PL130758B1 - Method of treatment of waste water containing by-products of pyrolysis of hydrocarbons - Google Patents

Description

Opis patentowy opublikowano: 1985 11 30 130 758 CZYTELNIA Ur,-?du Patentowego Int Cl. C02F 9/00 C02F 1/28 Twórcy wynalazku: Barbara Sosnowska, Stefan Kupieo, Tadeusz Bialas, Stanislaw Padlewski, Wieslaw Sosnowski Uprawniony z patentu: Zaklady.Azotowe im, F*Dzierzynskiego, Tarnów /Polska/ SPOSÓB OCZYSZCZANIA V6D ZAWIERAJACYCH UBOCZNE PRODUKTY PIROLIZY WCGLOWODOR&W Wynalazek dotyczy sposobu oozyszozanla wód zawieraJaoyoh uboozne produkty przemyslo¬ wej pirolizy weglowodorów, zwlaszoza wód zastosowany oh de myoia gazów pirolityoznyoh, na drodze fletaojl* W prooesle pirolizy weglowodorów, otrzymuje sie zamierzone produkty Jak: acetylen, etylen, wodór, tlenek wegla oraz produkty uboozne Jak: dwutlenek wegla, nleprzereagowany metan i tlen, weglowodory aromatyozne, w tym skondensowane wielopierscieniowe polaczenia grupy pirenu o wlasciwosciach, rakotwórczych, zwiazki nienasycone typu alkenów i alkinów, produkty ich polimeryzacji i kondensacji oraz sadza* Przed przystapieniem do wydzielania z gazu plrolitycznego acetylenu, bedacego glównym produktem prooesu, nalezy usunac ubocz¬ ne produkty pirolizy, to Jest sadze, alkiny i alkeny, produkty ich polimeryzacji, zwiazki aromatyczne, substancje smoliste* Jedna z stosowanych metod wstepnej obróbki gazu plrolitycznego Jest stopniowe mycie goraoego gazu woda. Nastepuje tu równoczesne schladzanie gazu oraz wymycie sadzy i czesci weglowodorów* Substancje te przechodza do wody, która staje sie przez to klopotliwym opadem* Oczyszczanie wód zawierajacych uboozne produkty pirolizy weglowodorów stanowi nierozwiazany dotychczas skutecznie problem teohnologiczny* Nie zdaja tu egzaminu takie metody Jak sedymentacja ze wzgledu na dlugi ozas opadania sadzy /rzedu kilku mm/min*/, Jak tez filtraoja ozy wirowanie ze wzgledu na znaczne objetosci wód zawierajaoych zawiesi¬ ne o niskim stezeniu* Znane sa sposoby wydzielania sadzy z wody metoda ekstrakcji sadzy olejem z ewentual¬ nym dodatkiem zdyspergowanego gazu, który ulatwia wyplywanie na powierzchnie fazy sadzówo- olejowej* Metody te nazywane sa flotacja sadzy*2 130 758 Wedlug opisu patentowego St.Zjedn. Ameryki nr 3 276 995f celem oozyszozenia wód ' zawierajacych sadze powstala jako uboczny produkt procesów syntezy acetylenu, etylenu, butadienu metoda niepelnego spalania surowców weglowodorowych, wprowadza sie do oczyozozanej wody zdyspergowany olej w ilosoi 1,8 *- 7 czesci wagowyoh oleju na 1 czesc wagowa sadzy. Nastepuje wówozas laozenie sie czastek sadzy z kroplami oleju, a utworzone agregaty wyplywaja na powierzohnie wody.Wedlug opisu patentowego rumunskiego nr 54 085 gorace wody opadowe z produkcji aoetylenu, zawieraJaoe sadze, koks, zwiazki apolimeryzowane oszyszczano metoda flotacji w temperaturze 90 w obecnosoi mieszaniny zlozonej z oleju smarowniczego /punkt zaplo¬ nu 250-2700/ w ilosci 33-37$ oraz mieszaniny smaru i rafinowanego oleju mineralnego o gestosci 0,917-0,935 v ilosci 6h-6j%» V innych zródlach proponowano do zawiesiny sadzy w wodzie dodawac olej mineralny a takze olej sosnowy, nafte, zas wedlug opisu patentowego ZSRR nr 451 639 oolem ulatwienia ekstrakcji sadzy z wody, kondensat olejowy stabilizowano aminami np. jednoetanoloamina.Stwierdzono, ze skuteczniej i korzystniej mozna oczyszczac wody zawieraJaoe sadze i inne uboczne produkty pirolizy weglowodorów sposobem wedlug wynalazku* Rozwiazanie wedlug wynalazku