|
|
|
|
|
|
|
Автореферат за темою випускної роботиЗМІСТ
1 АНАЛІЗ ТИПОВОЇ СХЕМИ УЛОВЛЮВАННЯ ХІМІЧНИХ ПРОДУКТІВ КОКСУВАННЯ 2 ОГЛЯД ТЕХНІЧНИХ РІШЕНЬ ПО СОВЕРШЕНСТВОАНИЮ ПРОЦЕСІВ УЛОВЛЮВАННЯ ПРОДУКТІВ КОКСУВАННЯ
2.2 ВИРОБНИЦТВО СУЛЬФАТУ АМОНІЯ 2.3 КІНЦЕВЕ ОХОЛОДЖЕННЯ КОКСОВОГО ГАЗУ 2.4 ОЧИЩЕННЯ КОКСОВОГО ГАЗУ ВІД СІРКОВОДНЯ І ЦІАНІСТОГО ВОДНЮ ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ ВСТУП Метою даної роботи є розробка шляхів оптимізації вловлювання продуктів коксування. Актуальність теми магістерської роботи.Сьогодні дуже важливою проблемою є взаємодія коксохімії з навколишнім середовищем. У зв'язку із загостренням екологічної обстановки і дефіцитом енергоресурсів в Україні вдосконалення технології вловлювання хімічних продуктів коксування представляється актуальним завданням.Проведений нами аналіз типової схеми уловлювання показує, що багато її недоліків можуть бути усунені тільки за рахунок зміни послідовності уловлювання хімічних продуктів. Новизна даної роботи полягає в наступному. Пропонується схема, що передбачає очищення коксового газу від сірководню і ціаністого водню безпосередньо після стиснення газу в газодувці. Ця схема може вважатися оптимальною, оскільки вона дозволяє добитися значного екологічного і економічного ефекту без розробки нових технологічних процесів: Поліпшення економічних і екологічних показників в цехах уловлювання хімічних продуктів на діючих заводах може бути досягнуте установкою скруберів Вентурі для промивки коксового газу водосмоляною емульсією, кінцевим охолоджуванням коксового газу в спіральних або кожухотрубних теплообмінниках при зрошуванні водосмоляною емульсією, очищенням коксового газу від ціаністого водню водою в тих, що існують КГХ поличного або насадкового типу з подальшою деціанізацією оборотної води в регенераторах поглинаючого розчину цеху сіркоочищення. 1 АНАЛІЗ ТИПОВОЇ СХЕМИ УЛОВЛЮВАННЯ ХІМІЧНИХ ПРОДУКТІВ КОКСУВАННЯ  Рис.1 Схема вловдювання хімічних продуктів коксування (6 кадрів, 7 повторень, розмір 94,9 КВ, сроблено в Microsoft GIF Animator) Приведемо «стандартну» схему уловлювання хімічних продуктів коксування, вживану на більшості коксохімічних заводах країн СНД. Коксовий газ з печей з температурою 10500С поступає в цех уловлювання по двох або декількох газових потоках, кожний з яких має свою охолоджувальну і уловлюючу апаратуру і нагнітач газу. Для зручності обслуговування газопроводів і безперебійної роботи апаратури цеху уловлювання газові потоки взаємозв'язані. [1 ,35] У газозбірнику конденсується висококипляча смола, відбувається насичення коксового газу парами води. Рідка фаза з газозбірника за допомогою сепаратора відділяється від газоподібної і поступає в механізованого освітлювача. Коксовий газ після сепаратора поступає в первинні газові холодильники (далі ПГХ), де за рахунок теплопередачі газ охолоджується від температури 84-850С до 25-350С, при цьому з коксового газу віддаляються залишки кам'яновугільної смоли, нафталіну і вода. Очищений від туманоподібної смоли в електрофільтрах і стислий до необхідної величини в газодувці коксовий газ поступає в сульфатне відділення, де одержують сульфат амонію. Також уловлюються піридинові основи. Далі коксовий газ поступає в кінцевий газовий холодильник (КГХ), де охолоджується від 650С до 25-350С, а також звільняється від нафталіну. У бензоловому відділенні за рахунок абсорбції бензолових вуглеводнів кам'яновугільним поглинаючим маслом з коксового газу поглинається сирий бензол. Надалі, при дистиляції насиченого кам'яновугільного масла (бензині) витягують сирий бензол. [1, 56] Після бензолового відділення коксовий газ відправляється на