RU2522620C1 - Method and installation for capturing hydrocarbons from gas-vapour mixture - Google Patents
Method and installation for capturing hydrocarbons from gas-vapour mixture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2522620C1 RU2522620C1 RU2012157338/05A RU2012157338A RU2522620C1 RU 2522620 C1 RU2522620 C1 RU 2522620C1 RU 2012157338/05 A RU2012157338/05 A RU 2012157338/05A RU 2012157338 A RU2012157338 A RU 2012157338A RU 2522620 C1 RU2522620 C1 RU 2522620C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat exchanger
- sorbent
- crystallizer
- regeneration
- hydrocarbons
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в системах улавливания углеводородов из парогазовых смесей, выбрасываемых в атмосферу при сливе, хранении и подготовке коксохимического сырья в производстве технического углерода.The invention relates to chemical technology and can be used in systems for the capture of hydrocarbons from gas-vapor mixtures emitted into the atmosphere during discharge, storage and preparation of coke-chemical raw materials in the production of carbon black.
Известны способы улавливания углеводородов из парогазовой смеси, образующейся при хранении нефтепродуктов, которые включают подачу жидкой среды в жидкостно-газовый аппарат и откачку из емкости с нефтепродуктом парогазовой среды. Ее сжатие в жидкостно-газовом аппарате за счет энергии жидкой среды и подачу образовавшейся смеси парогазовой и жидкой сред в сепаратор, где происходит разделение смеси на газообразную фазу и жидкую среду с отводом из сепаратора газообразной фазы и жидкой среды. При этом газообразную фазу направляют в абсорбер, в который в качестве адсорбента подают жидкие углеводороды. Затем жидкие углеводороды с растворенными в них углеводородами газообразной фазы выводят из адсорбера, а очищенный от углеводородов воздух выбрасывают в атмосферу (патенты РФ №№2261829, 2276054, 2261830).Known methods for collecting hydrocarbons from a gas-vapor mixture formed during storage of petroleum products, which include supplying a liquid medium to a liquid-gas apparatus and pumping a gas-vapor medium from an oil tank. Its compression in the liquid-gas apparatus due to the energy of the liquid medium and feeding the resulting mixture of gas-vapor and liquid media into the separator, where the mixture is separated into a gaseous phase and a liquid medium, with a gaseous phase and a liquid medium being removed from the separator. In this case, the gaseous phase is sent to an absorber, into which liquid hydrocarbons are supplied as an adsorbent. Then, liquid hydrocarbons with gaseous phase hydrocarbons dissolved in them are removed from the adsorber, and the air purified from hydrocarbons is released into the atmosphere (RF patents Nos. 2261829, 2276054, 2261830).
Недостатком известных способов является их сложное аппаратурное оформление, а также невозможность их применения для очистки парогазовой среды, образующейся при хранении коксохимического сырья, которое содержит до 40% и более нафталина, кристаллизующегося уже при 20-30°С.A disadvantage of the known methods is their complex instrumentation, as well as the impossibility of their use for cleaning the vapor-gas medium formed during storage of coke-chemical raw materials, which contains up to 40% or more naphthalene, crystallizing already at 20-30 ° C.
Известен способ выделения нафталина и бензольных углеводородов из прямого коксового газа, включающий охлаждение газа с одновременной очисткой газа от нафталина в конечных газовых холодильниках (КГХ). Последующее извлечение из коксового газа бензольных углеводородов и нафталина с использованием в качестве абсорбента каменноугольного поглотительного или солярового масла в абсорберах насадочных, заполненных хордовой деревянной, металлической спиральной или регулярной плоскопараллельной и Z-образной металлической насадками, а также насадкой, выполненной из просечно-вытяжного листа по разработкам фирмы «Крупп-Копперс» (Справочник коксохимика, т.3.-М.: Металлургия, 1966, с.103-107, Оборудование цехов улавливания и переработки продуктов коксования; Справочник. - М.: Металлургия, 1992, с.64; Тарасов Н.А., Мельников И.И. и др. //Освоение усовершенствованной схемы бензольного отделения цеха улавливания химических продуктов коксования // Кокс и химия, 2001, №12, с.24-29).A known method of separating naphthalene and benzene hydrocarbons from direct coke oven gas, including cooling the gas while cleaning gas from naphthalene in the final gas refrigerators (CHC). Subsequent recovery of benzene hydrocarbons and naphthalene from coke oven gas using absorbent coal or solar oil as absorbents in packed absorbers filled with chord wooden, metal spiral or regular plane-parallel and Z-shaped metal nozzles, as well as a nozzle made of expanded metal sheet by developments of the Krupp-Koppers company (Coke chemistry specialist manual, t.3.-M.: Metallurgy, 1966, pp. 103-107, Equipment for coke recovery and processing workshops citation; Handbook. - M.: Metallurgy, 1992, p.64; Tarasov N.A., Melnikov I.I. et al. // Development of an improved scheme for the benzene department of the chemical carbonization products recovery shop // Coke and Chemistry, 2001, No. 12, pp. 24-29).
