Способ термического разложения сернокислотных отходов Советский патент 1992 года по МПК C01B17/58 

Изобретение относится к способам переработки сернокислотных отходов, содержащих органические примеси, и может быть использовано на предприятиях нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности на установках регенерации серной кислоты.

Известен способ регенерации разбавленной и загрязненной органическими и механическими примесями отработанной серной кислоты (ОСК) путем термического разложения в псевдоожиженном слое кварцевого песка, нагретого до 525°С.

Поскольку в этом способе псевдоожижение в печи создается водяными парами и продуктами разложения ОСК, то содержание кислорода в газовых продуктах незначительно. В связи с этим скорость окисления органических примесей мала и, соответственно, интенсивность разложения, оцениваемая максимальной нагрузкой по ОСК, отнесенной к объему неподвижного слоя инертного материала, при которой обеспечивается полное окисление органических примесей, в целом незначительна. По этой причине этим способом невозможна переработка сернокислотных отходов, содержащих значительное количество органических примесей, например, ОСК процесса сернокислотного алкилйрования. кислых гудро- нов очистки масел (КГ). В большинстве случаев КГ очистки масел сбрасываются в пруды-накопители и являются источником загрязнения окружающей среды различны 4

4 СЛ Os vj

СЛ

ми токсичными веществами, выделяющимися при хранении этих отходов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ разложения сернокислотных отходов в псевдоожижен- ном слое при 680 - 750°С. Образующийся при этом печной газ перерабатывает на серную кислоту по известной схеме, включающей окисление двуокиси серы на ванадиевом катализаторе.

При разложении по известному способу сернокислотных отходов, содержащих органические примеси, невозможно достичь высокой интенсивности процесса. Это связано с уменьшением концентрации кислорода в печи вследствие разбавления ожи- жающего агента газообразными продуктами разложения сернокислотных отходов (S02. НгО, ЗОз), что приводит к сни- жению скорости окисления органических примесей и, соответственно, интенсивности всего процесса. Повышение же концентрации кислорода в печи путем увеличения расхода кислородсодержащего агента (воз- духа или продуктов сжигания топлива) приводит к значительному снижению в печном газе концентрации диоксида серы, что осложняет его дальнейшую переработку в серную кислоту.

Целью изобретения является повышение производительности процесса разложения сернокислотных отходов.

Согласно способу термического разложения сернокислотных отходов, содержа- щих органические примеси, в псевдоожиженном слое инертного материала с получением сернистого газа и твердых углеродсодержащих частиц, образующиеся при разложении сернокислотного отхода « углеродсодержащие частицы отделяют от газа и подвергают окислению кислородом воздуха и газообразные продукты окисления возвращают в зону разложения, причем термическое разложение сернокислотных отходов осуществляют при 400 - 600°С, а окисление углеродсодержащих частиц - при 750 - 800°С.

При термическом воздействии на сернокислотные отходы начинают протекать реакции взаимодействия серной кислоты с органическими примесями, содержащимися в этих отходах. В результате этого взаимодействия происходит восстановления серной кислоты до диоксида серы, и образо- вание твердых углеродсодержащих частиц. Скорость окисления этих частиц лимитирует весь процесс разложения в целом. Вывод образующихся углеродсодержащих частиц из зоны разложения, в которой концентрация кислорода из-за разбавления продуктами разложения мала, и проведение окисления их в зоне, обогащенной кислородом, позволяют значительно повысить скорость этого процесса и интенсифицировать в целом процесс разложения сернокислотных отходов.

Температурный интервал для проведения процесса разложения сернокислотных отходов объясняется следующим образом. Процесс взаимодействия серной кислоты с органическими примесями является низкотемпературным, протекает даже при комнатной температуре и значительно интенсифицируется с повышением температуры. Наиболее существенно повышается скорость этого процесса при температурах выше 400°С, чем и обусловлен нижний предел для проведения разложения сернокислотных отходов. Проведение процесса разложения при температурах выше 600°С ужесточает условия эксплуатации форсунок для распыливания агрессивных сернокислотных отходов и приводит к образованию трудноулавливаемых сажистых частиц. При окислении углеродсодержащих частиц при температуре ниже 750°С существенно снижается скорость этого процесса и, кроме того, имеет место химический недожог.