oparto na stwierdzeniach wynikajacych z obserwacji i badan zjawisk zachodzacych w trakcie mycia guzu woda* Gaz pokrak Ing owy przechodzacy przez kolejne stopnie myoia i chlodzenia woda posiada coraz nizsza temperature i cisnienie, zmieniaja sie wieo warunki absorboji i rózny jest sklad zanie ozy szczen zawartych w wodach z kolej- nyoh stopni mycia* V dwustopniowym procesie mycia gazu pod zwiekszonym olsnieniem z pierwszego stepnia mycia uzyskuje sie wode o zwiekszonej zawartosoi sadzy zas z dnugle¬ go stopnia myoia wode zmniejszonej zawartosoi sadzy a zwiekszonej zawartosoi weglowodorów, w tym zwiazków aromatycznych, substancji spolimeryzowanyoh i smolistych.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze do wody z pierwszego stopnia mycia gazu znajdujaoej sie pod olsnie lem procesu mycia lub uprzednio rozprezonej, zawierajacej produkty pirolizy z ilosoiowa przewada sadzy, wprowadza sie pod olsnieniem prooesu myoia i rozpreza w niej wode z drugiego i ewentualnych nastepnych stopni mycia gazu zawierajaca weglowodory. Do komory mieszania urzadzenia flotacyjnego wprowadzane sa wody ze wszystkich stopni, myoia gazu pod olsnieniem procesu myoia lub czesoiowo rozprezone w wyniku czego woda o zwiekszonej zawartosoi sadzy kontaktuje sie z woda o zwiekszonej zawartosci weglowodorów zawierajaoa równiez gaz bedaoy czynnikiem flotacyjnym.Sadza zawarta w wodzie o zwiekszonej zawartosoi sadzy Jest adsorbentem dla weglo¬ wodorów znajdujacych sie w wodzie o zwiekszonej zawartosoi weglowodorów, zas gaz preoesowy rozpuszozony pod olsnieniem prooesu w wodzie jest czynnikiem flotujaoym sadze i weglowodory zawarte w oczyszozanyoh wodaoh* Proces oozyszozania sposobem wedlug wymalzku zachodzi w dowolnej temperaturze, najczesciej wody oczyozane maja temperature 80-100°C. Skutecznosc procesu oczyszczania wzrasta Jezeli Jako dodatek flotacyjny stosowany Jest kationowy elektrolit polimerowy.Oczyszczana sposobem wedlug wynalazku woda, odbierana z flotownika, zawracana jest ponow¬ nie do obiegu. Wydzielona na powierzohni wody pulpa sadzy zgarniana Jest w sposób oiagly zgarniaczem meohanioznym i kierowana do filtracji znanymi metodami np. na prasach filtracyjny oh. Sposób oczyszczania wód wedlug wynalazku Jest bardziej ekonomiczny i bar¬ dziej skuteczny od dotyohozas stosowanych sposobów.Efekt oozyszozania wedy jest wiekszy dzieki wykorzystaniu zdolnosci adsorpoyjnej sadzy, która pochlania rozpuszozone w wodzie weglowodory, ponadto zostaje zmniejszony ladunek organiczny w. wodzie oczyszczonej przez wyeliminowanie takioh dodatków jak oleje mineralne, frakoje ropy naftowej, oleje smarownicze itp., które wplywaja na podniesienie wielkosol ChZT /Chemicznego Zapotrzebowania Tlenu/ oozyszozanej wody szozególnie w przypad¬ ku wód goracych. Poza tym wyeliminowanie etapu o i snie ni owego nasycania soieków gazem daje uproszczenie aparatury.130 758 3 Wynalazek pozwala na skuteczne usuniecie z wody sadzy oraz weglowodorów zarówno rozpuszczonych Jak tez tworzaoyoh w wodzie faze rozproszona, takich Jak zwiazki aroma¬ tyczne w tym wysoko skondensowane polaczenia o charakterze rakotwórczym, alkeny, alkiny, produkty polimeryzacji i kondensacji zwiazków nienasyconych, pozwala na zawróoenie wody do obiegu dzieki czemu wydatnie zmniejsza sie Jej zuzycie, pozwala wreszcie na zmniejszenie zrzutów do soieków sadzy i zwiazków organicznych, ma wieo powazne znacze¬ nie w zakresie ochrony srodowiska naturalnego* Sposób wedlug wynalazku objasniono blizej w przykladzie wykonania powolujac