СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВАНАДИЯ ИЗ НЕФТЯНОГО КОКСА

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВАНАДИЯ ИЗ НЕФТЯНОГО КОКСА


RU (11) 2033449 (13) C1

(51) 6 C22B34/22 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 5049311/02 
(22) Дата подачи заявки: 1992.05.28 
(45) Опубликовано: 1995.04.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Патент США N 4389378, кл. G 01G 31/00, 1984. 2. Патент США N 4472360, кл. G 01G 31/00, 1984. 3. Патент США N 4816236, кл. G 01G 33/00, 1990. 4. Ситникова Г.Ю. и др. Роль термоокисления в процессе извлечения ванадия из нефтяного кокса /твердых нефтяных остатков/. - Нефтехимия, т.30, N 4, 1990, с.449-452. 
(71) Заявитель(и): Всесоюзный нефтяной научно-исследовательский геологоразведочный институт 
(72) Автор(ы): Рюмин Александр Александрович[CП] 
(73) Патентообладатель(и): Всесоюзный нефтяной научно-исследовательский геологоразведочный институт 

(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВАНАДИЯ ИЗ НЕФТЯНОГО КОКСА 

Изобретение относится к способу извлечения ванадия из нефтяного кокса. Сущность: нефтяной кокс измельчают до максимального размера частиц 100 мкм, затем подвергают термической обработке при 380 - 420°С при подаче воздуха в течение 2 - 6 ч и выщелачиванию в растворе серной кислоты в течение 2 - 3 ч при Т : Ж 1 : 3 и температуре 90 - 100°С. 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области переработки нефти и может быть использовано при утилизации нефтяных коксов, полученных из ванадиеносных нефтей.

Известны способы извлечения ванадия из нефтяного кокса путем смешивания с солями щелочных металлов, обжига шихты при температуре ниже точки плавления добавляемых солей и последующего перевода ванадия в водный раствор, откуда он может быть осажден известными способами [1, 2] Недостатком этих способов является потеря значительной части углерода кокса при обжиге и невозможность его дальнейшего использования.

Известен способ извлечения ванадия из нефтяного кокса путем полной газификации кокса, получения золы и горючего газа и извлечения ванадия из золы [3] Углерод кокса переводится в горючий газ и не может быть использован как восстановитель в металлургии, как абсорбент в химическом производстве или как наполнитель в резиновой промышленности.

Наиболее близок к заявляемому способ переработки нефтяного кокса, включающий термическую обработку в присутствии воздуха при температуре 425-575оС в течение 0,5-2 ч, дальнейшую обработку в 20%-ном растворе H2SO4 при Т:Ж=1: 10 в присутствии NaOCl при температуре 70-80оС в течение 4 ч [4] В результате из нефтяного кокса извлекали ванадий до 84% Значительным недостатком способа является применение реактива NaOCl в качестве окислителя, который в реальных условиях производства частично разлагается, с загрязнением хлором атмосферы. Применение больших объемов растворов H2SO4 при Т:Ж=1:10 в течение 4 ч делало малопроизводительной работу измельчающего оборудования.

Цель изобретения уменьшение загрязнения атмосферы и повышение производительности.

Поставленная цель достигается тем, что нефтяной кокс измельчают до размеров <100 мкм, выдерживают в присутствии воздуха при температуре 380-420оС в течение 2-6 ч, подачу воздуха регулируют так, чтобы потери массы кокса составили 40-70% термированный кокс выщелачивают в течение 2-3 ч при Т:Ж от 1:3 до 1:5 и температуре 90-100оС.

Нефтяной кокс (термоконтактного крекинга, замедленного коксования или другого происхождения) измельчают при помощи конусной инерционной дробилки или шаровой мельницы до получения максимальных размеров частиц 100 мкм. Повышение удельной поверхности измельченного кокса способствует дальнейшему развитию пор и сложного рельефа поверхности в процессе термической обработки и облегчает диффузию ванадия. При термировании 40-70% массы кокса теряется за счет выгорания углерода. При этом ванадий из выгоревшей части кокса переходит в зольную фазу в виде водно- и кислотно-растворимых соединений. Мягкие условия термирования при температуре 380-420оС позволяют создать условия для предотвращения уноса ванадийсодержащей золы. Ванадий из оставшейся части кокса в результате частичного окисления при термической обработке и при наличии высокой удельной поверхности также частично переходит в окисленные водно- и кислотно-растворимые формы.

Термическую обработку измельченного кокса проводят в трубчатой печи при температуре 380-420оС. Доступ воздуха в печь регулируют таким образом, чтобы за 2-6 ч потери массы кокса составили 40-70% Максимальное извлечение ванадия 87-92% достигается при потере массы кокса 55-70% Выщелачивание термированного кокса проводят в открытом сосуде с перемешивающим устройством. Термированный кокс смешивают с раствором серной кислоты концентрацией 10-30 г H2SO4 на 100 г H2O. Т:Ж поддерживают в интервале от 1:3 до 1:5. Процесс выщелачивания проводят в течение 2-3 ч при 90-100оС. Оставшийся после извлечения ванадия углерод может быть использован в химическом производстве и в резиновой промышленности.