Известен также способ охлаждения коксового газа с одновременным удалением нафталина в конечных газовых холодильниках, с последующей обработкой газа в абсорбере тарельчатого типа поглотительным маслом, подаваемым через форсунки в верхнюю часть абсорбера, при пропускании коксового газа противотоком снизу вверх через провальные тарелки (патент РФ №2257946).There is also a method of cooling coke oven gas while removing naphthalene in the final gas coolers, followed by gas treatment in a plate type absorber with absorbing oil supplied through nozzles to the upper part of the absorber, while passing coke oven gas counter-flow from bottom to top through failure plates (RF patent No. 2257946) .
Для выделения из газовой смеси кристаллических веществ (в частности нафталина) разработан целый ряд устройств, в которых они осаждаются из газовой фазы, которая соприкасается с различного рода охлаждаемыми поверхностями. В результате на охлаждаемой поверхности десублимируются кристаллические вещества, которые затем удаляют.(А.Н.Плановский и Д.А.Гуревич ″Аппаратура промышленности полупродуктов и красителей″. - Москва, 1961, - стр.448, рис.270; а.с. СССР №1057058, МПК3 B01D 7/02, 1983; патент РФ №2047313, МПК6 B01D 7/00, 1995; патент РФ №2271849, B01D 7/02, 2006).To isolate crystalline substances (in particular naphthalene) from a gas mixture, a number of devices have been developed in which they are deposited from the gas phase, which comes into contact with various kinds of cooled surfaces. As a result, crystalline substances are desublimated on the cooled surface, which are then removed. (A.N. Planovsky and D.A. Gurevich, “Equipment for the industry of intermediates and dyes.” - Moscow, 1961, - p. 488, Fig. 270; a.c USSR No. 1057058, IPC 3
К недостаткам этих способов обработки коксового газа следует отнести: высокие капитальные затраты на изготовление оборудования, высокие эксплуатационные затраты, связанные с необходимостью регулярной пропарки оборудования, нестабильность гидравлических режимов из-за зарастания насадки отложениями. Эти способы нецелесообразно применять при улавливании углеводородов из парогазовой смеси, образующейся при сливе, хранении и подготовке сырья в производстве технического углерода.The disadvantages of these methods of processing coke oven gas include: high capital costs for the manufacture of equipment, high operating costs associated with the need for regular steaming of equipment, the instability of hydraulic modes due to overgrowing of the nozzle deposits. These methods are impractical to use when capturing hydrocarbons from a gas-vapor mixture formed during the discharge, storage and preparation of raw materials in the production of carbon black.
В производстве технического углерода, где коксохимическая продукция является одним из компонентов сырьевой смеси, используются различные приемы и методы борьбы с потерями продукта при его сливе, хранении и подготовке смесей. Однако, несмотря на это, парами нафталиновых и ароматических углеводородов по-прежнему загрязняется окружающая среда, и ценный дорогостоящий продукт теряется, оседая на земле, траве, деревьях и т.д. (В.П.Зуев, В.В.Михайлов, Производство сажи. - М.: Химия, 1970 г., с.57-63; В.Ю.Орлов, А.М.Комаров, Л.А.Ляпина. ″Производство и использование технического углерода для резин″. - Ярославль: изд. Александр Руман, 2002 г., с.81-86).In the production of carbon black, where coke and chemical products are one of the components of the raw material mixture, various techniques and methods are used to combat the loss of the product during its discharge, storage and preparation of mixtures. However, despite this, vapors of naphthalene and aromatic hydrocarbons continue to pollute the environment, and valuable expensive product is lost, settling on the ground, grass, trees, etc. (V.P. Zuev, V.V. Mikhailov, Soot production. - M.: Chemistry, 1970, p. 57-63; V.Yu. Orlov, A.M. Komarov, L.A. Lyapina. ″ Production and use of carbon black for rubbers. ″ - Yaroslavl: ed. Alexander Ruman, 2002, p.81-86).
Наиболее близким к предлагаемому являются способ и устройство улавливания углеводородов из парогазовой смеси при сливе, хранении и подготовке углеводородного сырья в производстве технического углерода (патент РФ №2344870, прототип). Способ состоит в нагреве сырья до температуры 90-100°С с образованием парогазовой смеси и ее удалении из резервуара. Далее смесь подают со скоростью 0,1-0,5 м/с в теплообменник-кристаллизатор, где при температуре 10-30°С проводят кристаллизацию нафталиновых углеводородов. После этого смесь направляют со скоростью 0,1-0,3 м/с через слой углеродного сорбента для сорбции углеводородов. При нагреве труб теплообменника с их поверхности удаляют кристаллы нафталиновых углеводородов. Водяным паром регенерируют слой углеродного сорбента. Известное устройство содержит дыхательный патрубок резервуара с теплообменником-кристаллизатором, внутри которого расположены трубы в форме змеевика, соединенные входным патрубком с источниками воды и водяного пара, а выходным патрубком - с системой сбора конденсата и водоводом пониженного давления. На теплообменнике установлен сорбционный фильтр, соединенный со съемным вентилятором. Для регенерации сорбента используется переходник с распределительной решеткой, установленной на сорбционном фильтре.Closest to the proposed are a method and device for capturing hydrocarbons from a gas-vapor mixture during the discharge, storage and preparation of hydrocarbon raw materials in the production of carbon black (RF patent No. 2344870, prototype). The method consists in heating the raw material to a temperature of 90-100 ° C with the formation of a gas-vapor mixture and its removal from the tank. Next, the mixture is fed at a speed of 0.1-0.5 m / s in a heat exchanger-crystallizer, where at a temperature of 10-30 ° C, crystallization of naphthalene hydrocarbons is carried out. After this, the mixture is sent at a speed of 0.1-0.3 m / s through a layer of carbon sorbent for sorption of hydrocarbons. When the heat exchanger tubes are heated, naphthalene hydrocarbon crystals are removed from their surface. Water vapor regenerates a layer of carbon sorbent. The known device contains a breathing pipe of a reservoir with a heat exchanger-crystallizer, inside of which there are pipes in the form of a coil connected by an inlet pipe with sources of water and water vapor, and an outlet pipe with a condensate collection system and a reduced pressure water pipe. A sorption filter connected to a removable fan is installed on the heat exchanger. For sorbent regeneration, an adapter with a distribution grid mounted on a sorption filter is used.