sie na schemat instalacji przedstawiony na rysunku* Przyklad* Sposobem wedlug wynalazku oczyszczane byly wody zawierajace uboozne produkty procesu utleniajacej pirolizy gazu ziemnego* Gaz pirolityczny o naste¬ pujacym skladzie /w procentach objetosciowych/ wodór - 56,1, acetylen - 7,0, etylen - 0,5, tlenek wegla - 27,0, dwutlenek" wegla - 3,*l, metan - 5»6, alkiny /bez aoetylenu/ - 0,3, weglowodory aromatyczne - 0, 1 oraz sadza w ilosci 12 g/nr poddawano dwustopniowemu myciu woda. W pierwszym stopniu cisnienie wynosilo 0,36 Mpa a temperatura 125 C, zaó w dru¬ gim odpowiednio 0,31 MPa i 70°C. Z pierwszego stopnia mycia uzyskano wode zawierajaca sadze w ilosci 2,3 kg/m"*. Z drugiego stopnia mycia uzyskano wode zawierajaca sadze w ilosci 0,4 kc/ni oraz weglowodory w tym zwiazki aromatyczne, polaczenia nienasycone, spolitneryzowane i smo¬ liste, okreslone sumarycznie jako ChZT w ilosci 600 mg Og/din . Wode z pierwszego stopnia mycia w ilosci 80 nr/h rozprezano w rozprezaczu 1 do cisnienia 0, 13MPa i wprowadzano do ko- mory mieszania flotownika 2. Wode z drugiego etapu mycia w ilosci 180 nr/b oprowadzano do komory mieszania flotownika 2 tak aby desorpcja gazów nastepowala w flotowniku, a wydziela¬ jacy sie w postaci raikropecherzy gaz pelnil role czynnika flotujacego. W mieszalniku 3 spo¬ rzadzono 0, 1 roztwór flokulanta którym byl kationowy elektrolit polimerowy. Koztwór ten opro¬ wadzono w sposób ciagly do komory mieszania flotownika za pomoca dozownika k w ilosci 0,33 m /h* Zmieszane w komorze mieszania roztwory przeplynely do komory flotacji gdzie nastepowalo wydzielenie z wody sadzy i innych ubocznych produktów pirolizy* Oczyszczona w wyniku flotacji wode o temperaturze 79 zawierajaca sadze w ilosci 0,024 g/m5 i ChZT 60 mg O^dm5 odbierano z flotownika w ilosci 220 m3/h, a tego kO m^/h kierowano rurociagiem a do preoesu gaszenia plomienia, pozostala czesc oczyszczonej wody pompa 5 podawano do chlodni kominowej 6 gdzie ulegla sohlodzeniu do temperatury 29°* Wode te rurociagiem b kierowano ponownie do oczyszczania gazu pirolitycznego. Pulpe sadzy o zawartosci sadzy 596 kg/t zbierano za pomooa zgarnlaoza 7 i kierowano rurociagiem o do filtracji znana metoda na prasach filtraoyjnyoh. Wynalazek moze byc stosowany do procesów oczyszczania wód zawierajaoych polaczenie organiczne bedaoe ubocznymi produkta¬ mi prooesów pirolitycznych, jak tez do oczyszczania wód w przemysle produkcji sadzy* PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. * Sposób oczyszczania wód zawierajaoych uboczne produkty pirolizy weglowodorów, zwlaszoza wód zastosowanych do mycia gazów pirolitycznych w co najmniej dwóch stopniach cisnieniowego mycia, na drodze flotacji, znamienny tym, ze do wody z pierwsze¬ go stopnia mycia gazu znaj duj aoej sie pod cisnieniem procesu mycia lub uprzednio rozprezonej, zawierajaoej produkty pirolizy z ilosciowa przewaga sadzy, wprowadza sie pod cisnieniem prooesu mycia i rozpreza w niej wode z drugiego i ewentualnych nastepnych stopni myoia, zawierajaca weglowodory*
2. 2. * Sposób wedlug zastrz* 1, znamienny tym, ze stosuje sie fiok ul ant nie zwiekszajacy ChZT eozyszozanej wody, najkorzystniej kationowy elektrolit polimerowy w postaoi wodnego roztworu 0,1 - 5#, korzystnie 1$, w ilosoi 0,001 - 0,01 kg/kg sadzy*
3. 3. * Sposób wedlug zastrz. 1 lub 2, znamienny t y m, ze stosuje sie wode, korzystnie o temperaturze 60 C*130 758 "L ? h Z t H i (li i rt D "4 D C Q Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz. Cena 100 zl PL