PL216107B1

PL216107B1 - Integrated device for distilling benzol and sorptive oil regeneration

Info

Publication number: PL216107B1
Application number: PL391260A
Authority: PL
Inventors: Zbigniew Figiel; Krzysztof Kalinowski; Tadeusz Zaglaniczny
Original assignee: B P Koksoprojekt Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date: 2010-05-18
Filing date: 2010-05-18
Publication date: 2014-02-28

Description

Przedmiotem wynalazku jest zintegrowane urządzenie do oddestylowania benzolu i regeneracji oleju sorpcyjnego w zakładach koksowniczych stosujących olej płuczkowy.The subject of the invention is an integrated device for the distillation of benzene and regeneration of sorption oil in coke oven plants using wash oil.

W przemyśle koksowniczym olej płuczkowy stosowany do absorpcji benzolu z gazu koksowniczego znajduje się w ciągłym obiegu i pozostaje w cyklu zamkniętym:In the coke oven industry, the scrubber oil used to absorb benzol from coke oven gas is in a continuous cycle and remains in a closed cycle:

absorpcja benzolu z gazu koksowniczego, podgrzewanie nasyconego oleju płuczkowego, desorpcja benzolu z oleju płuczkowego poprzez destylację z parą wodną, chłodzenie odpędzonego oleju płuczkowego, absorpcja benzolu z gazu koksowniczego.absorption of benzol from the coke oven gas, heating of saturated washing oil, desorption of benzol from the washing oil by steam distillation, cooling of the stripped washing oil, absorption of benzol from the coke oven gas.

W procesie absorpcji benzolu z gazu koksowniczego olej płuczkowy nasyca się benzolem. W procesie desorpcji benzol usuwany jest z oleju. W wskutek ciągłych przemian fizykochemicznych w oleju powstają wielkocząsteczkowe związki polimerowe pogarszające właściwości absorpcyjne oleju. W celu ograniczenia zawartości polimerów w obiegowym oleju płuczkowym benzolowni stosuje się:In the process of benzol absorption from coke oven gas, the wash oil is saturated with benzole. Benzol is removed from the oil in the desorption process. As a result of continuous physicochemical changes in the oil, macromolecular polymer compounds are formed which deteriorate the absorption properties of the oil. In order to reduce the content of polymers in the circulating oil in the benzol plant, the following are used:

całkowitą okresową wymianę oleju po utracie wymaganych parametrów absorpcyjnych;complete periodic oil change after losing the required absorption parameters;

częściową wymianę oleju poprzez wycofanie określonej porcji oleju z obiegu i zastąpienie jej olejem świeżym;partial oil change by withdrawing a specific portion of oil from circulation and replacing it with fresh oil;

regenerację części wycofanego z obiegu oleju prowadzącą do usunięcia z niego polimerów.regeneration of a part of the withdrawn oil to remove polymers from it.

Obecnie w zakładach koksowniczych oddestylowanie benzolu z oleju płuczkowego oraz regenerację oleju płuczkowego prowadzi się w osobnych węzłach technologicznych instalacji. Oba te węzły powiązane są jednakże ze sobą funkcjonalnie.Currently, in coking plants, the distillation of benzol from the washing oil and regeneration of the washing oil are carried out in separate technological nodes of the installation. However, both of these nodes are functionally related.

W celu desorpcji benzolu z oleju płuczkowego stosuje się destylację z parą wodną. Proces ten prowadzony jest w kolumnach odpędowych różnego typu. Kolumny posiadają konstrukcję półkową lub z wypełnieniem. Zarówno konstrukcja półek jak i dobór wypełnienia zmierzają do intensyfikacji desorpcji i obniżenia stopnia nasycenia oleju odpędzonego. Charakterystyka chłonności benzolu przez olej płuczkowy nie posiada bowiem przebiegu liniowego i największa zdolność absorpcyjna oleju występuje w granicach zerowego jego nasycenia.Steam distillation is used to desorb benzol from the wash oil. This process is carried out in various types of stripping columns. The columns have a shelf or packed structure. Both the design of the shelves and the choice of packing aim to intensify the desorption and lower the saturation of the stripped oil. The characteristic of benzol absorption by washing oil does not have a linear course and the greatest absorption capacity of the oil occurs within the limits of its zero saturation.

