Способ очистки сернистощелочных сточных вод

Способ очистки сернистощелочных сточных вод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано в процессе сернистощелочной очистки отходов производства щелочной сероочистки углеводородного сырья. Очистку сернистощелочных сточных вод осуществляют путем разрушения их диоксидом углерода с последующим выделением сероводорода, который окисляют стехиометрическим количеством кислорода в псевдоожиженном слое алюмомагнийхромового катализатора с последующей конденсацией среды, а газообразные продукты окисления, содержащие остаточной серы 32-48 г на 1 м3 сернистощелочных сточных вод, направляют на рециркуляцию. Степень очистки составляет-95%. 1 з.п,ф-лы, 2 табл. 3

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4744867/26 . (22) 27.09.89 (46) 23.03.92. Бюл, М 11 (71) Башкирское специальное конструкторско-технологическое бюро научно-производственного объединения "Грознефтехим" (72) Ф.P.Èñìàãèëîâ, С.А.Моисеев и В.Н.Павлычев (53) 663.632 (088.8) (56) Технологический регламент опытно-промышленной установки переработки сернистощелочных стоков ПО "Салаватнефтеоргсинтез, 1988, с. 1 — 9, (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СЕРН,СТОЩЕЛОЧНЫХ СТОЧНЫХ ВОД

Изобретение относится к нефтегазоперерабатывающей промышленности и может быть использовано в процессе сернистощелочной очистки отходов производства щелочной сероочистки углеводородного сырья.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ очистки сернистощелочных сточных вод путем разрушения их диоксидом углерода с последующим выделением сероводорода, который служит сырьем для получения серной кислоты.

Недостатком способа является низкая интенсификация процесса из-за длительного времени контакта диоксида углерода с сернистощелочными сточными водами, т;к. время контакта зависит от объема. подачи

SU 1721023 А1 (я)ю С 02 F 1/20, C 01 В 17/00 (57) Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано в процессе сернистощелочной очистки отходов производства щелочной сероочистки углеводородного сырья, Очистку сернистощелочных сточных вод осуществляют путем разрушения их диоксидом углерода с последующим выделением сероводорода, который окисляют стехиометрическим количеством кислорода в псевдоожиженном слое алюмомагнийхромового катализатора с последующей конденсацией среды, а газообразные продукты окисления, содержащие остаточной серы

32 — 48 r на 1 м сернистощелочных сточных

3 вод, направляют на рециркуляцию. Степень очистки составляет -95%. 1 з,п,ф-лы, 2 табл. диоксида углерода. Опыт эксплуатации опытно-промышленной установки очистки сернистощелочных сточных вод Салаватского НХК показал, что время контакта диоксида углерода и сточных вод составляет

2,2 ч и является ограничителем производительности установки при увеличении объема стоков. При этом также происходит значительный безвозвратный расход диоксида углерода — 60 м на 1 м сернистоще3 3 лочного стока. Недостатком способа является также низкая степень очистки—

80 .

Целью изобретения является повышение степени очистки и сокращение продолжительности процесса.

Достигается это тем, что способ очистки сернистощелочных сточных вод, включающий карбонизацию их диоксйдом углерода

1721023

15 натрия (йа23), мас.

Содержание гидросульфида натрия (Na H S),мас.

Не менее 1,1

0 1 r/M и последующую переработку выделившегося при этом сероводорода на элементарную серу, причем на стадию карбонизации подают газообразные продукты, полученные при сжигании выделившегося сероводорода и последующей конденсации из них серы до остаточного содержания ее 32 — 48 г на 1 м сточной воды. Сжигание сероводорода ведут в псевдоожиженном слое алюмомагнийхромового катализатора, содержащего 10 — 26 мас. хромита магния и 74 — 90 мас. оксида алюминия.

Техническая сущность предлагаемого спбсоба заключается в том, что процесс переработки (очистки) сернистощелочных стоков основывается на реакции карбонизации, в результате которой водные растворы едкой щелочи, сульфиды натрия, гидросульфиды натрия превращаются в растворы бикарбонатов и карбонатов натрия, причем сульфиды натрия и гидросульфиды натрия удаляются из стоков в виде сероводорода, а феноляты натрия превращаются в фенолы.

Процесс карбонизации стоков происходит посредством обработки стоков углекислым газом по следующим реакциям:

NaS+ C0z+H20= NaHS+ йаНСОз

NaHS+ C02+ H20 = йаНСОз+ Н2$

2N а Н S + С 02+ Н20= йа2СОз + 2 Н25

2RQH

2Na0H + COz = йа2СОз+ Н20

Характеристика исходных сернистощелочных фенолсодержащих стоков следующая:

Углекислый газ, мас. 97,1

Сероводород, мас. 1,6

Кислород, мас. 0,1

Содержание щелочи (NaOH), мас.

Содержание сульфида

Удельный вес Не более 1,07

В табл. 1 приведен фактический состав исходных сернистощелочных фенолсодержащих стоков и смеси газов сероводорода и углекислого газа, отходящих с опытнопромышленной установки очистки сернистощелочных сточных вод, определенных

ЦЗЛ.

