Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций
Каталог

Обратная связь

Я ищу:

Содержимое электронного каталога российских диссертаций

Диссертационная работа:

Зарипов Наиль Назифович. Исторические этапы совершенствования техники и технологии производства отечественных твердых нефтяных углеродистых материалов : диссертация ... кандидата технических наук : 07.00.10 / Зарипов Наиль Назифович; [Место защиты: Уфим. гос. нефтяной техн. ун-т]. - Уфа, 2008. - 164 с. : ил. РГБ ОД, 61:08-5/819


Для получения доступа к работе, заполните представленную ниже форму:


*Имя Отчество:
*email



Содержание диссертации:

Введение 4

Глава 1. Исторические этапы развития производства нефтяного кокса 9

методом замедленного коксования

1.1. Влияние причинно-следственных факторов на развитие отечествен- 9
ного производства нефтяного кокса

  1. Качественные характеристики нефтяного кокса 10

  2. Исторические аспекты расширения сферы использования неф- 15 тяного кокса различного качества

1.2. Исторические этапы интенсификации производства нефтяного кок- 23
са методом замедленного коксования

1.3. Анализ причин снижения эффективности работы УЗК 26
Глава 2. Этапы интенсификации процесса замедленного коксования тя- 35
желых нефтяных остатков в необогреваемых реакторах

2.1. Исторические аспекты развития представлений о механизме 36
образования нефтяного кокса

  1. Исторические этапы исследований влияния основных параметров 42 процесса замедленного коксования на эффективность работы УЗК

  2. Исторические аспекты изучения условий коксования нефтяных ос- 54 татков в необогреваемых реакторах

  1. Влияние времени пребывания сырья в необогреваемом реакторе 54 на качество нефтяного кокса

  2. Влияние конструкций реакторов коксования на теплотехниче- 61 ские аспекты формирования нефтяного кокса

  3. Влияние режима охлаждения на качество кокса 70

2.4. Исторические аспекты совершенствования процесса замедленного 72
коксования

Глава 3. Эволюция создания и совершенствования конструкций реакто- 79 ров коксования

3.1. Исторические аспекты изменения термодинамической обстановки в 87
оболочках реакторов коксования в процессе их эксплуатации

3.2..Анализ результатов первого системного исследования состояния ре- 99
акторов коксования

  1. Анализ состояния реакторов УЗК типа 21-10/600 КНПЗ 99

  2. Анализ состояния реакторов коксования УЗК типа 21-10/6 КНПЗ 100 3.3. Анализ исторических этапов по методам повышения надежности 101

работы реакторов коксования

  1. Исторические аспекты разработки технических решений, на- 101 правленных на повышение долговечности работы реакторов коксования

  2. Анализ результатов исследования работы реакторов коксования 106 с внутренним теплозащитным устройством

Глава-4. Исторические аспекты развития процесса гидравлического уда- 110 ления нефтяного кокса из реакторов УЗК

  1. Основные требования, предъявляемые к процессу гидравлической 111 выгрузки нефтяного кокса из реакторов коксования

  2. Исторические этапы и перспективы совершенствования конструк- 115 ций гидравлических инструментов

  3. Исторические аспекты совершенствования технологии гидравличе- 121 ской выгрузки нефтяного кокса из реакторов

  4. Исторические этапы совершенствования приводов вращения и,вер- 131 тикального перемещения гидроинструмента в системах гидравлической выгрузки кокса

  5. Этапы совершенствования расчетов мощности приводов вращения 139 и вертикального перемещения гидравлических гидроинструментов

Выводы 144

Список использованных источников 146

Приложения 163



Введение диссертации:

В историческом аспекте развития и взаимосвязях различных отраслей промышленности происходят динамично изменяющиеся ситуации, оказывающие прерогативное влияние на технико-экономические показатели производств и рентабельность вырабатываемой продукции. Эффективность функционирования промышленных отраслей страны в значительной степени зависит от своевременного реагирования на изменение ситуаций как внутри страны, так и на внешнем экономическом рынке. Таким внешним проявлением в перспективе является тенденция сокращения объемов добычи жизненно важных видов сырья: нефти, угля, различных видов полезных ископаемых. В создавшейся ситуации и, особенно в перспективе ее развития, основной задачей во всех сферах производства является рациональное использование материальных ресурсов: топлива, энергии, сырья и материалов. Снижение энерго- и материалоемкости, повышение технико-экономической эффективности различных процессов и производства продукции в целом становится все более емким критерием качества научных исследований и проектно-конструкторских разработок. Промышленность может развиваться эффективно при условии опережающего совершенствования параметров технического уровня используемых технологий, что возможно лишь на основе глубокого и разностороннего технико-исторического анализа приоритетных направлений развития производств с точки зрения дальнейшего повышения его экономической эффективности.

