На головну

 Розробка та дослідження процесу виділення нафталіну та інших летких речовин з конденсату вакуум-содової сіркоочищення - Біологія і хімія

А.Ф.Гре6енюк (ДонДТУ), Ю.І.Елісеев, П.Ф.Касторний, А.В.Квасов, В.І.Мілютін (Авдіївський коксохімічний завод) і В.Ф.Шіпіцин (Коксохімстанція)

Досвід роботи цехів сіркоочищення показує, що при незадовільному охолодженні коксового газу в кінцевих газових холодильниках відбувається накопичення нафталіну і смолянистих речовин в поглинаючому розчині, що тягне за собою погіршення роботи абсорберів, регенераторів, конденсаторів-холодильників і вакуум-насосів.

Виділення нафталіну і смоли з поглинаючої розчину шляхом відстоювання являє собою складну задачу, тому що вони утворюють з лужним розчином стійку емульсію. Тим часом існує ефективне рішення цієї задачі, засноване на повній десорбції нафталіну з поглинаючої розчину при нагріванні його під вакуумом в регенераторі і подальшої конденсації пари в конденсаторах-холодильниках. У результаті реалізації цих процесів нафталін концентрується в барометричному конденсаті, з якого він може бути виділений порівняно легко, наприклад відстоюванням.

Завдяки істотній різниці густин нафталіну і водного конденсату і порівняно невеликому обсягу останнього (~ 7% від обсягу поглинаючої розчину) забезпечується висока ефективність процесу. Одночасно з нафталіном з конденсату виводяться й інші компоненти кам'яновугільної смоли, витягнуті з коксового газу в скрубберах. Таким чином, попереднє відстоювання барометрического конденсату від нафталіну і кам'яновугільних масел перед змішуванням його з регенерованим розчином може бути ефективним засобом поліпшення роботи сіркоочистки.

Крім "органіки" барометричний конденсат містить в розчиненому стані сірководень і ціанід водню, кількість яких залежно від умов досягає 30% від витягується з коксового газу в скрубберах. При смешіваш і конденсату з регенерованим розчином концентрація сірководню і ціаніду водню в ньому зростає, що сприяє утворенню баластних солей і погіршення поглинальної здатності розчину. Для зменшення цього негативного ефекту представляється доцільним здійснювати десорбцію сірководню та ціаніду водню з конденсату обробкою його парою під вакуумом в спеціальному апараті, наприклад в наса-дочной колоні.

На Авдіївському коксохімічному заводі нами були проведені лабораторні дослідження процесів виділення з барометричного конденсату нафталіну відстоюванням, а також сірководню і ціаніду водню - десорбцией при нагріванні під вакуумом. Конденсат відбирали з барометричної труби, по якій він стікає з конденсатора-холодильника в барометричний, збірник, за допомогою спеціального пробовідбірника. Пробу конденсату об'ємом 0, 5 л поміщали в склянку, де вона відстоювалася протягом певного часу, а потім розділялася декантацією на водну і органічну фази. За виміряним масою і об'ємом фаз, щільності органіки і водного конденсату розраховували ступінь поділу. Вона склала: при відстоюванні протягом 1 год 0, 35; 3 ч 0, 7; 5 ч 0, 95.

У 1989 р на Авдіївському заводі в цеху сіркоочистки №2 була установка для виведення органічних сполук з барометричного конденсату. Основним апаратом цієї установки є сепаратор, що представляє собою циліндричний резервуар, забезпечений штуцерами для введення конденсату і виведення продуктів поділу. Конденсат надходить самопливом з барометрического збірника в середню частину відстійника, де під дією гравітаційних і відцентрових сил відбувається відділення "органіки", що має щільність 1060 кг / м3, від конденсату. Очищений конденсат виводиться з верхньої частини відстійника і надходить самопливом в збірник регенерованого розчину, а "органіка" періодично відкачується з нижньої частини відстійника насосом в автоцистерну і надходить у СМОЛОПЕРЕРОБНИЙ цех.

Результати обстеження роботи установки наведені в таблиці. Аналіз цих даних показує, що установка забезпечує виділення з барометричного конденсату до 98% міститься в ньому "органіки". Щільність її становила 1055- 1069 кг / м3, температура початку кристалізації 37 ° С. За даними хроматографічного аналізу, вона містить 1-4% легких ароматичних вуглеводнів, 33-44% нафталіну, 9-11% метилнафталіном, 8-10% аценафтена, б-8% флуорен, антрацену та фенантрену.