сіркоочищення (миш'яково-содову або вакуум-содову). В основному на заводах України використовується сода, оскільки вона володіє меншою здатністю утворювати баластні солі. Зміст баластних солей допускається до 200 г/л. Якщо вміст баластних солей в поглинаючому розчині перевищує допустиме, то він піддається регенерації (накладається вакуум, для того, щоб зрушити рівновагу основної реакції у бік утворення сірководню). [1, 126] Завдяки хемосорбції витягується сірководень з коксового газу, а надалі з сірководню одержують сірчану кислоту, сірчистий амоній або колоїдну сірку. [2, 83] Проте, практика роботи коксохімічних підприємств показала, що дана схема уловлювання хімічних продуктів далека від оптимальної і має серйозні недоліки, які призводять до зниження техніко-економічних показників і погіршення екологічної обстановки на прилеглих територіях. Встановлені відповідно до проектної схеми електрофільтри (перед газодувкою або після неї) на більшості заводів не працюють, тому велика кількість туманоподібної смоли і нафталіну поступає в подальшу апаратуру для уловлювання хімічних продуктів, що порушує нормальне протікання процесів і приводить до утворення різних відходів. Нафталін випадає у вигляді кристалів в трубопроводах і апаратурі, забиває насадки скруберів і градирень циклу кінцевого охолоджування газу, конденсаційну апаратуру в цеху вакуум-содової сіркоочищення і в бензоловому відділенні, порушує роботу контрольно-вимірювальної апаратури і регулюючих пристроїв. При охолодженні газу в кінцевих холодильниках нафталін накопичується в охолоджуючій воді і для його видалення потрібні громіздкі відстійники або смолопромивачі. Проте із-за низької ефективності цих процесів значна частина нафталіну поступає з водою в градирню і видувається повітрям в атмосферу, інша частина несеться з газом в бензолове відділення і цех сіркоочищення. Наявність нафталіну і смоли в оборотній воді кінцевого холодильника практично виключає можливість замикання цього циклу із-за швидкого забивання водяних холодильників. [3, 98] Нафталін, що накопичується в поглинаючому маслі, погіршує роботу бензолового відділення, а установка додаткової нафталінової колони ускладнює технологічну схему і вимагає значних капітальних і експлуатаційних витрат. У цеху вакуум-содовой сіркоочистки нафталін і смолянисті речовини відкладаються на насадках в скруберах, а також в конденсаторах-холодильниках, що зрештою приводить до збільшення втрат сірководню із зворотним газом. Разом з сірчано водневим газом вони поступають в насоси вакууму і сприяють утворенню нагару в циліндрах і клапанах, а це знижує ефективність їх роботи і вимагає періодичних зупинок для очищення. При миш'яково-содовій сіркоочищенні нафталін і масла порушують процес флотації сірки в регенераторах. Значні труднощі в роботі цехів уловлювання хімічних продуктів коксування по традиційній схемі пов'язані з розміщенням сіркоочищення в "її хвості". Наявність ціаніду водню в коксовому газі обумовлює інтенсивну корозію трубопроводів і апаратури, утворення свищів і, як наслідок, втрати хімічних продуктів, попадання їх в атмосферу або підсоси повітря в апарати відділення регенерації, що працюють під вакуумом. Ціанід водню і кисень сприяють освіті в поглинаючому розчині сіркоочищення нерегенерованих солей (роданіду, фероціанідів, тіосульфатів і ін.), для видалення яких доводиться виводити частину розчину у відвали, а втрати компенсувати додатковою витратою соди. На заводах з відкритим водним циклом кінцевих газових холодильників значна частина ціаніду водню розчиняється у воді, а потім виділяється на градирне в атмосферу, що різко погіршує екологічну