СПОСОБ ОЧИСТКИ КОКСОВОГО ГАЗА Российский патент 2002 года по МПК B01D53/14 C10K1/08 

Описание патента на изобретение RU2190457C1

Изобретение относится к способу очистки коксового газа от аммиака (NН3) и может быть использовано в коксохимической промышленности.

Известен способ очистки коксового газа, включающий промывку газа раствором фосфатов аммония в полых абсорберах с подачей раствора через форсунки, установленные по всей высоте абсорбера. Раствор фосфатов аммония после промывки им коксового газа выводится из нижней части абсорбера, подается на очистку от взвешенных в растворе частиц, примесей и далее направляется в регенератор для десорбции поглощенного из газа аммиака. Регенерированный раствор фосфатов аммония возвращается в абсорбер [Патент Японии 61-5652. МПК4 С 01 С 1/02; C 02 F 3/12; С 10 К 1/08].

Недостатками известного способа являются большой расход электроэнергии на циркуляционное орошение абсорбера раствором, повышенные капиталовложения.

Известен способ очистки коксового газа от аммиака, включающий промывку коксового газа раствором фосфатов аммония в абсорбере с пластинчатыми тарелками, в котором подача коксового газа осуществляется противотоком по отношению к раствору фосфатов аммония, вводимому в верхнюю часть абсорбера. В абсорбер вводится раствор с мольным соотношением аммиака к фосфорной кислоте, равным 1,2-1,3. Из нижней части абсорбера выводят раствор, содержащий диаммонийфосфат, а также некоторое количество моноаммонийфосфата. Раствор подается в отстойник для отделения из него каменноугольной смолы и далее в регенератор для выделения абсорбированного из коксового газа аммиака. Регенерированный раствор с мольным отношением аммиака к фосфорной кислоте 1,2-1,3 возвращается в верхнюю часть абсорбера аммиака [В.Г.Назаров, К.В.Зелинский, В. И. Экгауз и др. Кокс и химия. 1986. 12. С. 26-32]. Способ взят в качестве прототипа.

Недостатками известного способа являются падение эффективности процесса очистки коксового газа от аммиака из-за загрязнения тарелок механическими примесями, поступающими вместе с газом, снижение кпд тарелок при пропускании через абсорбер коксового газа, не насыщенного водяными парами.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение недостатков известных способов.

Задача решается за счет того, что в способе очистки коксового газа, включающем промывку его раствором фосфатов аммония в абсорбере, снабженном тарелками, с подачей коксового газа в нижнюю часть абсорбера противотоком по отношению к раствору фосфатов аммония, регенерацию раствора отстаиванием примесей с последующим выделением аммиака из раствора и возврат регенерированного раствора в верхнюю часть абсорбера, коксовый газ перед поступлением в тарельчатую часть абсорбера обрабатывают раствором фосфатов аммония, циркулирующим через нижнюю часть абсорбера, при этом удельный расход циркулирующего раствора поддерживают равным 1,0-1,2 л/м3 газа, плотность раствора равной 1,195-1,210 кг/л, и в растворе, выходящем из тарельчатой части абсорбера, мольное отношение аммиака к фосфорной кислоте поддерживают равным 1,50-1,55.

Задача решается также за счет того, что после отстаивания раствора из нижнего его слоя выделяют твердые примеси, раствор объединяют с раствором, подаваемым на регенерацию.

При промывке коксового газа раствором фосфатов аммония в нижней полой части абсорбера газ охлаждается, насыщается водяными парами и одновременно очищается от смолистых (каменноугольной смолы) и твердых примесей, благодаря чему в верхней тарельчатой части абсорбера увеличивается эффективность очистки газа от аммиака.

Наибольший эффект при промывке газа в нижней части абсорбера достигается при соблюдении вышеуказанного режима: удельный расход раствора 1,0-1,2 л/м3 газа, плотность раствора 1,195-1,210 кг/л, мольное отношение аммиака к фосфорной кислоте 1,50-1,55.