К недостаткам указанного способа и устройства улавливания углеводородов из парогазовой смеси относится неизбежность обводнения сырья конденсатом водяного пара при регенерации углеродного сорбента. При температурах водяного пара 100-130°С не исключены потери углеводородов в атмосферу из парообразных продуктов регенерации углеродного сорбента, направляемых в резервуар для сырья.The disadvantages of this method and device for capturing hydrocarbons from a gas-vapor mixture include the inevitability of watering the feedstock with water vapor condensate during the regeneration of the carbon sorbent. At water vapor temperatures of 100-130 ° C, hydrocarbon losses to the atmosphere from the vaporous products of carbon sorbent regeneration sent to the raw material tank are not ruled out.
Необходимость замены вентилятора, установленного на кассете сорбционного фильтра при регенерации сорбента, устройством для регенерации сорбента, а после регенерации сорбента замены устройства для регенерации сорбента вентилятором создает неудобства при эксплуатации установки, потери рабочего времени и требует дополнительных затрат.The need to replace the fan installed on the sorption filter cartridge during regeneration of the sorbent with a device for regenerating the sorbent, and after regenerating the sorbent, replacing the device for regenerating the sorbent with a fan creates inconvenience during operation of the installation, loss of working time and requires additional costs.
Целью настоящего изобретения является снижение общих затрат на производство технического углерода при эффективном улавливании углеводородов из парогазовых смесей, образующихся при сливе, хранении и подготовке коксохимического сырья, и снижение содержания золы в целевом продукте.The aim of the present invention is to reduce the total cost of production of carbon black with the efficient capture of hydrocarbons from gas-vapor mixtures formed during the discharge, storage and preparation of coke-chemical raw materials, and reducing the ash content in the target product.
Предлагаемый способ улавливания углеводородов из парогазовой смеси при сливе, хранении и подготовке углеводородного сырья в производстве технического углерода включает нагрев сырья до температуры 90-100°С с образованием парогазовой смеси и последующей кристаллизацией нафталиновых углеводородов в теплообменнике-кристаллизаторе и сорбцией углеводородов в слое углеродного сорбента, с периодическим удалением кристаллов нафталиновых углеводородов путем нагрева труб теплообменника-кристаллизатора и регенерацией углеродного сорбента водяным паром, при этом удаляемые из теплообменника-кристаллизатора и углеродного сорбента продукты регенерации охлаждают в дополнительно установленном теплообменнике-конденсаторе до температуры 60-80°С и направляют в реактор на охлаждение аэрозоля для получения технического углерода с пониженным содержанием золы.The proposed method for capturing hydrocarbons from a gas-vapor mixture during the discharge, storage and preparation of hydrocarbon materials in the production of carbon black involves heating the feed to a temperature of 90-100 ° C with the formation of a gas-vapor mixture and subsequent crystallization of naphthalene hydrocarbons in a heat exchanger-crystallizer and sorption of hydrocarbons in a layer of carbon sorbent, with periodic removal of naphthalene hydrocarbon crystals by heating the tubes of the heat exchanger-crystallizer and regeneration of the carbon sorbent in with steam, while the regeneration products removed from the heat exchanger-crystallizer and the carbon sorbent are cooled in an additionally installed heat exchanger-condenser to a temperature of 60-80 ° C and sent to the reactor for cooling the aerosol to produce carbon black with a reduced ash content.
Предлагаемая установка для улавливания углеводородов из парогазовой смеси содержит теплообменник-кристаллизатор, внутри которого расположены трубы в форме змеевика, на теплообменник-кристаллизатор установлена нижним основанием кассета с углеродным сорбентом с устройством для регенерации сорбента, теплообменник-кристаллизатор соединен с теплообменником-конденсатором для охлаждения и конденсации продуктов регенерации, который через гидрозатвор, погружной насос, накопительную емкость и центробежный насос соединен с реактором для получения технического углерода, причем устройство для регенерации сорбента соединено через плотный клапан со стационарно установленным вентилятором для удаления очищенного воздуха в атмосферу, а через патрубок - с источниками водяного пара и подогретого воздуха.The proposed installation for capturing hydrocarbons from a gas-vapor mixture contains a heat exchanger-crystallizer, inside which there are pipes in the form of a coil, a cassette with a carbon sorbent with a device for regenerating the sorbent is installed on the heat exchanger-crystallizer, the heat exchanger-crystallizer is connected to the heat exchanger-condenser for cooling and condensation regeneration products, which are connected to the reactor through a water trap, submersible pump, storage tank and centrifugal pump Acquiring the carbon black, wherein the device for the regeneration of the sorbent is connected via a tight valve with permanently installed fan for removing purified air to the atmosphere through a pipe - with a source of steam and heated air.
