Способ переработки сернокислотных отходов

Способ переработки сернокислотных отходов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЪАП .к . т ° щфд цтаико, ъфр4, О П И С А Н И Е 111) 5l5773

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Ресоублик (61) Дополните 1ьное к а вт. свид-ву (22) Заявлено 03.08.71 (21) 1690978/04 (5!) М. Кл.- "С 10G 17100;

С IOG 29,/20 с присоединением заявки ¹

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.05.76. Бюллетень ¹ 20 (53) УДК 665.637.565 (088.8) Дата Oпh Й.1нкован1111 оп11санпя 19.01.77 (72) Авторы изобретения

В. Г. Беньковский, Д. И. Кондаков, T. 3. Хурамшин, Г. С. Сапунов, Г. Г. Теляшев, И. Н. Селищев, В. Н. Салов, М. Ф. Галиакбаров, P. Ш. Басырова, А. Ф. Махов и Н. П. Смирнов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СЕРНОКИСЛОТНЫХ ОТХОДОВ

Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относи;ся к технологии персработки отходов, содержащих серную к11слоту, которые образуются в больших ко1!.*:;Ccòâà в нефтеперерабатывающей промыш10!lllocTII Iipll ссрпокислотном алкилированпп, очистке различных углеводородов, в коксохимической промышленности при очистке бснзола; в химической, 13 процессах, где серная кислота является катализатором или реагентом.

Известен ci.особ переработки ссрпокислогных отходов путем смешения их с нагрсты.;I до 240 — 400 С углеводородным продуктом.

Однако при этих температурах нс происходи г п0:iного восстановлсilия кислоты 11 кпcльlх Оp— ганических соединений, а прямой контакт серной кислоты с горячим гудроном вызывает образование карбидов и приводит к закоксовыванию аппаратов (I).

С целью повышения эффективности процесса исходное сырье предварительно эмульгируют ii смеси с углеводородным продуктом при их весовом соотношении от 1: 20 до 1: 1 при 20 — 130 С и полученную при этом эмульсию пода1от «а смешение с нагретым углеводородным продуктом с последующей выдержкой образовавшейся смеси в течение 15—

30 мин.

Предпочтительно продукты со стадии выдер>кки рециркулируются па смешение с эмульсией при весовом соотношении рециркулята и эмульсии 2 — 3: 1.

Предварительная тонкая диспергация исходных компонентов резко уменьшает образование твердых продуктов реакции (иногда до нуля) либо обеспечивает образование небольшого количества настолько мелких частиц кокса при высокотемпературной обработке, что они не оседают в аппаратах и достаточно быстро десорбируют сернистый ангидрид.

Предлагаемый способ переработки сернокнслотных отходов поясняется схемой, представленной на чертеже.

Углеводородное сырье насосом 1 через нагреватель или без него подают в смесител1диспергатор 2. Одновременно в смеситель— диспергатор подают насосом 3 кислотосодержащее сырье. Образовавшуюся тонкую диспергированную эмульсшо продуктов реакции и исходных веществ подают в смесптсль-газосепаратор 4, где смешивают с нагретым пото20 ком циркулирующих продуктов реакции, à затем в реакционную камеру-отстойник 5, насос

6, печь 7. Балансовый избыток продуктов выводят из реакционной камеры-отстойника 5 через отпарную емкость 8, насосом 9 через хо25 лодильник 10. С верха камеры-отстойника 5 выводят облегченную часть продуктов реакции для повторной обработки.

Газообразные продукты реакции из смесителя-газосепаратора 4 поступают в насадо130 ный конденсатор 11, где их охлаждают потоком циркулирующего орошения. Основная

515773 масса воды при этом конденсируется, влажный газ проходит дефлагматор, где его осушают более полно. Далее, в зависимости от предъявляемы требований газ может быть передан потребителю, либо доосушен, например, частью серной кислоты, поступающей 13 процесс, и сконденсирован известным способом до жидкого состояния.