обстановку і сприяє корозії металоконструкцій на прилеглій території. Закриття водного циклу кінцевих холодильників важко реалізовувати в існуючих умовах із-за швидкого забивання водяних холодильників нафталіном і смолою і, крім того, не забезпечує ефективного рішення проблеми шкідливих викидів, оскільки приводить до збільшення кількості рідких відходів в цехах сіркоочищення і в бензолових відділеннях. Наявність в коксовому газі ціаніду водню, нафталіну і смолянистих речовин утрудняє роботу сульфатного відділення, погіршує якість сульфату амонію, сприяє утворенню кислого смоління. [4, 31] До недоліків існуючої технології відносяться також низький ступінь утилізації вторинних джерел тепла, велика витрата технічної води і значний об'єм промислових стічних вод. Вживаний на коксохімічних заводах спосіб обезфенолення стічних вод малоефективний і неекономічний. [5, 33] Таким чином, "класична" схема уловлювання хімічних продуктів коксування, що набула поширення на коксохімічних підприємствах, не забезпечує необхідного очищення коксового газу і отримання якісних продуктів, сприяє утворенню значної кількості шкідливих рідких відходів і газових викидів в атмосферу. Тим часом тільки зміна послідовності уловлювання хімічних продуктів в порівнянні з класичною схемою може забезпечити значний економічний і екологічний ефект. У зв'язку із загостренням екологічної обстановки і дефіцитом енергоресурсів в Україні вибір оптимальної схеми обробки прямого коксового газу представляється актуальним завданням. [4, 32]
 Рис.1 Варіанти послідовності уловлювання хімічних продуктів коксування при звичайному тиску: ХНД — холодильник безпосередньої дії; ТХ, КГХ - відповідно трубчастий і кінцевий газовий холодильники; ТХ1, ТХ2 — трубчасті холодильники 1 і II ступеня; АВО — апарати повітряного охолоджування; Н — нагнітач; Э — електрофільтр; НП — нафталіновий промивач; СА - сатуратор; АА, ЦС, СВ, БС — скрубери відповідно аміачний, ціаністий, Вентурі і бензоловий; ВСО, МСО, АСО — відповідно вакуум-содова, миш'яковий - содове і аміачне сіркоочищення Можливі варіанти розміщення установок для уловлювання хімічних продуктів в технологічній схемі коксохімічного заводу показані на малюнку. Варіанти 1—3 є різновиду класичної схеми уловлювання і розрізняються лише типом первинних газових холодильників, а також апаратів для очищення газу від смоли, нафталіну і аміаку. Варіанти 4 і 5 передбачають попереднє очищення газу від ціаніду водню безпосередньо після нагнітачів, що дозволяє зменшити його викиди в атмосферу з градирні циклу кінцевих газових холодильників, корозію апаратури в бензоловому і сульфатному відділеннях, а також кількість рідких відходів в цеху сіркоочищення. По варіанту 6 услід за промивкою газу в ціаністому скрубері проводиться очищення від сірководню, що істотно полегшує роботу кінцевих газових холодильників, аміачного (сульфатного) і бензолового відділень. Такий же ефект досягається і по варіанту 7, що передбачає розміщення аміачного сіркоочищення безпосередньо після первинних холодильників. Слід, проте, відзначити, що реалізація останнього варіанту вимагає ретельного очищення коксового газу від туманоподібної смоли і нафталіну, оскільки накопичення їх в поглинаючому розчині різко знижує ефективність сіркоочищення. Крім того, розміщення великого числа апаратів перед нагнітачами зв'язане з небезпекою підсосів повітря через нещільність і утворення вибухонебезпечної суміші в системі. Цей недолік усунений при розміщенні аміачного сіркоочищення після нагнітачів, проте із-за нагрівання газу при стисненні буде потрібно установка додаткових газових холодильників. Певні переваги має варіант 