|
|
|
|
|
|
|
Автореферат по теме выпускной работыСОДЕРЖАНИЕ
1 АНАЛИЗ ТИПОВОЙ СХЕМЫ УЛАВЛИВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ КОКСОВАНИЯ 2 ОБЗОР ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО СОВЕРШЕНСТВОАНИЮ ПРОЦЕССОВ УЛАВЛИВАНИЯ ПРОДУКТОВ КОКСОВАНИЯ
2.2 ПРОИЗВОДСТВО СУЛЬФАТА АММОНИЯ 2.3 КОНЕЧНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ КОКСОВОГО ГАЗА 2.4 ОЧИСТКА КОКСОВОГО ГАЗА ОТ СЕРОВОДОРОДА И ЦИАНИСТОГО ВОДОРОДА ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК ВВЕДЕНИЕ Целью данной работы является разработка путей оптимизации улавливания продуктов коксования.Актуальность темы магистерской работы.Сегодня очень важной проблемой является взаимодействие коксохимии с окружающей средой. В связи с обострением экологической обстановки и дефицитом энергоресурсов в Украине усовершенствование технологии улавливания химических продуктов коксования представляется актуальной задачей. Проведенный нами анализ типовой схемы улавливания показывает, что многие ее недостатки могут быть устранены только за счет изменения последовательности улавливания химических продуктов. Новизна данной работы заключается в следующем.Предлагается схема, предусматривающая очистку коксового газа от сероводорода и цианистого водорода непосредственно после сжатия газа в газодувке. Эта схема может считаться оптимальной, т.к. она позволяет добиться значительного экологического и экономического эффекта без разработки новых технологических процессов: • резко снизить интенсивность коррозии трубопроводов и аппаратуры; • сократить количество вредных выбросов в атмосферу из градирен конечного охлаждения газа. Улучшение экономических и экологических показателей в цехах улавливания химических продуктов на действующих заводах может быть достигнуто установкой скрубберов Вентури для промывки коксового газа водосмоляной эмульсией, конечным охлаждением коксового газа в спиральных или кожухотрубчатых теплообменниках при орошении водосмоляной эмульсией, очисткой коксового газа от цианистого водорода водой в существующих КГХ полочного или насадочного типа с последующей децианизацией оборотной воды в регенераторах поглотительного раствора цеха сероочистки. 1 АНАЛИЗ ТИПОВОЙ СХЕМЫ УЛАВЛИВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ КОКСОВАНИЯ  Рис.1 Схема улавливания химических продуктов коксования (6 кадров, 7 повторений, размер 94,9 КВ, сделано в Microsoft GIF Animator) Приведем «стандартную» схему улавливания химических продуктов коксования, применяемую на большинстве коксохимических заводах стран СНГ. Коксовый газ из печей с температурой 10500С поступает в цех улавливания по двум или нескольким газовым потокам, каждый из которых имеет свою охладительную и улавливающую аппаратуру и нагнетатель газа. Для удобства обслуживания газопроводов и бесперебойной работы аппаратуры цеха улавливания газовые потоки взаимосвязаны. [1, 35] В газосборнике конденсируется высококипящая смола, происходит насыщение коксового газа парами воды. Жидкая фаза из газосборника с помощью сепаратора отделяется от газообразной и поступает в механизированный осветлитель. Коксовый газ после сепаратора поступает в первичные газовые холодильники (далее ПГХ), где за счет теплопередачи газ охлаждается от температуры 84-850с до 25-350С, при этом из коксового газа удаляются остатки каменноугольной смолы, нафталина и вода. Очищенный от туманообразной смолы в электрофильтрах и сжатый до необходимой величины в газодувке коксовый газ поступает в сульфатное отделение, где получают сульфат аммония. Также улавливаются пиридиновые основания. Далее коксовый газ поступает в конечный газовый холодильник (КГХ), где охлаждается от 650С до 25-350С, а также освобождается от нафталина. В бензольном отделении за счет абсорбции бензольных углеводородов каменноугольным поглотительным маслом из коксового газа поглощается сырой бензол. В дальнейшем, при дистилляции насыщенного каменноугольного масла (бензине) извлекают сырой бензол. [1, 56] После бензольного отделения коксовый газ отправляется на сероочистку (мышьяково-содовую или вакуум-содовую). В основном на заводах Украины используется сода, так как она обладает меньшей способностью образовывать балластные соли. Содержание балластных солей допускается до 200 г/л. Если содержание балластных солей в поглотительном растворе превышает допустимое, то он подвергается регенерации (накладывается вакуум, для