ES2276830T3 - Procedimiento y dispositivo para la obtencion de naftalina a partir de gas de horno de coque. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la obtención de naftalina a partir de gas bruto de horno de coque, en el cual el gas bruto de horno de coque se enfría directamente mediante agua de aspersión y mediante el subsiguiente enfriamiento y procesado se obtiene la naftalina, caracterizado porque el gas bruto del horno de coque después del enfriamiento directo del gas bruto del horno de coque es conducido a través de un electrofiltro y a continuación es enfriado de tal forma que la naftalina contenida en el gas bruto del horno de coque es separada de la fase gaseosa y sin más operaciones se obtiene como naftalina pura.
Description
Procedimiento y dispositivo para la obtención de
naftalina a partir de gas de horno de coque.
La invención se refiere a un procedimiento para
la obtención de naftalina a partir del gas bruto de un horno de
coque, según el concepto principal de la reivindicación 1, así como
a los dispositivos adecuados para ello.
En el tratamiento térmico del coque en ausencia
de aire en un horno de coque se forma un gas bruto de horno de
coque, el cual se enfría mediante agua de aspersión en una
instalación de gas bruto a aproximadamente 80ºC y se satura con
vapor de agua. Con ello, aproximadamente un 20% de la naftalina
contenida en el gas bruto de horno de coque se une en fase líquida
en el alquitrán. El 80% restante de la naftalina se condensa a
continuación por refrigeración indirecta del gas bruto juntamente
con componentes alquitranosos y acuosos en prerrefrigeradores.
Estos condensados se transportan en primer lugar a un colector de
gas bruto, se calientan allí a aproximadamente 80ºC y son
conducidos a una instalación de separación del alquitrán en donde
tiene lugar la separación en alquitrán bruto y agua carbonosa. La
naftalina contenida en el alquitrán bruto se obtiene del alquitrán
bruto mediante procesos técnicos de procedimientos muy caros. En
primer lugar se obtiene en una destilación del alquitrán, un aceite
de naftalina, el cual es conducido a continuación a una instalación
de cristalización, en donde se separa la naftalina bruta. Para la
obtención de la naftalina pura son necesarios todavía otros
procedimientos como reacciones químicas (p. ej., con sosa cáustica y
ácido sulfúrico), o bien la naftalina bruta se destila de nuevo.
La patente DE 40 12 146 A1, da a conocer un
procedimiento en el que se efectúa un enfriamiento previo indirecto
y/o directo del gas bruto del horno de coque. Con ello, el gas bruto
de horno de coque se conduce a un electrofiltro. A continuación se
somete a dos pasos de enfriamiento entre los cuales está colocado un
lavador de naftalina. Este lavador de naftalina trabaja como un
lavador convencional de naftalina con benceno como aceite de lavado.
El aceite de lavado de benceno enriquecido con naftalina se conduce
a una regeneración del aceite de lavado de benceno, en la cual se
obtiene un producto que contiene naftalina enriquecido con un
aromático BTX, el cual es conducido a otros pasos de procesado. No
se prevé una obtención de naftalina.
La invención toma como base el problema de poner
a punto un procedimiento de obtención de naftalina a partir del gas
bruto de horno de coque así como los dispositivos apropiados para
ello, mediante el cual se pueda obtener una naftalina con una alta
pureza con un coste pequeño, de manera sencilla.
Este problema se resuelve con las
características de la reivindicación 1.
Existen otros desarrollos según las
características de las reivindicaciones secundarias.
Según la invención, se enfría el gas bruto que
viene del horno de coque, como habitualmente, con ayuda de agua de
aspersión en la instalación de gas bruto, directamente a 80ºC
aproximadamente. Con ello aparece una fase líquida y una fase
gaseosa. La fase líquida se conduce a la separación del alquitrán,
donde tiene lugar la separación en alquitrán y agua de carbón. Una
parte del agua de carbón se incorpora de nuevo al enfriamiento
directo del gas bruto como agua de aspersión. La fase gaseosa se
conduce a través de un electrofiltro, en el cual el contenido en
producto sólido y en alquitrán del gas bruto del horno de coque es
reducido a una temperatura de aproximadamente 80ºC, en un
99,99%.