Do celów regeneracji oleju płuczkowego stosuje się linie technologiczne zbudowane z kilku aparatów i układów pompowych. Proces regeneracji prowadzi się z reguły w sposób okresowy.For the purpose of regeneration of scrubber oil, technological lines consisting of several apparatuses and pumping systems are used. As a rule, the regeneration process is carried out batchwise.

Tradycyjną instalację do oddestylowania benzolu z oleju płuczkowego w kolumnie odpędowej benzolu oraz regeneracji oleju płuczkowego przedstawia fig. 1 rysunku. Instalacja składa się z kolumny odpędowej benzolu 1, z doprowadzeniem do jej środkowej części oleju płuczkowego w dolnej części kolumny 1 jest doprowadzenie pary wodnej bezpośredniej poprzez rozdzielacz pary 2. Na szczycie kolumny 1 schładzanym refluksem zainstalowane jest odprowadzenie par benzolu i wody oddestylowanych z oleju płuczkowego nasyconego benzolem. Na dole kolumny 1 znajduje się odprowadzenie gorącego oleju płuczkowego pozbawionego benzolu, tak zwanego oleju odpędzonego. Pompa 4 służy do przesyłania oleju odpędzonego do zespołu wymienników i dalej do instalacji absorpcji. Ogrzewany przeponowo regenerator 5 służy do odparowania lekkich frakcji olejowych z części strumienia gorącego oleju odpędzonego za pomocą bezpośredniej pary wodnej doprowadzanej do dolnej części regeneratora poprzez bełkotkę 6. Zbiornik 8 służy wymieszania z cyrkulującą smołą ciężkich frakcji olejowych i polimerów, okresowo wprowadzanych przez zawór 7. Zbiornik 8 posiada wyprowadzenie z obiegu ciężkich frakcji olejowych, polimerów i smoły.A traditional installation for distilling benzol from the scrubbing oil in the benzene stripper and regenerating the scrubbing oil is shown in Fig. 1 of the drawing. The installation consists of a benzene stripper 1, with a direct water vapor supply to its central part in the lower part of column 1 through a steam separator 2. At the top of column 1 with a cooled reflux, a discharge of benzene vapors and water distilled from saturated wash oil is installed. with benzene. At the bottom of column 1 is the outlet of the hot benzene-free scrubbing oil, the so-called stripped oil. The pump 4 serves to transfer the stripped oil to the heat exchanger unit and further to the absorption installation. The membrane-heated regenerator 5 serves to evaporate the light oil fractions from part of the hot oil stream stripped by direct steam supplied to the bottom of the regenerator through a bubbler 6. The tank 8 serves to mix with the tar circulating heavy oil fractions and polymers, periodically introduced through the valve 7. The tank 8 has a recycle of heavy oil fractions, polymers and tar.

W górnej części regeneratora 5 znajduje się wyprowadzenie mieszaniny pary wodnej i lekkich frakcji olejowych do rozdzielacza pary 3 usytuowanego w dolnej części kolumny odpędowej 1.In the upper part of the regenerator 5 there is an outlet of the mixture of steam and light oil fractions to the steam separator 3 situated in the lower part of the stripper 1.

Celem wynalazku było opracowanie zintegrowanego urządzenia umożliwiającego równoczesne oddestylowanie benzolu i regenerację oleju płuczkowego.The aim of the invention was to develop an integrated device enabling the simultaneous distillation of benzene and regeneration of the washing oil.

Nieoczekiwanie okazało się, że możliwe jest skonstruowanie jednego, zintegrowanego urządzenia do równoczesnego oddestylowanie benzolu i regeneracji oleju płuczkowego, które zapewnia możliwość:Unexpectedly, it turned out that it is possible to construct one integrated device for simultaneous distillation of benzol and regeneration of scrubber oil, which enables:

• odpędu (oddestylowania) benzolu z oleju płuczkowego bez regeneracji oleju płuczkowego.• stripping (distilling) benzol from the washing oil without regenerating the washing oil.

• odpędu (oddestylowania) benzolu z oleju płuczkowego przy równoczesnej regeneracji oleju płuczkowego.• stripping (distilling) benzol from the washing oil with simultaneous regeneration of the washing oil.