Орошение конденсатора 11 производят насосом 12 через холодильник 13. Балансовый избыток воды через отпарпой отсек конденсатора после нагрева открытым паром до температуры кипения выводят из системы с содержанием сернистого ангидрида около 0,5%. Прн этом происходит полное восстановление серной кислоты до сернистого ангидрида. Полученные газообразные и жидкие продукты разделяют и обрабатывают в соответствии с их свойствами.

В жидких углеводородных продуктах реакции могут задерживаться значительные количества сернистого ангидрида г, виде разлп Iных сульфопроизгоднllx и за счет его сорбции.

Это может привести к образовангпо новых кислотосодержащих отходов, являющихся пс менее обрсменптсльнымп, чем исходный гудрон.

В целях предотвращения этого явления и технологической схемс процесса предусмотрен ряд мер. Прежде всего производят обработку продуктов открытым водяным паром в специальной отпарной емкости 8.

Так, содержание свободного SO> в мазуте после контактирования его с кислотосодсржащим продуктом достигает 1,5% Причем 60—

70% его связано с твердыми продуктами рсакции. После обработки паром в те,eIII(e

30 мин содержание свободного SO находится в пределах 0,05 — 0,1%, что вполне приемлемо при использовании подобных продуктов.

Полнота разложения сульфоорганически.(и других соединений с выделением SO2 обеспечивается высокими температурами (до 400 О в смесителе-газосепараторе 4, реакционной камере-отстоЙнике 5, а также их значител1.п IIIII объемами из расчета 2 — 3 час пребывания продукта при указанных условиях.

Ориентировочный режим по аппаратам установки.

Температуру в смесителе-диспергаторе 2 поддерживают в пределах 20 — 130 С. В смесителе-газосепараторе 4, реакционной камсреотстойнике 5, отпарной емкости 8 температура в пределах 240 — 400 С. Температуру на выходе из печи 7 поддерживают в пределах от 250 до 430 С.

Предлагаемый способ предусматривает возможность переработки разнообразных гудронов и содержащих серную кислоту отходов производства.

Пример 1. Гудрон прямой перегонки нефти обрабатывают на пилотной установке кислым гудроном от производства контакта Петрова. На первой степени обработки производят эмульгирование углеводородного сырья

Таблица 1

Продукты

Исходный гудрон

Показатели

Остаток

0,968 вЂ,982

2,97 — 3,35

0,961

3,12

Удельный вес, г/см

Содержание общей серы, 30 ве 1 ..

Содержание механических примесей, вес.

1(ислотность, мг NaOHr продукта до обработки водя35 нь1м паром

После обработки водяным паром

0,15 — 0,37

Отсутствуют

2,Я вЂ” 1,82

0,37 — 0,73

В получаемом газе содержание сернистого

40 ангидрида составляет 91,6 — 95,8 вес., СО, 2,7 вес. % и легких углеводородных газов не более 3,5 вес. %

Материальный баланс опыта.

Взято, вес. %:

45 Гудрон 88,3

Кислый гудрон 16,7

Получено, вес. %:

Остаток 88,9

Сернистый газ 3,6

Вода 5,9

Потери 1,6

Пример 2. Мазут обрабатывают на кислотной установке кислым гудроном от очистки бензинов при весовом соотношении от 2,5:1

55 до 10: 1 при 80 †1 С на первой и 250—

280 С на второй ступенях обработки.

Состав кислого гудрона, вес. :

Кислые эфиры 14,2

Сульфокислоты 6,2

60 Сульфоны 4,3

Свобод:1ая серная кислота 45

Вода 10,5

Смолисто-масляные вещест65 ва 19,8

50 кислотосодержащим при 120 — 125 С, взятых в весовом соотношении от 1: 1 до 10: 1. На втоpoi ступени обработки производят смешение продуктов первой ступени с рециркулирующнми продуктами реакции при 250 — 280 С и весовом соотношении рециркулята и продуктов первой ступени 3: 1.