Ярким примером этому служит развитие высокодоходных отраслей промышленности (производства алюминия, высококачественных марок сталей и цветных металлов) в больших объемах потребляющих углеродные материалы. В начальной стадии эти отрасли развивались с использованием пекового кокса, получаемого из углей. Однако в 30-х годах прошлого столетия стало очевидным [55], что объемы производства, качество пекового кокса и его стоимость являются сдерживающим фактором развития этих отраслей. Дефицит в углеродном сырье был также обусловлен его нарастающей востребованностью в других отраслях промышленности [120, 121, 124, 126]: химической, атомной, абразивной, а также при производстве бария, стронция, натрия и др.

Как показали исследования, наиболее эффективным решением проблемы обеспечения указанных отраслей промышленности высококачественным углеродным материалом является использование нефтяного кокса [21, 24, 40, 44...47, 54, 55, 76, 79, 98, 105, 106, 110...112, 120, 128, 149, 151,257, 258, 263].

Производство нефтяного кокса в СССР в промышленном масштабе началось более 80 лет назад в аппаратах, имеющих низкую производительность (ретортных печах, кубовых установках) [55]. По данным А.Ф. Красюкова [55], объемы производства, нефтяного кокса постепенно увеличивались: в 1926 г. — несколько тысяч тонн; 1932 г. - 20 тыс. т; 1941 г. - 80 тыс. т в год. Последние показатели были достигнуты за счет ввода в эксплуатацию кубовых установок, которые до 1956 г. были основными технологическими установками, вырабатывающими нефтяной кокс. Производительность этих установок по сырью составляла 30...50 т/сутки. Следует отметить, что кокс, производимый на.кубовых установках, по качественным показателям удовлетворяет требованиям потребителей. Однако, эти установки имеют целый комплекс недостатков, ограничивающих перспективу их использования: низкие технико-экономические показатели из-за высоких затрат ручного труда,низкого уровня механизации и автоматизации, низкой производительности, большой металлоемкости, а также повышенной пожаро- и взрывоопасное.

Опережающее развитие отраслей промышленности, в больших объемах потребляющих нефтяной- кокс, инициировало использование, в нефтеперерабатывающей промышленности более производительных промышленных установок замедленного коксования (УЗК).

Интерес к процессу замедленного коксования (ПЗК) за рубежом ^возник в 20...30 гг. прошлого столетия в связи с необходимостью углубления переработки нефти, увеличения выхода светлых нефтепродуктов. Наибольшее распространение в СССР и за рубежом получил процесс коксования нефтяных остатков в не-обогреваемых реакторах, который обладает целым комплексом преимуществ перед другими способами переработки: высокой производительностью, возможностью получения высококачественного нефтяного кокса и других нефтепродуктов, высоким уровнем автоматизации и механизации трудоемких работ и др. [34, 40, 55, 96, 106, 108, 121, 124,.126; 128, 327].

Наибольшее развитие ПЗК получил в США, где к 1968 г. находились в эксплуатации 28 УЗК, а объем производства с 1,0 млн т/год в 1945 г. [40, 120], увеличился до 105,6 млн т/год на начало 1999 г. [170, 171]. Причем наряду с крупнотоннажными установками, в эксплуатацию вводились установки производительностью 400...700 тыс. т/год по сырью.

В СССР процесс замедленного коксования начал интенсивно развиваться на 25...30 лет позднее, чем в США, что обусловлено экономическими аспектами ис-

торического развития государства. За 50-летний исторический период в СССР производство нефтяного кокса динамично развивалось. Однако дефицит в нефтяном коксе до настоящего времени остается на высоком уровне. Причина этой проблемы имеет комплексный характер и заключается не только в высоких темпах развития отраслей промышленности, потребляющих нефтяной кокс, количестве и мощностей УЗК, находящихся в эксплуатации, но и в эффективности работы установок: их производительности; физико-механических свойств и гранулометрического состава кокса, вырабатываемого на УЗК; долговечности и надежности работы реакторов коксования; эффективности процесса и оборудования систем гидравлической выгрузки кокса из реакторов и др.

В настоящей работе на основе обобщения и анализа историко-научного мате
риала воссоздана целостная картина становления и развития производства и по
требления нефтяного кокса за весь 50-летний исторический период использования
процесса замедленного коксования в СССР и в России. і,

В работе использованы архивные материалы институтов БашНИИ НП (ныне ГУП ИНХП РБ), ГУП Башгипронефтехим (ГУП БГНХ), ВНИИнефтемаш (г. Москва) и Уфимского филиала ВНИИнефтемаш (ныне ГУП «БашНИИнефтемаш»), Уфимского государственного нефтяного технического университета (УГНТУ)).