6, оскільки ефективність вакуум-содового сіркоочищення у меншій мірі залежить від температури газу. Виконаний нами аналіз показує, що вакуум-содовий метод сіркоочищення надає ширші можливості з погляду як оптимізації схеми уловлювання хімічних продуктів коксування, так і утилізації вторинних джерел тепла. [6, 68] Розроблений ДОНГТУ спільно з Авдієвським коксохімічним заводом спосіб виведення нафталіну і смолянистих речовин з поглинаючого содового розчину дозволяє раціонально сумістити сіркоочищення з кінцевим охолоджуванням коксового газу, істотно спростити роботу подальших відділень, поліпшити якість одержуваних продуктів, скоротити кількість токсичних рідких відходів і газових викидів. [8, 35] 2 ОГЛЯД ТЕХНІЧНИХ РІШЕНЬ ПО СОВЕРШЕНСТВОАНИЮ ПРОЦЕСІВ УЛОВЛЮВАННЯ ПРОДУКТІВ КОКСУВАННЯ 2.1 ПЕРВИННЕ ОХОЛОДЖЕННЯ КОКСОВОГО ГАЗУ Вживані на коксохімічних заводах схеми охолоджування газу відрізняються типом газових холодильників, числом ступенів охолоджування, конструкцією механізованих відстійників-освітлювачів, а також способом обезводнення і очищення від фусов смоли. Перші коксохімічні заводи, побудовані в нашій країні, мали відділення конденсації, обладнані газовими холодильниками безпосередньої дії, що пояснюється простотою конструкції їх, порівняно низькою металоємністю і високою інтенсивністю теплообміну. Недоліками цієї схеми є громіздкість зрошувальних холодильників для охолоджування оборотної аміачної води, незадовільні санітарно-гігієнічні умови і інтенсивна корозія устаткування на прилеглій території із-за виділення великої кількості пари в атмосферу, що і зумовило відмову від цієї схеми уловлювання і заміну холодильників безпосередньої дії трубчастими холодильниками. Схеми охолоджування газу в холодильниках з вертикальними і горизонтальними трубами принципово не відрізняються один від одного, проте перші вимагають великих площ для розміщення холодильників з вертикальними трубами. Газовий конденсат, що утворюється в них, із-за вищої середньою температурою менш насичений аміаком, сірководнем і іншими кислими газами, фенолами, що полегшує його переробку. З метою скорочення витрати технічної води розроблені схеми двоступінчатого охолоджування коксового газу – в першому ступені повітрям за допомогою апаратів повітряного охолоджування, а в другій – водою в трубчастих холодильниках, скруберах Вентурі або насадочных колонах. Недоліком таких схем є втрата фізичного прямого тепла коксового газу, тому вони не прийнятні для коксохімічних підприємств з вакуум-карбонатной сероочисткой, що є крупним споживачем низько потенційного тепла. Великий інтерес викликає схема двоступінчатого охолоджування коксового газу, запропонована УХІНом. Відмінність полягає в тому, що після першого ступеня газ очищають від туманообразной смоли в електрофільтрах, а також від аміаку і ціаністого водню. Це дозволяє в другому ступені одержувати практично чистий конденсат, який після обезфенолювання може бути використаний в оборотному циклі водопостачання. При цьому відпадає необхідність в аміачному відділенні, що є важливою перевагою схеми. [1, 115] 2.2 ВИРОБНИЦТВО СУЛЬФАТУ АМОНІЯ Залежно від схеми охолодження прямого коксового газу і вловлення з нього аміаку розрізняють три способи отримання сульфату амонія: непрямою, прямою і напівпрямою. При непрямому способі частина аміаку (20-30% від загальних ресурсів) вилучається з коксового газу конденсатом, який утворюється при охолоджуванні газу в первинних газових холодильниках до 25-350C, а інша частина (80-70%) зворотною водою при промивці газу в аміачних скруберах. Надсмольная вода (газовий конденсат) і слабо аміачна вода з скруберів