Dado que la separación en el electrofiltro tiene
lugar a una temperatura de aproximadamente 80ºC, la naftalina (que
se encuentra en forma gaseosa), al pasar por el electrofiltro
permanece en el gas bruto del horno de coque. El gas bruto del
horno de coque se enfría ahora de aproximadamente 80ºC a
aproximadamente 20ºC, con lo cual se separa la naftalina contenida
en el gas bruto. Puesto que los productos sólidos así como el
alquitrán, ya habían sido separados en el electrofiltro, la
naftalina que se obtiene es una naftalina muy pura, la cual puede
venderse directamente como producto comercial a un consumidor.
Puesto que la naftalina no se separa en el
electrofiltro, dicho electrofiltro se aisla térmicamente o incluso
se calienta, de forma que en el electrofiltro existan unas
condiciones isotérmicas de aproximadamente 80ºC. Dado que en el
procedimiento según la invención, el alquitrán que se separa protege
las superficies internas del electrofiltro de la corrosión, dicho
electrofiltro puede estar construido de un acero corriente de
construcción (p. ej., ST 37-3).
El alquitrán separado en el electrofiltro es
particularmente pobre en naftalina, puesto que como ya se ha
descrito más arriba, la naftalina permanece en el gas bruto del
horno de coque. Este alquitrán pobre en naftalina es conducido a la
instalación de separación del alquitrán. Debido al pequeño contenido
de naftalina (aproximadamente el 2% del contenido restante de
naftalina), disminuye la formación de una emulsión en la
separación
alquitrán-agua, con lo cual mejora la separación del alquitrán. Además, se reduce el tiempo de espera necesario para la separación de alquitrán-agua. La separación del alquitrán-agua puede efectuarse también a una temperatura algo más reducida, puesto que se ha reducido la formación de emulsión.
alquitrán-agua, con lo cual mejora la separación del alquitrán. Además, se reduce el tiempo de espera necesario para la separación de alquitrán-agua. La separación del alquitrán-agua puede efectuarse también a una temperatura algo más reducida, puesto que se ha reducido la formación de emulsión.
Según una variante del procedimiento es posible
también conducir el alquitrán pobre en naftalina del electrofiltro,
el cual está casi exento de agua, no a la separación del alquitrán,
sino directamente al depósito de almacenamiento de alquitrán. Con
ello se omite la separación del alquitran. El alquitrán pobre en
naftalina puede también almacenarse en un depósito especial para
almacenar alquitrán, y emplearse para otra operación como p. ej., el
enjuagado del preenfriamiento.
La naftalina puede obtenerse a partir del gas
bruto después del electrofiltro mediante enfriamiento directo o
indirecto.
En el enfriamiento directo, el gas bruto del
horno de coque se enfría después del electrofiltro directamente con
agua. Con ello se separa la naftalina y a continuación se separa del
agua. Dado que el agua casi no contiene impurezas, se puede
conducir ésta al ciclo con la correspondiente refrigeración de
retorno. La refrigeración de retorno del agua de circulación puede
efectuarse directa o indirectamente. El agua sobrante se conduce al
colector.
En el caso del enfriamiento indirecto, la
naftalina cristaliza en las superficies de enfriamiento.
La naftalina cristalizada puede separarse de
diferentes maneras.
Una posibilidad es la de separar la naftalina
mediante calentamiento. Para ello, el calentamiento puede lograrse
directa o indirectamente. La superficie de enfriamiento puede
calentarse mediante un medio caliente tanto por el "lado de la
naftalina" como también por el otro lado, y de esta forma la
naftalina se desprende y se transporta mediante tuberías calentadas
a la sección de expediciones.
El calentamiento puede tener lugar mediante
barras de calentamiento, las cuales están instaladas en el lugar
apropiado del dispositivo.
Otra posibilidad es la de "enjuagar" la
naftalina con naftalina líquida ya calentada. La naftalina líquida
puede emplearse también para un calentamiento indirecto.
También es posible desprender la naftalina
cristalizada de la superficie con un disolvente y a continuación
obtenerla a partir del mismo.
