А.Ф.Гре6енюк (ДонДТУ), Ю.І.Елісеев, П.Ф.Касторний,А.В.Квасов, В.І.Мілютін (Авдіївський коксохімічний завод) і В.Ф.Шіпіцин(Коксохімстанція)
Досвідроботи цехів сіркоочищення показує, що при незадовільному охолодженнікоксового газу в кінцевих газових холодильниках відбувається накопиченнянафталіну і смолянистих речовин в поглинаючої розчину, що тягне за собоюпогіршення роботи абсорберів, регенераторів, конденсаторів-холодильників івакуум-насосів.
Виділеннянафталіну і смоли з поглинаючої розчину шляхом відстоювання являєсобою складну задачу, тому що вони утворюють з лужним розчином стійкуемульсію. Тим часом існує ефективне рішення цієї задачі, засноване наповної десорбції нафталіну з поглинаючої розчину при нагріванні його підвакуумом в регенераторі і наступної конденсації парів вконденсаторах-холодильниках. У результаті реалізації цих процесів нафталінконцентрується в барометричний конденсаті, з якого він може бути виділенийпорівняно легко, наприклад відстоюванням.
Завдякиістотній різниці густин нафталіну та водного конденсату і порівняноневеликому обсягом останнього (~ 7% від обсягу поглинаючої розчину)забезпечується висока ефективність процесу. Одночасно з нафталіном зконденсату виводяться й інші компоненти кам'яновугільної смоли, які добуваються зкоксового газу в скрубберах. Таким чином, попереднє відстоюваннябарометричного конденсату від нафталіну і кам'яновугільних масел передзмішуванням його з регенерованої розчином може бути ефективним засобомполіпшення роботи сіркоочистки.
Крім"Органіки" барометричний конденсат містить в розчиненому станісірководень та ціанід водню, кількість яких в залежності від умовдосягає 30% від витягується з коксового газу в скрубберах. При смешіваш іконденсату з регенерованої розчином концентрація сірководню і ціанідуводню в ньому зростає, що сприяє утворенню баластних солей іпогіршення поглинальної здатності розчину. Для зменшення цьогонегативного ефекту представляється доцільним здійснювати десорбціюсірководню і ціаніду водню з конденсату обробкою його парою під вакуумомв спеціальному апараті, наприклад у наса-дочной колоні.
НаАвдіївському коксохімічному заводі нами були проведені лабораторні дослідженняпроцесів виділення з барометричного конденсату нафталіну відстоюванням, атакож сірководню і ціаніду водню - десорбцією при нагріванні під вакуумом.Конденсат відбирали з барометричної труби, по якій він стікає зконденсатора-холодильника в барометричний, збірник, за допомогою спеціальногопробовідбірника. Пробу конденсату об'ємом 0, 5 л поміщали в склянку, де вона відстоювалася протягом певного часу, а потім розділялася декантацією наводну і органічну фази. За виміряними масі і об'єму фаз, щільностіорганіки і водного конденсату розраховували ступінь поділу. Вона склала:при відстоюванні протягом 1 год 0, 35; 3 год 0, 7; 5 год 0, 95.
В1989 р. на Авдіївському заводі в цеху сіркоочищення № 2 була установка для виведенняорганічних сполук з барометричного конденсату. Основним апаратом цієїустановки є сепаратор, що представляє собою циліндричний резервуар, забезпеченийштуцерами для введення конденсату і виведення продуктів поділу. Конденсатнадходить самопливом з барометричного збірника в середню частину відстійника, депід дією гравітаційних і відцентрових сил відбувається відділення"Органіки", що має щільність 1060 кг/м3, від конденсату. Очищенийконденсат виводиться з верхньої частини відстійника і надходить самопливом в збірникрегенерованого розчину, а "органіка" періодично відкачується знижній частині відстійника насосом в автоцистерну і надходить уСмолопереробний цех.
Результатиобстеження роботи установки наведені в таблиці. Аналіз цих данихпоказує, що установка забезпечує виділення з барометричного конденсатудо 98% міститься в ньому "органіки". Щільність її складала 1055 -1069 кг/м3, температура початку кристалізації 37 В° С. За данимихроматографічного аналізу, вона містить 1-4% легких ароматичнихвуглеводнів, 33-44% нафталіну, 9-11% метилнафталіном, 8-10% аценафтена, б-8% Флуорен, антрацену та фенантрену.