Zintegrowane urządzenie umożliwia równoczesne oddestylowanie benzolu i regenerację oleju sorpcyjnego, a co za tym idzie zapewnia zmniejszenie kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych.The integrated device enables the simultaneous distillation of benzol and the regeneration of sorption oil, thus reducing investment and operating costs.

Urządzenie według wynalazku zawiera:The device according to the invention comprises:

PL 216 107 B1 • kolumnę 11, z doprowadzeniem 21 gorącego oleju płuczkowego nasyconego benzolem w części środkowej i doprowadzeniem pary wodnej bezpośredniej 23 w dolnej części, • rozdzielacz 12 pary wodnej bezpośredniej, • odprowadzenie 19 par benzolu i wody oddestylowanych z oleju płuczkowego ze schładzanego refluksem 20 szczytu kolumny 11, • zintegrowany z kolumną 11 zbiornik regeneracyjny 17 zaopatrzony w układ szykan i przelewów ukierunkowujących przepływy mediów, • górne odprowadzenie 13 odpędzonego oleju płuczkowego do wymienników pompą 15, • bełkotkę 16 w dolnej części zbiornika regeneracyjnego 17 doprowadzającą bezpośrednią parę wodną do odparowania lekkich frakcji olejowych, • zbiornik 18 na polimery i cyrkulującą smołę, • dolny układ odcięć 14 do okresowego kierowania ciężkich frakcji olejowych i polimerów ze zbiornika regeneracyjnego 17 do zbiornika 18, • odprowadzenie 25 ze zbiornika 18, do wyprowadzenia z obiegu ciężkich frakcji olejowych i polimerów zmieszanych z cyrkulującą smołą.• column 11, with supply 21 of hot washing oil saturated with benzol in the middle part and supply of direct steam 23 in the lower part, • direct water vapor separator 12, • discharge of 19 vapors of benzol and water distilled from the washing oil cooled with reflux 20 top of column 11, • regeneration tank 17 integrated with column 11, equipped with a system of chicanes and overflows directing media flows, • upper drain 13 of scrubbed oil to exchangers with pump 15, • bubbler 16 in the lower part of the regeneration tank 17 supplying direct steam for evaporation light oil fractions, • tank 18 for polymers and circulating tar, • bottom cut-off system 14 for periodic transfer of heavy oil fractions and polymers from the regeneration tank 17 to tank 18, • discharge 25 from tank 18, for discharge of heavy oil fractions and polymers from the circulation mixed with circulate burning tar.

Korzystne jest, jeżeli zintegrowany z kolumną 11 zbiornik regeneracyjny 17 zaopatrzony jest w układ szykan i przelewów ukierunkowujących przepływy mediów.Preferably, the regeneration tank 17 integrated with the column 11 is provided with a system of chicanes and overflows directing the media flows.

P r z y k ł a dP r z k ł a d

Zintegrowane urządzenie do równoczesnego odpędu benzolu z oleju płuczkowego i regeneracji oleju płuczkowego przedstawia fig. 2 rysunku.An integrated device for the simultaneous stripping of benzol from the wash oil and regeneration of the wash oil is shown in Fig. 2 of the drawing.

Proces prowadzi się na instalacji usuwania benzolu z gazu, dla nominalnego przepływu gazu 33The process is carried out in the installation of benzol removal from gas for nominal gas flow 33

35.000 N m³/godzinę i maksymalnego przepływ oleju 70 m³/godzinę.35,000 Nm ³ / h and the maximum oil flow 70 m ³ / hour.

Zintegrowane urządzenie do równoczesnego odpędu benzolu z oleju płuczkowego i regeneracji oleju płuczkowego umożliwia usuwania benzolu z oleju płuczkowego dla maksymalnego przepływ ₃ oleju 70 m³/godzinę. Kolumna 11 ma średnicę części destylacyjnej DN 1400.Integrated device for the simultaneous benzene stripper oil wash and regeneration of the wash oil allows the removal of benzene from the wash oil for maximum oil flow of ₃ 70 m ³ / hour. Column 11 has a distillation part diameter of DN 1400.