La obtención de la naftalina cristalizada puede
también tener lugar p. ej., con ayuda de un rascador. Para ello
puede moverse o bien el raspador o bien la superficie fría para la
obtención de la naftalina.
También es posible obtener la naftalina
cristalizada con ayuda de vibraciones mecánicas, que pueden
generarse mediante un sacudidor o vibrador, o con ayuda de un motor
desequilibrado.
En los procedimientos antes descritos tiene
lugar la obtención de la naftalina, discontínuamente, es decir, en
un primer paso del procedimiento la naftalina se obtiene por
cristalización y en un segundo paso del procedimiento se separa la
naftalina obtenida por cristalización.
Sin embargo, es también posible obtener la
naftalina en una forma contínua o respectivamente casi contínua. En
esta forma de operar se introduce un dispositivo en forma de
segmentos en la instalación de enfriamiento, o respectivamente,
instalación de separación de la naftalina. También es posible un
funcionamiento contínuo cuando se emplean rascadores o generadores
de vibraciones.
Para la ejecución del procedimiento según la
invención debe preverse únicamente un electrofiltro y un dispositivo
apropiado para la separación de la naftalina, a partir del cual
puede obtenerse la naftalina separada.
Para el equipamiento adicional de una coquería
ya existente, es posible prever únicamente electrofiltros
adicionales y aprovechar los prerrefrigeradores existentes. Cuando
los electrofiltros están situados después de los prerrefrigeradores,
pueden conectarse estos electrofiltros en el camino del gas bruto,
antes de los prerrefrigeradores. Los electrofiltros después de la
prerrefrigeración no son necesarios en el procedimiento según la
invención.
Puesto que en las coquerías existentes existen
por regla general varios prerrefrigerantes, el procedimiento puede
efectuarse como sigue con los prerrefrigeradores ya existentes:
Se emplea un grupo de p. ej., dos
prerrefrigeradores para la cristalización de la parafina. El resto
de prerrefrigeradores trabajan en una instalación habitual de
prerrefrigeradores con enjuagado de alquitrán. En el caso de una
instalación casi contínua se emplea p. ej., un prerrefrigerador
para la cristalización y un prerrefrigerador para la separación de
la naftalina. En el caso de un aumento de la pérdida de presión en
el prerrefrigerador para la separación de la naftalina o en el caso
de un aumento de la temperatura de salida del gas bruto, un máximo
de 2ºC, el gas bruto ya no es conducido a través de este
prerrefrigerador sino a través del prerrefrigerador después de la
separación de la naftalina que se encuentra en estado de espera.
La naftalina cristalizada en los tubos
refrigerantes se separa mediante calentamiento. Para ello los tubos
refrigerantes se calientan por dentro o por fuera. Una combinación
del calentamiento interno y externo es igualmente posible. Después
de que la naftalina se ha separado de los prerrefrigeradores, tiene
lugar un cambio de posición y los prerrefrigeradores se emplean de
nuevo para la cristalización de la naftalina y la naftalina se
separa de los otros prerrefrigeradores.
Mediante esta forma de proceder se puede cambiar
sin problemas a una pequeña obtención de naftalina y en parte, o
también completamente, puede cambiarse al funcionamiento clásico con
prerrefrigeradores. En esta instalación de prerrefrigeradores, con
el fin de que la naftalina no obture el prerrefrigerador, se
recomienda enjuagar el prerrefrigerador con el alquitrán pobre en
naftalina del electrofiltro.
En el procedimiento según la invención, para la
obtención de la naftalina del gas en bruto del horno de coque, puede
emplearse como dispositivo apropiado para la obtención de la
naftalina, un prerrefrigerador convencional. En el paso de
refrigeración, cristaliza la naftalina en los tubos refrigeradores a
partir de la fase gas, a continuación la naftalina puede retirarse
mediante los procedimientos descritos más arriba. Durante la
retirada de la naftalina, el gas bruto del horno de coque es
conducido a través de otro prerrefrigerador que está en estado de
espera.