того, чтобы сдвинуть равновесие основной реакции в сторону образования сероводорода). [1, 126] Благодаря хемосорбции извлекается сероводород из коксового газа, а в дальнейшем из сероводорода получают серную кислоту, сернистый аммоний или коллоидную серу. [2, 86] Однако, практика работы коксохимических предприятий показала, что данная схема улавливания химических продуктов далека от оптимальной и имеет серьезные недостатки, которые приводят к снижению технико-экономических показателей и ухудшению экологической обстановки на прилегающих территориях. Установленные в соответствии с проектной схемой электрофильтры (перед газодувкой или после нее) на большинстве заводов не работают, поэтому большое количество туманообразной смолы и нафталина поступает в последующую аппаратуру для улавливания химических продуктов, что нарушает нормальное протекание процессов и приводит к образованию различных отходов. Нафталин выпадает в виде кристаллов в трубопроводах и аппаратуре, забивает насадки скрубберов и градирен цикла конечного охлаждения газа, конденсационную аппаратуру в цехе вакуум-содовой сероочистки и в бензольном отделении, нарушает работу контрольно-измерительной аппаратуры и регулирующих устройств. При охлаждении газа в конечных холодильниках нафталин накапливается в охлаждающей воде и для его удаления требуются громоздкие отстойники или смолопромыватели. Однако из-за низкой эффективности этих процессов значительная часть нафталина поступает с водой в градирню и выдувается воздухом в атмосферу, другая часть уносится с газом в бензольное отделение и цех сероочистки. Наличие нафталина и смолы в оборотной воде конечного холодильника практически исключает возможность замыкания этого цикла из-за быстрого забивания водяных холодильников. [3, 98] Накапливающийся в поглотительном масле нафталин ухудшает работу бензольного отделения, а установка дополнительной нафталиновой колонны усложняет технологическую схему и требует значительных капитальных и эксплуатационных затрат. В цехе вакуум-содовой сероочистки нафталин и смолистые вещества откладываются на насадках в скрубберах, а также в конденсаторах-холодильниках, что в конечном итоге приводит к увеличению потерь сероводорода с обратным газом. Вместе с сероводородным газом они поступают в вакуум-насосы и способствуют образованию нагара в цилиндрах и клапанах, а это снижает эффективность их работы и требует периодических остановок для очистки. При мышьяково-содовой сероочистке нафталин и масла нарушают процесс флотации серы в регенераторах. Значительные трудности в работе цехов улавливания химических продуктов коксования по традиционной схеме связаны с размещением сероочистки в "ее хвосте". Наличие цианида водорода в коксовом газе обусловливает интенсивную коррозию трубопроводов и аппаратуры, образование свищей и, как следствие, потери химических продуктов, попадание их в атмосферу или подсосы воздуха в аппараты отделения регенерации, работающие под вакуумом. Цианид водорода и кислород способствуют образованию в поглотительном растворе сероочистки нерегенерируемых солей (роданидов, ферроцианидов, тиосульфатов и др.), для удаления которых приходится выводить часть раствора в отвалы, а потери компенсировать дополнительным расходом соды. На заводах с открытым водным циклом конечных газовых холодильников значительная часть цианида водорода растворяется в воде, а затем выделяется на градирне в атмосферу, что резко ухудшает экологическую обстановку и способствует коррозии металлоконструкций на прилегающей территории. Закрытие водного цикла конечных холодильников трудно реализуемо в существующих условиях из-за быстрого забивания водяных холодильников нафталином и смолой и, кроме того, не обеспечивает эффективного решения проблемы вредных выбросов, так как приводит к увеличению количества жидких отходов в цехах сероочистки и в бензольных отделениях. Наличие в коксовом газе цианида водорода, нафталина и смолистых веществ затрудняет работу сульфатного отделения, ухудшает качество сульфата аммония, способствует образованию кислой смолки. [4, 31] К недостаткам существующей технологии относятся также низкая степень утилизации вторичных источников тепла, большой расход технической воды и значительный объем промышленных сточных вод. Применяемый на коксохимических заводах способ обесфеноливания сточных вод малоэффективен и неэкономичен. [5, 33] Таким образом, получившая распространение