переробляються потім в аміачних колонах з отриманням паро-газової суміші, що складається з водяної пари, газоподібного аміаку, вуглекислоти, сірководня, ціаністого водню і інших компонентів. Ця суміш поступає в сатуратора, де аміак зв'язується з сірчаною кислотою з утворенням насиченого розчину сульфату амонія і кристалів солі, які виводяться з дна апарату з частиною розчину на центрифугу, а після промивання і сушки передаються на склад. Цей спосіб отримання сульфату амонія має велику гнучкість процесу, що дозволяє проводити залежно від умов ринку сульфат амонія або концентровану аміачну воду, або одночасно два продукти в одному цеху. Важливою перевагою цього способу є виробнича надійність. Крім того, цей спосіб дозволяє проводити сірчану кислоту і пиридиновые підстави з паро-газової суміші, яка виходить з сатуратора за простою технологією. Проте непрямий спосіб має ряд недоліків: великі капітальні витрати, велика кількість стічних вод, значні втрати аміаку із зворотним газом. Із-за всіх цих недоліків непрямий спосіб не знайшов застосування на заводах України, але в поєднанні з аміачним очищенням коксового газу від сірководня від може бути перспективним. Прямий спосіб полягає в тому, що весь аміак, який утворюється при коксування, віддаляється з коксового газу сірчаною кислотою до охолоджування в первинних газових холодильниках. З газозбірника гарячий коксовий газ поступає в електрофільтр для очищення від туманоподібної смоли, а потім до сатуратора, де аміак зв'язується сірчаною кислотою з утворенням насиченого розчину і кристалів сульфату амонія. Особливістю цього способу є те, що при охолодженні коксового газу після сатуратора в первинних газових холодильниках конденсат, який утворюється, не містить аміаку і амонійних солей і тому відпадає необхідність переробки його в аміачний колоні. Відсутність аміачного відділення дозволяє знизити витрату пари, вартість устаткування, а також зменшити до мінімуму об'єм стічних вод. Проте широкого поширення цей спосіб не набув із-за значних недоліків: наявність великої кількості апаратів, які працюють під розрядкою, що підвищує можливість підсосу повітря і утворення вибухонебезпечної суміші, збільшує витрату електроенергії на транспортування газу; інтенсивна корозія устаткування, яка обумовлена наявністю в газі хлористого водню і хлористого амонія; трудність очищення газу від смоли при високих температурах і утворення в сатураторі великої кількості кислого смоління; великий об'єм апаратури із-за високої температури і влагосодержания газу; неможливість уловлювання в сатуратора легких пиридиновых підстав із-за високої температури розчину і відсутності аміачної пари для його нейтралізації в пиридиновой установці. Найбільшого поширення на заводах України набув напівпрямий спосіб виробництва сульфату амонія, який має переваги, а іноді і недоліки прямого і непрямого способів. По цьому методу коксовий газ після газозбірника охолоджується в первинних газових холодильниках до 25-35 0С, внаслідок чого водяна пара конденсується практично повністю, а газовий конденсат, який утворюється, розчиняє до 20-30% аміаку, який міститься в прямому коксову газі. Охолоджений газ подається нагнітачами в абсорбер, де решта аміаку поглинається сірчаною кислотою з утворенням сульфату амонія. Одержані при переробці надмірної надсмольной води аміачні пари подаються частково до нейтралізатор пиридиновой установки, де аміак також зв'язується сірчаною кислотою. Таким чином, весь аміак прямого коксового газу в результаті переробляється на сульфат амонія. Недоліками цього способу виробництва сульфату амонія є необхідність переробки надмірної надсмольної