СПОСОБ ОЧИСТКИ КОКСОВОГО ГАЗА Российский патент 2024 года по МПК C10K1/08 B01D53/14 

Изобретение относится к коксохимической промышленности и может быть использовано для операций охлаждения и очистки коксового газа [B01D 53/14, C07C 7/11, C07C 15/04, C10B 27/00, C10K 1/04, C10K 1/08, C10K 1/18].

Из уровня техники известен СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ КОКСОВОГО ГАЗА [RU2152919, опубл. 20.07.2000], согласно которому выделение ароматических углеводородов из коксового газа осуществляют обработкой коксового газа углеводородным поглотителем с последующей дистилляцией острым паром и возвратом углеводородного поглотителя в цикл, при этом в качестве углеводородного поглотителя используют нефтяную фракцию, выкипающую в интервале 250-360°С, отбираемую с верха вакуумной колонны при перегонке малопарафинистой нефти, имеющую вязкость при 50°С 3,5-6,4 мм2/с и температуру вспышки не менее 130°С. Улавливание ароматических углеводородов протекает при температуре процесса 28-30°С. Проходя через насадку скруббера, масло насыщается ароматическими (бензольными) углеводородами и затем поступает на дистилляцию, осуществляемую острым паром при температуре 130-135°С. Технический результат - снижение шламообразования, повышение поглотительной способности ароматических углеводородов.

Также известна СИСТЕМА ОЧИСТКИ КОКСОВОГО ГАЗА И МЕТОД ИЗВЛЕЧЕНИЯ СЫРОГО БЕНЗОЛА [CN108441268, опубл. 24.08.2018], отличающаяся тем, что включает предыдущий процесс, колонну промывки бензола, насос обогащенного масла, систему теплообменного нагрева, колонну дебензола, регенератор, бак хранения отработанной нефти, насос отработанной нефти, охладитель, бак хранения шлака, водомаслоотделитель, бак обратки, Насос обратного потока, дозатор сырого бензола, система автоматического выпуска чистого газа; описанный фронтальный процесс включает в себя первичный холодильник и конечный холодильник, коксовую печь. Неочищенный газ производится через трубопроводы к первичному охладителю и конечному охладителю, а затем поступает в колонну промывки бензола, а часть чистого газа, произведенного колонной промывки бензола, возвращается через трубопровод чистого газа. Коксовая печь и система автоматического выпуска чистого газа соединены с трубопроводом чистого газа через отвод; оборотная аммиачная вода температурой 75…85°С направляется в первичный и конечный холодильники; обогащенная нефть, полученная в колонне промывки бензола, направляется в теплообменную систему обогрева по трубопроводу с насосом обогащенной нефти, а затем поступает в колонну дебензола, часть обедненной нефти, произведенной колонна дебензола достигает резервуара для хранения обедненной нефти, и обедненная нефть в резервуаре для хранения обедненной нефти направляется в охладитель насосом для обедненной нефти по трубопроводу. После возврата в колонну промывки бензола, другая часть обедненной нефти, полученной в колонне дебензола, по трубопроводу поступает в регенератор, а регенерированная регенератором обедненная нефть возвращается в колонну дебензола по трубопроводу. Бензол, полученный дебензольной башней, проходит через масловодяной сепаратор через по трубопроводу и далее поступает в рефлюксный бак Часть бензола в флегмовом баке направляется в колонну дебензола насосом флегмы по трубопроводу, а другая часть бензола в флегмовом баке транспортируется в дозатор сырого бензола по трубопроводу в качестве продукта.

Также известен СПОСОБ ОЧИСТКИ КОКСОВОГО ГАЗА [SU1263707, опубл. 15.10.1986], включающий первичное охлаждение, его последовательное контактирование с поглотительным маслом, аммиачной водой, раствором фосфорно-кислых солей для абсорбции аммиака, конечное охлаждение и выделение из газа бензольных углеводородов контактированием с легким маслом с регенерацией отработанного фосфорнокислого раствора удалением аммонистых веществ и последующей тепловой отгонкой аммиака с получением парогазовой смеси, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности процесса абсорбции аммиака и снижения объемов вредных газовых выбросов контактирование газа с поглотительным маслом и аммиачной водой ведут в скрубберах Вентури, при этом поглотительное масло смешивают с экстрактом, который получают при удалении смолистых веществ из отработанного фосфорнокислого раствора экстракцией бензольными углеводородами.