на коксохимических предприятиях "классическая" схема улавливания химических продуктов коксования не обеспечивает требуемой очистки коксового газа и получения качественных продуктов, способствует образованию значительного количества вредных жидких отходов и газовых выбросов в атмосферу. Между тем только изменение последовательности улавливания химических продуктов по сравнению с классической схемой может обеспечить значительный экономический и экологический эффект. В связи с обострением экологической обстановки и дефицитом энергоресурсов в Украине выбор оптимальной схемы обработки прямого коксового газа представляется актуальной задачей. [4, 32]
 Рис.1 Варианты последовательности улавливания химических продуктов коксования при обычном давлении: ХНД — холодильник непосредственного действия; ТХ, КГХ - соответственно трубчатый и конечный газовый холодильники; ТХ1, ТХ2 — трубчатые холодильники 1 и II ступени; АВО — аппараты воздушного охлаждения; Н — нагнетатель; Э — электрофильтр; НП — нафталиновый промыватель; СА - сатуратор; АА, ЦС, СВ, БС — скрубберы соответственно аммиачный, циановый, Вентури и бензольный; ВСО, МСО, АСО — соответственно вакуум-содовая, мышьяково - содовая и аммиачная сероочистка Возможные варианты размещения установок для улавливания химических продуктов в технологической схеме коксохимического завода показаны на рисунке. Варианты 1—3 представляют собой разновидности классической схемы улавливания и различаются лишь типом первичных газовых холодильников, а также аппаратов для очистки газа от смолы, нафталина и аммиака. Варианты 4 и 5 предусматривают предварительную очистку газа от цианида водорода непосредственно после нагнетателей, что позволяет уменьшить его выбросы в атмосферу из градирни цикла конечных газовых холодильников, коррозию аппаратуры в бензольном и сульфатном отделениях, а также количество жидких отходов в цехе сероочистки. По варианту 6 вслед за промывкой газа в циановом скруббере производится очистка от сероводорода, что существенно облегчает работу конечных газовых холодильников, аммиачного (сульфатного) и бензольного отделений. Такой же эффект достигается и по варианту 7, предусматривающему размещение аммиачной сероочистки непосредственно после первичных холодильников. Следует, однако, отметить, что реализация последнего варианта требует тщательной очистки коксового газа от туманообразной смолы и нафталина, так как накопление их в поглотительном растворе резко снижает эффективность сероочистки. Кроме того, размещение большого числа аппаратов перед нагнетателями сопряжено с опасностью подсосов воздуха через неплотности и образования взрывоопасной смеси в системе. Этот недостаток устраним при размещении аммиачной сероочистки после нагнетателей, однако из-за нагревания газа при сжатии потребуется установка дополнительных газовых холодьльников. Определенные преимущества имеет вариант 6, так как эффективность вакуум-содовой сероочистки в меньшей степени зависит от температуры газа. Выполненный нами анализ показывает, что вакуум-содовый метод сероочистки предоставляет более широкие возможности с точки зрения как оптимизации схемы улавливания химических продуктов коксования, так и утилизации вторичных источников тепла. [6, 68] Разработанный ДонГТУ совместно с Авдеевским коксохимическим заводом способ вывода нафталина и смолистых веществ из поглотительного содового раствора позволяет рационально совместить сероочистку с конечным охлаждением коксового газа, существенно упростить работу последующих отделений, улучшить качество получаемых продуктов, сократить количество токсичных жидких отходов и газовых выбросов. [8, 35] 2 ОБЗОР ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО СОВЕРШЕНСТВОАНИЮ ПРОЦЕССОВ УЛАВЛИВАНИЯ ПРОДУКТОВ КОКСОВАНИЯ 2.1 ПЕРВИЧНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ КОКСОВОГО ГАЗАПрименяемые на коксохимических заводах схемы охлаждения газа отличаются типом газовых холодильников, числом ступеней охлаждения, конструкцией механизированных отстойников-осветлителей, а также способом обезвоживания и очистки от фусов смолы. Первые коксохимические заводы, построенные в нашей стране, имели отделения конденсации, оборудованные газовыми холодильниками непосредственного действия, что объясняется простотой конструкции их, сравнительно низкой металлоемкостью и высокой интенсивностью теплообмена. Недостатками этой схемы являются громоздкость