Această cerere este o cerere de continuare a cererii internaționale PCT/RU2017/000020, depusă la ianuarie. 18, 2017, care, la rândul său, revendică prioritate cererilor de brevet de invenție rusești RU2016143290, depuse la 11 noiembrie. 2, 2016, ambele fiind încorporate aici prin referință în întregime.

cocsificarea

Invenția se referă la industria subprodusului de cocs, în special, la tehnologiile de producere a cocsului de cuptor din materie primă care include produse petrochimice; invenția poate fi utilizată în metalurgie, în special la uzinele din industria de cocs.

Din brevetul nr. RU 2400518, se cunoaște o metodă de producere a unei materii prime de cocsificare prin carbonizare întârziată, care include alimentarea unui stoc încălzit într-o cameră de cocsificare, cocsarea materiei prime timp de 14-24 de ore și următoarea descărcare a cocsului rezultat ca aditiv de cocsificare, în realizarea din care materia primă este alimentată în camera de cocsificare la temperatura de 450-470 ° C, de preferință la temperatura de 455-465 ° C și cu un raport de reciclare nu mai mare de 1,2. Problema abordată de invenție este aceea a îmbunătățirii randamentului aditivului pentru cocsificare, adică a cocsului cu un conținut ridicat de substanță volatilă.

O metodă de producere a cocsului este cunoscută din brevetul RU nr. 2174528, unde cocsul este produs dintr-un amestec de cărbuni din diferite grupuri de prelucrare și screening-uri de cocs subprodus. În materia primă a cărbunelui, se adaugă 6,1-15,0% din cernerea subprodusului de cocs, cu o scădere corespunzătoare a procentului de cărbuni cu coacere redusă sau cu coacere ne-coacută. Dezavantajul acestei metode constă în faptul că cocsul de petrol este utilizat în materie primă ca aditiv de subțiere, care deteriorează calitatea cocsului obținut și nu face posibilă adăugarea de cocs de petrol în materiile prime de cărbune în cantități mari.

Este cunoscut un aditiv la materia primă de cărbune, care este utilizat pentru producerea cocsului de cuptor conform brevetului RU nr. 2411283, aditivul menționat fiind un produs al produsului carbonizării întârziate la temperaturi scăzute a reziduurilor grele de petrol la temperaturi de până la 500 ° C, produsul menționat fiind caracterizat printr-un conținut de substanță volatilă de 14 până la 28% și un interval de temperatură ductilă. nu mai mult de 120 ° C. Acest aditiv cunoscut pentru materiile prime de cărbune face posibilă îmbunătățirea calității cocsului produs datorită proprietăților ridicate de coacere per indicele Roga și datorită unui interval mare de temperatură ductilă de la 120 la 350 ° C.

Aditivul la materiile prime de cărbune conform brevetului nr. 2411283 a fost selectat ca cel mai aproximativ analog (prototip).

Un dezavantaj al aditivului conform brevetului nr. 2411283 este instabilitatea proprietăților sale de coacere, proprietăți insuficiente de cocsificare a aditivului și, în consecință, calitatea instabilă a cocsului obținut în cuptor, în special în cazul unui conținut ridicat de aditiv în materia primă de cărbune (peste 50%) și o calitate insuficientă din cocsul obținut condiționat de particularitățile proprietăților de cocsificare aditive.

Problema abordată prin invenție este aceea a îmbunătățirii calității cocsului prin creșterea proprietăților de cocsificare a unei componente a unei materii prime de cocsificare (un aditiv de cocsificare) și prin asigurarea stabilității proprietăților de cocsificare a unei componente a unei materii prime de cocsificare (o aditiv de cocsificare) atunci când aditivul de cocsificare constituie până la 99% din volumul total al materiei prime de cocsificare.

Rezultatul tehnic al invenției este o creștere a stabilității unui aditiv de cocsificare și o creștere a proprietăților de cocsificare ale aditivului de cocsificare menționat.