По сравнению со способом по прототипу снижается масса жидкой фазы при выщелачивании с 10 до 3-5 мас.ч. на 1 мас.ч. твердой фазы, сокращается экспозиция с 4 до 2-3 ч, что позволяет более производительно эксплуатировать оборудование. По предлагаемому способу не применяется гипохлорид натрия и не происходит загрязнения хлором атмосферы при его разложении.

Условия реализации способа определены экспериментально и приведены в таблице (примеры 1-8). Снижение температуры термирования ниже 380оС приводит к снижению извлечения ванадия (пример 10) по сравнению с заявляемыми условиями процесса (примеры 1-8). Повышение температуры термирования выше 420оС не приводит к повышению извлечения ванадия по сравнению с заявляемыми условиями и нецелесообразно из-за возрастания затрат электроэнергии (пример 11).

Ограничение подачи воздуха при термировании и снижение за счет этого потери массы кокса ниже 40% приводят к снижению извлечения ванадия из кокса (пример 12). Повышение подачи воздуха с целью повысить потерю массы кокса при термировании приводит к сокращению массы и потере остаточного углерода, в то время как извлечение ванадия может возрасти только на 8% (с 92 до 100% ). Поэтому нецелесообразно повышение потерь массы кокса из-за высоких потерь остаточного углерода и малого прироста извлечения ванадия.

Сокращение экспозиции менее 2 ч не позволяет достичь потери массы кокса 40% в результате снижается извлечение ванадия (пример 13). Превышение экспозиции свыше 6 ч не приводит к возрастанию извлечения ванадия при прочих равных условиях (пример 14).

Понижение отношения Т:Ж ниже 1:5 при выщелачивании (повышение массы раствора серной кислоты на единицу массы кокса) нецелесообразно, поскольку не приводит к повышению извлечения ванадия (пример 15). Возрастание отношения Т: Ж при выщелачивании выше 1:3 (уменьшение массы раствора серной кислоты на единицу массы кокса) приводит к снижению извлечения ванадия из кокса (пример 16).

Выход за нижний предел температурного интервала выщелачивания сокращает скорость перевода ванадия в раствор и извлечение ванадия падает (пример 17). Верхний предел температурного интервала ограничен точкой кипения разбавленного раствора серной кислоты 100оС. Применение экспозиции выщелачивания выше 3 ч не приводит к повышению извлечения ванадия (пример 18). Сокращение экспозиции ниже 1 ч не позволяет завершиться реакции выщелачивания ванадия (пример 19).

Использование нефтяного кокса крупностью выше 100 мкм с пониженной удельной поверхностью замедляет реакцию выщелачивания из кокса и понижает извлечение ванадия (пример 20).

П р и м е р 1. Берут высокосернистый нефтяной кокс термоконтактного крекинга и измельчают при помощи конусной инерционной дробилки до размеров частиц менее 100 мкм. Помещают кокс в барабанную печь с температурой в наиболее горячей части 380оС. Ведут процесс термирования так, чтобы кокс находился в горячей части печи 2 ч. Доступ воздуха в печь регулируют так, чтобы потеря массы кокса составила 40% от исходного. Термированный кокс охлаждают на воздухе. В открытом сосуде с перемешивающим устройством проводят выщелачивание в 20% -ном растворе H2SO4. Экспозиция выщелачивания 2 ч, температура 90оС. Полученный раствор отделяют от нерастворимого остатка фильтрованием. Извлечение ванадия в раствор составило 70% раствор направляют на производство технической пятиокиси ванадия известными методами. Нерастворимый остаток после высушивания может быть использован в химической промышленности.

Предлагаемый способ позволяет извлекать ванадий из нефтяного кокса на 69-92% при выходе остаточного углерода 60-30% от массы исходного кокса. Сохранение части углерода кокса повышает экономические показатели всего процесса. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВАНАДИЯ ИЗ НЕФТЯНОГО КОКСА, включающий термическую обработку в присутствии воздуха и последующее выщелачивание в растворе соляной кислоты, отличающийся тем, что нефтяной кокс измельчают до максимального размера частиц 100 мкм, термическую обработку ведут при 380-420oС в течение 2 6 ч при регулировании подачи воздуха, соответствующем потерям массы кокса 40 70% выщелачивание осуществляют в течение 2-3 ч при Т Ж 1 (3 5) и температуре 90-100oС.


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал
Устройства и способы извлечения цветных, редкоземельных и благородных металлов






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска: "и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+извлечение -золота".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "золото" будут найдены слова "золотой", "золотое" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("золото!").




Рейтинг@Mail.ru