оросительных холодильников для охлаждения оборотной аммиачной воды, неудовлетворительные санитарно-гигиенические условия и интенсивная коррозия оборудования на прилегающей территории из-за выделения большого количества паров в атмосферу, что и обусловило отказ от этой схемы улавливания и замену холодильников непосредственного действия трубчатыми холодильниками. Схемы охлаждения газа в холодильниках с вертикальными и горизонтальными трубами принципиально не отличаются друг от друга, однако первые требуют больших площадей для размещения холодильников с вертикальными трубами. Образующийся в них газовый конденсат из-за более высокой средней температурой менее насыщен аммиаком, сероводородом и другими кислыми газами, фенолами, что облегчает его переработку. С целью сокращения расхода технической воды разработаны схемы двухступенчатого охлаждения коксового газа – в первой ступени воздухом с помощью аппаратов воздушного охлаждения, а во второй – водой в трубчатых холодильниках, скрубберах Вентури или насадочных колоннах. Недостатком таких схем является потеря физического прямого тепла коксового газа, поэтому они не приемлемы для коксохимических предприятий с вакуум-карбонатной сероочисткой, являющейся крупным потребителем низко потенциального тепла. Большой интерес вызывает схема двухступенчатого охлаждения коксового газа, предложенная УХИНом. Отличие состоит в том, что после первой ступени газ очищают от туманообразной смолы в электрофильтрах, а также от аммиака и цианистого водорода. Это позволяет во второй ступени получать практически чистый конденсат, который после обесфеноливания может быть использован в оборотном цикле водоснабжения. При этом отпадает необходимость в аммиачном отделении, что является важным преимуществом схемы. [1, 115] 2.2 ПРОИЗВОДСТВО СУЛЬФАТА АММОНИЯ В зависимости от схемы охлаждения прямого коксового газа и улавлтвания из него аммиака различают три способа получения сульфата аммония: непрямой, прямой и полупрямой.При непрямом способе часть аммиака (20-30% от общих ресурсов) изымается из коксового газа конденсатом, который образуется при охлаждении газа в первичных газовых холодильниках до 25-350С, а другая часть (80-70%) обратной водой при промывке газа в аммиачных скрубберах. Надсмольная вода (газовый конденсат) и слабо аммиачная вода из скрубберов перерабатываются затем в аммиачных колоннах с получением паро-газовой смеси, состоящей из водяного пара, газообразного аммиака, углекислоты, сероводорода, цианистого водорода и других компонентов. Эта смесь поступает в сатуратор, где аммиак связывается с серной кислотой с образованием насыщенного раствора сульфата аммония и кристаллов соли, которые выводятся из дна аппарата с частью раствора на центрифугу, а после промывания и сушки передаются на склад. Этот способ получения сульфата аммония имеет большую гибкость процесса, что позволяет производить в зависимости от условий рынка сульфат аммония или концентрированную аммиачную воду, или одновременно два продукта в одном цеху. Важным преимуществом этого способа является производственная надежность. Кроме того, этот способ позволяет производить серную кислоту и пиридиновые основания из паро-газовой смеси, которая выходит из сатуратора по простой технологии. Однако косвенный способ имеет ряд недостатков: большие капитальные затраты, большое количество сточных вод, значительные потери аммиака с обратным газом. Из-за всех этих недостатков косвенный способ не нашел применения на заводах Украины, но в сочетании с аммиачной очисткой коксового газа от сероводорода от может быть перспективным. Прямой способ заключается в том, что весь аммиак, который образуется при коксования, удаляется из коксового газа серной кислотой до охлаждения в первичных газовых холодильниках. Из газосборника горячий коксовый газ поступает в электрофильтр для очистки от туманообразной смолы, а затем в сатуратор, где аммиак связывается серной кислотой с образованием насыщенного раствора и кристаллов сульфата аммония. Особенностью этого способа является то, что при охлаждении коксового газа после сатуратора в первичных газовых холодильниках конденсат, который образуется, не содержит аммиака и аммонийных солей и поэтому отпадает необходимость переработки его в аммиачный колонне. Отсутствие аммиачного отделения позволяет снизить расход пара, стоимость оборудования, а также уменьшить до минимума объем сточных вод. Однако