CS253701B2 - Process for the separation of aqueous and condensable organic components - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu oddělování vodných a kondenzovatelných organických látek, získaných kondenzací syntézního plynu, a to s výhodou.nejprve ochlazením přímým stykem’ s vodní kapalinou a potom nepřímým ochlazením ve výměníku tepla.

Při výrobě syntézního plynu zplyňováním uhlí síísí páry a kyslíku v generátorech s pevným ložem vznikají kapalné podíly, obsahující vodu. Tyto kapalné vodné podíly vznikaaí z nezreagované vodní páry a z vlhkosti, obsažené v uhhí. Při tomto procesu vznikají z uhlí také dehtové a olejové složky. Pro udržení Uospodáánnsti výrobního procesu a potlačení nežádoucích vlivů na životní prostředí je třeba tyto odpadní látky zpracovat před vypuštěním do odpadních vod. Moderní technologické postupy zplyňování uhhí, prováděné za podmínek, ^^ύ^Ιοί^ struskování popela, pracují s menším mnoostvím páry než dřívější zplyňovací technologie, produuuuící suchý popel, takže odpadní kapaliny maj vyšší konccetraci příměsi. V důsledku toho jsou tyto odpadní kapaliny mnohem závadnnjší a obtížněji se u nich dosahuje odddlení jednotlivých fází.

Při dosud známých způsobech oddělování vodných složek od ostatních látek z odpadních kapalin, popsaných například v US PS 4 187 080 a 4 097 539, se syntézní plyn ' ochlazuje skrápěním a následným ochlazením v nepř^ém výměníku tepla. Kapalný kondennát, obsáhli udící dehet, olej a vodu s rozpuštěnými složkami jako jsou fenoly, še odebírá ze spodní Části kotle, chladí se a snižuje se jejich tlak, načež se odváddj do soustavy usazovacích nádrží. Tyto nádrže jsou ' uspořádány do série a usazování v nich probíhá za atíosféricкého tlaku. Velké usazovací nádrže poskytli dostatek času k oddělení dehtu od ostatních složek a také k oddělení olejů z kapalných podílů. K oddělování těchto složek dochází postupným uplatněním rozdílných měrných hmodntdtí jednotlivých složek.

Tento známý proces má řadu nevýhod. Především je třeba s ohledem na dlouhou dobu oddělování složek s různými měrnými hmotnostmi třeba velkých nádob, což je spojeno s vysokými investičními náklady. Dále je třeba, aby pro oddělování v těchto nádobách bylo zachováváno poměrně rozmezí teplot, přičemž horní mezní teplotou je bod varu jedné ze složek a spodní mezní · teplota muuí být dostatečně vysoká, aby bylo možno odebírat visko*zní dehet. Daaší nevýhodou tohoto známého způsobu je skutečnost, že při snížení tlaku kondenzátu může docházet v·místech zúžení dopravního potrubí, to znamená zejména v armaturách, k emulggci, způsobené turbulentním prouděním kapaliny v zúžených místech. Emulze se potom obtížněji odděluje na jednotlivé složky,, popřípadě je taková separace ·zcela znemožněna, jsou-li použity konvenční usazovací nádrže.

Úkolem vynálezu je proto sdetranit tyto nedostatky a zajistit účinné oddělování ' složek odpadních kapalin za vyšších tlaků a při vyšších teplotách než tomu · · bylo u dosud známých postupů.

Tento úkol je vyřešen způsobem oddělování vodných a Uondenzovateltých organických látek podle vynálezu, při kterém se kondenzovaná kapalina z výroby syntézního plynu nejprve ochladí pířm^ýrn stykem s vodou a potom se ochladí nep^rným chlazením ve vým^lto; podstata způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že koi^c^c^i^a^c^á;, odch^zeící · z druhého chlazení, se rozděluje na vodní fázi a na fázi organického dehtu při teplotě 125 až 250 °C a při stejném tlaku, jaký je v procesu výroby, tj. 0,5 až 15 MPa.

Podle výhodného konkrétního provedení způsobu podle vynálezu se provádí další ochlazení syntézní^ plynu, oecházáIícíUd z dehtové pračky a zkondenzované kapalné·poddly, získané po tomto ochlazení plynu a obsahující olejovou vodní fázi, se rozděluji í při teplotě 30 až 200 °C a při nezměněném tláku, tj. 0,5 až 15 MPa.

Základní výhodou způsobu podle vynálezu je odstranění potřeby velkých oddělovacích nádob a zkrácení doby oddělování, přičemž se současně potlačuje m^í^r^c^^lt vytváření emulzi ztěžujících účinné oddělování složek kapaliny. Také provoz při vyšších teplotách a tlacích umocňuje účinnýŠí oddělení látek, které se od sebe liší svou m^ěrnou hmodtnstí jen nepatrně.

Účinné oddělení takových složek známým postupem by trvalo i několik měsíců.

Způsob podle vynálezu je blíže objasněn pomocí následujícího příkladu provedení, který se uskutečňuje na zařízení, schematicky zobrazeném na výkresu a určeném pro úpravu surového syntézního plynu.

