Сущность процесса коксования.

Глубина термического крекинга тяжелых нефтяных остатков ограничивается образованием кокса. В про­цессе легкого крекинга гудрона можно получить, даже при рецир­куляции, не более 10—12 мас.% бензина, около 5% газа и 10— 15% газойлевой фракции, выкипающей значительно ниже темпера­туры начала кипения исходного сырья (до 470—500° С).

Отбор от крекинг-остатка более широкой фракции практически невозможен, так как часть ее возвращается как рециркулят на повторный крекинг, а часть остается в крекинг-остатке для того, чтобы вязкость его не была чрезмерно высокой. При переработке посредством висбрекинга особо тяжелых видов сырья конечными продуктами будут только газ, бензин и крекинг-остаток, в котором приходится оставлять все газойлевые фракции, чтобы получить котельное топливо стандартной вязкости. Таким образом, при терми­ческом крекинге тяжелых остатков углубление переработки нефти весьма ограничено.

Заметно увеличивается выход светлых на нефть, если термический крекинг тяжелого сырья вести, не опасаясь высокого выхода кокса, и, сконцентрировав в коксе значительную часть углерода сырья, получить тем самым продукты разложения, более богатые водородом, чем сырье. Если, например, элементарный состав гудрона характеризуется содержанием около 89%углерода и 11%водорода (без учета серы, азота и кислорода), то при получении из гудрона около 20%кокса, содержащего 97%углерода и 3%водорода, одновремен­но получают жидкие и газообразные продукты со средним содержа­нием углерода 87,0% и, следовательно, содержанием водорода 13,0%.Это на первый взгляд небольшое изменение элементарного состава приводит к значительному изменению плотности и фракционного состава продуктов крекинга по сравнению с этими показателями для исход­ного сырья. Так, если предположить, что кроме 20%кокса при кре­кинге образовалось 12%газа и, следовательно, 68%жидких продук­тов и газ по элементарному составу близок к этану, т. е. содержит 80%углерода, то по балансу углерода можно вычислить содержание его в жидких продуктах: 88,2%

Таким образом, при крекинге, конечным продуктом которого является кокс, можно, помимо этого, получить дистиллят широ­кого фракционного состава и более высокого качества, чем исходное сырье. Термический крекинг тяжелого нефтяного сырья, при кото­ром в качестве одного из конечных продуктов получают твердый остаток — кокс, называется коксованием. Коксование можно осу­ществлять однократно — с пропусканием через реактор только свежего сырья, или с рециркуляцией, т. е. возвратом в реакционную зону части жидких продуктов коксования. При этом выход газа, кокса и легких дистиллятов в пересчете на свежее сырье возрастает.

В отличие от процесса термического крекинга под давлением, при котором наиболее тяжелая часть жидких продуктов — крекинг- остаток выводится из системы (чтобы предотвратить избыточное закоксовывание реакционной зоны) в процессе коксования в качестве рециркулята используют самые тяжелые продукты реакции, что видно из следующей схемы (применительно к тяжелому остаточ­ному сырью):

Промышленные процессы коксования делятся на три типа: перио­дические, полунепрерывные и непрерывные.