широкого распространения этот способ не получил из-за значительных недостатков: наличие большого количества аппаратов, которые работают под разряжением, что повышает возможность подсоса воздуха и образования взрывоопасной смеси, увеличивает расход электроэнергии на транспортировку газа; интенсивная коррозия оборудования, которая обусловлена наличием в газе хлористого водорода и хлористого аммония; трудность очистки газа от смолы при высоких температурах и образования в сатураторе большого количества кислой смолки; большой объем аппаратуры из-за высокой температуры и влагосодержания газа; невозможность улавливания в сатуратор легких пиридиновых оснований из-за высокой температуры раствора и отсутствия аммиачной пары для его нейтрализации в пиридиновой установке. Наибольшее распространение на заводах Украины получил полупрямой способ производства сульфата аммония, который имеет преимущества, а иногда и недостатки прямого и косвенного способов. По этому методу коксовый газ после газосборника охлаждается в первичных газовых холодильниках до 25-350С, в результате чего водяной пар конденсируется практически полностью, а газовый конденсат, который образуется, растворяет до 20-30% аммиака, который содержится в прямом коксовую газе. Охлажденный газ подается нагнетателями в абсорбер, где остальной аммиак поглощается серной кислотой с образованием сульфата аммония. Полученные при переработке избыточной надсмольной воды аммиачные пары подаются частично к нейтрализатор пиридиновой установки, где аммиак также связывается серной кислотой. Таким образом, весь аммиак прямого коксового газа в результате перерабатывается на сульфат аммония. Недостатками этого способа производства сульфата аммония является необходимость переработки избыточной надсмольнои воды в аммиачных колоннах, которая требует значительного расхода пара и щелочи, а также образованию значительного объема сточных вод, которые в свою очередь требуют сложной очистки. В зависимости от аппаратурного оформления процессов поглощения аммиака серной кислотой и кристаллизации сульфата аммония различают две разновидности полупрямого способа, которые получили наибольшее распространение в промышленности, - сатураторный и безсатураторный. Следует отметить, что в литературе нет никаких толкований этих терминов и они не отражают особенностей аппаратурных оформления процессов. По терминологии, которая принята в коксохимической промышленности, сатураторным называется процесс, при котором поглощение аммиака из коксового газа серной кислотой и образование кристаллов сульфата аммония осуществляется в одном аппарате барботажного типа, который называется сатуратором. При безсатураторном способе поглощение аммиака серной кислотой осуществляется в форсуночном (или насадочном) скруббере, который может орошаться как пересыщенным раствором, который содержит кристаллы сульфата аммония, так и ненасыщенным раствором. В первом случае кристаллизация сульфата аммония происходит одновременно с поглощением аммиака в скруббере, а во втором образовании пересыщенного раствора в специальном аппарате - кристаллизаторе. Преимуществом безсатураторных процессов является меньшее гидравлическое сопротивление форсуночных абсорберов и возможность проведения отдельных стадий процесса (абсорбции аммиака, кристаллизации сульфата аммония и др.) при наиболее благоприятных условиях.[9, 213] 2.3 КОНЕЧНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ КОКСОВОГО ГАЗА Конечное охлаждение коксового газа предназначено для снижения его температуры после сульфатного отделения от 55 – 570С до 25 – 300С, благоприятной для абсорбции бензольных углеводородов, и очистки его от нафталина и смолистых веществ. По классической технологии для конечного охлаждения коксового газа применяются насадочные или полочные аппараты, в которых газ и охлаждающая вода движутся противотоком, а теплообмен происходит при непосредственном контакте между ними. Нагретая до 35 – 37 °С вода охлаждается воздухом в специальной градирне до 23 – 25 °С и вновь подается насосом в газовый холодильник (открытый водный цикл). При охлаждении газа в холодильниках происходит конденсация паров нафталина, который выделяется в виде мелких кристаллов и уносится вместе с охлаждающей водой. Перед подачей этой воды в градирню нафталин отделяют в отстойниках или экстрагируют каменноугольной смолой в полочном аппарате, размещенном в нижней части