При удельном расходе раствора, подаваемого в нижнюю часть абсорбера, менее 1,0 л/м3 в газе, поступающем на тарелки абсорбера, возрастает содержание взвешенных веществ (смолы и углерода). Эти вещества отлагаются на тарелках, снижая эффективность и надежность очистки газа. При удельном расходе более 1,2 л/м3 увеличивается содержание сероводорода в растворе на выходе из абсорбера, что снижает надежность эксплуатации регенератора и усложняет дальнейшую переработку аммиачных паров.

При плотности раствора в отстойнике менее 1,195 кг/л ухудшается отстой раствора от смолы, в регенератор подается загрязненный смолой раствор, что снижает надежность технологического оборудования регенерации из-за отложений смолы.

При плотности раствора более 1,210 кг/л его концентрация возрастает до состояния пересыщения и в контуре циркуляции раствора появляются кристаллы фосфатов аммония, забивающие аппаратуру.

При мольном отношении аммиака к фосфорной кислоте менее 1,50 возрастает расход раствора в контуре "абсорбер-отстойник-регенератор" и увеличиваются капиталовложения и эксплуатационные затраты на установку. При мольном отношении аммиака к фосфорной кислоте выше 1,55 снижается селективность абсорбции аммиака и увеличивается содержание сероводорода в растворе, выводимом из абсорбера, что повышает коррозионную активность раствора, уменьшает эксплуатационную надежность регенератора и усложняет переработку аммиачных паров, выходящих из регенератора.

Твердые примеси коксового газа, уловленные в нижней части абсорбера циркулирующим раствором, при отстаивании оседают и образуют с нижним слоем раствора суспензию. Последующее выделение из суспензии раствора и подача его в регенератор позволяет сократить потери раствора фосфатов аммония на очистку коксового газа.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется технологической схемой очистки коксового газа, представленной на чертеже, где 1 - абсорбер; 2 - форсунка; 3 - тарелки; 4 - промсборник; 5 - отстойник; 6 - фильтр; 7 - теплообменник; 8 - регенератор; 9 - холодильник.

Коксовый газ после нагнетателей подают в нижнюю часть абсорбера 1, где промывают подаваемым через форсунку 2 раствором фосфатов аммония, циркулирующим через нижнюю часть абсорбера. При этом газ охлаждается, насыщается водяными парами, очищается от смолы, твердых примесей, частично от аммиака и поступает в верхнюю часть абсорбера 1, снабженную тарелками 3.

В верхнюю часть абсорбера подается регенерированный раствор фосфатов аммония, который стекает по тарелкам и извлекает из коксового газа аммиак. Очищенный коксовый газ поступает на дальнейшую переработку.

Раствор с нижней тарелки абсорбера поступает в циркуляционный контур "нижняя часть абсорбера - промсборник 4 - форсунка 2".

Часть раствора из циркуляционного контура подается в отстойник 5, в котором происходит разделение раствора на три слоя: верхний - каменноугольная смола, средний - раствор фосфатов аммония, нижний - суспензия твердых примесей коксового газа в растворе фосфатов аммония.

Каменноугольную смолу выводят в осветлитель надсмольной воды, суспензию подают на фильтр 6, где отделяют твердые примеси, а отфильтрованный раствор добавляют к отстоявшемуся раствору фосфатов аммония.

Очищенный раствор фосфатов аммония из отстойника подают в теплообменник 7, откуда нагретый раствор направляют в регенератор 8 для десорбции аммиака.

Регенерированный раствор из регенератора 8 охлаждают в теплообменнике 7 и холодильнике 9 и возвращают в верхнюю часть абсорбера 1.

Аммиачные пары из регенератора 8 направляют на дальнейшую переработку.

Пример. 100 тыс. нм3/ч ненасыщенного водяными парами коксового газа при 65oС, содержащего 250 мг/м3 капель смолы, 80 мг/м3 угольных частиц, 11,5 г/м3 аммиака, 3,5 г/м3 сероводорода, подается нагнетателями в абсорбер 1. В нижней части абсорбера циркулирует 110 м3/ч раствора фосфатов аммония с мольным отношением аммиака к фосфорной кислоте 1,78, плотностью раствора 1,200 кг/л и 38oС. Газ на выходе из нижней части абсорбера содержит 6 г/м3 аммиака, 40 мг/м3 капель смолы, 15 мг/м3 угольных частиц, 3,41 г/м3 сероводорода и насыщен водяными парами при 38oС.

