Способ проведения процесса пиролиза с рециркуляцией отработанного конденсата пара разбавления

Способ проведения процесса пиролиза с рециркуляцией отработанного конденсата пара разбавления

Реферат

Изобретение относится к процессу пиролиза углеводородного сырья, проводимого с рециркуляцией отработанного загрязненного конденсата пара разбавления. Замкнутый контур оборота воды в процессе пиролиза включает использование водяного пара в процессе пиролиза для разбавления углеводородного сырья; последующую очистку отработанного загрязненного конденсата пара разбавления от смол, кокса и растворенных органических веществ; получению из очищенной воды пара, возвращаемого в печь пиролиза.

Известен способ пиролиза углеводородного сырья с рециркуляцией отработанного конденсата пара разбавления в печи пиролиза после очистки воды от смол и кокса путем его отстаивания (Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. М.: Химия, 1988, 347 с). Однако очищенная таким способом вода содержит большое количество эмульгированных смол и растворенных углеводородов, что приводит к закоксовыванию и образованию смолоотложений в аппаратах системы пиролиза.

Известен способ очистки конденсата пара разбавления процесса пиролиза (патент РФ №2185340 от 20.07.2002), в котором конденсат пара разбавления подвергают ступенчатой физико-химической обработке: 1) очистке от дисперсных примесей путем их осаждения с помощью известкового молока с дозой извести 100-300 мг/л и сернокислого железа с дозой 30-70 мг/л, 2) десорбционной очистке от легких углеводородов с помощью воздуха, азота или острого пара, 3) доочистке от растворенных углеводородов путем фильтровании через адсорбенты (активные угли или аниониты). Недостатками такого способа очистки являются: 1) использование только одного типа коагулянта для вод с разным составом примесей, обусловленных разным сырьем пиролиза, приводит в некоторых случаях к снижению качества ее очистки, 2) остаточное содержание примесей приводит к образованию коксосмолоотложений в парогенераторе при получении пара разбавления.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) к предлагаемому является способ пиролиза углеводородного сырья (авт.свид. СССР №327229), в котором циркуляционная вода, содержащая смолы, кокс и фенолы, подвергается частичному испарению (1% от поступающей воды) под вакуумом с последующей конденсацией образующихся паров и рециркуляцией конденсата в печи пиролиза. Кубовый остаток от испарения (99%) после отделения от смол и кокса в смолоотстойнике направляется в систему охлаждения и отмывки пирогаза. Недостатками такого способа очистки являются 1) большие энергетические затраты на испарение воды, конденсацию пара и создание вакуума; 2) загрязненность вторичного конденсата, возвращаемого в процесс пиролиза, растворенными углеводородами; 3) неизбежное накопление в циркулирующей воде, подаваемой для охлаждения и очистки пирогаза, растворенных углеводородов, смол и кокса, что приводит к быстрому закоксовыванию и осмолению оборудования системы циркуляции воды; 4) образование взрывоопасных газовых выбросов.

Целями данного изобретения являются: 1) снижение затрат при очистке загрязненного конденсата; 2) получение более чистого пара разбавления, 3) повышение степени очистки конденсата; 4) резкое снижение образования отложений на оборудовании.

Поставленная цель достигается тем, что отработанный и загрязненный конденсат пара разбавления предварительно проходит углубленную трехступенчатую очистку с помощью процессов: коагуляции гидролизующимися солями железа или алюминия в сочетании с добавками флокулянтов при подщелачивании воды; продувки водяным паром; адсорбции на активированных углях; а затем на стадии получения пара в целях нейтрализации остаточных примесей в котловую воду дозируются фосфаты с дозой 1-2 мг/л и из парогенератора осуществляется продувка котловой воды в количестве 2-5%. В качестве солей железа и алюминия могут использоваться сульфат железа, хлорид железа, сульфат алюминия, полихлорид алюминия и т.д. В качестве флокулянтов могут использоваться полиакриламид, полиэтиленимин, полиокс и т.д. Подщелачивание воды можно проводить известковым молоком, растворами едкого натра или калия. Для доочистки воды можно применять активные угли марок БАУ, ОУ и т.д. В качестве фосфатов, используемых для обработки котловой воды парогенератора, можно применять тринатрийфосфат, гексаметафосфат и т.д.