холодильника. Недостатком такой схемы конечного охлаждения коксового газа является то, что при контакте с газом вода насыщается цианистым водородом, сероводородом, нафталином, бензольными углеводородами и другими вредными компонентами, большая часть которых при охлаждении воды в градирне выделяются в атмосферу. Практика работы коксохимических предприятий показывает, что градирни для охлаждения оборотной воды конечных газовых холодильников являются наиболее крупными источниками вредных выбросов в цехах улавливания химических продуктов коксования. [1, 163] 2.4 ОЧИСТКА КОКСОВОГО ГАЗА ОТ СЕРОВОДОРОДА И ЦИАНИСТОГО ВОДОРОДА Для очистки технологических газов от сероводорода и других сернистых соединений применяются абсорбционные (мокрые), адсорбционные (сухие) и каталитические методы. Абсорбционные методы основаны на различной растворимости компонентов газовой смеси в жидкостях (поглотительных растворах или взвесях).В зависимости от свойств поглотителя и характера их взаимодействия с поглощенными компонентами абсорбционные методы можно разделить на процессы химической и физической абсорбции. Процессы химической абсорбции основаны на химическом взаимодействии сероводорода и диоксида углерода с активной частью абсорбента (с молекулами абсорбента в водном растворе). В промышленных масштабах из химических абсорбентов нашли широкое применение водные растворы алканоламинов: первичных - моноэтаноламин (МЭА), вторичных - диэтаноламин (ДЭА), диизопропаноламин (ДИПА) и третичных - метилдиэтаноламин (МДЭА) и триэтаноламин (ТЭА); а также растворы щелочи, растворы солей щелочных металлов (поташная очистка – 25-30%-ный водный раствор К2СО3 или Na2CO3) и очистка раствором гидроксида железа Fe(OH)3. Процессы химической абсорбции характеризуются высокой избирательностью по отношению к кислым компонентам и позволяют достигать высокой степени очистки газа от Н2S и СО2. Меркаптаны при использовании водных растворов аминов извлекаются в небольших количествах за счет растворения их в жидкой фазе и образования неустойчивых соединений с молекулами аминов. При использовании водных растворов щелочи достигается тонкая очистка от меркаптанов, но взаимодействие щелочи с сероводородом и диоксидом углерода сопровождается накоплением в абсорбенте нерегенерируемых соединений, что приводит к относительно быстрой отработке абсорбента и вызывает проблемы утилизации отходов производства. В процессах физической абсорбции извлечение кислых компонентов основано на различной растворимости компонентов газа в абсорбенте. В качестве абсорбентов в этих процессах используют смесь диметиловых эфиров полиэтиленгликоля (процесс «Селексол»), метанол (процесс «Ректизол»), пропиленкарбонат (процесс «Флюор»), N-метилпирролидон (процесс «Пуризол»), трибутилфосфат (процесс «Эстасольван»), смесь метилизопропиловых эфиров полиэтиленгликолей (процесс «Сепасолв-МПЕ») и др. В отличие от хемосорбционных способов, методом физической абсорбции можно одновременно наряду с сероводородом и диоксидом углерода извлекать серооксид углерода, сероуглерод, меркаптаны, а иногда и сочетать процесс очистки с осушкой газа. Поэтому в некоторых случаях (особенно при высоких парциальных давлениях кислых компонентов и когда не требуется тонкая очистка газа) целесообразно использовать физические абсорбенты, которые по сравнению с химическими отличаются существенно более низкими затратами на регенерацию. Ограниченное применение этих абсорбентов обусловлено повышенной растворимостью углеводородов в них, что снижает качество получаемого кислого газа, направляемого обычно на установки получения серы. В процессах физико-химической абсорбции используют комбинированные абсорбенты - смесь физического абсорбента с химическим. Для этих абсорбентов характерны промежуточные значения растворимости кислых компонентов газа. Эти абсорбенты позволяют достигать тонкой очистки газа не только от сероводорода и диоксида углерода, но и от сероорганических соединений. Наибольшее промышленное применение нашел абсорбент сульфинол, представляющий собой смесь диизопропаноламина (30-45%), сульфолана (диоксида тетрагидротиофена 40-60%) и воды (5-15%). В последние годы широко стал внедряться в промышленные процессы абсорбент укарсол, разработанный фирмой «Юнион карбайд» (США) и представляющий собой смесь метиддиэтаноламина, алкиловых эфиров полиэтиленгликоля и воды, а также отечественный аналог этого абсорбента - экосорб. Этот абсорбент позволяет проводить селективную очистку газа от сероводорода в присутствии СО2 при одновременной очистке газа от сераорганических соединений. Адсорбционные методы очистки газа основаны на селективном извлечении примесей твердыми поглотителями - адсорбентами. При этом извлекаемый компонент может вступать в химическое взаимодействие с адсорбентом (химическая адсорбция) или удерживаться физическими силами взаимодействия (физическая адсорбция). Химическая адсорбция не нашла широкого промышленного применения в газопереработке из-за сложностей, возникающих на стадии регенерации отработанного адсорбента. Физическая адсорбция отличается легкостью регенерации адсорбента и широко используется в промышленных процессах для тонкой очистки газов от сероводорода, диоксида углерода, сераорганических соединений и влаги. В качестве адсорбентов наибольшее распространение нашли активированные угли и синтетические цеолиты. Преимуществом адсорбционных методов очистки перед абсорбционными является высокая поглотительная способность адсорбентов даже при низких парциальных давлениях извлекаемых компонентов и возможность сочетать тонкую очистку газа от сероводорода, диоксида углерода и сераорганических соединений с глубокой осушкой (например, до точки росы газа по влаге не выше минус 700С при очистке и осушке газа на цеолитах). Недостатком процессов адсорбционной очистки газа являются относительно высокие эксплуатационные затраты и полупериодичность процесса, в связи с чем эти процессы чаще используют для тонкой очистки газа от остаточных количеств кислых компонентов после предварительной очистки методом абсорбции, например процессу очистки газа на цеолитах предшествует очистка растворами аминов. Каталитические методы очистки газа основаны на взаимодействии удаляемых веществ с одним из компонентов, присутствующим в очищаемом газе, или со специально добавляемым в смесь веществом на твердых катализаторах. Каталитические методы очистки газа от кислых компонентов применяют в тех случаях, когда в газе присутствуют соединения, недостаточно полно удаляемые с помощью жидких поглотителей или адсорбентов (например, сероуглерод, серооксид углерода, сульфиды, дисульфиды, тиофен). В промышленности нашли применение методы каталитического гидрирования, основанные на взаимодействии сернистых соединений с водородом (гидрирование) или с водяным паром (гидролиз). В результате этих процессов все присутствующие соединения превращаются в с сероводород и соединения, не содержащие серу. В качестве катализаторов в этих процессах используют оксиды кобальта, никеля и молибдена, нанесенные на оксид алюминия. Окислительные методы предполагают проведение реакций каталитического окисления сероводорода в элементарную серу на активном оксиде алюминия или, для процессов очистки от меркаптанов, каталитическое окисление их до дисульфидов (процессы «Мерокс», ДМС-1 и т.п.). Во всех каталитических процессах требуется последующее выделение продуктов каталитического превращения, осуществляемое традиционными методами. Например, газ после каталитического гидрирования направляют на очистку от сероводорода раствором моноэтаноламина или другими абсорбентами. [1, 204] ВЫВОДЫ В данной работе был проведен анализ «классической» технологии улавливания химических продуктов коксования, приведены все преимущества и недостатки типовой схемы. Из этого можно сделать вывод о несовершенстве существующей схемы улавливания продуктов коксования, а следовательно о необходимости разработки более совершенной технологии очистки коксового газа. Как один из вариантов усовершенствования данной схемы предложена схема двухступенчатой вакуум-карбонатной сероочистки, при которой в качестве первой ступени очистки используется конечный газовый холодильник, в котором цианистый водород и нафталин растворяются в оборотной воде, затем вода подается в регенератор цеха сероочистки, где нафталин испаряется и выводится с регенерируемыми газами в конденсатор. Важным преимуществом этой схемы является возможность рационального совмещения сероочистки ис конечным охлаждением коксового газа, существенное упрощение работы последующих отделений, сокращение вредных выбросов в атмосферу с градирен воды КГХ, улучшение охлаждения коксового газа перед бензольными скрубберами и сокращение расхода технической воды в бензольном отделении. ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК
|