Отличительными признаками предлагаемого способа являются:Distinctive features of the proposed method are:
- охлаждение продуктов регенерации до температуры 60-80°С в теплообменнике-конденсаторе;- cooling the regeneration products to a temperature of 60-80 ° C in a heat exchanger-condenser;
- подача охлажденных продуктов регенерации в реактор для получения технического углерода на охлаждение аэрозоля.- supply of chilled regeneration products to the reactor to produce carbon black for aerosol cooling.
Отличительными признаками предлагаемой установки являются:Distinctive features of the proposed installation are:
- теплообменник-кристаллизатор соединен с дополнительно установленным теплообменником-конденсатором для охлаждения продуктов регенерации;- the heat exchanger-crystallizer is connected to an additionally installed heat exchanger-condenser for cooling the regeneration products;
- теплообменник-конденсатор через гидрозатвор, погружной насос, накопительную емкость и центробежный насос соединен с реактором для получения технического углерода;- a heat exchanger-condenser through a water trap, a submersible pump, a storage tank and a centrifugal pump is connected to the reactor to produce carbon black;
- устройство для регенерации сорбента соединено через плотный клапан со стационарно установленным вентилятором для удаления очищенного воздуха в атмосферу, а через патрубок - с источниками водяного пара и подогретого воздуха.- the device for regeneration of the sorbent is connected through a tight valve to a stationary fan to remove purified air into the atmosphere, and through a pipe to sources of water vapor and heated air.
Предлагаемая совокупность существенных признаков, характеризующая способ и установку улавливания углеводородов из парогазовой смеси при сливе, хранении и подготовке сырья в производстве технического углерода позволяет обеспечить высокую эффективность очистки выбрасываемого в атмосферу воздуха, практически исключить потери углеводородного сырья, сократить затраты на производство технического углерода и повысить его качество.The proposed set of essential features characterizing the method and installation for capturing hydrocarbons from a gas-vapor mixture during discharge, storage and preparation of raw materials in the production of carbon black allows for high cleaning efficiency of the air emitted into the atmosphere, virtually eliminates the loss of hydrocarbon raw materials, reduces the cost of production of carbon black and increases its quality.
Анализ результатов работы известной установки показывает, что выделение нафталиновых углеводородов путем их кристаллизации на охлажденной от 10°С до 30°С поверхности змеевика и корпуса теплообменника-кристаллизатора, а также адсорбция ароматических углеводородов в слое углеродного сорбента позволяет обеспечивать эффективность улавливания углеводородов до 98,2%. Однако возвращение продуктов регенерации углеродного сорбента в резервуар, предназначенный для хранения и подготовки сырья, приводит к повышению содержания воды в сырье, что требует дополнительных затрат на последующее его обезвоживание. Естественный выброс части парообразных продуктов регенерации из подземного резервуара через устройства инструментального контроля в нем при регенерации сорбента приводит к снижению эффективности улавливания углеводородов из парогазовой смеси.An analysis of the results of the known installation shows that the recovery of naphthalene hydrocarbons by crystallization on the surface of the coil and the heat exchanger-crystallizer body cooled from 10 ° C to 30 ° C, as well as the adsorption of aromatic hydrocarbons in the carbon sorbent layer, ensure the efficiency of hydrocarbon recovery up to 98.2 % However, the return of carbon sorbent regeneration products to a tank intended for storage and preparation of raw materials leads to an increase in the water content in the raw material, which requires additional costs for its subsequent dehydration. The natural ejection of part of the vaporous regeneration products from the underground reservoir through instrumental control devices in it during regeneration of the sorbent leads to a decrease in the efficiency of hydrocarbon capture from the gas-vapor mixture.
При этом, на стадии получения в реакторе аэрозоля технического углерода с использованием коксохимического сырья и технической воды на охлаждение аэрозоля в соответствии с действующими технологическими регламентами, содержание золы в целевом продукте достигает 0,5%. Это объясняется высоким содержанием солей в технической воде, которые при испарении воды в потоке аэрозоля в реакторе дают золу.At the same time, at the stage of obtaining carbon black in the aerosol reactor using coke-chemical raw materials and industrial water for cooling the aerosol in accordance with current technological regulations, the ash content in the target product reaches 0.5%. This is explained by the high salt content in industrial water, which upon evaporation of water in an aerosol stream in the reactor gives ash.