Этот газ проходит через тарелки верхней части абсорбера и очищается от аммиака при контакте на тарелках с регенерированным раствором фосфатов аммония. Регенерированный раствор в количестве 35 м3/ч с мольным отношением аммиака к фосфорной кислоте 1,25 подается на верхнюю тарелку, проходит через тарелки противотоком по отношению к коксовому газу, насыщается аммиаком до мольного отношения аммиака к фосфорной кислоте, равного 1,55, и далее стекает в раствор, циркулирующий через нижнюю часть абсорбера.

Коксовый газ после абсорбера 1, содержащий 0,03 г/м3 аммиака и 3,4 г/м3 сероводорода, передается для дальнейшей очистки от бензольных углеводородов и нафталина.

Избыток раствора из контура циркуляции нижней части абсорбера в количестве 35 м3/ч с мольным отношением аммиака к фосфорной кислоте 1,78 и плотностью 1,200 кг/л отводится в отстойник 5. Из отстойника верхний слой каменноугольной смолы периодически отводится в механизированные осветлители надсмольной воды отделения конденсации химических продуктов коксования. Нижний слой, представляющий собой суспензию твердых частиц в растворе фосфатов аммония, из отстойника в количестве 2 м3/ч подается на фильтрацию. Твердые вещества, выделенные при фильтрации, утилизируются совместно с фусами каменноугольной смолы по известной технологии. Очищенный раствор после фильтра возвращается в отстойник раствора фосфатов аммония. Средний слой очищенного раствора из отстойника в количестве 35 м3/ч подается в теплообменник 7 и нагревается до 120oС стекающим из регенератора 8 раствором фосфатов аммония. После теплообменника 7 нагретый раствор поступает на верхнюю тарелку регенератора 8. В нижнюю часть регенератора подается 8 т/ч водяного пара. Из раствора фосфатов аммония паром десорбируется аммиак.

Аммиачные пары после регенератора поступают на дальнейшую переработку.

Регенерированный раствор с мольным отношением аммиака к фосфорной кислоте, равным 1,25, из регенератора 8 проходит через теплообменник 7, охлаждается раствором фосфатов аммония, подаваемым из отстойника 5, с 145oС до 80oС, доохлаждается технической водой в холодильнике 9 до 40oС и подается в верхнюю часть абсорбера 1 на очистку коксового газа от аммиака.

Предлагаемый способ очистки коксового газа позволяет увеличить эффективность и надежность процесса при высокой селективности извлечения аммиака из коксового газа.

Похожие патенты RU2190457C1

название год авторы номер документа
Способ очистки коксового газа от аммиака круговым фосфатным способом 2017
  • Калинин Александр Викторович
  • Карунова Елена Владимировна
  • Парменов Денис Алексеевич
  • Снегирев Роман Васильевич
RU2645999C1
СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ АММИАКА ИЗ КОКСОВОГО ГАЗА 1992
  • Назаров В.Г.
  • Зелинский К.В.
  • Галкин А.П.
RU2062639C1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ КОКСОВОГО ГАЗА 1989
  • Назаров В.Г.
  • Вшивцев В.Г.
  • Стерн А.Д.
  • Симонов С.П.
SU1834279A1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ КОКСОВОГО ГАЗА ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ БЕНЗОЛЬНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ И НАФТАЛИНА 2003
  • Волгина Н.Б.
  • Царев Н.В.
  • Беркутов Н.А.
  • Казакевич Д.Р.
  • Таушканова Л.М.
RU2257946C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ КОКСОВОГО ГАЗА ОТ СЕРОВОДОРОДА 1990
  • Загайнов В.С.
  • Зелинский К.В.
  • Экгауз В.И.
RU2046820C1
Способ очистки коксового газа 1984
  • Назаров Владимир Георгиевич
  • Аникина Татьяна Георгиевна
  • Вшивцев Владислав Германович
  • Житников Павел Максимович
  • Галашев Рудольф Гаврилович
  • Тристан Виктор Михайлович
  • Татарко Виктор Иосифович
  • Грабко Владимир Венедиктович
  • Черниченко Павел Михайлович
  • Галкин Анатолий Павлович
  • Носков Геннадий Дмитриевич
SU1263707A1
Способ выделения аммиака и пиридиновых оснований из коксового газа 1984
  • Назаров Владимир Георгиевич
  • Экгауз Владимир Исаакович
  • Зайденберг Михаил Абрамович
  • Прокопенко Клавдия Климентьевна
  • Аникина Татьяна Георгиевна
SU1333697A1
Способ очистки коксового газа от сероводорода 1986
  • Зелинский Константин Владимирович
  • Назаров Владимир Георгиевич
SU1333698A1
СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ АБСОРБЦИЕЙ СЕРОВОДОРОДА ИЗ КОКСОВОГО ГАЗА 1990
  • Полещук И.С.
  • Широкова Т.А.
  • Экгауз В.И.
  • Петров И.М.
RU2023485C1
С П Т Б 1973
  • Авторы Изобретени
SU395327A1