Состав кислого гудрона, вес. %:

Кислые эфиры (группа SO4) 7

10 Сульфок;1слоты (группа 50з) 35

Сульфоны (группа ЯОз) 10,5

Органические соединения с перечислсш1ь|ми функциональными группами 52,5

15 Свободная серная кислота 23

Вода 6,7

Смолисто-масляные вещества 17

Изменения качества исходного гудрона после обработки показано в табл. 1.

515773

Изменение качества исходного мазута пос.-e обработки показано в табл. 2.

Таблица 2

Продукты

Исходный мазут

Показатели

Остаток

0 930 0 975 10

2,0 — 2,15

Удельный вес, г/м

Содержание общей серы, Вес %

0,925

2,25

Содep;канне механических примесей, вес. %

Кислотность мг IVaOH/ã продукта до обработки водяным паром

После обработки водяным паром

0,01

0,12 — 0,18

1,25 — 1,78

0,05

0,6 — 0,75

В полученном газе содержание сернистого ангидрида колеблется в пределах 95,2—

97,5 вес. %, СОя — от 0,745 до 1,55 вес. %, сумма легких углеводородных газов не превышает 4 вес. %.

Материальный баланс опыта.

Взято вес. %:

Мазут 1,5

Кислый гудрон 28 5

Получено, вес. %:

Остаток 81,62

Сернистый газ 9,9

Вода 7,4

Потери 1,08

35

Смешение с перегретыми рециркулирующими продуктами реакции производят при 255—

265 С и весовом соотношении рециркулята и 55 продукта первой ступени 2,5: 1

Изменение качества исходного гудрона после обработки показано в табл. 3.

Пример 3. Гудрон прямой перегонки нефти обрабатывают на пилотной установке, отработанной серной кислотой в процессе алкилирования. На первой ступени обработки при 40

80 С производят сульфирование гудрона отработанной кислотой, взятых в весовом соотношении 7:1 при времени контакта 5 — 7 мин.

Состав продукта реакции первой ступени, вес. %: 45

Сульфокислоты 17

Сульфоны 4,6

Серная кислота 4,5

Вода 6,0

Смолисто-масляные 50 продукты 67,9

Таблица 3

Продукты

Показатели

Исходный

Остаток гудрон

Удельный вес, г/см

Содержание общей серы, вес. %

0,958

2,04 0,970 вЂ,995

1,84 — 1,90

Содержание механических 0,09 примесей, вес. "o

Кислотность мг IVaOH/г про-I 0,08 дукта до обработки водяным паром

0,14 — 0,16

1,50 — 1,70

После обработки водяным Отсутстпаром вует

0,50 — 0,61

6,65

6,42

1,41

85,52

Формула изобретения

1. Способ переработки сернокислотных отходов путем смешения Ilx с нагретым до 240—

400 С углеводородным продуктом, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, исходное сырье предварительно эмульгируют в смеси с углеводородным продуктом при их весовом соотношении от

1: 20 до 1: 1 и температуре 20 — 130 С и полученную при этом эмульсию подают на смешение с нагретым углеводородным продуктом с последующей выдержкой образовавшейся смеси в течение 15 — 30 мин.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что продукты со стадии выдержки рециркулируют па смешение с эмульсией при весовом соотношении рециркулята и эмульсии 2 — 3: 1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: (И Изв. ЛН СССР отд. технических наук.

«Металлургия и топливо», 1962, № 4, стр. 180—

185 (прототип) В полученном газе содержание сернистого ангидрида колеблется в пределах 96,5—

97,3 вес. %, СОя — от 0,94 до 1,45 вес. % и легких углеводородных газов — 1,25-2,56 вес. %.

Материальный баланс опыта.

Взято, вес. %:

Гудрон 87,5

Отработанная серная кислота 12,5

Получено, вес. %:

Сернистый газ

Вода

Потери

Остаток

515773

Составите.и Н. Глебова

Редактор Т. Никольская Текред Л. Камышникова Корректор Т, Добровольская

Заказ 1647113 Изд. М 1406 Тира>к 630 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Ра,шская наб., д. 4 5

Типография, пр. Сангинова, 2