Использование же конденсата водяного пара с растворенными в нем углеводородами по предлагаемому изобретению вместо технической воды на охлаждение аэрозоля от 1500-1600°С до 900 - 1000°С в зоне закалки реактора позволяет получить специальные марки высококачественного технического углерода со снижением содержания золы в нем от 0,3-0,5% до 0,03-0,05%.The use of water vapor condensate with the hydrocarbons dissolved in it according to the invention instead of process water for cooling the aerosol from 1500-1600 ° C to 900 - 1000 ° C in the quenching zone of the reactor allows to obtain special grades of high-quality carbon black with a reduction in ash content from 0 , 3-0.5% to 0.03-0.05%.
При осуществлении способа улавливания углеводородов из парогазовой смеси теплообменник-кристаллизатор и углеродный сорбент в кассете периодически регенерируют водяным паром с температурой от 120°С до 130°С и удельным расходом 250-300 кг на 1 кг уловленных углеводородов. Продукты регенерации (водяной пар с парами углеводородов) с температурой до 120°С поступают в теплообменник-конденсатор, где они охлаждаются оборотной водой до температур от 60°С до 80°С. Эффективность улавливания углеводородов из парогазовой смеси тем выше, чем выше температура и удельный расход водяного пара при регенерации сорбента и ниже температура продуктов регенерации после теплообменника-конденсатора. Использование продуктов регенерации теплообменника-кристаллизатора и кассеты с углеродным сорбентом после теплообменника-конденсатора в процессе получения технического углерода в реакторе снижает общие затраты на производство целевого продукта.When implementing the method of collecting hydrocarbons from a gas-vapor mixture, the heat exchanger-crystallizer and the carbon sorbent in the cassette are periodically regenerated with water vapor at a temperature of 120 ° C to 130 ° C and a specific consumption of 250-300 kg per 1 kg of captured hydrocarbons. Regeneration products (water vapor with hydrocarbon vapors) with a temperature of up to 120 ° C enter the heat exchanger-condenser, where they are cooled by circulating water to temperatures from 60 ° C to 80 ° C. The efficiency of hydrocarbon capture from a gas-vapor mixture is the higher, the higher the temperature and specific consumption of water vapor during regeneration of the sorbent and the lower the temperature of the products of regeneration after the heat exchanger-condenser. The use of regeneration products of the heat exchanger-crystallizer and the carbon sorbent cartridge after the heat exchanger-condenser in the process of producing carbon black in the reactor reduces the total cost of producing the target product.
На чертеже представлена принципиальная схема установки улавливания углеводородов из парогазовой смеси при сливе, хранении и подготовке сырья в производстве технического углерода.The drawing shows a schematic diagram of an installation for capturing hydrocarbons from a gas-vapor mixture during discharge, storage and preparation of raw materials in the production of carbon black.
Установка включает трубопровод 1, соединяющий источник парогазовой смеси (на фиг. не показан) через плотный клапан 2 с теплообменником-кристаллизатором 3 с размещенной на нем кассетой с углеродным сорбентом 4 и установленным на ней устройством для регенерации сорбента 5, соединенным через плотный клапан с вентилятором 7 и патрубком 27 с источниками водяного пара и подогретого воздуха. Теплообменник-кристаллизатор 3 через плотный клапан 8 соединен с теплообменником-конденсатором 9 и далее через гидрозатвор 10, погружной насос 11, накопительную емкость 12 и центробежный насос 13 с реактором получения технического углерода 14. Установка содержит трубопроводы охлаждающей оборотной воды 15 и 18, водяного пара 20 и горячего воздуха 23, а также задвижки 16, 17, 21, 22, 25 для подачи воды, 19 и 26 для подачи водяного пара и 24 для подачи горячего воздуха. Установка работает следующим образом.The installation includes a
Подогретая до температуры 90-100°С парогазовая смесь от источника парогазовой смеси (не показан) поступает через плотный клапан 2 в теплообменник-кристаллизатор 3, в который по трубопроводу 15 через задвижку 16 подают холодную воду. Отработанную в процессе воду через задвижку 17 и трубопровод 18 направляют в систему оборотной воды. Из теплообменника-кристаллизатора 3, где осаждаются кристаллизующиеся углеводороды, парогазовая смесь поступает в кассету с углеродным сорбентом 4, где в процессе адсорбции обеспечивается эффективное улавливание углеводородов, и очищенный воздух через устройство для регенерации сорбента 5 и плотный клапан 6 вентилятором 7 направляется в атмосферу.The vapor-gas mixture heated to a temperature of 90-100 ° C from the source of the vapor-gas mixture (not shown) enters through the
Для регенерации плотные клапаны 2 и 6, задвижки 16 и 17 закрывают, а плотный клапан 8 открывают, и через задвижку 19 из трубопровода 20 в устройство для регенерации сорбента 5 через патрубок 27 в кассету 4 и теплообменник-кристаллизатор 3 подают водяной пар. Уловленные углеводороды с водяным паром из кассеты 4 и теплообменника-кристаллизатора 3 через плотный клапан 8 поступают в теплообменник-конденсатор 9, охлаждаемый оборотной водой из трубопровода 15 при открытых задвижках 21 и 22. При этом удаление кристаллизующихся углеводородов с труб теплообменника-кристаллизатора 3 предусмотрено как при регенерации сорбента в кассете 4, так и кратковременной подачей водяного пара в змеевики вместо охлаждающей воды через задвижку 26.For regeneration, the
Продукты регенерации (конденсат водяного пара с растворенными в нем уловленными углеводородами), охлажденные до температуры от 60°С до 80°С в теплообменнике-конденсаторе 9 через гидрозатвор 10 погружным насосом 11 подают в накопительную емкость 12, из которой центробежным насосом 13 направляют на охлаждение аэрозоля в реактор получения технического углерода 14.Regeneration products (water condensate with trapped hydrocarbons dissolved in it), cooled to a temperature of from 60 ° C to 80 ° C in a heat exchanger-
Ниже приведены примеры реализации изобретения, которые проведены на экспериментальной установке улавливания углеводородов. Сырье предназначено для получения технического углерода. Результаты представлены в таблице.Below are examples of the implementation of the invention, which were carried out on an experimental installation for the capture of hydrocarbons. Raw materials are intended for carbon black. The results are presented in the table.
