Канд. техн. наук Є. Т. КОВАЛЬОВ, І. М. ДАВИДЕНКО (НУОВ«КоксохіміяВ»)
Всвіті в даний час використовують понад 15 варіантів технологій очищеннякоксового газу від сірководню. При цьому промисловий інтерес представляютькругові абсорбційної-десорбціонной і рідинні окислювальні процеси. Середдіючих сіркоочисток переважають кругові: вакуум-карбонатні (содові, Поташняабо їх суміші), аміачні (метод комплексного очищення фірми В«ШтильВ», ФРН) іамін-ні (Сульфібан-процес - очищення газу водним розчином моноетаноламіну)способи очищення газу.
Вакуум-карбонатнийспосіб, модифікований в двоступінчастий з попереднім очищенням газу відціаністого водню, характеризується простотою апаратурного оформлення таексплуатації, порівняльною дешевизною поглинача, що дозволило рекомендуватицей процес для впровадження на заводах Півдня. Фірма В«Крупп-КопіерсВ» на заводах ФРНта інших країн також застосовує цей процес. До недоліків процесу відносятьсяйого енергоємність, дефіцит содопродук-тов в нашій країні і недосконалістьмокрого каталізу.
Амінспособи сіркоочистки знайшли широке застосування в нафто-і газопереробноїпромисловості, а також в коксохімії (наприклад, на Баглійського коксохімічномузаводі), забезпечуючи практично повну очистку газу не тільки від сірководню,але й, на відміну від відомих способів, від сероорганических з'єднань [1].Процес не має неутилізованих відходів, так як на основі кубових залишківвід регенерації моноетаноламіну і піридинових підстав отримують інгібіторкорозії. У той же час освоєння в промисловості виробництва аміноспиртівще не задовольняють потреби різних галузей в цих ефективнихабсорбентом, що в свою чергу стримує розвиток перспективної технологіїочищення газів від сірководню амінів способом.
ВОстанніми роками розвивається аміачний спосіб сіркоочистки коксового газу, відомийза кордоном як процес фірми В«ШтильВ» [2]. У нашій країні цей метод дослідженийВУХІНом і запропонований до впровадження переважно на заводах Сходу, а також наКомунарському коксохімічному заводі. Гідність його - відсутність потреби вдодаткових реагентах завдяки використанню аміаку коксового газу. Спосібнайбільш доцільний у поєднанні з отриманням аміаку методом Фосам [3].Однак на заводах Півдня, де співвідношення аміаку та сірководню становить 1:2замість 2-7-2, 5:1, для його реалізації необхідно досягти охолодження розчинучерез екзотермічного характеру реакції взаємодії кислих газів і аміакуна стадії абсорбції і підібрати доступний корозієстійких матеріал длявиготовлення регенераційної апаратури, так як аміачний розчин маєпідвищеною агресивністю.
Середрідинних окислювальних способів найбільшу рас В¬ пространенія отримали процесисероціаноочісткі Пагорбі - Стретфорд, Фу макс Родякс, Такахакс - Хайрохакс та ін[4, 5]. При цьому попереднє витяг ціаністого водню на початкугазового тракту дозволяє істотно скоротити витрату лужних реагентів. Ввітчизняної коксохімічної, сланцеперерабативающей та інших галузяхпромисловості поширена миш'яково-содова сіркоочистки (система В«ТайлоксВ»)з використанням солей миш'яку в якості каталізатора.
Головнийнедолік всіх застосовуваних технологічних схем з використанням окислювальнихметодів низька героєм кістка поглинальних і складність переробки відпрацьованихрозчинів. Велика кількість і багатоваріантність окислювальних сіркоочистоксвідчать про прагнення підібрати найбільш раціональну композиціюреактивів.
ВУХІН в останні роки досліджували і підготували до впровадження в промисловістьнові та вдосконалені способи очищення коксового газу від сірководню.Однак важко розраховувати на повсюдну заміну існуючих сіркоочистокпринципово новими технологіями. Тому на заводах, що мають цехивакуум-карбонатної і миш'яково-содової сіркоочищення, доцільно проводити їхреконструкцію з перекладом на двоступеневу схему.