Способ осуществляют следующим образом.

Сернокислотные отходы, содержащие органические примеси, диспергируют в нагретую до 400 - 600°С с псевдоожиженным слоем кварцевого песка камеру, представляющей собой зону разложения. В этой зоне жидкие отходы контактируют с горячими газообразными продуктами из зоны окисления. При этом происходит разложение отходов и образование углеродсодержащих частиц, которые отдувают из слоя восходящим потоком сжижающего агента и улавливают в циклоне, установленном на выходе из зоны разложения. Из циклона углеродсодержащие частицы направляют в зону окисления, где псевдоожижение производится воздухом, а печной газ - на охлаждение и промывку с дальнейшей переработкой его на серную кислоту.

Пример. Разложение сернокислотных отходов осуществляется на лабораторной установке, состоящей из печи, выполненной из кварцевого стекла и имеющей две зоны (камеры) с внутренними диаметрами 58 и 40 мм соответственно, снабженных эектроо- богревом. На выходе из второй по ходу движения газа камеры (зоны разложения) устанавливается циклон, нижняя часть которого соединена с первой камерой (зоной окисления). Установка также снабжается системами дозирования отходов, анализа печного газа, замера и регулирования температуры. Материалом псевдоожиженого слоя служит кварцевый песок.

В качестве сернокислотного отхода ис- пользуется отработанная серная кислота процесса сернокислотного алкилирования, содержащая, мас.%: серная кислота 85; органические примеси в пересчете на углерод 10,4. ОСК подается в зону разложения, на- гретую до 400 - 600°С. Улавливание угле- родсодержащих продуктов осуществляется в циклоне, из которого последние направляются в зону окисления.

Параметры процесса для примеров 1 - 9 приведены в таблице.%

Как видно из таблицы, предлагаемый способ в указанном температурном интервале позволяет существенно повысить (в 1,2 - 1,8 раза ) интенсивность: разложения ОСК (примеры 2 - 4) по сравнению с известным (пример 8), При понижении температуры в зоне разложения по сравнению с нижним пределом указанного интервала интенсивность процесса уменьшается (при-

мер 1), превышение температуры над верхним пределом этого интервала приводит к образованию трудноулавливаемых сажистых частиц (пример 5).

Окисление углеродных частиц при температуре ниже 750°С приводится к химическому недожогу, о чем свидетельствует появление оксида углерода в газовой фазе (пример 6).

Формула изобретения Способ термического разложения сернокислотных отводов, содержащих органические примеси, в пседоожиженном слое инертного материала с получением сернистого газа и твердых углеродсодержащих частиц, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса, углеродсодержащие частицы отделяют от газа и подвергают окислению кислородом воздуха и газообразные продукты окисления возвращают а зону разложения, причем термическое разложение осуществляют при 400 - 600°С, а окисление углеродсодержащих частиц - при 750 - 800°С

Способ термического разложения сернокислотных отходов. Использование: в способах переработки сернокислотных отходов, содержащих органические примеси, на предприятиях нефтеперерабатывающей и нефтехимичекой промышленности, на установках регенерации серной кислоты. Способ заключается в том, что сернокислотные отходы подвергают термическому разложению при 400 600аС с получением сернистого газа. Образующиеся при разложении углеродсодержащие частицы выводят из зоны разложения ц окисляют при 750 - 800°С в зоне, обогащенной кислородом, а газообразные продукты окисления направляют в зону разложения. Печной газ направляют на охлаждение и промывку с дальнейшей переработкой его на серную кислоту. Содержание диоксида серы в газе составляет 9 об.%. 1 табл. Ј