Пример 1 (Прототип). После отделения от пирогаза поток загрязненной воды в количестве 1000 т/ч и ХПК=6000 мгО₂/л подается в испаритель, где происходит его разделение за счет нагрева и создания вакуума на 10 т/ч пара и 900 т/ч кубового остатка. Затраты энергии на испарение и конденсацию пара составят 690 кВт. Унос из испарителя вместе с паром части растворенных и эмульгированных примесей приводит к образованию отложений на оборудовании 2 мм/год. Кубовый остаток с концентрацией по ХПК=6650 мгО₂/л после отделения от смол и кокса в смолоотстойнике охлаждается в холодильнике, после чего возвращается в систему отмывки и охлаждения пирогаза. Образовавшийся под вакуумом пар в количестве 10 т/ч конденсируется с ХПК=1500 мгО₂/л. Полученный конденсат направляется в парогенератор для получения пара разбавления, при этом продувка составляет около 8%.

Пример 2. Отработанный конденсат пара разбавления в количестве 10 т/ч с общей концентрацией органических примесей по ХПК=6000 мгО₂/л, включающих смесь кокса, эмульгированных смол и растворенных углеводородов подвергается 3-х ступенчатой очистке. На первой ступени в воду вводятся реагенты: щелочь NaOH с дозой 100 мг/л, сернокислое железо FeSO₄ с дозой 100 мг/л и полиакриламид с дозой 0,6 мг/л, в результате чего основная часть загрязнений осаждается и вода осветляется, при этом концентрация органических примесей падает до ХПК=400 мгО₂/л. На второй ступени вода обрабатывается острым паром из расчета 20 кг на 1 м³ воды, в результате чего из нее удаляются легкие углеводороды и концентрация примесей падает до ХПК=300 мгО₂/л. На третьей ступени вода фильтруется через слой активированного угля марки БАУ из расчета времени контакта 0,5 часа, в результате чего концентрация примесей падает до ХПК=50 мгО₂/л. Степень очистки воды от органических примесей и кокса 99,16%. После 3-х ступенчатой очистки вода подается в парогенератор, в котором остаточные примеси нейтрализуются за счет дополнительной обработки воды гексаметафосфатом с концентрацией 1 мг/л при продувке котловой воды 3%, в результате чего скорость коксо- и смолоотложений в парогенераторе не превышает 0.1 мм/год. Полученный пар направляется в печь пиролиза.

Пример 3. Отработанный конденсат пара разбавления после масляной закалки пирогаза, имеющий низкое содержание смол и кокса, в количестве 10 т/ч и с концентрацией органических примесей по ХПК=700 мгО₂/л подвергается двухступенчатой обработке: 1) десорбционной очистке от легких углеводородов с помощью острого пара до ХПК=400 мгО₂/л и 2) доочистке от оставшихся растворенных углеводородов путем фильтрации через активированный уголь до ХПК=40 мгО₂/л, после чего вода направляется в парогенератор, величина продувки в котором 2%.

Пример 4. Отработанный конденсат пара разбавления в количестве 10 т/ч с концентрацией загрязнений по ХПК=6000 мгО₂/л вначале подвергается очистке от дисперсных частиц смол и кокса с помощью сернокислого алюминия с дозой 100 мг/л, щелочи с дозой 10 мг/л с добавкой флокулянта - полиакриламида с дозой 0,6 мг/л, а затем проходит десорбционную очистку от легких углеводородов с помощью острого водяного пара до ХПК=200 мгО₂/л. Очищенная вода подается в парогенератор, в который дозируется тринатрийфосфат с концентрацией 3 мг/л, при этом продувка котловой воды в парогенераторе составляет 4%, в результате чего скорость образования отложений в нем не превышает 0,05 мм/год. Полученный пар возвращается в печь пиролиза.

Сравнительные характеристики прототипа и предлагаемого способа приведены в следующей таблице.

Способ проведения процесса пиролиза, при котором водяной пар, используемый для разбавления углеводородного сырья, получают из отработанного загрязненного конденсата этого же пара, отличающийся тем, что загрязненный конденсат пара разбавления предварительно проходит углубленную трехступенчатую очистку с помощью процессов коагуляции гидролизующими солями железа или алюминия в сочетании с добавками флокулянтов при подщелачивании воды, продувки острым водяным паром, адсорбции на активированных углях, а затем на стадии получения пара в воду дозируются фосфаты и из парогенератора осуществляется 2-5%-ая продувка котловой воды.