Методика лабораторних досліджень процесу десорбції сірководню та ціаніду водню полягала в кип'ятінні певного обсягу барометрического конденсату в колбі під вакуумом 70-80 кПа з наступним визначенням вмісту компонентів у вихідному конденсаті і після кип'ятіння. Лабораторна установка включала конічну колбу об'ємом 1 л, нагрівач, водяний холодильник, збірник вторинного конденсату і вакуум-насос.

Для виконання досвіду в колбу заливають 0, 5 л барометрического конденсату, очищеного від нафталіну і смолянистих речовин відстоюванням. Інтенсивність нагрівання регулювали таким чином, щоб кипіння конденсату протікало спокійно, без перекидань його в холодильник. Після закінчення досвіду визначали об'єми рідини в колбі і збірнику, вміст сірководню, ціаніду водню і нафталіну у вихідному конденсаті, залишок після кип'ятіння і у вторинному конденсаті.

У вихідному конденсаті концентрація компонентів коливалася в межах, г / л: 1, 2-2, 5 сірководню; 0, 9-1, 8 ціаніду водню; 0, 04-0, 09 нафталіну. При вакуумі в колбі 81-82 кПа, температурі кип'ятіння 58-60 ° С і ступеня упаривания конденсату 4-10% ступінь десорбції становила,%: 75-98 сірководню; 50-90 ціаніду водню; 80-90 нафталіну.

Очищений таким чином конденсат доцільно використовувати в якості теплоносія в циклі "первинні газові холодильники -регенератори сіркоочистки" замість поглинаючої розчину. Така заміна дозволить зменшити інтенсивність процесів утворення баластових солей в поглинаючому розчині і корозії трубопроводів, а також збільшити ефективність теплообміну в первинних газових холодильниках. В даний час в цеху сіркоочистки №2 Авдіївського коксохімічного заводу закінчується монтаж дослідно-промислової установки для десорбції сірководню, ціаніду водню і летючих органічних речовин з барометричного конденсату, на якій будуть продовжені дослідження процесу. Таким чином, виконані в лабораторних і виробничих умовах дослідження показали, що нафталін та смолисті речовини, уловлювані при промиванні коксового газу в скрубберах содовим розчином, можуть бути ефективно виділені з системи шляхом відстоювання барометрического конденсату перед його змішуванням з регенерованим розчином. Навіть при порівняно високій температурі коксового газу в сірчаних скрубберах (50-55 ° С) кількість органічної фази, що виділяється з барометричного конденсату в сепараторі, становить 20-25% від вмісту нафталіну і смолянистих речовин в коксовому газі. При більш низьких температурах коксового газу в скрубберах з нього може бути виділено 60- 70% нафталіну і смолянистих речовин.

Грунтуючись на результатах досліджень, автори вважають за можливе і доцільне суміщення кінцевого охолодження коксового газу з попереднім очищенням його від сірководню і ціаніду водню промиванням в кінцевих газових холодильниках охолодженим поглинювальним розчином сіркоочистки. Після регенерації в окремому регенераторі з висновком нафталіну і смолянистих речовин за розробленою технологією цей розчин може ефективно охолоджуватися в водяних холодильниках, не вимагаючи частих чисток останніх. Виділені в регенераторі гази переробляються разом з сірководневим газом існуючої сіркоочистки в сірчану кислоту.

Таким чином, стає можливою реалізація двоступеневої схеми очищення коксового газу від сірководню і ціаніду водню на діючих підприємствах без установки додаткових скрубберов з одночасним вирішенням відомих проблем кінцевого охолодження газу. Розроблена авторами технологія очищення барометрического конденсату сіркоочистки від нафталіну, смолистих речовин і розчинених газів захищена патентами Російської Федерації та України.

 Досвід Місце відбору конденсату

 Вміст у конденсаті

 нафталіну, г / л

 Вміст у конденсаті

 смолистих речовин, г / л

 1 Після конденсаторів-холодильників №1 1, 824 9, 1

 Після конденсаторів-холодильників №2 1, 216 7, 64

 Після установки виведення органічних речовин 0, 288 0, 035

 2 Після конденсаторів-холодильників №1 0, 597 0, 696

 Після конденсаторів-холодильників №2 1, 707 8, 863

 Після установки виведення органічних речовин 0, 128 0, 087

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://masters.donntu.edu.ua/

© 8ref.com - українські реферати
8ref.com