Способ очистки сернистощелочных сточных вод Советский патент 1992 года по МПК C02F1/20 C01B17/00 

Изобретение относится к нефтегазопе- рерабатывающей промышленности и может быть использовано в процессе сернистоще- лочной очистки отходов производства щелочной сероочистки углеводородного сырья.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ очистки сернистощелочных сточных вод путем разрушения их диоксидом углерода с последующим выделением сероводорода, который служит сырьем для получения серной кислоты.

Недостатком способа является низкая интенсификация процесса из-за длительного времени контакта диоксида углерода с сернистощелочными сточными водами, т.к. время контакта зависит от объема, подачи

диоксида углерода. Опыт эксплуатации опытно-промышленной установки очистки сернистощелочных сточных вод Салават- ского НХК показал, что время контакта диоксида углерода и сточных вод составляет 2,2 ч и является ограничителем производительности установки при увеличении объема стоков. При этом также происходит значительный безвозвратный расход диоксида углерода - 60 м3 на 1 м3 сернистоще- лочного стока. Недостатком способа является также низкая степень очистки - 80%,

Целью изобретения является «повышение степени очистки и сокращение продол жительности процесса.

Достигается это тем, что способ очистки сернистощелоччых сточных вод, включающий карбонизацию их диоксидом углерода

VI

ю

о

ю

OJ

и последующую переработку выделившегося при этом сероводорода на элементарную серу, причем на стадию карбонизации подают газообразные продукты, полученные при сжигании выделившегося сероводорода и последующей конденсации из них серы до остаточного содержания ее 32-48 г на 1 м3 сточной воды. Сжигание сероводорода ведут в псевдоожиженном слое алюмо- магнийхромовогокатализатора,

содержащего 10-26 мас.% хромита магния и 74-90 мас.% оксида алюминия.

Техническая сущность предлагаемого способа заключается в том, что процесс переработки (очистки) сернистощел очных сто- ков основывается на реакции карбонизации, в результате которой водные растворы едкой щелочи, сульфиды натрия, гидросульфиды натрия превращаются в растворы бикарбонатов и карбонатов натрия, причем сульфиды натрия и гидросульфиды натрия удаляются из стоков в виде сероводорода, а феноляты натрия превращаются в фенолы.

Процесс карбонизации стоков происходит посредством обработки стоков углекислым газом по следующим реакциям:

NaS + C02+H20 NaHS + МаНСОз

NaHS + С02 + Н20 ЫаНСОз + H2S

2NaHS + C02+H2O Na2COs + 2H2S

2RC6H40Na+C02+H20 2RCeH40H+Na2C03

2NaOH + С02 Na2C03 + Н20

Характеристика исходных сернистоще- лочных фенолсодержащих стоков следующая:

Углекислый газ, мас.%

Сероводород, мас.%

Кислород, мас.%

Содержание щелочи Ч

(NaOH), мас.%

Содержание сульфида

натрия (Na2S), мас.%

Содержание гидросульфида натрия

(NaHS),Mac.%

Удельный вес

В табл. 1 приведен фактический состав исходных сернистощёлочных фенолсодержащих стоков и смеси газов сероводорода и углекислого газа, отходящих с опытно- промышленной установки очистки сернистощёлочных сточных вод, определенных ЦЗЛ.

В соответствии с регламентом (см. п. 6) эта смесь сбрасывается на факел. При этом, как видно из данных табл. 1, содержание сероводорода в смеси газов достигает 25%.

Окисление сероводорода стехиометри- ческим количеством кислорода именно в псевдоожиженном слое алюминиймагнийхJ

97,1

1,6

0,1

Не менее 1,1

Не более 1,07

ромового катализатора вызвано тем, что содержание сероводорода в смеси с углекислым газом в продукте карбонизации составляет от 8,0 до 25%, а получить серу из такой смеси газов можно только в условиях псевдоожиженного режима. Окисление газов, содержащих до 25% сероводорода, в стационарном слое катализатора невозможно из-за температурных перегревов. В предлагаемом изобретении совокупность отличительных признаков содержит один новый признак - газообразные продукты окисления, содержащие 32-48 г остаточной серы на 1 мэ сточной воды, направляют на рециркуляцию. В предлагаемом способе сера, содержащаяся в газообразных продуктах окисления, проявляет новое свойство, а именно активизирует процесс разрушения сернисто-щелочных сто- ков диоксидом углерода, в результате чего повышается степень очистки и скорость карбонизации.

Способ осуществляют следующим образом. С.ернистощелочную сточную воду из нефтеловушки подают в приемный резервуар, подогревают и с температурой 95°С направляют в колонну-карбонизатор, в которую подают двуокись углерода и водяной пар. С низа колонны выводят образо- вавшиеся карбонаты, а выделяющийся сероводород, выносимый двуокисью углерода и паром, окисляют стехиометрическим количеством кислорода в псевдоожиженном слое алюминиймагнийхромового ката- лизатора с последующей конденсацией серы в конденсаторе, а газообразные продукты окисления, содержащие вместе с диоксидом углерода остаточной серы 32-48 на 1 м3 сточной воды, направляют на рецирку- ляцию. Сжигание сероводорода ведут в псевдоожиженном слое алюмомагнийхро- мового катализатора, содержащего 10-26 мас.% хромита и 74-90 мас.% оксида алюминия (ТУ 6-09-5505-88).

