| Начальный период реализации на предприятиях России и Украины конечного охлаждения коксового газа с закрытым водяным циклом сопровождался рядам сложностей: теплопередающая поверхность кожухотрубчатых холодильников воды забивалась отложениями смолы, выносимой из нафталиновых промывателей; в воде цикла конечных газовых холодильников (КГХ) возросло содержание роданида аммония, аммиака, цианистого водорода и сероводорода; увеличилась концентрация этих примесей в каменноугольном поглотительном масле и др. По мнению специалистов, при закрытии цикла по охлаждаемой воде следовало ожидать ухудшения качества оборотного масла и увеличения коррозии аппаратуры бензольного отделения. |
| Использование поглотительного обезбензоленного масла («дебензине») взамен смолы для экстракции нафталина из воды в нафталиновых промывателях на Алтайском коксохимическом заводе и коксохимическом производстве НЛМК обеспечило эффективное охлаждение воды в кожухотрубчатых холодильниках, однако возникла проблема разделения масла и воды. При выводе обводненного масла в цикл бензольного отделения нарушался режим дистилляции бензольных углеводородов, увеличиваюсь содержание нафталина в обратном коксовом газе. |
| При освоении технологических процессов конечного охлаждения коксового газа в закрытой аппаратуре совершенствовались процессы экстракции нафталина из воды в нафталиновых промывателях как каменноугольной смолой (Алтайский,. Запорожский коксохимические заводы, коксохимическое производство НТМК), так и каменноугольным маслом (Кемеровский коксохимический завод) В настоящее время оба варианта технологии успешно применяют на коксоксохимических предприятиях без каких-либо заметных трудностей. Экстрагировать нафталин из воды смолой предпочтительно только при высоком содержании нафталина в газе перед конечными газовыми холодильниками. Это имеет место на некоторых производствах, например при повышенной температуре газа после первичных газовых холодильников с вертикальными трубами в летний период времени Вместе с тем на некоторых предприятиях (ОАО «НТМК» и «Алтай-кокс») экстракцию смолой применяют при невысоком содержании нафталина в газе перед конечными газовыми холодильниками, что, по-видимому, связано с некоторыми особенностями аппаратурного оформления технологии (огневой нагрев масла, применение КГХ с промывателсм небольшого диаметра и др.). |
| Эксплуатационную надежность закрытого цикла конечных газовых холодильников и бензольного отделения в этом варианте технологии обеспечивают следующими технологическими приемами. |
| 1. В нафталиновый промыватель подают товарную смолу со склада с постоянным и минимальным содержанием воды. |
| 2. Уровень смолы в нафталинопромывателе поддерживается автоматически. |
| 3. Температура смолы в узле экстракции нафталина из циркулирующей воды КГХ поддерживается на уровне 75 °С «глухим» паром, подаваемым в подогреватель, смонтированный в нижней части промывателя. |
| 4. Межтрубное пространство кожухотрубчатых холодильников воды цикла КГХ эпизодически промывают горячим поглотительным маслом для удаления смоляных отложений. |
| 5. Избыточную воду из цикла КГХ перед сбросом на биохимическую очистку подают в отдувочную колонну для отгонки паром цианистого водорода, сероводорода, аммиака, бензольных углеводородов. Цикл КГХ при этом пополняется сепараторной водой бензольного отделения и конденсатом газа, образующегося при его охлаждении. |
| При экстракции нафталина из воды каменноугольным поглотительным маслом «дебензине» последнее на выходе из промывателя характеризуется повышенным содержанием воды и нафталина В этом варианте предложено редистиллировать масло на отдельной колонне с целью удаления из него воды и легких погонов. Такое усложнение технологии, по-видимому, целесообразно рассматривать только при неудовлетворительном первичном охлаждении газа, когда в КГХ поступает газ с высоким (>2 г/м3) содержанием нафталин. |
| Многолетний опыт конечного охлаждения газа с экстракцией нафталина поглотительным маслом накоплен на ОАО «Кокс» (Кемеровский коксохимический завод), где в 80-х годах по исходным данным ВУХИНа и проекту Сибгипрококса нафталиновые отстойники цикла КГХ заменены на промыватели с экстракцией нафталина обезбензоленным маслом, а охлаждение циркулирующей воды организовано в кожухотрубчатых холодильниках. В ходе освоениями промышленных исследований специалистами Кемеровского завода внесены усовершенствования, обеспечивающие высокоэффективную работу бензольного отделения как по надежности цикла КГХ, так и по другим показателям (минимальный удельный расход свежего масла, потери бензола с обратным газом ниже нормативных, низкое содержание нафталина в обратном коксовом газе, подаваемом на кемеровскую ГРЭС). |