Общим недостатком приведенных аналогов является низкий показатель улавливания аммиака из коксового газа ввиду сатураторного способа осуществления улавливания, что способно привести к повышению потерь аммиака.

Наиболее близким по технической сущности является способ, реализованный в СИСТЕМЕ ПЕРЕРАБОТКИ ГОМОЛОГОВ БЕНЗОЛА И ПРОИЗВОДНЫХ КОКСОВОГО ГАЗА ЗА СЧЕТ СБРОСНОГО ТЕПЛА СЫРОГО ГАЗА [CN204490830, опубл. 22.07.2015], которая включает сепаратор газа и жидкости, соединенный с трубопроводом сырого газа коксовой печи, и сепаратор жидкого гудрона и аммиака. Сепаратор смолы и жидкого аммиака соединен с насосом для смолы и циркуляционным насосом для жидкого аммиака. Сепаратор газа и жидкости соединен с тепловым насосом, который соединен с газоохладителем и насосом очистки масла. Блок теплового насоса соединен с теплообменником на обедненной и обогащенной нефти, баком на обедненной нефти и башней промывки неочищенного газа. Теплообменник на обедненной и обогащенной нефти соединен с теплообменником на нефтяном газе, колонной дистилляции с отрицательным давлением и охладителем легкого бензола. Теплообменник нефтяного газа соединен с выпускным отверстием для жидкости насоса обогащенного масла и нижней частью колонны промывки сырого газа. Блок теплового насоса соединен с дистилляционной колонной отрицательного давления, впускным отверстием для жидкости насоса горячего отбензиненного масла и теплообменником насоса отгонного и обогащенного масла. Дистилляционная колонна отрицательного давления соединена с резервуаром для нафталина и резервуаром для тяжелого бензола. Охладитель легкого бензола соединен с обратным баком и охладителем неконденсируемого газа, который соединен с вакуумным насосом, обратный бак соединен с обратным насосом и баком разделительной воды, а обратный насос соединен с отрицательным колонна перегонки под давлением и резервуар для сырого бензола. Вход жидкости в насос для горячего обедненного масла и теплообменник насоса для обедненного и обогащенного масла. Дистилляционная колонна отрицательного давления соединена с резервуаром для нафталина и резервуаром для тяжелого бензола. Охладитель легкого бензола соединен с обратным баком и охладителем неконденсируемого газа, при этом устройство содержит механизм размотки, механизм намотки и механизм вулканизации конвейерной ленты, расположенный между механизмом размотки и механизмом намотки. Механизм вулканизации включает верхнюю нагревательную пластину и нижнюю нагревательную пластину, которые могут обеспечивать прессование формы и открытие формы с помощью силового механизма. Шеврон-внутренняя пластина пресс-формы расположена на нижней нагревательной пластине. Два конца нижней нагревательной пластины снабжены канавкой формы для переднего соединения и канавкой для формы для заднего соединения, которые могут фиксировать соединительную охватывающую плиту формы. Шевронные канавки соединительной охватывающей пластины пресс-формы могут быть в стыковом соединении с образованием шевронных канавок шевронов стыкового соединения, соответствующих шевронным канавкам шевронной охватывающей пластины пресс-формы. Шевронная конвейерная лента, изготовленная с помощью этого устройства, характеризуется высокой эффективностью, значительно сниженной трудоемкостью и уменьшенным загрязнением рабочей среды. Кроме того, конвейерная лента дополнительно характеризуется длительным сроком службы.

Основными техническими проблемами прототипа являются низкий показатель улавливания аммиака из коксового газа ввиду сатураторного способа осуществления улавливания, а также пониженные показатели выработки бензола.

Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.

Техническим результатом изобретения является снижение потерь аммиака и увеличение выработки бензола.