Реферат патента 2002 года СПОСОБ ОЧИСТКИ КОКСОВОГО ГАЗА

Изобретение относится к способу очистки коксового газа от аммиака (NН3) и может быть использовано в коксохимической промышленности. Способ очистки коксового газа от аммиака включает промывку газа раствором фосфатов аммония в абсорбере, оборудованном тарелками, и обработку коксового газа перед поступлением в тарельчатую часть абсорбера раствором фосфатов аммония, циркулирующим через нижнюю часть абсорбера, с поддержанием удельного расхода циркулирующего раствора 1,0-1,2 л/м3 газа, плотности раствора 1,195-1,210 кг/л и мольного отношения аммиака к фосфорной кислоте в растворе, выходящем из тарельчатой части абсорбера, 1,50-1,55. Способ позволяет увеличить эффективность очистки коксового газа от аммиака. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 190 457 C1

1. Способ очистки коксового газа, включающий промывку его раствором фосфатов аммония в абсорбере, снабженном тарелками, с подачей коксового газа в нижнюю часть абсорбера противотоком по отношению к раствору фосфатов аммония, регенерацию раствора отстаиванием примесей с последующим выделением аммиака из раствора и возврат регенерированного раствора в верхнюю часть абсорбера, отличающийся тем, что коксовый газ перед поступлением в тарельчатую часть абсорбера обрабатывают раствором фосфатов аммония, циркулирующим через нижнюю часть абсорбера, при этом удельный расход циркулирующего раствора поддерживают равным 1,0-1,2 л/м3 газа, а плотность - 1,195-1,210 кг/л, и в растворе, выходящем из тарельчатой части абсорбера, мольное отношение аммиака к фосфорной кислоте поддерживают равным 1,50-1,55. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после отстаивания раствора из нижнего его слоя выделяют твердые примеси, раствор объединяют с раствором, подаваемым на регенерацию.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2002 года RU2190457C1

Назаров В.Г
и др., Опытно-промышленные исследования улавливания аммиака из коксового газа круговым фосфатным методом
Кокс и химия
Пневматический водоподъемный аппарат-двигатель 1917
  • Кочубей М.П.
SU1986A1
0
SU184263A1
Способ очистки коксового газа 1988
  • Назаров Владимир Георгиевич
  • Аникина Татьяна Георгиевна
  • Петров Игорь Матвеевич
  • Экгауз Владимир Исаакович
  • Зелинский Константин Владимирович
  • Галкин Анатолий Павлович
  • Шмелев Владимир Иванович
  • Тристан Виктор Михайлович
SU1724679A1
СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ АММИАКА ИЗ КОКСОВОГО ГАЗА 1992
  • Назаров В.Г.
  • Зелинский К.В.
  • Галкин А.П.
RU2062639C1
DE 4007244 А1, 12.09.1991
JP 63166414 А1 (реферат), 09.07.1988
JP 2000104079 А2 (реферат), 11.04.2000.

RU 2 190 457 C1

Авторы

Зубицкий Б.Д.

Дьяков С.Н.

Чимаров В.А.

Назаров В.Г.

Экгауз В.И.

Патрикеев В.С.

Даты

2002-10-10Публикация

2001-06-22Подача