов, полученных при высоких температурах в технологических процессах их образования (получения) и содержащих преимущественно высокогетероциклические и карбоциклические соединения, в сочетании с определенной массовой долей пековой смолы и продолжительным перемешиванием позволяет стабилизировать систему, перевести ее в кинетически устойчивое состояние, получить комплексный "депрессатор", который при дальнейшем введении кубовых остатков ректификации сырого бензола и нафталиновой фракции обеспечивают стабилизацию всей системы, равномерное снижение температуры застывания во всем объеме, т.е получение топлива с высокими эксплуатационными свойствами (низкой температурой остывания). Изменение порядка ввода пековой смолы не позволяет образовать аналогичный комплексный депрессатор вследствие иного характера межмолекулярного взаимодействия исходных продуктов (компонентов) котельного топлива. Экспериментально установленный температурный интервал нагрева исходных компонентов, в том числе смолосодержащих, способных при нагреве понижать температуру застывания, обеспечивает стабилизацию системы компаундированного топлива, и, в целом, снижает его температуру застывания. Предел нагрева компонентов топлива не очевиден для решения поставленной задачи. Предлагаемая совокупность признаков обеспечивает также повышение температуры вспышки топлива. Следовательно, каждый из признаков способствует, а вся совокупность обеспечивает решение поставленной задачи. Котельное топливо по прототипу выпускается Запорожским коксохимическим заводом согласно ТУ 14-642-93 и соответствует третьему классу опасности по степени воздействия на организм человека. Пековые дистилляты (ПД) один из видов попутной продукции пекококсового производства (ТУ 14-6-28-92) имеют t вспышки - 153°С, температуру застывания +15°С. Полимеры бензольного отделения (ПБО) являются остаточным продуктом регенерации поглотительного масла (ТУ 14-6-19-92), их температура вспышки 125°С, застывания +5°С. Нафталинсодержащее масло, например поглотительное масло (ТУ 14-6-117-77), имеет температуру вспышки 105°С, застывания ниже 0°С; кубовые остатки ректификации сырого бензола (КО) образуются в процессе окончательной ректификации фракций сырого бензола после их сернокислотной очистки и щелочной нейтрализации (ТУ 14-6-18-92) температура вспышки 100°С, застывания +18°С. Нафталиновая фракция (НФр) получается при переработке каменноугольной снопы (ТУ 14-6-21-92) с температурой вспышки 78°С, температурой застывания 75°С. Пековая смола представляет собой тяжелый продукт пекококсового производства и имеет следующую характеристику: Массовая доля серы, % не более 0.7 (ГОСТ 6263-80) Массовая доля мехпримесей, %, не более 0,6 (ГОСТ 11126-88) Зольность, % не более 0.2 (ГОСТ 1461-75) Массовая доля воды, %, не более 20 (ГОСТ 2477-65) Вязкость при 80°С, ВУ, не более 3,5 (ГОСТ 6258-85) Температура вспышки в открытом тигле, °С, не менее 145 (ГОСТ 43-33-87) Температура застывания, °С, +13 (ГОСТ 20287-91). Способ осуществлен в промышленных условиях на Запорожском коксохимическом заводе. Определенное количество или их смеси с поглотительным маслом пековых дистиллятов из хранилищ насосом подают в сборник с обогревом (реакционный объем), где подогревают их до температуры 60-80°С, полимеры бензольного отделения подогревают в соответствующем сборнике и с t 80-100°С подают насосом в реакционный объем в необходимом количестве при перемешивании, затем сюда же добавляют из соответствующего хранилища определенное количество пековой смолы, имеющей температуру 70-80°С, перемешивают 30-40 мин, затем к полученной однородной смеси добавляют нужное количество кубовых остатков ректификации сырого бензола, перемешивание осуществляют в течение 45-60 минут. После чего в этот же сборник добавляют необходимое количество нафталиновой фракции из ее хранилище, осуществляют двукратную циркуляцию смеси при температуре 70-80°С, до получения однородного продукта, четыре часа отстаивают и отгружают потребителю. Пример 1. Первоначально были проведены эксперименты по обоснованию правомерности выбора диапазона изменения расхода пековой смолы, вводимой в реакционный объем при разном исходном компонентном составе топлива. Пековую смолу вводили в реакционный объем перед кубовыми остатками ректификации сырого бензола. Температура нагрева полимеров бензольного отделения составляла 10°С, температура нагрева смолы 70°С. Полученные данные приведены в таблице 1. Анализ таблицы 1 показывает, что оптимальным с точки зрения абсолютных значений температур застывания и вспышки является котельное топливо, полученное при массовой доле пековой смолы в общей массе исходных компонентов, равной 2-6%. Уменьшение массовой доли пековой смолы (смесь №4) и ее увеличение (смесь №7), а также отсутствие в композиции пековой смолы приводит к повышению температуры застывания и снижению температуры вспышки. Кроме того, данные, приведенные в таблице 1. свидетельствуют о возможности получения топлива с высокими эксплуатационными характеристиками по предлагаемому способу и в случае введения пековых дистиллятов в смеси с поглотительным маслом в соотношении (1:1-3:1). Введение пековой смолы, нагретой до 70-80°С, в топливную композицию, состоящую из смеси пековых дистиллятов и нейтрализованной кислой смолки, взятых в соотношении 1:1, также приводит к уменьшению температуры застывания и увеличению температуры вспышки получаемого топлива. Пример 2. Далее были проведены эксперименты по обоснованию правомерности выбора диапазона изменения температуры нагрева полимеров бензольного отделения (ПБО) перед введением пековой смолы. Полученные результаты представлены в таблице 2. Из данных таблицы 2 следует, что через двадцать минут перемешивания компонентов однородной композиции можно достичь при нагреве ПБО до температуры 80-100°С. Уменьшение температуры ниже 80°С приводит к получению неоднородной в объеме композиции, а повышение температуры нагрева выше 100°С не оправдано экономически. Пример 3. Были проведены эксперименты по обоснованию правомерности выбора последовательности введения компонентов в топливную композицию. Результаты экспериментов представлены в таблице 3. Полученные данные свидетельствуют о целесообразности введения пековой смолы в композицию перед кубовыми остатками ректификации сырого бензола. Сопоставительные результаты предлагаемого способа и известного по прототипу приведены в таблице 4. Сопоставительный анализ показывает, что по предлагаемому способу получают топливную композицию, имеющую более низкую температуру застывания и более высокую температуру вспышки, т.е. имеющую более высокие эксплуатационные характеристики. Полная характеристика котельного топлива, получаемого по предлагаемому способу. приведена в таблице 5. Из таблицы 5 следует, что получаемое по предлагаемому способу котельное топливо соответствует ТУ 14-6-42-93 и по всем показателям превосходит их верхние нормативные значения.