Ağır neft qalıqları olan mazut və qudronun istifadə yolları

Ağır neft məhsulunun – qudronun kokslaşdırılması
Ağır neft qalıqlarının termiki krekinqinin dərinliyi koksun əmələ gəlməsi ilə hədləşir. Həddən artıq ağır xammalın emal məhsulları qaz, benzin və krekinq qalığından ibarət olur ki, onun da tərkibində bütün qazoyl fraksiyaları saxlanılır. Bu qalıq standart özüllüyə malik olan qazanxana yanacağı almaq üçün istifadə edilir.
Ağır xammalın termiki krekinqini koksun yüksək çıxımıla alınması rejimində həyata keçirdikdə parçalanma məhsullarının (qazoyl fraksiyası, benzin, qaz), o cümlədən açıq rəngli məhsulların çıxımi artır.
Məsələn, kükürdlü neftin qudronunun kokslaşması zamanı koksun çıxımı 24% olmaqla 16% benzin (205°C-yə qədər), 26% kerosin-qazoyl fraksiyası (205- 350°C) və 23% ağır qazoyl (>350°C) əmələ gəlir. Bütün bu distilyatların tərkibində doymamış karbohidrogenlər olduğu səbəbdən onlar qeyri-stabil olurlar. Emal edilən neftlər kükürdlü olduğundan bu distilyatlər həm də kükürdlü olur vo odur ki, hidrogenlə emal edilməlidirlər. Alınmış benzin kiçik oktan ədədinə malik olduğundan hıdrotəmizləməyə məruz qoyulduqdan sonra katalitik riforminqə uğradılır və oktan ədədi 80-dan aşağı olmayan 80%-ə (kütlə) (və ya kokslaşma xammalına görə 16*0,8=12,8%) qədər yüksək oktan ədədli benzin alınır. Kerosin- qazoyl fraksiyası kükürdlü və doymamış birləşməlrdən hidrotəmizləmə yolu ilə təmizləndikdən sonra dizel yanacağı üçün komponent kimi istifadə edilir Sonuncunun Çixımı 95% (kütlə) (və ya kokslaşma xammalına görə 26*0,95=24,7%) çatır. Ağır qazoyl katalitik krekinq və ya hidrokrekinq prosesi uçün xammal komponenti rolu oynaya bilər. Katalitik krekinq nəticəsində 40-45% (kütlə) benzin və 20% (kütlə) yüngül qazoyl, ümumən isə 60-65% (kütlə) açıq rəngli məhsullar (və ya kokslaşma xammalına görə 23*0,6=13,8%) alınır Nəticədə kokslaşma məhsullarından emaldan sonra əlavə olaraq xammala görə 12,8+24,7+13,8=51,3% (kütlə) açıq rəngli məhsullar alınır.
Əgər qudron neftin 30%-ni təşkil edirsə, onda neftə görə əlavə açıq rəngli maddələrin çıxımı 51,3*0,3=15,4% təşkil edəcəkdir. Beləliklə, kokslaşma neftin dərin emalının bir yolu kimi də istifadə edilə bilər.
Kokslaşma prosesi neft koksunun alınması məqsədi ilə daha geniş yayılmışdır. Koksun tərkibində kükürdün miqdarı normalaşdırıldığından az kükürdlü neftlərin kokslaşdırılması daha məqsədə uyğun hesab edilir. Kömür əsasında alınan koksa (pek kimi adlandırılan) nisbətən, daha ucüz və yüksək keyfiyyətli neft əsaslı koksa tələbat daha yüksəkdir və durmadan artır. Koksun əsas istifadə sahəsi alüminium sənayesidir: koks alüminium filizlərindən aluminium alınması prosesində reduksiya edici kimi (anod kütləsi) xidmət edir. Aluminium istehsalında koksun xüsusi sərfi kifayət qədər yüksək olub 1 tona 550-600 kq təşkil edir. Koksun digər istifadə sahələrinə misal olaraq onun polad əritmə sobaları üçün qrafit elektrodların hazırlanması üçün xammal kimi, karbidlərin (kalsium, silisium) və hidrogen sulfidin alınmas, üçün istifadəsini göstərə bilərik. Koksun xüsusi növləri aqressiv mühitlərdə işləyən kimyəvi avadanlıqların hazırlanmasında konstruksiya materialı kimi istifadə edilir.
Sənayedə kokslaşma prosesi üç tip qurğuda həyata keçirilir:

1. 
   fasiləli olaraq koks kublarında;
   
2. 
   yarım fasiləsiz olaraq qızdırılmayan koks kameralarında;
   
3. 
   fasiləsız olaraq koks-istilikdaşıyıcısının psevdoqaynar layında.
   