Методикалабораторних досліджень процесу десорбції сірководню і ціаніду воднюполягала в кип'ятінні певного обсягу барометричного конденсату вколбі під вакуумом 70-80 кПа з наступним визначенням вмісту компонентіву вихідному конденсаті і після кип'ятіння. Лабораторна установка включалаконічну колбу об'ємом 1 л, нагрівач, водяний холодильник, збірниквторинного конденсату і вакуум-насос.
Длявиконання досвіду в колбу заливають 0, 5 л барометричного конденсату, очищеного від нафталіну і смолянистих речовин відстоюванням. Інтенсивність нагріваннярегулювали таким чином, щоб кипіння конденсату протікало спокійно, безперекинути його в холодильник. Після закінчення досвіду визначали обсяги рідинив колбі і збірнику, вміст сірководню, ціаніду водню та нафталіну ввихідному конденсаті, залишок після кип'ятіння і у вторинному конденсаті.
Ввихідному конденсаті концентрація компонентів коливалася в межах, г/л: 1, 2-2,5 сірководню; 0, 9-1, 8 ціаніду водню; 0, 04-0, 09 нафталіну. При вакуумів колбі 81-82 кПа, температурі кип'ятіння 58-60 В° С і ступеня упарюванняконденсату 4-10% ступінь десорбції становила,%: 75-98 сірководню; 50-90ціаніду водню; 80-90 нафталіну.
Очищенийтаким чином конденсат доцільно використовувати в якості теплоносія вциклі "первинні газові холодильники-регенератори сіркоочистки"замість поглинаючої розчину. Така заміна дозволить зменшити інтенсивністьпроцесів утворення баластових солей в поглинаючої розчину і корозіїтрубопроводів, а також збільшити ефективність теплообміну в первинних газовиххолодильниках. В даний час в цеху сіркоочищення № 2 Авдіївськогококсохімічного заводу закінчується монтаж дослідно-промислової установки длядесорбції сірководню, ціаніду водню та летких органічних речовин збарометричного конденсату, на якій будуть продовжені дослідження процесу.Таким чином, виконані в лабораторних і виробничих умовахдослідження показали, що нафталін і смолянисті речовини, уловлювані припромивці коксового газу в скрубберах содовим розчином, можуть бути ефективновиділені з системи шляхом відстоювання барометричного конденсату перед йогозмішуванням з регенерованої розчином. Навіть при порівняно високійтемпературі коксового газу в сірчаних скрубберах (50-55 В° С) кількістьорганічної фази, що виділяється з барометричного конденсату в сепараторі, становить20-25% від вмісту нафталіну та смолистих речовин в коксовому газі. При більшнизьких температурах коксового газу в скрубберах з нього може бути виділено 60 -70% нафталіну та смолистих речовин.
Грунтуючисьна результатах досліджень, автори вважають за можливе і доцільнесуміщення кінцевого охолодження коксового газу з попередньою очисткою йоговід сірководню і ціаніду водню промиванням в кінцевих газових холодильникахохолодженим поглинювальним розчином сіркоочистки. Після регенерації в окремомурегенераторі з висновком нафталіну та смолистих речовин за розробленоютехнології цей розчин може ефективно охолоджуватися в водяних холодильниках, невимагаючи частих чищень останніх. Виділені в регенераторі гази переробляютьсяразом з сірководневим газом існуючої сіркоочистки в сірчану кислоту.
Такимчином, стає можливою реалізація двоступеневої схеми очищеннякоксового газу від сірководню і ціаніду водню на діючих підприємствахбез установки додаткових скруберів з одночасним вирішенням відомихпроблем кінцевого охолодження газу. Розроблена авторами технологія очищеннябарометричного конденсату сіркоочистки від нафталіну, смолистих речовин ірозчинених газів захищена патентами Російської Федерації і України.
Досвід
Місце відбору конденсату
Зміст в конденсаті
нафталіну, г/л
Зміст в конденсаті
смолистих речовин, г/л
1
Після конденсаторів-холодильників № 1
1, 824
9, 1
Після конденсаторів-холодильників № 2
1, 216
7, 64
Після установки виведення органічних речовин
0, 288
0, 035
2
Після конденсаторів-холодильників № 1
0, 597
0, 696
Після конденсаторів-холодильників № 2
1, 707
8, 863
Після установки виведення органічних речовин
0, 128
0, 087
Список літератури
Дляпідготовки даної роботи були використані матеріали з сайту masters.donntu.edu.ua/
