CS256167B1 - Spósob odstraňovanie sadzí z plynu a z teplovýmenných pldch - Google Patents

Description

256167 3

Vyňáléz sa týká spósobu odstraňovaniasadzí z plynu a z teplovýmenných plóch. ·. Při parciálnej oxi dácii uhlovodíkov ob-sahuje vznikajúci štiepný plyn značné množ-stvo sadzí. Například, na každý kilogramrozloženého metánu pri teplotě 1450 °Cvzniká asi 20 gramov sadzí (mólový poměrkyslík: metán = 0,37). Před dalším spra-covaním je potřebné štiepny plyn sadzí zba-vit K čiastočnému odstraňovaná sadzí do-chádza už pri kvenčovaní štiepneho plynuv reakčnej komoře vodou, olejom alebo inouvyššie vrúcou kvapalinou. V dalšom stupnisa sadze odstraňujú; v sprchových vežiach,Venturiho práčkach, cyklónóoch, filtroch, e-lektrofiltroch, atd. [J. Wozniakowski: Che-mik (Gliwice) 20, 2, 53, 1967; E. G. Hurley:Filtr. Separ. 8, 3, 271, 297, 1971; G. Schiele:Erdoel Kohle Erdgas, Petrochem. 23, 5, 284,1970.]

Na odstraňovanie sadzí sa používájú roz-ličné kvapalné médiá, Známe je použitiechlórovaných a fluorovaných kvapalnýchuhlovodíkov. Vypieranie vysokovrúcimi uhl'o-vodíkmi je predmetom patentu NSR číslo1 240 052.

Známy je tiež spósob vypierania sadzí doemulzie olej-voda, stabilita ktorej sa udr-žiava prídavkom malého množstva ernulgá-tora (Francúzsky patent 1450 508). Inokedysa sadze vypierajú iba vodou a olej s emul-gátorom sa přidává dodatočne do nádoby,kde sa dekantuje olejová fáza so sadzami.

Nevýhodou týchto postupov je skutočnosť,že olej s vodou vytvára poměrně stabilněemulzie, z ktorých sa olej ťažko úplné se-paruje. Z tohto dovedu móže dochádzať kprieniku oleja dO' odpadných vód. Navýšesi uvedené technológie vyžadujú samostat-né olejové hospodárstvo·.

Preto sa častejšie využívá vypieranie sad-zí vodou (DOS 2 951442), i keď vypieraciaúčinnosť vody ako média voči sadziam jenižšia oproti olejů. Běžný je postup, pri ktorom sa štiepnyplyn nasycuje vodnou ,parou, táto zmáča sad-ze, ktoré sa potom odstraňujú v odlučova-čoch.

Celkovú účinnosť vypierania sadzí možnozvýšiť použitím pěnového aparátu a vyple-raním sadzí v pěnověj vrstvě (ZSSR patent183 188; A. J. Valdberg a kol.: Chim. prom.11, 845, 1965; 4, 258, 1972). Aparáty sú za-pojené protiprúdne a pěnový režim sa do-siahne přidáváním malých množstiev tenzi-du do vypieracej vody. Podl'a rumunskéhopatentu 71163 obsahoval vodný roztok 80až 150 ppm dodecylbenzénsulfonátu sodné-ho.

Uvedené postupy, pri ktorých sa používávypieracie médium voda, majú nevýhodu vtom, že sadze, svojou povahou hydrofóbne,sa vodou ťažko zmáčajú. Vypieranie v peno-vej vrstvě tento problém do určitej mieryodstraňuje, ale možno ho použiť iba so sa-mostatným vodným okruhom. 4

Keď parciálna oxidácia uhlovodíkov pre-bieha ;pri zvýšenom tlaku (0,2 až 0,3 MPa),využívá sa obvykle teplo vyčištěného štiep-neho plynu v nepriamych výmenníkoch tep-la '(rekupérátoroch). Aj po přechode sepa-račnými zariadeniami obsahuje ešte štiepnyplyn určité množstvo sadzí, ktoré sa usad-zujú na stěnách rúrok teplovýmenných apa-rátov, zhoršujú přestup tepla, zvyšujú hyd-raulický odpor zariadení, čo bývá hlavnoupříčinou zhoršeného chodu linky až nako-niec vedie k jej odstaveniu.

Tento problém čiastočne rieši nepřetržitésúprudné oplachovanie stien rúrok výmen-níkov tepla kvapalinou. Najbežnejsie sa po-užívá olej alebo voda. Olej oplachuje sadzeúčinnejš!e ako voda, má však iné nevýhody,ktoré už boli uvedené. Použitie vody narážana problém nižšej účinnosti (zlá zmáčavosťsadzí), bývá však častejšie, kvóli jednoduch-šéj manipulácii.

Voda, nastrekovaná do rúrkového priesto-ru teplovýmenných aparátov je súčasťouspolečného vodného okruhu kvenčovanejvody a vody, která sa využívá pri vypieranísadzí (sprchové veže, Venturiho práčky apod.). Nastrekovanie oplachovacej kvapali-ny do rúrkového priestoru výmenníkov tep-la je nevyhnutné, na druihej straně však,čiastočne zhoršuje přestup tepla (kvapalinamá významné nižšiu teplotu ako štiepnyplyn a vytvára na stěnách rúrok filmovúvrstvičku). Navýše, v takomto případe jepřípadné využitie pěnového aparátu na vy-pieranie sadzí sporné, pretože pěna z jehookruhu sa nesmie stať súčasťou společnéhookruhu vód. Pri kvenčovaní vodou a rovna-ko v rúrkovom priestore výmenníkov teplanesmie dochádzať k peneniu.