В соответствии с регламентом (см. и. 6) эта смесь сбрасывается на факел. При этом, как видно из данных табл. 1, содержание .сероводорода в смеси газов достигает 25 .

Окисление сероводорода стехиометрическим количеством кислорода именно в псевдоожиженном слое алюминиймагнийх20

50 ромового катализатора вызвано тем, что содержание сероводорода в смеси с углекислым газом в продукте карбонизации составляет от 8,0 до 25, а получить серу из такой смеси газов можно только в условиях псевдоожиженного режима. Окисление газов, содержащих до 25 сероводорода, в стационарном слое катализатора невозможно из-за температурных перегревов, В предлагаемом изобретении совокупность отличительных признаков содержит один новый признак — газообразные продукты окисления, содержащие 32 — 48 г остаточной серы на 1 м сточной воды, направляют на рециркуляцию. В предлагаемом способе сера, содержащаяся в газообразных продуктах окисления, проявляет новое свойство, а именно активизирует процесс разрушения сернисто-щелочных стоков диоксидом углерода, в результате чего повышается степень очистки и скорость карбонизации.

Способ осуществляют следующим образом. Сернистощелочную сточную воду из нефтеловушки подают в приемный резервуар, подогревают и с температурой 95 С направляют в колонну-карбонизатор, в которую подают двуокись углерода и водяной пар. С низа колонны выводят образовавшиеся карбонаты, а выделяющийся сероводород, выносимый двуокисью углерода и паром, окисляют стехиометрическим .количеством кислорода в псевдоожиженном слое алюминиймагнийхромово)о катализатора с последующей конденсацией серы в конденсаторе, а газообразные продукты окисления, содержащие вместе с диоксидом углерода остаточной серы 32-48 на

1 м сточной воды, направляют на рециркуляцию. Сжигание сероводорода ведут в псевдоожиженном слое алюмомагнийхромового катализатора, содержащего 10-26 мас.% хромита и 74 — 90 мас. оксида алюминия (ТУ 6-09-5505-88), Пример 1. На опытной установке

Салаватского НХК осуществляют очистку сернистощелочных сточных вод, являющихся отходами в процессе щелочной сероочистки углеводородного сырья, Условия опыта следующие: исходное содержание сернистощелочных компонентов в сточной воде составляет 2,8-мас, ( скорость подачи сернистощелочных сточных вод 2,5М /ч содержание серы в диоксиде углерода количество подаваемого

1721023 на окисление кислорода 2,4 м /ч время контакта 2,2 ч

В контактный аппарат-карбойизатор подают нагретую до 95 С сернистощелочную сточную воду (СЩС) со скоростью под- 5 ачи 2,5 м /ч, диоксид углерода со скоростью з подачи 100 м /ч и водяной пар. С низа колонны выводят образовавшиеся карбонаты, выделившийся сероводород, выносимый двуокисью углерода и паром, окисляют сте- 10 хиометрическим количеством кислорода в псевдоожиженном слое катализатора с последующей конденсацией серы в конденсаторе. В качестве катализатора используют алюминиймагнийхромовый ИК-12-72 отече- 15 ственного производства. Определяем степень очистки СЩС в зависимости от количества подаваемой на рециркуляцию остаточной серы, содержания серы в диоксиде углерода при постоянном времени 20 контакта.

Газообразные продукты окисления, содержащие вместе с диоксидом углеоода от

4 до 64 r остаточной серы на 1 м СЩС, направляют на рециркуляцию, причем рас- 25 ход диоксида углерода определяется в основном затратами на Оеакцию карбонизации и составляет 10 м на 1 м

СЩС, а содержание остаточной серы в диоксиде углерода регулируется температу- 30 рой конденсатора серы; так при 148 С содержание серы 0 1 гlм . Повышение темз пературы до 155, 162, 170, 174 С позволяет поддержать содержание остаточной серы до 0,4; 0,8; 1,0; 1,2 и 1,6 г/м соответственно. 35

Зависимость степени очистки сернистощелочных сточных вод от количества подаваемого на рециркуляцию остаточной серы приведена в табл. 2.

Как видно из данных таблицы, степень 40 очистки СЩС зависит от количества подаваемого на рециркуляцию вместе с диоксидом углерода остаточной серы. Так, при подаче остаточной серы в количестве 4 г на 1 м

СЩС степень очистки составляет 85,2 . 45

При подаче остаточной серы в количестве

32-48 г на 1 м СЩС достигается наибольз шая степень очистки — 95 При подаче остаточной серы в количестве меньшем 32 г, например 16 r на 1 м СЩС, — низкая 50 степень очистки — 88,3, из-за того, что это количество серы недостаточно для активизации процесса разрушения СЩС диоксидом углерода. При подаче остаточной серы в количестве большем 48 r на 1 м СЩС степень 55 очистки не повышается.