Пример 1 (по прототипу)Example 1 (prototype)
Парогазовая смесь из подземного резервуара с содержанием нафталиновых углеводородов до 3 г/ м3 и ароматических углеводородов до 2 г/м3 через дыхательный патрубок поступает в теплообменник-кристаллизатор и установленную на нем своим нижним основанием кассету с углеродным сорбентом. Своим верхним основанием кассета с углеродным сорбентом соединена со съемным вентилятором для удаления очищенного воздуха в атмосферу.A gas-vapor mixture from an underground reservoir with a content of naphthalene hydrocarbons up to 3 g / m 3 and aromatic hydrocarbons up to 2 g / m 3 through a breathing pipe enters the heat exchanger-crystallizer and a carbon sorbent cartridge mounted on it with its lower base. The carbon sorbent cartridge is connected to a removable fan with its upper base to remove purified air into the atmosphere.
Периодически через 48 часов проводят регенерацию теплообменника-кристаллизатора и установленной на нем кассеты с углеродным сорбентом водяным паром с температурой 100-130°С и горячим воздухом, а продукты регенерации удаляют из теплообменника-кристаллизатора и сорбционного фильтра в подземный резервуар для приемки сырья.Periodically, after 48 hours, the heat exchanger-crystallizer and the cartridge mounted on it with a carbon sorbent with water vapor with a temperature of 100-130 ° C and hot air are regenerated, and the regeneration products are removed from the heat exchanger-crystallizer and the sorption filter in an underground reservoir for receiving raw materials.
Перед регенерацией вентилятор заменяют переходником, содержащим в нижнем основании трубчатую распределительную решетку, установленную на сорбционном фильтре, а своим верхним патрубком переходник соединен с источниками водяного пара и подогретого воздуха (устройство для регенерации сорбента). После регенерации сорбента указанное устройство заменяют вентилятором. При этом время регенерации сорбента водяным паром составляло 1 час, горячим воздухом - 0,5 часа, а с операциями по демонтажу и очередному монтажу вентилятора и устройства для регенерации составляло не менее 3 часов.Before regeneration, the fan is replaced with an adapter containing a tubular distribution grid in the lower base mounted on a sorption filter, and with its upper branch pipe the adapter is connected to sources of water vapor and heated air (sorbent regeneration device). After regeneration of the sorbent, the specified device is replaced by a fan. In this case, the time of regeneration of the sorbent with water vapor was 1 hour, with hot air - 0.5 hours, and with operations for dismantling and subsequent installation of the fan and the device for regeneration was at least 3 hours.
Пример 2 (по предлагаемому изобретению).Example 2 (according to the invention).
При расходе парогазовой смеси в 500 м3/ч выделение нафталиновых углеводородов с концентрацией 3,0 г/м3 кристаллизацией на охлажденной до 25°С поверхности труб и внутренней поверхности корпуса теплообменника-кристаллизатора, а также адсорбция ароматических углеводородов с концентрацией 2,5 г/м3 в слое углеродного сорбента позволяет достичь общей эффективности выделения углеводородов до 99,5% при периодической через 48 часов регенерации слоя сорбента в кассете в течение 1 часа водяным паром с температурой 130°С и удельным расходом 300 кг на 1 кг уловленных углеводородов и в течение 0,5 часа - горячим воздухом с последующим охлаждением и конденсацией продуктов регенерации теплообменника-кристаллизатора и кассеты с углеродным сорбентом в теплообменнике-конденсаторе до температуры 60°С. Использование продуктов регенерации теплообменника-кристаллизатора и кассеты с углеродным сорбентом после теплообменника-конденсатора вместо технической воды для охлаждения аэрозоля технического углерода в зоне закалки реактора позволяет снизить содержание золы в целевом продукте до 0,03%.At a gas-vapor mixture consumption of 500 m 3 / h, the release of naphthalene hydrocarbons with a concentration of 3.0 g / m 3 crystallizes on the pipe surface cooled to 25 ° C and the inner surface of the heat exchanger-crystallizer body, as well as the adsorption of aromatic hydrocarbons with a concentration of 2.5 g / m 3 in the carbon sorbent layer allows to achieve a total hydrocarbon recovery efficiency of up to 99.5% with periodic regeneration of the sorbent layer in the cassette after 48 hours for 1 hour with water vapor at a temperature of 130 ° C and a specific consumption of 300 kg per 1 kg of street hydrocarbons and for 0.5 hours with hot air, followed by cooling and condensation of the regeneration products of the heat exchanger-crystallizer and cassette with carbon sorbent in the heat exchanger-condenser to a temperature of 60 ° C. The use of regeneration products of the heat exchanger-crystallizer and the carbon sorbent cartridge after the heat exchanger-condenser instead of process water for cooling the carbon black aerosol in the quenching zone of the reactor allows reducing the ash content in the target product to 0.03%.