Актуальность темы. Значительную роль в повышении экономического могущества России играет нефтеперерабатывающая промышленность, продукты производства которой важны для успешного функционирования всего комплекса промышленного сектора государства. Актуальное значение имеет развитие и совершенствование процессов глубокой переработки нефти, обеспечивающих более эффективное использование нефтяных ресурсов страны. В этой связи замедленное коксование тяжелых нефтяных остатков является одним из основных динамично развивающихся в мировой практике процессов глубокой переработки нефти. Кроме газовых и дистиллятных фракций на установках замедленного коксования (УЗК) вырабатывается нефтяной кокс, который квалифицированно используется в базовых отраслях промышленности страны: алюминиевой, металлургической, химической, электродной и др. В этом аспекте повышение эффективности работы УЗК, увеличение объемов производства и улучшение качества нефтяного кокса является актуальной государственной задачей.

С 1986 г. по настоящее время в стране происходят глубокие перемены, вызван-ные становлением и развитием рыночных отношений, которые обусловили возникло-

7 вение целого комплекса трудностей в обеспечении высокодоходных отраслей промышленности страны качественным нефтяным коксом. Поэтому исследование специфики развития исторических этапов производства нефтяного кокса в предрефор-менный период и последующие годы представляет большую ценность для исторической науки и является актуальным для разработки прогнозных показателей развития процесса замедленного коксования (ПЗК) тяжелых нефтяных остатков. Цель и задачи исследований.

исследование исторических этапов становления-и динамики развития производства нефтяного кокса методом замедленного коксования в СССР и в России; анализ результатов научно-исследовательских работ по изучению специфики эксплуатации УЗК, ее влияние на производительность установок и качество нефтяного кокса, надежность и долговечность работы основного технологического оборудования, ответственного за технико-экономические показатели (ТЭП) работы УЗК в целом;

поиск комплексных технико-экономических решений, позволяющих повысить производительность установок при одновременном улучшении качества кокса. Решение поставленных целей предопределило следующие задачи исследований:

- систематизировать и обобщить в историческом аспекте результаты теоретических
и экспериментальных исследований в области повышения эффективности работы УЗК;

на основе анализа результатов эксплуатации УЗК, освоенных в СССР" в 1956... 1985 гг., выявить основные причины снижения эффективности их работы;

на основе изучения исторических этапов развития теории ПЗК, банка данных по научно-исследовательским работам, патентным материалам, проектным разработкам и результатам эксплуатации промышленных УЗК систематизировать в историческом плане комплексное влияние механотехнологических и теплотехнических взаимодействий на эффективность работы УЗК;

на основе анализа механотехнологических взаимодействий систематизировать в историческом аспекте результаты научно-исследовательских и проектно-конструкторских разработок на их соответствие технологии ПЗК, конструкциям реакторов коксования, технологии и систем гидравлической выгрузки кокса оптимальным условиям эксплуатации УЗК с точки зрения производительности и длительности межремонтного пробега установок, получения нефтяного кокса необходимого качества по физико-механическим свойствам и гранулометрическому составу;

на основе анализа исторических этапов совершенствования технологии

8 процесса и оборудования систем гидравлической выгрузки кокса из реакторов, выявить основные перспективные направления их дальнейшего совершенствования с точки зрения повышения надежности работы и выработки целевых крупнокусковых фракций кокса.

Научная новизна. Впервые на основе изучения исторических этапов развития теории ПЗК, банка данных результатов научно-исследовательских работ, патентных материалов, проектных разработок и результатов эксплуатации установок по производству нефтяного кокса методом замедленного коксования осуществлен анализ динамики развития технико-технологических и технико-экономических показателей работы УЗК в предреформенный период и в последующие годы становления в России рыночных отношений.

Установлено, что использование фрагментальных исследований отдельных химических, технологических, теплотехнических и механических аспектов производства нефтяного кокса без учета их взаимного влияния на структурные:и физико-механические свойства углеродного материала не позволяет достичь оптимальных результатов с точки зрения> получения высококачественного нефтяного кокса и высокой производительности УЗК. Показана необходимость разработки комплексных технологий процесса замедленного коксования, обеспечивающих пребывание в не-обогреваемом реакторе всего объема сырья в течение минимально необходимого времени коксования при удовлетворительных теплотехнических условиях.

Проанализировано материальное оформление реакторов коксования и установлено, что ни одна из используемых марок сталей, в том числе высоколегированная, при существующих технологических режимах не обеспечивает длительную долговечность и надежность работы данного типа аппаратов.

Выявлена возможность повышения надежности и долговечности работы реакторов при снижении дополнительных напряжений в оболочке аппаратов при использовании марок сталей для их изготовления с коэффициентом термического расширения (КТР) близким к КТР кокса, применения центрального ввода сырья коксования, регулирование расходов тепло- и хладоагентов при опрессовке и разогреве реакторов, пропарке и охлаждении массива кокса.

Впервые в историко-техническом аспекте выполнен анализ развития технологии процесса и оборудования систем гидравлической выгрузки кокса из реакторов с точки зрения увеличения выхода целевых крупнокусковых фракций нефтяного кокса, повышения производительности и надежности работы этих систем.

Реклама


2006-20011 © Каталог российских диссертаций