Пример 1. На опытной установке Салаватского НХК осуществляют очистку сернистощёлочных сточных вод, являющихся отходами в процессе щелочной сероочистки углеводородного сырья. Условия опыта следующие: исходное содержание сернистощёлочных компонентов в сточной воде составляет 2,8 мае .%

скорость подачи

сернистощёлочных

сточных вод2,5 м /ч

содержание серы в

диоксиде углерода0,1 г/м3

количество подаваемого

на окисление кислорода2,4 м3/ч

время контакта2,2 ч

В контактный аппарат-карбонизатор подают нагретую до 95°С сернистощелоч- ную сточную воду (СЩС) со скоростью подачи 2,5 м /ч, диоксид углерода со скоростью подачи 100 м /ч и водяной пар. С низа колонны выводят образовавшиеся карбонаты, выделившийся сероводород, выносимый двуокисью углерода и паром, окисляют сте- хиометрическим количеством кислорода в псевдоожиженном слое катализатора с последующей конденсацией серы в конденсаторе. В качестве катализатора используют алюминиймагнийхромовый И К-12-72 отечественного производства. Определяем степень очистки СЩС в зависимости от количества подаваемой на рециркуляцию остаточной серы, содержания серы в диоксиде углерода при постоянном времени контакта.

Газообразные продукты окисления, содержащие вместе с диоксидом углерода от 4 до 64 г остаточной серы на 1 м СЩС, направляют на рециркуляцию, причем расход диоксида углерода определяется в основном затратами на реакцию карбонизации и составляет 10 м на 1 м3 СЩС, а содержание остаточной серы в диоксиде углерода регулируется температурой конденсатора серы; так при 148°С содержание серы 0,1 г/м3. Повышение температуры до 155, 162, 170, 174°С позволяет поддержать содержание остаточной серы до 0,4; 0,8; 1,0; 1,2 и 1,6 r/м3 соответственно.

Зависимость степени очистки серни- стощелочных сточных вод от количества подаваемого на рециркуляцию остаточной серы приведена в табл. 2.

Как видно из данных таблицы, степень очистки СЩС зависит от количества подаваемого на рециркуляцию вместе с диоксидом углерода остаточной серы. Так, при подаче остаточной серы в количестве 4 г на 1 м3 СЩС степень очистки составляет 85.2%. При подаче остаточной серы в количестве 32-48 г на 1 м3 СЩС достигается наибольшая степень очистки - 95%. При подаче остаточной серы в количестве меньшем 32 г, например 16 г на 1 м3 СЩС, - низкая степень очистки - 88,3%, из-за того, что это количество серы недостаточно для активизации процесса разрушения СЩС диоксидом углерода. При подаче остаточной серы в количестве большем 48 г на 1 м СЩС степень очистки не повышается.

Примеры 7-9. Аналогично примеру 1, определяют степень очистки СЩС и

время контакта в зависимости от скорости подачи СЩС при постоянном содержании серы в диоксиде углерода 1,0 г/м , подаче на рециркуляцию постоянного количества 5 остаточной серы - 40 г на 1 м3 СЩС. Скорость подачи СЩС регулируют от 3,6 до 4,5 м3/ч. Пропорционально скорости подачи СЩС возрастает расход диоксида углерода с 14,4 до 18м3 на 1 м3СЩС. Время контакта при этом

0 уменьшается до 1,2-1,5 ч.

Степень очистки при этих условиях достигается 95%. Анализируя данные таблицы, можно сделать вывод, что максимальная степень очистки СЩС достигается при пода5 че на рециркуляцию вместе с диоксидом углерода 32-48 г остаточной серы, время контакта при этом 1,2 ч. Снижение времени контакта с 2,2 до 1,2 ч позволяет повысить производительность контактного аппарата0 карбонизатора в 1,8 раза.

Использование предлагаемого способа позволяет повысить степень очистки серни- стощелочных: сточных вод с 80 до 95% за счёт подачи на рециркуляцию остаточной

5 серы в количестве 32-48 г на 1 м3 сернисто- щелочных сточных вод; уменьшить время контакта диоксида углерода с сернисто- щелочными сточными водами с 2,2 до 1,2 ч, что позволяет повысить производитель0 ность контактного аппарата-карбонизато- ра в 1,8 раза; снизить расход диоксида углерода с 60 м3 на 1 м3 сернистощелочных сточных вод до 10, т.к. расход диоксида углерода по предлагаемому способу опре5 деляется в основном затратами на реакцию карбонизации.

Формула изобретения

01. Способ очистки сернистощелочных

сточных вод, включающий карбонизацию их диоксидом углерода и последующую переработку выделившегося при этом сероводорода на элементарную серу, отличающийся

5 тем, что, с целью повышения степени очистки и сокращения продолжительности процесса, на стадию карбонизации подают газообразные продукты, полученные при сжигании выделившегося сероводорода

0 и последующей конденсации из них серы до остаточного содержания ее 32-48 г на 1 м3 сточной воды.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что сжигание сероводорода ведут в

5 псевдоожиженном слое алюмомагнийхро- мового катализатора, содержащего 10-26 мас.% хромита магния и 74-90 мас.% оксида алюминия.

Т а б л и ц а 1

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано в процессе сернисто- щелочной очистки отходов производства щелочной сероочистки углеводородного сырья. Очистку сернистощелочных сточных вод осуществляют путем разрушения их диоксидом углерода с последующим выделением сероводорода, который окисляют стехиометрическим количеством кислорода в псевдоожиженном слое алюмомагнийхро- мового катализатора с последующей конденсацией среды, а газообразные продукты окисления, содержащие остаточной серы 32-48 г на 1 м3 сернистощелочных сточных вод, направляют на рециркуляцию. Степень очистки составляет-95%. 1 з.п,ф-лы, 2 табл. 3

Известный способ

Тэблиц&2