Пример 3Example 3
При расходе парогазовой смеси в 600 м3/ч выделение нафталиновых углеводородов с концентрацией 2,7 г/м3 кристаллизацией на охлажденной до 25°С поверхности труб и внутренней поверхности корпуса теплообменника-кристаллизатора, а также адсорбция ароматических углеводородов с концентрацией 2,0 г/м3 в слое углеродного сорбента позволяет достичь общей эффективности выделения углеводородов до 98,8% при периодической через 48 часов регенерации слоя сорбента в кассете в течение 1 часа водяным паром с температурой 130°С и удельным расходом 270 кг на 1 кг уловленных углеводородов и в течение 0,5 часа - горячим воздухом с последующим охлаждением и конденсацией продуктов регенерации теплообменника-кристаллизатора и кассеты с углеродным сорбентом в теплообменнике-конденсаторе до температуры 70°С. Использование продуктов регенерации теплообменника-кристаллизатора и кассеты с углеродным сорбентом после теплообменника-конденсатора вместо технической воды для охлаждения аэрозоля технического углерода в зоне закалки реактора позволяет снизить содержание золы в целевом продукте до 0,04%.At a gas-vapor mixture consumption of 600 m 3 / h, the release of naphthalene hydrocarbons with a concentration of 2.7 g / m 3 crystallizes on the pipe surface cooled to 25 ° C and the inner surface of the heat exchanger-crystallizer body, as well as the adsorption of aromatic hydrocarbons with a concentration of 2.0 g / m 3 in the carbon sorbent layer allows to achieve a total hydrocarbon recovery efficiency of up to 98.8% with periodic regeneration of the sorbent layer in the cassette after 48 hours for 1 hour with steam with a temperature of 130 ° C and a specific consumption of 270 kg per 1 kg of street hydrocarbons and for 0.5 hours with hot air, followed by cooling and condensation of the regeneration products of the heat exchanger-crystallizer and cassette with carbon sorbent in the heat exchanger-condenser to a temperature of 70 ° C. The use of regeneration products of the heat exchanger-crystallizer and the carbon sorbent cartridge after the heat exchanger-condenser instead of process water for cooling the carbon black aerosol in the quenching zone of the reactor allows reducing the ash content in the target product to 0.04%.
Пример 4Example 4
При расходе парогазовой смеси в 750 м3/ч выделение нафталиновых углеводородов с концентрацией 2,5 г/м3 кристаллизацией на охлажденной до 25°С поверхности труб и внутренней поверхности корпуса теплообменника-кристаллизатора, а также адсорбция ароматических углеводородов с концентрацией 1,5 г/м3 в слое углеродного сорбента позволяет достичь общей эффективности выделения углеводородов до 98,5% при периодической через 48 часов регенерации слоя сорбента в кассете в течение 1 часа водяным паром с температурой 130°С и удельным расходом 250 кг на 1 кг уловленных углеводородов и в течение 0,5 часа - горячим воздухом с последующим охлаждением и конденсацией продуктов регенерации теплообменника-кристаллизатора и кассеты с углеродным сорбентом в теплообменнике-конденсаторе до температуры 80°С. Использование продуктов регенерации теплообменника-кристаллизатора и кассеты с углеродным сорбентом после теплообменника-конденсатора вместо технической воды для охлаждения аэрозоля технического углерода в зоне закалки реактора позволяет снизить содержание золы в целевом продукте до 0,05%.At a gas-vapor mixture flow rate of 750 m 3 / h, the release of naphthalene hydrocarbons with a concentration of 2.5 g / m 3 crystallizes on the pipe surface cooled to 25 ° C and the inner surface of the heat exchanger-crystallizer body, as well as the adsorption of aromatic hydrocarbons with a concentration of 1.5 g / m 3 in the carbon sorbent layer allows to achieve a total hydrocarbon recovery efficiency of up to 98.5% with periodic regeneration of the sorbent layer in the cassette after 48 hours for 1 hour with steam with a temperature of 130 ° C and a specific consumption of 250 kg per 1 kg of street dehydrated hydrocarbons and for 0.5 hours with hot air, followed by cooling and condensation of the regeneration products of the heat exchanger-crystallizer and cassette with carbon sorbent in the heat exchanger-condenser to a temperature of 80 ° C. The use of regeneration products of a heat exchanger-crystallizer and a cartridge with a carbon sorbent after a heat exchanger-condenser instead of process water to cool the carbon black aerosol in the quenching zone of the reactor allows to reduce the ash content in the target product to 0.05%.
