Способ очистки коксового газа
Патент 734175
Авторы
Способ очистки коксового газа
Иллюстрации
Реферат
ОП ИКАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскмк
Соцналмстическик
Реслублнк (iii 734175,1 (61) Дополнительное к авт. свиЛ-ву (22) Заявлено 27. 12.76 (21) 2434636/23-04 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет
Опубликовано 15 05 80 Бк>ллетекь № 18
Дата опубликования описания 19.05.80 (51)М. Кл .
С 07 С 7/00
В 01 З 53/13
Государственный комитет о делам изобретений и открытий (53 ) УД К 66. 074. .68(088.8) В. Л. Юшко, И. Д. Сергиенко, А. Г. Пушкин, B. П. Мупик, A. С. Минаков, С, И. Веригин, В. Н. Дру-жинин, В. П, Богуславский и Е. П. Середкин (72) Авторы изобретения
Днепропетровский химико-технологи ческий институт имени Ф. Э. Дзержинского и Новопипепкий ордена Ленина металлургический завод (71) Зачвитепи (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ КОКСОВОГО ГАЗА
Изобретение относится к промышпенным методам очистки коксового газа.
Известен способ очистки коксового газа, идущего дпя получения аммиака и этипенбенэопа 1, в соответствии с которым неочищенный гаэ вначале сжимают в компрессорах до давления 16-19 ата, после чего газ подвергают многоступенчатой очистке под давлением 16-18 ата.
На первой ступени газ очищают от окиси азота путем окисления в полых аппаратах О при 100 — 11СГС; на второй дпя извпечения бенэопьных углеводородов и нафгапина гаэ промывают соляровым маслом при температуре 35-40 С; на третьей очищают от двуокиси углерода и сероводо15 рода в скруберрах, орошаемых аммиачной
- водой; на четвертой промывают водой дпя извлечения аммиака; на пятой очищают щелочью от остаточных копичеств двуокиси углерода, сероводорода и цианистого
20 водорода; на шестой очищают от ацетипена и остаточных количеств окиси азота методом катапитического гидрирования
2 при 160-220 С. Образующиеся при катапитическом гидрировании сероводород, меркаптаны и двуокись углерода на сельмой ступени очистки поглощают раствором щепочи. После атого коксовый газ подают на низкотемпературное фракционирование в разделительные аппараты.
К недостаткам такого способа очистки коксового газа относятся . многоступенчатость, большая энергоемкость, недостаточная степень очистки газа, большие потери этилена (20-50 4), обусловленные наличием блока гидрирования в схеме очистки, образование большого копичества сточных вод. Кроме того, при очистке газа по известному способу происходит отложение смолистых веществ в цилиндрах и межступенчатых холодильниках компрессоров, обусловленное наличием в коксовом газе туманообразной смолы и смопообразующих компонентов, таких как диеновые и высшие ацетиленовые угпеводоооды, бутипены и окислы азота. По этой
3 7341 причине компрессоры быстр изнашиваются и требуют частых ремонтов.
Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки коксового газа от примесей смолистых веществ, окиси азота, ацетипеноалых, диеновых, ароматических, киспых и сернистых соединений, включающий компримирование газа и последующую промыв- 10 ку трибутипфосфатом нри давлении 12о
20 ата и температуре от О.до -50 С (2). .Недостатками данного способа очистки га.за являются: отпожение смолистых веществ в цилиндрах и межступенчатых холо- 5 дильниках компрессоров, обусловленные отсутствием очистки газа от смол и смолообразующих компонентов до подачи газа иа компримирование; недостаточная степень очистки газа от киспых соединений, таких как двуокись углерода, сероводород и окись азота. Отмеченные недостатки не позволяют применить этот способ к очистке коксового газа, используемого для получения аммиака и этилбензопа.