El prerrefrigerador puede estar también equipado
para la separación casi contínua de la naftalina. Para ello el
prerrefrigerador debe estar provisto de segmentos con válvulas
regulables. De esta forma es posible efectuar en el
prerrefrigerador al mismo tiempo un funcionamiento como refrigerador
para la cristalización de la naftalina y un funcionamiento como
calefactor para la separación de la naftalina por calentamiento de
la naftalina.
Para la separación de la naftalina son posibles
también otros dispositivos. Solamente debe estar presente una
superficie refrigerada, a partir de la cual puede retirarse la
naftalina mediante el procedimiento descrito más arriba. Como
superficie refrigerada puede p. ej., emplearse un tambor o un disco.
Cuando este tambor o este disco está provisto por lo menos, de un
rascador, la separación de la naftalina puede realizarse de forma
contínua.
Es posible también, cristalizar la naftalina
sobre un refrigerador tubular, cuyos tubos se refrigeran por la
pared externa. La naftalina se retira a continuación de la pared
interior de los tubos y puede obtenerse mediante los procedimientos
descritos más arriba.
Los elementos antes citados, así como los
necesarios y descritos en los ejemplos de ejecución según la
invención, no están sujetos en cuanto a su tamaño, configuración,
selección del material y concepto técnico, a ningunas condiciones
particulares excepcionales, de forma que pueden encontrar una
aplicación ilimitada en los criterios de selección conocidos en el
ámbito de aplicación.
Otras particularidades, características y
ventajas del objeto de la invención se desprenden de las
reivindicaciones secundarias así como de la descripción que sigue a
continuación de los correspondientes dibujos, en los cuales están
representadas a modo de ejemplo, las formas de ejecución preferidas
del procedimiento según la invención.
En los dibujos pueden apreciarse:
Figura 1 Una representación esquemática del
procedimiento para la obtención de la naftalina del gas bruto de un
horno de coque mediante refrigeración directa,
Figura 2 Una representación esquemática del
procedimiento para la obtención de la naftalina del gas bruto de un
horno de coque, mediante refrigeración indirecta, y
Figura 3 Una representación esquemática de una
variante del procedimiento según la cual junto a la obtención de la
naftalina puede tener lugar igualmente el enfriamiento convencional
del gas bruto.
De la figura 1 se desprende que el gas bruto que
va de los hornos de gas 1 a un colector de gas bruto 2, es enfriado
desde aproximadamente 800ºC a aproximadamente 80ºC mediante agua de
aspersión conducida por la tubería 10. El gas bruto del horno de
coque es conducido a un electrofiltro 3 en el cual se reduce el
contenido en substancias sólidas y alquitrán del gas bruto del
horno de coque, alrededor de un 99,9%. El alquitrán separado es
conducido mediante una tubería 7 a la instalación de separación del
alquitrán o al depósito recogedor de alquitrán. El gas bruto del
horno de coque se conduce a un dispositivo 4 para la separación de
la naftalina, en el cual la naftalina se separa mediante
enfriamiento directo con agua y se separa del agua. La naftalina es
conducida mediante la tubería 8 a un dispositivo de separación no
representado, en el cual se separa la naftalina del agua sobrante
adherida a la misma. Esta agua sobrante puede ser conducida al agua
de enfriamiento. El agua de enfriamiento es conducida mediante una
tubería 11 a un refrigerador 12 y mediante una tubería 13 al
circuito. El agua en exceso es conducida mediante una tubería 9 al
colector de gas bruto 2. El gas bruto del horno de coque es
conducido a una instalación de purificación del gas 5, en donde es
depurado de ácido sulfúrico, amoníaco y eventualmente de benceno
antes de que acceda a un elemento consumidor de gas del horno de
coque 6.
En la figura 2 está representada una variante
del procedimiento con refrigeración indirecta, para la obtención de
la naftalina. Los números de referencia tienen el mismo significado
que en la figura 1. El gas bruto del horno de coque es conducido del
electrofiltro 3 a un dispositivo 4 para la cristalización de la
naftalina, en el cual la naftalina se separa en las superficies
refrigeradas, mientras que el vapor de agua condensado sobre la
tubería es conducido mediante la tubería 9 al colector de gas bruto
2. La naftalina cristalizada sobre las superficies refrigeradas se
retira del dispositivo 4 por calentamiento de las superficies
refrigeradas como naftalina líquida y mediante una tubería
calentada 8, se transporta a la sección de carga, no
representada.