Как следует из приведенных примеров и таблицы, использование предлагаемого изобретения позволяет повысить общую эффективность улавливания углеводородов, значительно снизить содержание золы в целевом продукте, и, таким образом, сократить общие затраты на его производство.As follows from the examples and tables, the use of the invention allows to increase the overall efficiency of hydrocarbon capture, significantly reduce the ash content in the target product, and thus reduce the overall cost of its production.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012157338/05A RU2522620C1 (en) | 2012-12-25 | 2012-12-25 | Method and installation for capturing hydrocarbons from gas-vapour mixture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012157338/05A RU2522620C1 (en) | 2012-12-25 | 2012-12-25 | Method and installation for capturing hydrocarbons from gas-vapour mixture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2522620C1 true RU2522620C1 (en) | 2014-07-20 |
Family
ID=51217438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012157338/05A RU2522620C1 (en) | 2012-12-25 | 2012-12-25 | Method and installation for capturing hydrocarbons from gas-vapour mixture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2522620C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1406074A1 (en) * | 1987-01-19 | 1988-06-30 | Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола | Method of storing petroleum products in a tank with utilization of vapors |
| RU2228943C1 (en) * | 2003-04-18 | 2004-05-20 | Уминский Анатолий Аркадьевич | Method of integrated processing of larch wood, method of isolation of bioflavanoids, and method of isolation of arabinogalactane obtained in the course of integrated processing |
| RU2344870C1 (en) * | 2007-05-02 | 2009-01-27 | Институт проблем переработки углеводородов Сибирского отделения Российской Академии Наук (ИППУ СО РАН) | Method and device of catching carbons from steam-gas mixture |
| WO2012012027A1 (en) * | 2010-07-20 | 2012-01-26 | Powerspan Corp. | Absorption media for scrubbing co2 from a gas stream and methods using the same |
-
2012
- 2012-12-25 RU RU2012157338/05A patent/RU2522620C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1406074A1 (en) * | 1987-01-19 | 1988-06-30 | Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола | Method of storing petroleum products in a tank with utilization of vapors |
| RU2228943C1 (en) * | 2003-04-18 | 2004-05-20 | Уминский Анатолий Аркадьевич | Method of integrated processing of larch wood, method of isolation of bioflavanoids, and method of isolation of arabinogalactane obtained in the course of integrated processing |
| RU2344870C1 (en) * | 2007-05-02 | 2009-01-27 | Институт проблем переработки углеводородов Сибирского отделения Российской Академии Наук (ИППУ СО РАН) | Method and device of catching carbons from steam-gas mixture |
| WO2012012027A1 (en) * | 2010-07-20 | 2012-01-26 | Powerspan Corp. | Absorption media for scrubbing co2 from a gas stream and methods using the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2653023C1 (en) | Gas preparation installation | |
| RU2015112164A (en) | METHOD FOR SEPARATING ACID GASES FROM WATER-CONTAINING FLOW OF A FLUID | |
| JP6696876B2 (en) | Syngas purification method and apparatus | |
| RU2371238C2 (en) | Complex method and device for smoke gas cleaning with recovery of heat, harmful impurities and carbon dioxide | |
| CN100364643C (en) | Method and device for absorbing, recovering and purifying organic from exhaust gas | |
| RU2381822C1 (en) | Hydrocarbon gas treatment plant | |
| RU126635U1 (en) | TANK INSTALLATION FOR THE TRANSPORT OF LIQUID HYDROCARBON GASES | |
| CN102476013A (en) | Novel organic waste gas recovery method and system | |
| RU2522620C1 (en) | Method and installation for capturing hydrocarbons from gas-vapour mixture | |
| RU2344870C1 (en) | Method and device of catching carbons from steam-gas mixture | |
| CN108854466A (en) | A kind of purification-recovery system of methylene chloride exhaust gas | |
| CN106076075A (en) | Tail gas recycle cleaning equipment in a kind of benzene chloride production | |
| CN105903311B (en) | Gas absorber and the system and method for recycling low-boiling-point organic compound | |
| RU2535695C1 (en) | Method of cleaning and drying of colliery gas and associated petroleum gas and unit for its implementation | |
| RU2451538C1 (en) | Method of cleaning liquefied hydrocarbon gas and plant to this end | |
| RU2381823C1 (en) | Method of purifying gas from acid components and installation for realising said method | |
| RU2537858C2 (en) | Complex method and device for cleaning and utilisation of flue gases with conversion of carbon dioxide to oxygen | |
| RU141374U1 (en) | SULFUR OIL CLEANING BLOCK (OPTIONS) | |
| CN215049912U (en) | System for implementing biomass pyrolysis process | |
| RU2640233C1 (en) | Installation for adsorption drying of liquid mercaptans | |
| CN105967977A (en) | Technology for preparing fuel ethanol through adsorption method | |
| CN207227362U (en) | A kind of biomass cracking gas cleaning device | |
| CN205223128U (en) | Regeneration masrolar D desulfurization nitrogen rejection facility | |
| CN205925357U (en) | Clarification plant is retrieved to tail gas in chlorobenzene production | |
| CN204661626U (en) | A kind of improving quality of coal gas purification system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20200303 |