Цепью изобретения явпяется повышение степени очистки, Поставленная цель достигается описы ваемым способом очистки коксового газа от примесей, смолистых веществ, окиси азота, ацетиленовых, диеновых, ароматических, кислых и сернистых соединений, промывкой его 70-100%-ой серной кислотой, содержащей 1-10 г/л сернокислоО го закисного железа при 30-40 С и давпении 1 4 ата, с последующим компримированием, промывкой 10-25 4-ным раствором этаноламина в диэтипенгпиколе при
30-40 С и давлении 12-20 ата и трибутилфосфатом при давлении 12-20 ата и 40 о температуре от О до -50 С.
Данный способ позвопяет добиться требуемой степени очистки коксового газа, направить газ после очистки на низкотемпературное фракционирование в блок раз- 45 деления газа.
На чертеже изображена схема установки для осуществления данного способа очистки коксового газа, используемого для производства аммиака и этилбензопа. Я
Коксовый газ по линии 1 после осушки подают под давпением от 1,04 до 4,5 ата вниз колонны 2, где его промывают при температуре 30-40 С 70-100/-ной серной кислотой с добавкой сернокислого закисного железа в количестве от 1 до 10 г .иа 1 л киспоты. Г ри этом очистка газа от смопообразуюших компонентов осуществляется за счет процессов. попимеризации
75 4 диеновых и высших ацетиленовых углевоgopogoB алки пирования находящихся В га зе бензопьных углеводородов бутиленами и другими тяжелыми непредепьными соединениями, В конечной стадии все смо листые и другие продукты вымываются из коксового газа серной кислотой. Очистка газа от окиси азота происходит за счет связывания окиси азота в комппекс с сер нокиспым эакисным железом.
Частичную регенерацию отработанного раствора серной кислоты производят путем нагрева его до температуры выше 90 С при отдувке инертным газом, например азотом. При этих условиях происходит разпожение комплекса окиси азота с сернокислым закисным железом и удаление выделяющихся окиспов азота с отдувочным газом. С этой целью раствор серной кислоты из колонны 2 насосом 3 подают через подогреватель 4 в колонну 5, где протекает процесс регенерации. Регенерированный раствор из нижней части колонны 5 забирают насосом 6 и подают через подогреватель 7 на верх колонны 2. В процессе работы непрерывно или периодически часть отработанной кислоты выводят из цикла очистки по пинии 8 и используют, например, для улавливанйя аммиака из коксового газа в супьфатном отделении.
Убыпь кислоты пополняют свежей кислотой по линии 9.
Поспе колонны 2 коксовый газ направляют по пинии 10 в колонну 11 для промывки водой от брызг унесенной кислоты.
При этом основное количество воды циркупирует через колонну 11 при помощи насоса 12. Часть кислой циркуляционной воды выводят из цикла по линии 13 и подают в сульфатное отделение, а убыль воды пополняют эа счет орошения верха колонны 11 свежей водой, которая подается насосом 14.
Далее коксовый газ по линии 15 направляют в компрессоры 16 и после сжатия в компрессорах до давления 20 ата подают на осушку от влаги и очистку от киспых компонентов в колонну 17, где газ промывают 10-25%-ным раствором этаноламина в диэтиленгликоле при температуре 30-40 С и давлении 12-20 ата. Отработанный раствор этаноламина (ЭА) в диэтиленгликопе (ДЭГ) забирают из нижней части копонны 17 и подают через дроссельный вентиль 18 и теплообменник
-19 на регенерацию в колонну 20. Регенерацию раствора производят под вакуумом при нагреве до 100 С. Газы регенерации по линии 21 содержащие в себе пары вовместе с отдутыми вредными примесями подают в коллектор богатого газа.
Регенерированный трибут ипфосфат забирают из нижней части колонны 38 насосом 40 и через холодильник 41 подают в колонну 25. В процессе очистки газа потери трибутипфосфата восполняют подачей в цикл свежего трибутилфосфата.