Указанный технический результат достигается за счет того, что способ очистки коксового газа, включающий охлаждение коксового газа путем орошения технической водой в закрытом цикле, направление коксового газа на вход сульфатного отделения, в котором из коксового газа улавливают аммиак и производят сульфат аммония, причем улавливание аммиака осуществляют бессатураторным способом с помощью раствора серной кислоты в линиях абсорбции с последующей подачей полученного раствора в кристаллизаторы для наращивания кристаллов сульфата аммония, конечное охлаждение коксового газа до температуры +25…+35°С, направление газа в бензольное отделение и улавливание бензола путем орошения газа поглотительным маслом, отделение сырого бензола путем обдувки паром и отправку сырого бензола и очищенного обратного коксового газа потребителю.

Краткое описание чертежей.

На Фиг. 1 показана реализация способа очистки коксового газа в установке для очистки коксового газа.

На Фиг. 1 обозначено: 1 - коксовая батарея; 2 - первичный газовый холодильник; 3 - машинный зал; 4 - газодувная машина; 5 - сульфатное отделение; 6 - газовый холодильник; 7 - теплообменное оборудование; 8 - бензольный абсорбер; 9 - бензольное отделение; 10 - дистилляционные колонны.

Осуществление изобретения.

Заявленное техническое решение представляет собой способ очистки коксового газа и реализацию способа в виде установки, посредством работы которой осуществляют очистку поступающего от четырех коксовых батарей коксового газа.

Установка представляет собой объединение различных отделений очистки коксового газа, при этом каждая пара коксовых батарей соединена с соответствующим ей машинным залом.

Две пары коксовых батарей 1 соединены с первичными газовыми холодильниками (ПГХ) 2, выходы которых соединены, в свою очередь, с двумя машинными залами 3.

В машинных залах 3 расположены газодувные машины 4, обеспечивающие поддержание разрежения коксового газа на коксовой батарее 1 с учетом резерва газодувных машин 4. Каждый из двух ПГХ 2 газопроводами соединен с двумя комплектами газодувных машин 4, непосредственно за которыми две ветки газопровода объединяются в одну, которая в свою очередь соединена с входом в сульфатное отделение 5.

Сульфатное отделение 5 включает в себя три нитки (на фигуре не показаны) очистки коксового газа от аммиака - линии абсорбции, на выходе каждой из которых распложен кристаллизатор (на фигуре не показан).

Выход сульфатного отделения 5 соединен газопроводами с газовыми холодильниками 6, к которым подключено теплообменное оборудование 7 охлаждающей воды оборотного цикла конечного газового холодильника.

Выходы газовых холодильников соединены газопроводом с бензольным абсорбером 8, который является составной частью бензольного отделения 9. Также бензольное отделение 9 включает дистилляционные колонны 10, регенераторы масла и теплообменники (на фигуре не показаны).

Для реализации предлагаемого способа из двух блоков коксовых батарей 1 коксовый газ направляют в два ПГХ 2, в которых осуществляют его охлаждение с температуры около +80°С до +25…+30°С путем орошения технической водой в закрытом цикле. Затем коксовый газ по двум газопроводам направляют в два комплекта газодувных машин 4, создающих необходимое для его продвижения по контуру давление.

С выхода газодувных машин 4 коксовый газ направляют на вход сульфатного отделения 5, в котором бессатураторным способом из коксового газа улавливают аммиак и производят сульфат аммония.

Улавливание аммиака осуществляют с помощью раствора серной кислоты в линиях абсорбции с последующей подачей полученного раствора в упомянутые кристаллизаторы для наращивания кристаллов сульфата аммония.

На выходе из сульфатного отделения 5 коксовый газ имеет неприемлемо высокую для дальнейших технологических процессов температуру +56…+58°С, поэтому коксовый газ направляют в газовые холодильники 6, где посредством теплообменного оборудования 7 осуществляется его конечное охлаждение, до более низких температур (+25…+35°С).