Kolumna 11 w środkowej części zaopatrzona jest w doprowadzenie 21 gorącego oleju płuczkowego nasyconego benzolem, a w dolnej części w doprowadzenie pary wodnej bezpośredniej 23, poprzez rozdzielacz pary 12. Szczyt kolumny 11 schładzany refluksem 20 posiada odprowadzenie 19 par benzolu i wody oddestylowanych z oleju płuczkowego. Zbiornik regeneracyjny 17 o pojemności ₃ m³ zaopatrzony jest w górny odpływ 13 do odprowadzania pompą 15 części gorącego oleju odpędzonego do zespołu wymienników i dalej do instalacji absorpcji, a dolna część zbiornika 17 posiada bełkotkę bezpośredniej pary wodnej 16 do odparowania lekkich frakcji olejowych. Zbiornik 17 zaopatrzony jest również w ogrzewanie przeponowe oraz w układ szykan i przelewów gwarantujący odpływ przez górne odcięcie 13. Dolny układ zaworów 14 służy do okresowego kierowania do zbiornika 18 ciężkich frakcji olejowych wraz z polimerami, zgromadzonych na dnie zbiornika regeneracyjnego 17. ₃ The column 11 in the middle part is provided with a supply 21 of hot benzol-saturated scrubbing oil, and in the lower part with a supply of direct steam 23 through the steam separator 12. The top of the column 11 cooled by reflux 20 has an outlet of 19 vapors of benzol and water distilled from the wash oil. The regeneration tank 17 with a capacity of ₃ m ³ is provided with an upper outlet 13 for discharging the pump 15 parts of the stripped hot oil to heat the band, and further to the absorption system, and the lower part of the tank 17 has a direct bubbling of water vapor 16 to evaporate the light oil fractions. The tank 17 is also equipped with diaphragm heating and a system of chicanes and overflows guaranteeing outflow through the upper cut-off 13. The lower valve system 14 is used for periodic transfer to the tank of 18 heavy oil fractions with polymers, collected at the bottom of the regeneration tank 17. ₃

Zbiornik 18 o pojemności 6 m³ posiada doprowadzenie 24 smoły i odprowadzenie 25, do wyprowadzania z obiegu ciężkich frakcji olejowych i polimerów wymieszanych z cyrkulującą smołą.Tank 18 with a capacity of 6 m ³ has an inlet 24 and outlet 25 of tar, to the output of the circuit of heavy oil fractions and polymers mixed with circulating tar.

Dzięki otwartej konstrukcji zbiornika regeneracyjnego 17 mieszanina pary wodnej i lekkich frakcji olejowych z górnej części zbiornika regeneracyjnego 17 bezpośrednio przechodzi do części destylacyjnej kolumny 11, gdzie następuje kondensacja frakcji olejowych, a parę wodną wykorzystuje się do odpędu benzolu z oleju.Due to the open structure of the recovery tank 17, the mixture of steam and light oil fractions from the top of the recovery tank 17 directly enters the distillation part of column 11, where the oil fractions condense and the steam is used to strip benzol from the oil.

Claims

1. Integrated device for distilling benzol and regenerating sorption oil, characterized by the fact that it includes:

• a column (11) with a supply (21) of hot washing oil saturated with benzol in the middle part and a direct water vapor supply (23) in the lower part, • direct water vapor separator (12), • discharge (19) of benzene vapors and distilled water from scrubbing oil from reflux-cooled (20) top of the column (11), • regeneration tank (17) integrated with the column (11) equipped with a system of chicanes and overflows directing media flows, • upper drain (13) of the stripped scrubbing oil to exchangers by a pump ( 15),

PL 216 107 B1 • a bubbler (16) in the lower part of the regeneration tank (17) supplying direct steam for the evaporation of light oil fractions, • a tank (18) for polymers and circulating tar, • the lower cut-off system (14) for periodic directing of heavy fractions oil and polymers from the regeneration tank (17) to the tank (18), • discharge (25) from the tank (18), to recycle heavy oil fractions and polymers mixed with the circulating tar.

2. The device according to claim The system of claim 1, characterized in that the regeneration tank (17) integrated with the column (11) is provided with a system of chicanes and overflows directing the flow of media.