Извлечение окиси азота из газов осно вано на образовании комплекснь»х соединений с сернокислым закисным железом, поэтому концентрация посцеднего будет опредепяться концентрацией окиси азота в очищаемом газе. Оптимальной температурой процесса поглощения окислов азота раствором сернокислого закисного железа является температура в пределах от 10 о
go 40 С, Для обеспечения одновременной очистки коксового газа от окиси азота к серной киспоте указанной концентрации предложено добавлять от 1 до 10 грамм на литр сернокиспого эакисного железа.
При этом необходимо отметить, что кон. центрация сернокислого закисного жепеза опредепяется количеством окиси азота в газе и не влияет на химизм протекания процесса. Температуру промывки коксового газа данным раствором с учетом особенностей технологии переработки коксового газа необходимо брать в пределах от 30 до 40 С.Данный способ очистки газа испытан на модельной установке. Схема модельной установки, состав и температура растворов, а также давление в абсорбционных колоннах анапогичны схеме осуществпения
» предложенного способа в промышленности.
Диаметр абсорбционных колонн составляет
80 мм, высота 1000 мм. Расход газа на установку -3,5 м /ч. Расход 70%-ной и
100%-ной серной кислоты с добавкой
2 г/л сернокислого закисного железа
20 л/ч этаноламина в диэтиленгпиколе
24 n/÷, трибутилфосфата 43 л/ч.
Результаты очистки коксового газа представлены в табл. 1 и 2. Для сравнения в табл. 1 также приведены результаты Очистки кОксовОГО Газа пО известнОму способу.
5 734175 ды, пары бензольных угпевогородов, нафта
I 1 лин, кислые газы» направляют на переработку. Регенерированный раствор из нижней части копонны 20 насосом 22 подают .через холодильник 23 на верх колонны .17. Часть раствора выводят из цикла очистки на вакуумную разгонку. Убыль раствора пополняют. свежим раствором.
После копонны 17 коксовый газ по линии 24 подают вниз колонны 25 дпя ох- 10 лаждения и очистки газа от ацетилена и других компонентов путем промывки трибутипфосфатом при температуре от -10 go
-15ОС и давлении 20 ата, после чего коксовый газ с указанной температурой и давлением по линии 26 подают в блок низкотемпературного фракционирования
27, отработанный трибутилфосфат из колонны 25 подают через дроссельный вентиль 28 и подогреватель 29 в емкость 2О
30, где поддерживается давление около
6 ата. Выделившиеся при сбросе давления газы, содержащие в себе этилен и пропилеи, сбрасывают через дроссельный вентиль 31 на всас компрессора 16, à mработанный трибутилфосфат иэ емкости
30 подают через дроссепьный вентипь 32 и подогреватель 33 на верх копонны 34 дпя отдувки из этого абсорбента растворимых этилена и пропипена. Отдувку этилена и пропипена осуществляют при повышенной температуре под давлением около
4 ата. В качестве отдувочного газа используется этиленовая фракция, поступающая по линии 35 из блока разделения з5 коксового газа 27. Всю этипеновую фракцию выходящую из верхней части колонны
34 направляют в цех этилбензола для очистки и использования в качестве сырья для синтеза этьшенбензола и изопропил- 4о бензола. Иэ нижней части копонны 34 отработанный трибутилфосфат подают на регенерацию через дроссепьный вентиль
36 и подогреватель 37 в колонну 38.