| В течение последних двух лет (с сентября 2000 года) в конечные газовые холодильники подают газ из абсорбера аммиака, орошаемого раствором ортофосфатов аммония. В этих условиях представляло интерес оценить работу узла конечного охлаждения коксового газа и бензольного отделения. |
| По технологической схеме бензольного отделения ОАО «Кокс» коксовый газ после улавливания из него аммиака круговым фосфатным способом подступает в конечный газовый холодильник, охлаждается водой закрытого цикла до 20-30 °С. Далее из нёго извлекаются бензольные углеводороды каменноугольным маслом в двух последовательно соединенных абсорберах с плоскопараллельной насадкой. Обратный газ после бензольных абсорберов промывается от капель масла водой в скруббере Вентури; его направляют потребителям. |
| Вода из газовой части конечного холодильника, содержащая нафталин, поступает в промыватель с шестью тарелками, в котором каменноугольным маслом при ~75 °С из воды экстрагируется нафталин. Масло из нижней части промывателя откачивается в резервуар масла «бензине». Обезбензоленное масло после теплообменников подают в трубопровод воды на входе в промыватель В промывателе поддерживают постоянный уровень масла. |
| Вода из промывателя проходит через отстойник, в котором отстаивается от масла, стекает во вторичный отстойник, откуда насосом прокачивается через кожухотрубчатые холодильники, технической водой охлаждается до 20-28 °С и возвращается на орошение конечного газового холодильника. |
| В воду цикла конечного холодильника периодически (при превышении содержания смолистых веществ) добавляют сернокислое железо для улучшения отстоя воды от масла. Продувку цикла осуществляют в объеме образующегося при охлаждении газа конденсата и сепараторной воды отделения дистилляции бензольных углеводородов. При этом количество сбрасываемой воды из цикла конечных холодильников на биохимическую очистку составляет 15-20 м3 на 100 тыс. м3/ч коксового газа. |
| Выводы |
| 1. Конечное охлаждение газа с закрытым циклом по воде (расход 300 м3/ч) и экстракцией нафталина поглотительным маслом - устойчивый процесс приподаче в промыватель диам. 5000 мм подогретого до 75 - 80 °С обезбензоленного масла (~5 м3/ч) плотностью 1,071 - 1,088; уровень масла в промывателе поддерживается постоянным. Масло с содержанием воды <=1 % из нафталинопромывателя передают передают в промежуточный резервуар бензольного масла. Минимальное содержание поглотительного масла в воде, передаваемой из цикла КГХ на биохимочистку (<=25 мг/дм3), обеспечивается дополнительным 3-ч отстоем воды и введением в отстойник сернокислого железа в количестве 10 - 15 кг в смену. |
| 2. При паровом нагреве масла воды, конденсирующейся из коксового газа, и сепараторной воды бензольного отделения достаточно для промывки масла в цикле КГХ от агрессивных примесей без осложнений с коррозионным износом оборудования. Высокая надежность дистилляционного агрегата обеспеивается также периодической (ежемесячно в течение 3 - 5 сут) огневой регенерацийе масла с нагревом масла до 300 °С, его конденсацией и выделением на этой стадии сепараторной воды в количестве ~70 - 100 м3, сбрасываемой в цикл КГХ. При этом в течение года выделяется ~600 т полимеров, содержащих до 30% фракции масла, выкипающей при 270 - 300 °С. |
| 3. Возврат флегмы в воду цикла КГХ способствует очистке оборотного масла от агрессивных примесей. |
| 4. В закрытом цикле КГХ значительного накопления связанных солей аамония (содержание роданида <=250 мг/дм3, общее солесодержание не превышает 450 мг/дм3) не наблюдается при гарантированной очистке газа от аммиака до остаточногосодержания <0,03 г/м3. Содержание летучего аммиака в воде цикла КГХ не превышает 100 - 120 мг/дм3 при продувке циана сепараторной водой отделения дистилляции бензольных углеводородов с паровым нагревом масла и конденсатом, выделяемым из газа в конечном холодильнике. Солесодержание в воде цикла КГХ резко возрастает при нарушении очистки газа от аммиака. |
| 5. При сочетании конечного охлаждения газа с очисткой его от аммиака круговым фосфатным способом не требуется внесения изменений в технологию бензольного отделения. |
| Изложенные выше обобщения подтверждены в условиях первичного охлаждения коксового газа в холодильниках с горизонтальными трубами; на конечное охлаждение поступал газ с невысоким содержанием нафталина (<=1,2 г/м3) |
| Список литературы |
| 1. Пинчугов В. Н., Куркин В. В., Гульняшкина Т. С. и др. Закрытый цикл конечного охлаждения коксового газа // Кокс и химия. 1989. №5. С. 24 - 29 |
| 2. Буланов Е. А., Костин В. Е., Зиновьева Л. А. и др. Из опыта эксплуатации закрытого цикла конечного охлаждения коксового газа // Кокс и химия. 1995. №6. С. 20 - 23 |
| 3. Зубицкий Б. Д., Дьяков С. Н., Чимаров В. А. и др. Промышленное освоение новой технологии очистки коксового газа с уничтожением аммиака // Кокс и химия. 2002. №5. С. 27 - 36 |