води в аміачних колонах, яка вимагає значної витрати пари і лугу, а також утворенню значного об'єму стічних вод, які в свою чергу вимагають складного очищення. Залежно від апаратурного оформлення процесів поглинання аміаку сірчаною кислотою і кристалізації сульфату амонія розрізняють два різновиди напівпрямого способу, які набули найбільшого поширення в промисловості, - сатураторний і безсатураторний. Слід зазначити, що в літературі немає ніяких тлумачень цих термінів і вони не відображають особливостей апаратурних оформлення процесів. По термінології, яка прийнята в коксохімічній промисловості, сатураторним називається процес, при якому поглинання аміаку з коксового газу сірчаною кислотою і утворення кристалів сульфату амонія здійснюється в одному апараті барботажного типа, який називається сатуратором. При безсатураторному способі поглинання аміаку сірчаною кислотою здійснюється в скрубері форсунки (або насадочном), який може зрошуватися як пересиченим розчином, який містить кристали сульфату амонія, так і ненасиченим розчином. У першому випадку кристалізація сульфату амонія відбувається одночасно з поглинанням аміаку в скрубері, а в другому утворенні пересиченого розчину в спеціальному апараті - кристалізаторі. Перевагою безсатураторних процесів є менший гідравлічний опір абсорберів, форсунок, і можливість проведення окремих стадій процесу (абсорбція аміаку, кристалізації сульфату амонія і ін.) за найбільш сприятливих умов. [9, 213] 2.3 КІНЦЕВЕ ОХОЛОДЖЕННЯ КОКСОВОГО ГАЗУ Кінцеве охолодження коксового газу призначене для зниження його температури після сульфатного відділення від 55 – 57 °С до 25 – 30 °С, сприятливої для абсорбції бензолових вуглеводнів, і очищення його від нафталіну і смолянистих речовин. За класичною технологією для кінцевого охолодження коксового газу застосовуються насадочные або поличні апарати, в яких газ і охолоджуюча вода рухаються протитечією, а теплообмін відбувається при безпосередньому контакті між ними. Нагріта 35 – 37 °С вода охолоджується повітрям в спеціальній градирне до 23 – 25 °С і знов подається насосом в газовий холодильник (відкритий водний цикл). При охолодженні газу в холодильниках відбувається конденсація пари нафталіну, який виділяється у вигляді дрібних кристалів і несеться разом з охолоджуючою водою. Перед подачею цієї води в градирню нафталін відокремлюють у відстійниках або екстрагують кам'яновугільною смолою в поличному апараті, розміщеному в нижній частині холодильника. Недоліком такої схеми кінцевого охолодження коксового газу є те, що при контакті з газом вода насичується ціаністим воднем, сірководнем, нафталіном, бензоловими вуглеводнями і іншими шкідливими компонентами, велика частина яких при охолоджуванні води в градирні виділяеться в атмосферу. Практика роботи коксохімічних підприємств показує, що градирні для охолодження оборотної води кінцевих газових холодильників є найбільш крупними джерелами шкідливих викидів в цехах уловлювання хімічних продуктів коксування. [1, 163] 2.4 ОЧИЩЕННЯ КОКСОВОГО ГАЗУ ВІД СІРКОВОДНЯ І ЦІАНІСТОГО ВОДНЮ Для очищення технологічних газів від сірководня і інших сірчистих з'єднань застосовуються, адсорбційної (сухі) і каталітичної методи, абсорбції (мокрі). Методи, абсорбції, засновані на різній розчинності компонентів газової суміші в рідинах (поглинювальних розчинах або суспензіях). В залежності від властивостей поглинача і характеру їх взаємодії з поглиненими компонентами методи, абсорбції, можна розділити на процеси хімічної і фізичної абсорбції. Процеси хімічної абсорбції засновані на хімічній взаємодії сірководня і діоксиду вуглецю з активною частиною абсорбенту (з молекулами абсорбенту у водному розчині). У промислових масштабах з хімічних абсорбентів знайшли широке застосування водні розчини алканоламинов: первинних - моноэтаноламин (МЭА), вторинних - діетаноламін (ДЭА), диизопропаноламин (ДИПА) і третинних - метилдиэтаноламин (МДЭА) і триетаноламін (ТЭА); а також розчини лугу, розчини солей лужних металів (поташеве очищення – 25-30%-ный водний розчин К2СО3 або Na2CO3) і очищення розчином гідроксиду заліза Fe(OH)3. Процеси хімічної абсорбції характеризуються високою вибірковістю по відношенню до кислих компонентів і дозволяють досягати високого ступеня очищення газу від Н2S і СО2. Меркаптаны при використанні водних розчинів амінів витягуються в невеликих кількостях за рахунок розчинення їх в рідкій фазі і утворення нестійких з'єднань з молекулами амінів. При використанні водних розчинів лугу досягається тонке очищення від меркаптанов, але взаємодія лугу з сірководнем і діоксидом вуглецю супроводжується накопиченням в абсорбенті нерегенерованих з'єднань, що приводить до відносно швидкого відробітку абсорбенту і викликає проблеми утилізації відходів виробництва. У процесах фізичної абсорбції витягання кислих компонентів засноване на різній розчинності компонентів газу в абсорбенті. Як абсорбенти в цих процесах використовують суміш диметиловых ефірів полиэтиленгликоля (процес «Селексол»), метанол (процес «Ректизол»), пропиленкарбонат (процес «Флюор»), N-метилпирролидон (процес «Пурізол»), трибутилфосфат (процес «Эстасольван»), суміш метилизопропиловых ефірів полиэтиленгликолей (процес «СЕПАСОЛВ-МПЕ») і ін. На відміну від хемосорбционных способів, методом фізичної абсорбції можна одночасно разом з сірководнем і діоксидом вуглецю витягувати серооксид вуглецю, сірковуглець, меркаптаны, а іноді і поєднувати процес очищення з осушенням газу. Тому в деяких випадках (особливо при високому парціальному тиску кислих компонентів і коли не потрібне тонке очищення газу) доцільно використовувати фізичні абсорбенти, які в порівнянні з хімічними відрізняються істотно нижчими витратами на регенерацію. Обмежене застосування цих абсорбентів обумовлене підвищеною розчинністю вуглеводнів в них, що знижує якість одержуваного кислого газу, що направляється звичайно на установки отримання сірки. У процесах физико-хімічної абсорбції використовують комбіновані абсорбенти - суміш фізичного абсорбенту з хімічним. Для цих абсорбентів характерні проміжні значення розчинності кислих компонентів газу. Ці абсорбенти дозволяють досягати тонкого очищення газу не тільки від сірководня і діоксиду вуглецю, але і від сероорганических з'єднань. Найбільше промислове застосування знайшов абсорбент сульфинол, що є сумішшю диизопропаноламина (30-45%), сульфолана (діоксиду тетрагидротиофена 40-60%) і води (5-15%). Останніми роками широко став упроваджуватися в промислові процеси абсорбент укарсол, розроблений фірмою «Юніон карбайд» (США) і що є сумішшю метиддиэтаноламина, алкиловых ефірів полиэтиленгликоля і води, а також вітчизняний аналог цього абсорбенту - экосорб. Цей абсорбент дозволяє проводити селективне очищення газу від сірководня у присутності СО2 при одночасному очищенні газу від сераорганических з'єднань. Адсорбційні методи очищення газу засновані на селективному витяганні домішок твердими поглиначами - адсорбентами. При цьому витягуваний компонент може вступати в хімічну взаємодію з адсорбентом (хімічна адсорбція) або утримуватися фізичними силами взаємодії (фізична адсорбція). Хімічна адсорбція не знайшла широкого промислового застосування в газопереробці із-за складнощів, що виникають на стадії регенерації відпрацьованого адсорбенту. Фізична