Регенерацию отработанного трибутилфос- 4> фата проводят при нагреве и отдувке вредных примесей фракций окиси угперода или метана, поступающих из бпока низкотемпературного фракционирования коксового газа цо пинии 39, продувочные газы о Q о
t0 (О)"
0) Q
О
У«(Q
О) о о
О
Щ
0) О
О (= о (о
o e
О (D о о о о о о
Q tO сО О) о о
О О О а î о е (-О О В е о о а
Ч (Ф( (:( (t( (ф
t о о
О о о
М и о д И ф Ь о
0) о о о
tQ g) о о о «( о о о сЧ hl о о
О О
o o о о о о о о о о
d о
Х и е
2 ж
° 4
QQ о о о
О( о о ( ф
Ф ( о о о о
Щ о о о о о о о о о о сО Щ
Ф«4
o o ((4
o o о о о о о о
Q O
О Q о о
О" О л ы о о о о о о 3 о о Q" o
Q Q o
° «((ф(о о о
О
9 (о о о о о о о о М ф (о о о о
Q о о о о о ф о
3 о
lO о о о о
О 6
К у
Й о о o o o
a o o o
o„o o o
О O O O о
О оа
o o
F( о
С0 о о о о о о о к
CD ) о
N ,о о
tQ > ( с9 с9
o„Q о о о о о (» о о о
-. СО о
o o о о «(о
О о о о ( 1 а
И
Ф
М
O О и
g о
4 о ( ( ф х д
o ©
Ц о
g g
Ф Ф 1
g5 о ® C
Ц Ро (o и а ф O о (t0 о K
Ж
6( о((е а g
Ц о, o
3g о м
Р O О о о 3 о о,3 о o Q
734175
О сО О о о
О О О Q
ОО оо
o tn o
О) у4 g)
o A o
o o o o"
О О О о о о
О О O О
o o o
1-((у(734175
Таблица 2
Результаты испытания заявленного способа очистки коксового газа .с применением в схеме очистки 100%-ной серной кислоты и 10%-ного раствог этаноламина в диэтиленгликоле
0,000
1,880
1QG,0
Двуокись углерода
1,40
10Î,00
0,000
Сероводород
1OO,О0
0,000
О, 080
Цианистый водород
91,80
Окись азота
0,0006
0,00005
100,00
0,000
0,025
С ероокис ь угле рода
10О,0О
0,025
0,000
Сероуглерод
100,00
0,000
0,036
Ацетилен
10О,ОО
0,000
О, 040
Дивинил
0,004
100,00
Нафталин
0,000
100,00
О,ООО
0,127
Бензол
Бутилены (сумма) 1 00,00
0,000
0,088
Как видно из табл. 1,2 при очистке коксового газа по предложенному способу достигается полная очистка от всех вредных примесей.
Использование данного способа для тонкой очистки:коксового газа на азотно-туковых заводах позволит значительно упростить существующие схемы очистки, устранить отложения смол в компрессорах, устранить потери этилена и пронилена при очистке, увеличить производительность агрегатов разделения коксового газа, ликвидировать вредные сточные воды и умечь-. шить материальные и энергетические затраты. Все это в конечной стадии позволит снизить себестоимость производства аммиака на базе коксового газа на 2О-307.
Формула изобретения
Способ очистки коксового газа от примесей смолистых веществ, окиси азота, ацетиленовых, диеновых, ароматических, кислых и сернистых соединений, включающий компримирование газа и последующую
11 734175 12 промывку трибутилфосфатом при давлении етанолам на в
12-20 ата и температуре от o no 50 С 40оС н отличающи н давлении 12-20 ата. т ли ч ающи йс ятем, что,с целью Источни ф повышения степени очистки газа, послесточники ин ормации
У лед- принятые во внимание при експе тизе ний до компримирования промывают 70- 1 С еменова Т. А. Очистка техн
1007"-ной серной киспотой, содержащей ческих газов Хи мия е N о и
1 10 г/л сернокислого закисного железа с. 20-24. при 30-40 С и лоб пе комп им
„ нии 1 4 ата и пос- 2. Авторское свидете ССС пьство Р язт римирования предварительно пода- " " 321041 кл В 01 Х) 53/14 1 на промывку 10-25%-ным раствором 1Q {прототип).
53/14, 1970
Составитель И. Гпебова
Редактор Л. Новожилова Техред С. Мигай Корректор H. Степ
Заказ 1998/31 Тираж 495 Подписное
lHHHllH Государственного комитета СССР по депам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Фипяал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4