Rezultatul tehnic revendicat este obținut prin aceea că într-un aditiv de cocsificare a petrolului constând dintr-un produs de carbonizare întârziată la temperatură scăzută a reziduurilor grele de petrol la temperaturi de până la 500 ° C, produsul menționat fiind caracterizat de o substanță volatilă de 14 până la 28% conținutul, conform invenției, produsul carbonizării întârziate la temperaturi scăzute a reziduurilor grele de petrol obținut la un raport de reciclare de la 1,05 la 1,2 în camera de cocsificare se caracterizează prin proprietăți de cocsificare de cel puțin G pe scara Grey-King.

Aditivii de coacere a petrolului produși la diferite fabrici de prelucrare a petrolului diferă considerabil unul de celălalt, în funcție de randamentul substanțelor volatile. Tabelul 1 prezintă parametrii de coacere a aditivilor obținuți la diferite fabrici de prelucrare a uleiului și indicii de calitate a cocsului produs din acestea.

Proprietățile de coacere au fost determinate prin metoda GOST R ISO 15585-2009 „Determinarea indicelui de coacere”; cocsarea aditivilor a fost efectuată într-un cuptor Nikolayev până când temperatura din mijlocul încărcării a ajuns la 1000 ° C.

Instabilitatea calității aditivilor de coacere, în opinia autorilor, se explică prin faptul că acestea sunt fabricate pe diferite echipamente și la diferite tehnologii.

În procesul de lucru cu aditivii de cocsificare produși în conformitate cu tehnologiile cunoscute, s-a constatat că aceștia nu posedă întotdeauna proprietăți bune de cocsificare (așa cum se știe, proprietățile de cocsificare și coacere diferă unele de altele), ceea ce, de asemenea, nu face posibilă produce un cocs bun de cuptor cu o calitate stabilă.

Astfel, după cum sa dovedit, stabilitatea proprietăților cocsului produs cu conținutul aditivilor de cocserie cunoscuți va depinde, în mare măsură, nu numai de compoziția aditivului și de metoda de producere a acestuia, ci și de echipamentul și tehnologii utilizate pentru producerea aditivilor de cocsificare, pe baza proprietăților originale (inerente) ale stocului brut pentru producerea aditivului, care sunt condiționate, printre altele, de localitatea originii stocului brut. Într-un cuvânt, stabilitatea proprietăților aditive sa dovedit a fi în mare măsură dependentă de factori care par a fi de gradul doi, la prima vedere și nu influențează proprietățile aditive într-un mod evident.

Semi-cocsul petrolier produs la o temperatură de 450-470 ° C. cu raportul de reciclare Kp = 1,05 -1,2 se caracterizează prin valori ridicate ale proprietății de cocsificare, ceea ce face posibilă adăugarea într-o materie primă de cărbune în orice proporție de greutate până la 99% în greutate.

Pentru efectuarea testelor, s-au prelevat probe de semi-cocs de petrol care au fost obținute la o temperatură de 465 ° C. cu raportul de reciclare Kp = 1,05 -1,2, cu o valoare diferită a randamentului substanțelor volatile (în%).

Se știe că indicele proprietății de cocsificare a cărbunilor duri este definit prin metoda Gray-King (GOST 16126-91 (ISO 502-82)).

Se știe, de asemenea, că indicele proprietății de cocsare definit prin metoda Gray-King nu posedă o corelație exactă (directă sau de altă natură) cu indicele procentual volatil sau indexul de umflare liberă. La diferite valori ale procentului de substanțe volatile, indicele proprietății de cocsificare pe scara Grey-King poate fi identic, de ex. G.

Într-un astfel de caz, autorii invenției cred că indicele proprietății de cocsificare pe scara Gray-King caracterizează nu numai proprietatea de cocsificare aditivă, ci și compoziția calitativă a substanțelor volatile. În special, proprietățile de coacere și cocsificare ale substanțelor volatile în aditivul pentru cocsificare de petrol (PCA) vor fi definite prin aromaticitatea lor. Cu cât sunt mai substanțe volatile aromatice, cu atât este mai mare întinderea proprietăților de coacere și cocsare, chiar și la procentul lor mai mic în PCA și invers. În acest sens, prin creșterea raportului de reciclare vom crește gradul de aromatizare a substanțelor volatile și, astfel, vom îmbunătăți proprietățile de coacere și cocsificare ale PCA în sine. Dimpotrivă, datorită scăderii raportului de reciclare, în cocs rămân substanțe care nu au fost complet supuse crăparii, prin urmare, PCA va avea proprietăți mai mici de coacere și cocsificare.