Tieto nevýhody odstraňuje postup podlápředloženého vynálezu, podstata ktoréhospočívá v tom, že sa priamo do spoločnéhookruhu vody, ktorá sa používá na kvenčo-vanie plynu, vypieranie sadzí a oplachova-nie teplovýmenných plóch rekuperátorov,přidává neiónový alebo iónový tenzid tak,aby jeho koncentrácia vo vodě bola 1 až20 ppm.

Dosiahne sa tým zlepšenie zmáčavosti sad-zí vodou a ich účinnejšie vypieranie, zvýšisa tiež účinnosť oplachovania teplovýmen-ných plóch výmenníkov tepla. Účinky saprejavia v znížení hydraulického odporu vý-menníkov tepla (rekuperátorov) a v zlepšenípřestupu tepla, čo sa odzrkadlí v predíženíjedného cyklu chodu linky. Zároveň sa znížitlak v reakčnej komoře, čo móže zvýšiť vý-tažky štiepneho produktu (například prištiepení metánu na acetylén) a umožňujezvýšiť výrobu aj zvýšením zaťaženia štiep-neho zariadenia surovinami. Příklad 1 Štiepny plyn z parciálnej oxidácie metánus obsahom sadzí za kvenčovaním 3,2 gramu

Claims (3)

1. 256167 v jednom metri kubickom, vstupuje o prie-toku 5 l.min-1 do, kolónky, naplnenejRaschigovými krúžkami. Sadze sa z něhovypierajú protiprúdne tečúcou 80 °C teplouvodou o prietoku 1 1. min-1. Za 16 hodinChodu zariadenia sa zachytilo vo, vodě 6,3gramov sadzí a náplň kolóny zostala zasad-zená s celkovým prírastkom hmotnosti 1,4gramu sadzí. Pri opakovanom pokuse za rovnakýchpodmienok sa do vody přidalo 10 pp.m ne-iónového tenzidu na báze propylénoxidu aetylénoxidu. Za rovnaký čas sa vo vodě za-chytilo 14,1 gramov sadzí a náplň kolónyzostala čistá. Příklad
2. 2 Štiepny plyn z parciálnej oxidácle metá-nu s obsahom sadzí za kvančovaním 3,32gramu v jednom metri kubickom, vstupujeo prietoku 5 1. min-1 do kolónky, naplnenejRaschigovými krúžkami. Sadze sa z něhovypierajú protiprúdne tečúcou 80 °C teplouvodou o prietoku 1 l.min-1. Za 16 hodinchodu zariadenia sa zachytilo vo vodě 6,5gramov sadzí a náplň kolóny zostala za-sadzená s celkovým prírastkom hmotnosti1,3 g'a,mu sadzí. Pri opakovanom pokuse za rovnakých pod-mienok sa do vody přidalo 10 ppm iónovéhotenzidu alkylbenzénsulfonanu sodného. Za rovnaký čas sa vo vodě zachytilo 13,2 gra-mov sadzí a náplň kolóny zostala čistá. Příklad
3. 3 Obvyklá doba chodu technologickej linkyvýroby acetylénu parciáinou oxidáciou me-tánu daná cyklom čistenia rekuperátorovtepla je 5 mesiacov, zriedkavejšie až 6 me-siacov. Zaťaženie dvoch štiepnych pecí me-tánom bývá 13 000 Nm3.h-1, v poslednommesiací před odstavením linky sa znižujekvůli narastajúcej tlakovej strate na 12 000Nm3. h-1. Na začiatku šiesteho mesiaca chodu lin-ky, pri vysokom tlaku v štiepnych peciach0,3 MPa, sa začal do okruhu oběhových vůdštiepnych pecí (kvenčovanie], Venturihopráčok a rekuperátorov tepla dávkovat roz-tok neiónového tenzidu na báze propylén-oxidu a etylénoxidu v takom množstve, abysa jeho koncentrácm vo vodě pohybovalamedzi 5 až 10 ppm. Došlo k postupnémuznižovaniu tlakovej straty až o 0,015 MPa,v důsledku čoho sa predížil chod linky na19 mesiacov a v priebehu celého cyklu bolomožné udržovat' zaťaženie metáno,m na 13 000až 13 500 Nm3. h-1, pričom tlak v štiepnychpeciach nepřekročil 0,3 MPa. V důsledkuzníženia tlaku v štiepnych peciach došlo kzvýšeniu obsahu acetylénu v štiepnom plynez 6,4 % na 6,5 % obj. PREDMET Spůsob odstraňovania sadzí z plynu a zteplovýmenných ploch, vyznačujúci sa tým,že sa do vody, ktorá sa používá na kvenčo-vanie plynu, vypieranie sadzí a oplachova- YNALEZU nie teplovýmenných ploch, přidává neióno-vý alebo iónový tenzid tak, aby jeho kon-centrácia vo vodě bola 1 až 20 ppm.