Рис.I. Залежність рівноважної концентрації сірководню і паргазовой фазі відзмісту NaCNS і H2S в розчині при 360 С, г/л: 1 - 0, 6; 2 - 1, 0; 3 - 2, 0;4 - 3, 5; 5 - 7, 1
Проводилидослідження, пов'язані з розробкою вдосконаленої технології очисткикоксового газу вакуум-карбонатним способом у два ступені [5]. Встановили, щодля досягнення глибокого очищення газу від сірководню необхідно знизитиконцентрацію баластних солей з 250-280 до 50 г/л, в результаті чогорівноважна концентрація сірководню над розчином зменшиться в 4 рази, арозчинність соди (і, отже, сероемкость розчину) зросте майжевдвічі. Ці закономірності підтверджені експериментально і описані математично(Рис. 1). Схема процесу показана на рис. 2.
Напершого ступеня абсорбції використовується розчин з вмістом вільного лугу до5% і концентрацією баластних солей до 250 г/л, щільність зрошення 3, 5 л/м3;на другий - відповідно до. 10%, до 50 г/л і 2, 5 л/м3. Вся сода подаєтьсятільки на другу сходинку. Діаметр абсорберів першого і другого ступенів 3, 6 м, висота 37-38 м, матеріал корпусу - сталь (з надбавкою на корозію). Основна насадка -плоскопараллельной, норма насадки 0.22 мм2/м3 газу. Регенератори першої тадругого ступенів можуть бути з'єднані послідовно, противоточно по парупаропроводяшей тарілкою. Внутрішні елементи регенератора виготовляються зсталі 12Х18Н10Т.
Впровадженняв промисловість описаної схеми стримується відсутністю абсорберів одиничноїпотужністю 100 тис. м3/ч газу з низьким опором, тарілчастих регенераторівдіам. 7 м замість випускаються діам. 5, 5 м і вакуум-компресорів ЦКС-390. Головний установка двоступеневої. вакуум-карбонатної сіркоочистки споруджується наКриворізькому коксохімічному заводі. ТЛЗ на будівництво таких установоквидані також для Авдіївського та Донецького коксохімічних заводів.
ВУХІНс розробляється процес моноетаноламіновой сіркоочистки, який крімБаглійського буде впроваджений і на Дніпродзержинському заводі. Завдання проведеної вінституті досліджень, спрямованих на вдосконалення та інтенсифікаціюпроцесу очищення коксового газу амінів способом, полягає в розробцітехнологічної схеми витягання сірководню з коксового газу композитнимипоглиначами амінного походження. Оцінюється ефективність використаннянового абсорбенту метілдіетаноламіна, селективність по сірководню якого вкілька разів вище широко вживаного моноетаноламіну. Впровадження даноїтехнологічної схеми, оснащеної сучасними апаратами з регулярниминасадок елементами, забезпечить низькі енергетичні, капітальні витрати ікомпактність установки. У поєднанні з процесом переробки регенераторногогазу в сірчану кислоту по безвідходної схемою ДК - ТАК процес аминной сіркоочисткидозволить комплексно вирішити екологічні проблеми технології сероціаноочісткі.
Технологічнасхема очищення газу моноетаноламін наведена на рис. 3. Абсорбери представляютьсобою апарати діам. 3, 2 м, що включають по чотири шари плосконараллельной насадки з секцією 2-образної насадки вгорі кожного шару. У верхній частиніапарату передбачена промивка газу конденсатом для уловлювання парівмоноетаноламіну. Матеріал абсорбера сталь 08Х13АГ19. Регенератор зі сталі 10х17Н13М2Т обладнаний клапанними тарілками.
Слідпідкреслити, що розглянуті варіанти кругових методів сероціаноочісткіпередбачають переробку сірководневого газу в сірчану кислоту по новійтехнології методом ДК - ТАК. Оснащення сіркоочисток установками ДК - ТАК дозволитьне тільки зробити технологію переробки сірководневого газу екологічночистою, але і поліпшити якість отримуваної сірчаної кислоти.
Завдякимодернізації існуючої технологічної апаратури із застосуванням сучаснихелементів внутрішньої структури, цей переклад досягається з мінімальнимикапітальними витратами без залучення великих матеріальних і людських ресурсів.Технологічні завдання на встановлення видані Запорозькому, Маріупольському таДніпропетровському коксохімічним заводам.
Рис.3. Схема процесу моноетаноламіновой (МЕА) очищення коксового газу відсірководню: 1 - насос-дозатор; 2 - абсорбер з плоскопараллельной насадкою; 3- Холодильники; 4 - теплообмінники; 5 - регенератор;...