Lakin, dünya təcrübəsində geniş istifadə edilən tədrici kokslaşma prosesidir. Belə ki, bu proses nəticəsində koks iri hissələr şəklində alınır və onun sonrakı gözərdioməsi üçün yararlı olan ölçülərə (adətən 25 mm və daha yüksək) görə çeşidlənməsi asanlaşır.
Kokslaşma xammal kimi mazutun emalının ağır məhsulu olan qudronun 495- 510°C temperaturda verildiyi kameralarda həyata keçirilir (şək. 4.6).
Koks kameralar, silindrik şaquli aparat olub 0,18-dən 0,6 MPa işçi təzyiqə hesablanmışdır. Onların daxili diamatri 4,6-5,5 m, hündürlüyü isə 27-28 m olur. Kamera silindrik korpusdan və iki dibdən (sferik və aşağı konik) ibarətdir.
Kamera iki layl, poladdan hazırlanmışdır; daxili leğirlənmiş üzlüyün qalınlığ, 2-4 mm təşkil edir. Kameraların 4/5 hissəsi cüt-cüt koksla doldurulur; doldurulma müddəti ilkin xammalın kokslaşdırılmasından asılı olaraq 24-36 saat təşkil edir.
İki işlək kamera koksla dolduqdan sonra sistemdən dördyollu kran vasitəsilə, sobalardan gələn xammal axınının fasiləsizliyi pozulmadan ayrılır.
Koksla doldurulmuş kamera boşaldılmaq üçün aşağıdakı kımı hazırlanır, koks kütləsindən neft buxarların, kənarlaşdırmaq üçün kamera 30-60 dəqiqə ərzində su buxarı ilə yfürülür. Bu buxarlar kolona göndərilir, üfürmənin sonunda isə qazayırıcı borulu tutumdan atmosferə çıxarılır. Koksun soyudulması məqsədi ilə kameranın yuxarı hissəsi 200-250°C-yə qədər soyudulur, sonra isə ona qızmış kameradan suyun buxarlanmas, kəsilənə qədər su verilir (bu isə tutumun axar borusunda suyun olması ilə müəyyən edilir).
Koksun boşaldılmas, üçün hidravlik üsuldan -10-15 MPa təzyiq altında verilən su şırnaqlarının kəsici qüvvəsindən istifadə edilir. Bu məqsədlə kameralar üzərində qazma avadanlığını bərkitmək üçün 40 m hündürlüklü qazma buruqları quraşdırılır. Kameralar soyudulduqdan sonra aşağ, və yuxar, lyuklar açılır və koksun boşaldılması əməliyyatına başlanılır (şək. 2):

1. 
   hirodolot vasitəsilə koks layında mərkəzi quyu qazılır və hidrokəsıcının sərbəst keçidi üçün o daha da genişləndirilir;
   
2. 
   koksun əsas kütləsi güclü su şırnağının kamera divarlarına yönəldən hıdrokəsıcı alətin hərəkət etdirilməsi yolu ilə kənarlaşdırılır. Şəkil 4.8-də sözü gedən qurğularda istifadə edilən ГPУ-2 hıdrokəsicınin sxemi verilmişdir.
   

Koksun və suyun kamera altından kənarlaşdınlması üçün 30° bucaq altında yerləşdirilmiş, polad təbəqə ilə üzlük çəkilmiş dəmirbeton qurğu nəzərdə tutulmuşdur. Su ayrıldıqdan sonra koks qurğudan vaqonetkalar və ya yük maşınları ilə kənarlaşdırılır. Su ayrılıb fıltrləndikdən sonra qurğuda təkrarən istifadə edilə bilər. Daha təkmilləşmiş sistemə görə koksun drenaj suyu ilə birgə kənarlaşdınlması, koks hissələrin ölçülərinə görə növləşdirilməsi (>25 mm, 25-6 və 6-0 mm) və həddən artıq böyük hissələrin xırdalanması (>250 mm) əməliyyatlarının konbinə edilməsi nəzərdə tutulmuşdur.