Probele de petrol semi-cocs obținute cu diferite valori ale raportului de reciclare și cu diferite valori ale randamentului volatil (în intervalul 11,2-28,5%) au fost luate pentru analiză. Identificarea tipului de semi-cocs petrolier prin metoda Gray-King a fost efectuată într-un cuptor tubular conform GOST 16126-91 (ISO 502-82). Rezultatele experimentului sunt prezentate în

Următorul model consistent a fost găsit în timpul investigației: tipul de semi-cocs pe scala Gray-King se îmbunătățește pe măsură ce crește valoarea randamentului volatil și, provizoriu, când valoarea randamentului volatil este egal cu 14%, reziduul de cocs din petrol aditivul pentru cocsificare se va topi în cocs puternic sau „normal” (de tip G). Înseamnă că aditivul de cocsificare cu randament volatil peste 14% poate fi adăugat în materie primă de cărbune fără limite cantitative.

Când valoarea volatilelor este egală cu 28%, valoarea proprietății de cocsificare per Grey-King devine din nou egală cu G (ca la procentul volatilelor egal cu 14%). Pe măsură ce procentul de substanțe volatile crește din nou, observăm o scădere a proprietății de cocsificare aditivă de cocsare sub nivelul „normal” G.

Ca rezultat al investigației efectuate legate de identificarea factorilor care influențează stabilitatea proprietăților cocsului produs de un astfel de aditiv de cocsificare, sa constatat că importanța nu este doar conținutul cantitativ de substanțe volatile din aditivul de cocsare, ci și compoziția lor calitativă, în acest caz, se caracterizează prin proprietatea de cocsificare per Grey-King.

Calitatea cocsului de cuptor produs din amestecul de materii prime de cărbune industrial Mechel PJSC cu aditivul de cocsificare oferit de petrol este prezentat în Tabelul 3. Materiile prime de cărbune au fost cocsate într-un cuptor Nikolayev până când temperatura de la mijlocul încărcăturii a atins 1000 ° C.

Rezultatele obținute arată că utilizarea aditivului de cocsificare a petrolului cu valoarea proprietății de cocsificare pe scară Grey-King nu mai mică de G va permite producerea de cocs de cuptor de calitate înaltă și stabilă la orice proporție de greutate „aditiv de cocsificare - cola în materie primă”.

Prin stabilitate ne referim, în primul rând, la rezistența mecanică a cocsului: în toate cazurile este mai mare decât cea a cocsului dintr-o materie primă de cărbune 100%. În ceea ce privește puterea de reacție și puterea la cald, ambele pot fi variate în funcție de anumite nevoi ale consumatorilor de cocs.

Prețul unui aditiv de cocsificare a petrolului este mai mic decât cel al cocsificării cărbunilor tari, astfel încât utilizarea unor cantități mari de aditiv pentru producerea cocsului de cuptor (fără deteriorarea calității acestuia) va face posibilă îmbunătățirea semnificativă a indicilor de eficiență economică a produsului secundar industria cocsului și instalațiile metalurgice.

Un produs din cocsarea întârziată a reziduurilor de prelucrare a uleiului cu un conținut de substanțe volatile de la 14 la 28% și de tipul cocsului nu mai puțin de G pe scara Grey-King se aplică ca aditiv de cocsificare a petrolului (PCA) la materiile prime de cărbune care sunt utilizate pentru producerea de cocs de cuptor. Invenția face posibilă crearea unui aditiv la materiile prime de cărbune, asigurând coacerea în materiile prime de cărbune, adăugând în orice proporție de greutate fără deteriorarea calității cocsului.