En la figura 3, está representado un esquema de
procedimiento en el cual pueden emplearse dos prerrefrigeradores 4
y 4' para cristalizar la naftalina. El dispositivo 4 se emplea para
la obtención de la naftalina, es decir, la naftalina pura se
transporta mediante la tubería 8 a la sección de carga. El
dispositivo 4' se incorpora al circuito de prerrefrigeradores. A
este respecto, se emplea el alquitrán pobre en naftalina, mediante
la tubería 7, para el enjuagado del prerrefrigerante 4', para
impedir las obturaciones de naftalina. El resto de números de
referencia tienen el mismo significado que en la figura 1.
- 1
- Hornos de coque
- 2
- Colector
- 3
- Electrofiltro
- 4
- Dispositivo para la separación
- 4'
- Dispositivo de enfriamiento
- 5
- Purificación del gas del horno de coque
- 6
- Consumidor de gas del horno de coque
- 7
- Tubería (alquitrán)
- 8
- Tubería (naftalina)
- 9
- Tubería (condensado)
- 10
- Tubería (agua de aspersión)
- 11
- Tubería (agua de enfriamiento)
- 12
- Refrigerador
- 13
- Tubería (retorno de agua de enfriamiento).
Claims (17)
1. Procedimiento para la obtención de
naftalina a partir de gas bruto de horno de coque, en el cual el gas
bruto de horno de coque se enfría directamente mediante agua de
aspersión y mediante el subsiguiente enfriamiento y procesado se
obtiene la naftalina, caracterizado porque el gas bruto del
horno de coque después del enfriamiento directo del gas bruto del
horno de coque es conducido a través de un electrofiltro y a
continuación es enfriado de tal forma que la naftalina contenida en
el gas bruto del horno de coque es separada de la fase gaseosa y sin
más operaciones se obtiene como naftalina pura.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el electrofiltro está aislado o
calefaccionado de tal forma que trabaja isotérmicamente.
3. Procedimiento según las reivindicaciones 1
y 2, caracterizado porque la refrigeración del gas bruto del
horno de coque tiene lugar directamente después del
electrofiltro.
4. Procedimiento según las reivindicaciones 1
y 2, caracterizado porque la refrigeración del gas bruto del
horno de coque tiene lugar indirectamente después del
electrofiltro.
5. Procedimiento según las reivindicaciones 1
a 4, caracterizado porque la naftalina separada se obtiene
por calentamiento.
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque el calentamiento tiene lugar
indirectamente.
7. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque el calentamiento tiene lugar
directamente.
8. Procedimiento según la reivindicación 6 y
7, caracterizado porque el calentamiento tiene lugar con
naftalina líquida ya caliente.
9. Procedimiento según la reivindicación 1 y
2, caracterizado porque la naftalina separada se disuelve con
un disolvente y a continuación se elimina el disolvente.
10. Procedimiento según la reivindicación 1 y
2, caracterizado porque la naftalina separada se recoge
mecánicamente.
11. Procedimiento según la reivindicación 1 y
2, caracterizado porque la naftalina separada se recoge
continuamente.
12. Dispositivo para la ejecución del
procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque
un prerrefrigerante convencional en el cual están previstas unas
barras calefactoras, se emplea como dispositivo para la separación
de la naftalina.
13. Dispositivo para la ejecución del
procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque
un tambor refrigerado está equipado a manera de segmentos con
válvulas regulables.
14. Dispositivo para la ejecución del
procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque
una superficie refrigerada está prevista por lo menos con un
rascador.
15. Dispositivo para la ejecución del
procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque
un tambor refrigerado está provisto de rascadores.
16. Dispositivo para la ejecución del
procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque
un disco refrigerado está equipado con rascadores.
17. Dispositivo para la ejecución del
procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque
en una superficie refrigerada está previsto por lo menos un
generador de vibraciones.
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