С выхода газовых холодильников 6 газ направляют в бензольное отделение 9, а именно в бензольный абсорбер 8, где из охлажденного коксового газа улавливают бензол путем орошения газа поглотительным маслом (поглотительные фракции). Затем из насыщенного поглотительного масла (бензине) посредством работы дистилляционных колонн 10, регенераторов масла и теплообменников (на фигуре не показаны) отделяют сырой бензол путем обдувки паром, а обедненное поглотительное масло (дебензине) направляют обратно в бензольный абсорбер 8.

После этого сырой бензол и очищенный обратный коксовый газ направляют потребителям.

Указанные выше диапазоны температур были получены экспериментальным способом, при этом в случае конечного охлаждения коксового газа до температур ниже +25°С бензол теряет необходимую летучесть, а при температурах выше +35°С повышается испарение бензола, то есть вне указанного температурного диапазона дальнейшее улавливание бензола происходит менее эффективно.

Заявленный технический результат - снижение потерь аммиака и увеличение выработки бензола - достигается за счет следующих факторов:

- применение в предлагаемом способе бессатураторного метода получения сульфата аммония позволяет реализовать раздельное улавливание аммиака, отстой от органики и наращивание кристаллов, что приводит к уменьшению потерь аммиака с 0,05 мг/л (при сатураторном способе) до 0,03 мг/л, а также улучшает качество конечного продукта;

- отделение сырого бензола путем обдувки паром позволяет снизить потери при испарении бензола, а следовательно увеличить его выработку.

Использование заявленного способа позволяет снизить выбросы аммиака в атмосферу, благодаря чему аммиак и серу можно использовать для дальнейшей переработки, например, при производстве лекарственных препаратов.

Получаемый в повышенном объеме посредством заявленного способа бензол далее используют в иных целях, поэтому заявленное изобретение обеспечивает дополнительный экономический эффект, связанный с высокой стоимостью бензола.

Пример достижения технического результата.

В 2023 г. авторами изобретения были изготовлены в соответствии с описанием предлагаемого способа образцы установок для очистки коксового газа в различных конфигурациях, например с использованием различного количества первичных газовых холодильников, газодувных машин и ниток очистки коксового газа от аммиака в сульфатном отделении.

Промышленные испытания установок в соответствии с настоящим описанием способа очистки коксового газа подтвердили достижение заявленного технического результата: по сравнению с аналогами и прототипом потери аммиака были снижены с 0,05…0,07 мг/л до 0,025…0,033 мг/л, а увеличение выработки бензола составило 12-15%.

Изобретение относится к коксохимической промышленности и может быть использовано для операций охлаждения и очистки коксового газа. Способ очистки коксового газа включает охлаждение коксового газа путем орошения технической водой в закрытом цикле, далее направление коксового газа на вход сульфатного отделения, в котором из коксового газа улавливают аммиак и производят сульфат аммония. Причем улавливание аммиака осуществляют бессатураторным способом с помощью раствора серной кислоты в линиях абсорбции с последующей подачей полученного раствора в кристаллизаторы для наращивания кристаллов сульфата аммония. Далее следует конечное охлаждение коксового газа до температуры +25…+35°С, затем направление газа в бензольное отделение и улавливание бензола путем орошения газа поглотительным маслом, далее отделение сырого бензола путем обдувки паром и отправка сырого бензола и очищенного обратного коксового газа потребителю. Изобретение обеспечивает снижение потерь аммиака и увеличение выработки бензола. 1 ил.

Способ очистки коксового газа, включающий охлаждение коксового газа путем орошения технической водой в закрытом цикле, направление коксового газа на вход сульфатного отделения, в котором из коксового газа улавливают аммиак и производят сульфат аммония, причем улавливание аммиака осуществляют бессатураторным способом с помощью раствора серной кислоты в линиях абсорбции с последующей подачей полученного раствора в кристаллизаторы для наращивания кристаллов сульфата аммония, конечное охлаждение коксового газа до температуры +25…+35°С, направление газа в бензольное отделение и улавливание бензола путем орошения газа поглотительным маслом, отделение сырого бензола путем обдувки паром и отправку сырого бензола и очищенного обратного коксового газа потребителю.