ES2276830T3 - Procedimiento y dispositivo para la obtencion de naftalina a partir de gas de horno de coque. - Google Patents

Procedimiento y dispositivo para la obtencion de naftalina a partir de gas de horno de coque. Download PDF

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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.
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.
Listado de números de referencia
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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