Surový syntézní plyn, který přichází z neznázorněného reaktoru při tlaku 3,5 MPa a má teplotu 550 °C, je veden do prvního chladiče £ přívodním potrubím 11. V prvním chladiči 2 přichází surový syntézní plyn do přímého styku s vodnou chladicí kapalinou, obsahující jednak kapalinu, přiváděnou ze zásobníku 14, a jednak recirkulační kapalinu 23 z druhého chladiče 2. Ochlazením a nasycením vzniká kondenzát, který se odvádí potrubím 13. Plyn s obsahem páry odchází bud společně s kondenzátem potrubím 13,nebo je převáděn samostatně převáděcím potrubím 12 do druhého chladiče 2, který pracuje jako výměník na získávání odpadního tepla. Ve druhém chladiči 2 předává plyn nepřímo své teplo napájecí vodě 21, která se ohřevem mění na páru 22. Při ochlazení plynu kondenzuje část vody, obsažené v nasyceném plynu, a je přidávána ke kondenzátu, odváděnému potrubím 13 do spodní části druhého chladiče 2· Přitom dochází к částečnému oddělení dehtu od vodné fáze, přičemž část oddělené vodné fáze může tvořit recirkulační kapalinu 23, vracenou do prvního chladiče £.

V tomto příkladném provedení se původní teplota plynu a kapaliny, která se pohybovala kolem 550 °C na vstupu přívodního potrubí 11 do prvního chladiče £, sníží na 150 až 190 °C na výstupu z druhého chladiče 2.

Ochlazený plyn pak postupuje druhým převáděcím potrubím 24 do pračky 2 plynu pro vypírání dehtu, ve které se odstraňují poslední zbytky dehtových složek. Kapalná fáze se přidává přídavným potrubím 32 do proudu 25 kapaliny z druhého chladiče 2'^kterÝ 3^e přiváděn v podstatě bez snížení tlaku do vysokotlaké oddělovací nádoby £, ve které dojde к úplnému oddělení dehtu od kapalných vodných složek.

V příkladném provedení způsobu podle vynálezu protéká zařízením za hodinu 2 000 kg kapaliny a 600 kg dehtu, přičemž к dostatečnému oddělení dehtu od ostatních složek dochází asi za 10 minut při tlaku 3,1 MPa a teplotě 165 °C v oddělovací nádobě o objemu 0,46 m\

Při dosud známém postupu, prováděném při teplotě 70 °C a prakticky atmosférickém tlaku, by bylo třeba použít oddělovací nádobu o obsahu 36 m a oddělování by trvalo asi 12 hodin.

Z vysokotlaké oddělovací nádoby 6 se odvádí odděleně vodný podíl 61 a dehtový podíl 62. Dehtový podíl 62 je ochlazen asi na 70 °C, aby nebyla výrazněji snížena jeho viskozita, a je odváděn z dehtového chladiče £ potrubím 71, do kterého je zařazen ventil 72 pro snížení tlaku.

Plyn 31 z pračky 2 plynu se převádí do třetího chladiče 4, ve kterém se ochlazuje na asi 35 °C a potom se odvádí výstupním potrubím 41, do kterého je zařazen druhý ventil 43. Ve třetím chladiči jsou v podstatě všechny kondenzovatělně látky odstraněny z plynu a vzniká kapalina, obsahující olejové a vodné složky a odcházející potrubím 42 do vysokotlakého separátoru £.oleje.

К dostatečnému oddělení 130 kg oleje a 4 300 kg kapaliny za hodinu dochází asi za 10 minut v nádobě o obsahu 0,75 při tlaku 3,1 MPa a teplotě 35 °C.

V alternativním provedení způsobu podle vynálezu je možno do potrubí 42 zařadit neznázorněné zahřívací zařízení, kterým se kapalina zahřeje před vstupem do vysokotlakého separátoru na teplotu nejvýše 200 °C.

Olejová fáze je z vysokotlakého separátoru 5, odváděna potrubím 51, opatřeným ventieem 52 pro snížení tlaku.

Vodná fáze z vysokotlakého separátoru ,5 a z oddělovací nádoby £ jsou přiváděny do společného potrubí 61, do kterého je napojeno potrubí, kterým se část vodné fáze vrací ve formě recčrkulující kapaainy 15 do prvního chladiče £, kde slouží jako chladicí látka. Do společného potrubí 61 je vřazen veetil 63 pro snížení tlaku a společné potrubí 61 je vyvedeno do zásobníku k dalšímu použtí, například do zásobníku 14 k opětnému vracení vodné fáze do zařazení.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Způsob oddělování vodných a kondenzoovaelných organických látek, získaných kondenzací syntézního plynu a to s výhodou nejprve ochlazením přímým stykem s vodní kapalinou a potom nepřímým ochlazením ve výměníku tepla, vynzaČuuící se tím, že kondennát, odchááeěící z druhého chlazeni, se roz^luje a tlaku nezměněném na vo^dní ^fázi a ^fázi ongani.cké^o dehtu ^při te^otě ¹²⁵ a^{ž 250} °C tlaku v procesu výroby a to 0,5 až 15 MPa.
2. 2. Způsob podle bodu

   1, áahántUící další ochlazení syntézního plynu, udchááeeícíáu z dehtové pračky, vyánačující se tím, že zkondenzované kapalné podíly, získané po tomto ochlazení ^pl^yn^u tvořené olejovou a vodní ^fází, se rozd^uu í ^při ³⁰ až ²⁰⁰ °C a při nezměněném tlaku tj. 0,5 až 15 MPa.