Şəkil 2. Koks kamerası Şəkil 3. Hidrokəsici



Şəkil 4. Koksun nəql sistemi

Tədrici kokslaşma qurğusunda koksun nəqli sistemində (şək. 4.9) su və koks axını 1 kameralarının aşağı lyuklarından xırdalayıcı 2 aqreqatına daxil olur. Burada daha böyük hissələr 250 mm-dən çox olmayan ölçülü hissələrə qədər xırdalanır. Yığıcı bunker 3-dən koks drenaj qurğuları ilə təmin olunmuş 4,5,7 və 8 lentli konveyerlərinə tökülür və daha sonra elevator ilə müvafiq fraksiyalara ayırmaq üçün 6 aparatına verilir. Konveyerlərdə drenaj edilən su 14 filtr-çökdürücüsündə çökdürülür. Anbar 9-dän koks 10 qidalandırıcısından 11 konveyeri vasitəsilə 12 vaqonuna boşaldılır.
Sənaye prosesinin əsas göstəriciləri və faktorlan. Kameranın iki təzyiqdə işləməsi imkanı nəzərdə tutulub: az qətranlı xammalın emalı zamanı = 0,4 MPa, yüksək qətranlı xammalın emalı zamanı = 0,18MPa. Az qətranlı xammaldan az miqdarda koks və çoxlu parçalanma məhsulları alınır. Odur ki, buxarların həddən artrtq böyük sürətinin və kamerada olan məhsulun kolona atılmasının qarşısını almaq məqsədi ilə təzyiq daha yüksək saxlanılır. Belə ki, azkükürdlü nefti ilə işlədikdə koksun çıxımı cəmi 12,5% təşkil edir. Romaşin neftinin krekinq-qalığı ilə işlədikdə isə koksun çıxımı 33% təşkil edir. Müvafiq olaraq qazın,benzinin və yüngül qazoylun ümumi çıxımı az qətranlı xammal üçün 60,3%, qətranlı xammal üçün isə 37,0% təşkil edir.
Termiki və ya katalitik krekinqin ağır qazoyllarının kokslaşması zamanı yüksək təzyiqdən istifadə edilməsi həlledici rol oynayır. Belə ki, xammal 495- 510°C temperaturda kameranın girişində və 440-460°C temperaturda kameranın çıxışında, həmçinin atmosfer təzyiqinə yaxın təzyiqdə əsasən qaz fazäda olacaqdır. Bu zaman koksun çıxcımı aşağı olacaqdır. Misal üçün, termiki mənşəyə malik olan ağır qazoylun avtoklavda, atmosfer təzyiqində kokslaşması zamanı 7,9% koks və 82,6% distilyat alınır (9,5% qaz və itgi ). Eyni xammaldan 0,3 MPa təzyiqdə 15,9% koks, 70,2% distilyat və 13,9% qaz alınır.
Koksun çıxımına və keyfiyyətinə xammalın dövr etdirilmə əmsalı böyük təsir göstərir. Adətən o 0,2 ilə 0,6 arasında dəyişir. Daha kiçik göstəricilər «sıravi» koksun alınması zamanı qalıq xammala (qudronlar) uyğun gəlir. Yüksək növlü «iynəli» koksun alınması zamanı aromatlaşmış distillə xammalından istifadə edilir. Onun dövr etdirilən xammal ilə durulaşdırılması koksun keyfiyyətinə müsbət təsir göstərir, çünki reaksiya zonasında olan xammal ilkin xammala nisbətən daha ağır aromatik karbohidrogenlərlə zəngin olur.
Koksun keyfiyyəti xammalın sobada qızdırılma temperaturundan əhəmiyyətli dərəcədə asılıdır. Kameranın girişində temperatur yüksək oldquca koksda uçucu komponentlərin miqdarı az, mexaniki möhkəmliyi isə yüksək olur. Lakin bu temperatur boruların kokslaşması mümkünlüyü, həmçinin kamerada tələb olunan keyfiyyətə uyğun gəlməyən koksun əmələ gəlməsi ilə məhdudlaşır.
Koksun keyfiyyət göstəricilərinin sobada xammalın qızdırılma temperaturundan asılılığı aşağıda verilmişdir:

Göstəricilər	490^oC	500^oC	510^oC
Uçucuların çıxımı,% Sıxılmaya qarşı müvəqqəti müqavimət, MPa Sıxlıq, kq/m^3 Məsaməlilik, %	10,0 ≈ 5 700 50	7,8 ≈ 8 850 40	6,8 ≈ 10 950 33

Xammalın kameraya verilmə həcmi sürəti birbaşa qovma qalıqları üçün 0,12-0,13 saat’¹, krekinq qalıqlar üçün isə 0,08-0,1 saat'¹ təşkil edir.