адсорбція відрізняється легкістю регенерації адсорбенту і широко використовується в промислових процесах для тонкого очищення газів від сірководня, діоксиду вуглецю, сераорганических з'єднань і вологи. Як адсорбенти найбільше розповсюдження знайшло активоване вугілля і синтетичні цеолиты. Перевагою адсорбційних методів очищення перед абсорбцією є висока поглинювальна здатність адсорбентів навіть при низькому парціальному тиску витягуваних компонентів і можливість поєднувати тонке очищення газу від сірководня, діоксиду вуглецю і сераорганических з'єднань з глибоким осушенням (наприклад, до точки роси газу по волозі не вище мінус 70°С при очищенні і осушенні газу на цеолитах). Недоліком процесів адсорбційного очищення газу є відносно високі експлуатаційні витрати і напівперіодична процесу, у зв'язку з чим ці процеси частіше використовують для тонкого очищення газу від залишкових кількостей кислих компонентів після попереднього очищення методом абсорбції, наприклад процесу очищення газу на цеолитах передує очищення розчинами амінів. Каталітичні методи очищення газу засновані на взаємодії речовин, що видаляються, з одним з компонентів, присутнім в газі, що очищається, або з речовиною, що спеціально додається в суміш, на твердих каталізаторах. Каталітичні методи очищення газу від кислих компонентів застосовують в тих випадках, коли в газі присутні з'єднання, недостатньо повно що видаляються за допомогою рідких поглиначів або адсорбентів (наприклад, сірковуглець, серооксид вуглецю, сульфіди, дисульфиды, тіофен). У промисловості знайшли застосування методи каталітичного гідрування, засновані на взаємодії сірчистих з'єднань з воднем (гідрування) або з водяною парою (гідроліз). В результаті цих процесів всі присутні з'єднання перетворюються в з сірководень і з'єднання, що не містять сірку. Як каталізатори в цих процесах використовують оксиди кобальту, нікелю і молібдену, нанесені на оксид алюмінію. Окислювальні методи припускають проведення реакцій каталітичного окислення сірководня в елементарну сірку на активному оксиді алюмінію або, для процесів очищення від меркаптанов, каталітичне окислення їх до дисульфидов (процеси «Мерокс», ДМС-1 і т.п.). У всіх каталітичних процесах потрібне подальше виділення продуктів каталітичного перетворення, здійснюване традиційними методами. Наприклад, газ після каталітичного гідрування направляють на очищення від сірководня розчином моноэтаноламина або іншими абсорбентами. [1, 204] ВИСНОВКИ У даній роботі проведено аналіз «класичної» технології уловлювання хімічних продуктів коксування, наведені всі переваги і недоліки типової схеми. З цього можна зробити висновок про недосконалість існуючої схеми уловлювання продуктів коксування, а отже про необхідність розробки досконалішої технології очищення коксового газу. Як один з варіантів удосконалення даної схеми запропонована схема двухступенчатого вакуум-карбонатного сіркоочищення, при якому в якості першого ступеню очищення використовується кінцевий газовий холодильник, в якому ціаністий водень і нафталін розчиняються в оборотній воді, потім вода подається в регенератор цеху сіркоочищення, де нафталін випаровується і виводиться з регенерованими газами до конденсатору. Важливою перевагою цієї схеми є можливість раціонального поєднання сіркоочищення з кінцевим охолодженням коксового газу, істотне спрощення роботи подальших відділень, скорочення шкідливих викидів в атмосферу з градирень води КГХ, поліпшення охолодження коксового газу перед бензоловими скруберами і скороченням витрати технічної води в бензоловому відділенні. ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ
|