Пример ы 7 — 9. Аналогично примеру 1, определяют степень очистки СЩС и время контакта в зависимости от скорости подачи СЩС при постоянном содержании серы в диоксиде углерода 1,0 г/м, подаче на рециркуляцию постоянного количества остаточной серы -40 r на 1 м СЩС. Скорость подачи СЩС регулируют от 3,6 до 4,5 м /ч.

Пропорционально скорости подачи СЩС возрастает расход диоксида углерода с 14,4 до

18 м на 1 м СЩС. Время контакта при этом з з уменьшается до 1,2 — 1,5 ч.

Степень очистки при этих условиях достигается 95 (,. Анализируя данные таблицы, можно сделать вывод, что максимальная степень очистки СЩС достигается при подаче на рециркуляцию вместе с диоксидом углерода 32 — 48 г остаточной серы, время контакта при этом 1,2 ч. Снижение времени контакта с 2,2 до 1,2 ч позволяет повысить производительность контактного аппаратакарбонизатора в 1,8 раза.

Использование предлагаемого способа позволяет повысить степень очистки сернистощелочных сточных вод с 80 до 95 за счет подачи на рециркуляцию остаточной серы в количестве 32 — 48 г на 1 м сернистоз щелочных сточных вод; уменьшить время контакта диоксида углерода с сернистощелочными сточными водами с 2,2 до 1,2 ч, что позволяет повысить производительность контактного аппарата-карбонизатора в 1,8 раза; снизить расход диоксида углерода с 60 м на 1 м сернистощелочных з з сточных вод до 10, т,к. расход диоксида углерода по предлагаемому способу определяется в основном затратами на реакцию карбонизации.

Формула изобретения

1. Способ очистки сернистощелочных сточных вод. включающий карбонизацию их диоксидом углерода и последующую переработку выделившегося при этом сероводорода на элементарную серу, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки и сокращения продолжительности процесса, на стадию карбонизации подают газообразные продукты, полученные при сжигании выделившегося сероводорода и последующей конденсации из них серы до остаточного содержания ее 32 — 48 г на

1 м Сточной воды. з

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что сжигание сероводорода ведут в псевдоожиженном слое алюмомагнийхромового катализатора, содержащего 10-26 мас. хромита магния и 74-90 мас; оксида алюминия.

1721023

Таблица1

Количественный состав газов,направляемых на

ОПУ

Компонентный состав газб!3, Анализ количественного состава газов, отходящих с ОПУ

Отсутствует

0,1

0,4

Отсутствует

То же

Следы

0,2

1 5

0»1

Отсутствует

То же

84,5

Отсутствует

0,2

О»7

Отсутствует

То же

«I!» .

«!!«

То же

60,0

89,5

97»1

Отсутствует Отсутствует

Отсутствует

Следы

Отсутству" ет

То же

iC>)8 (о

То же

То же

«! I

«!!» пС< Hfff

Следы

1,6

8 9

8,9

25,8

Н Б

3-С5Н ее

Отсутствует Отсутствует

Отсутствует

То же

Следы

Следы

0,8 пС Н, То же

То же

4,8

1,6

7,8 с н„

Таблица2

Показатели зффектнвности карбонизации

Подача сернисто-щелочных сточных еод

Подача диоксида углерОда

Помер примера исходное содериание сер «« ннсто-щелочных компонентов

CttIC,»ec. 2

Со содеркание сернисто-щеЛОЧНЫХ КОНпонентов на выходе с реактора,насА с, скорость подачи, (м») на ! н» сточных еод скорость подачи, н»/ч степень очистки

Со-С<

Со

Известный способ

Пе подда- 2,5 2,8 етсв

0,6

40 (ОО 40

2 ° 2, 75

Не сойерр»е> т" сл

То ие

О ° 48

0,47

2,2 80

2>2 82

2 !50 60

3 200 60

2,5

2,5

Предлагаемый

2 5

2,5

2>5

2,5

2,5

2,5

3,6

4,2

4.5

То»ф

«»

0,42

tf »

0,2В

О>!4

О>!4

О,(3

О,!3

О, 4

О, 9!

3

6

7 в

9 н б

@а с„

Воздух

700 48 !

ОО 48 ! ОО 4tf

f80 40 (ОО 48 !

ОО 40 (ОО 4О

ФОО 40 !

ОО 40 о,!

8,4

0,8 !,О

2,2

f,6

),О (>О !,О содериание серы с дноксидои уг" лерода >

r/e»

f6

32

48

64

4О гка!а ив остаточной ceps внеста с

ДКОКСИдои (в r) на тм» сточной

ЕОДЫ. 2,8

2,8 способ

2,8

2,6

2,8

2,8 г,в

2,8

2,8 г,в

2,8

2 2 85,2

2,2 88,3

2,2 94,5

2,2 95,0

2,2 95,0

2,2 95,1 ! ° 5 95,2 !,3 95,0

1,2 94,0

Отсутствует

1,0

5,2

0,2

Отсутствует расход д>ю исида углерода (н») на ! н» сернисто-ще лочных сточных вод (0>0 !

О,О

l0iO !

О,О !

О,О !

О,О !

4,4 !

6,7 !

8,0