PL219482B1

PL219482B1 - Sposób odnaftalenowania gazu koksowniczego

Info

Publication number: PL219482B1
Application number: PL395071A
Authority: PL
Inventors: Zbigniew Figiel; Krzysztof Kalinowski; Ryszard Zajdel
Original assignee: B Projektów Koksoprojekt Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2011-05-31
Publication date: 2015-05-29
Also published as: PL395071A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób odnaftalenowania gazu koksowniczego, stosowanego przede wszystkim jako opał w bateriach koksowniczych.

W przemyśle koksowniczym gaz koksowniczy przed skierowaniem go do opału poddawany jest oczyszczaniu. W poszczególnych operacjach jednostkowych z gazu koksowniczego usuwane są w szczególności:

• smoła koksownicza, • woda, • amoniak (NH3), • siarkowodór (H₂S), • cyjanowodór (HCN) i jego pochodne, • benzol stanowiący mieszaninę węglowodorów i ich pochodnych, której głównymi składnikami są benzen (C₆H₆), toluen (C₆H₅CH₃) i ksyleny (C₆H₄CH₃CH₃), • naftalen (C10H8).

Smoła koksownicza i woda oraz częściowo naftalen usuwane są z gazu na drodze kondensacji. Pozostałe zanieczyszczenia i produkty głównie na drodze absorpcji.

We współczesnych, pełnych instalacjach oczyszczania gazu koksowniczego występują w kolejności następujące główne węzły technologiczne:

• kondensacja, • chłodzenie wstępne gazu, • ssanie i tłoczenie gazu, • chłodzenie wtórne gazu, • absorpcja siarkowodoru i amoniaku (dodatkowo cyjanowodoru), • absorpcja benzolu.

W instalacjach tych standardowo naftalen usuwany jest wraz z kondensatem w instalacji kondensacji, chłodnicach wstępnych i chłodnicach wtórnych oraz na drodze absorpcji w instalacji absorpcji benzolu. Z absorbenta naftalen wyprowadzany jest w instalacji desorpcji głównie ze strumieniem wyprodukowanego benzolu. Warunki fizykochemiczne prowadzenia procesu absorpcji i desorpcji podporządkowane są maksymalnemu usunięciu węglowodorów benzolowych z gazu koksowniczego. Stopień absorpcji naftalenu stanowi proces wynikowy, a wyprowadzanie naftalenu z układu desorpcji stanowi obciążenie tego procesu.

Dla niektórych zastosowań korzystne jest maksymalnie głębokie oczyszczenie gazu tylko z naftalenu, przy zminimalizowaniu absorpcji benzolu, w celu zachowania wartości opałowej gazu. Gaz do opalania baterii koksowniczych jest przykładem tego typu zastosowania; powinien charakteryzować się obniżoną zawartością naftalenu i przy jednoczesnym maksymalnym zachowaniu zawartych w gazie węglowodorów benzolowych, zapewniających wysoką i stabilną wartość opałową.

Celem wynalazku było opracowanie sposobu usuwania naftalenu z gazu koksowniczego kierowanego do opalania baterii koksowniczej bez pozbawiania go węglowodorów benzolowych, głównie benzenu, toluenu i ksylenów, a w konsekwencji bez obniżania jego wartości opałowej.

Nieoczekiwanie okazało się, że rozdzielenie strumienia oleju nasyconego po absorberze 1 na strumień cyrkulacyjny przez absorber 1 i strumień kierowany poprzez wymienniki ciepła i podgrzewacze 2 do desorbera 3 pozwala na głębokie usunięcie naftalenu z gazu koksowniczego, przy zastosowaniu oleju sorpcyjnego nasyconego benzolem w stopniu zbliżonym do równowagowego, co powoduje zminimalizowanie absorpcji węglowodorów benzolowych, głównie benzenu, toluenu i ksylenów, a w konsekwencji zachowanie wartości opałowej gazu koksowniczego, przy wyprowadzeniu strumienia naftalenu we frakcji naftalenowej oleju z desorbera 3 w ilości równoważnej strumieniowi naftalenu zaabsorbowanego przez olej sorpcyjny w absorberze 1.

Istota sposobu według wynalazku polega na tym, że gaz koksowniczy kieruje się do absorbera 1, gdzie kontaktuje się go z olejem sorpcyjnym, którego nasycenie benzolem jest maksymalnie zbliżone do poziomu równowagowego w temperaturze absorpcji, olej po absorberze 1 dzieli się na dwa strumienie: pierwszy zawraca się do cyrkulacji przez absorber 1, drugi kieruje się poprzez układ wymienników ciepła i podgrzewaczy 2 do desorbera 3, w którym z oleju usuwa się pary benzolu, oraz naftalen w postaci frakcji naftenowej, stosując parametry zapewniające minimalną desorpcję benzolu w desorberze 3.

PL 219 482 B1

Korzystnie jest, jeżeli w strumieniu frakcji naftenowej wyprowadza się ilość naftalenu równoważną z ilością naftalenu absorbowanego z gazu w absorberze 1.

Korzystnie jest, jeżeli frakcję naftalenową kieruje się do rozdzielacza 4.

Korzystnie jest, jeżeli oddzieloną od naftalenu w rozdzielaczu 4 frakcję naftalenową jako olej lekki odnaftalenowany kieruje się do cyrkulującego przez absorber 1 oleju sorpcyjnego.

Korzystnie jest, jeżeli naftalen wydzielony w rozdzielaczu 4 zawraca się do obiegów technologicznych koksowni.

Korzystnie jest, jeżeli olej płuczkowy w sposób ciągły lub okresowy uzupełnia się olejem świeżym.

Korzystnie jest, jeżeli część strumienia oleju płuczkowego odpędzonego z desorbera 3 kieruje się w sposób ciągły lub okresowy do regeneratora 5, z którego pary oleju lekkiego odnaftalenowanego zawraca się do desorbera 3, a polimery stanowiące pozostałość po regeneracji wyprowadza się z obiegu technologicznego.

Korzystne jest, jeżeli oddestylowany w desorberze 3 benzol wraz ze strumieniem wody separatorowej zawraca się do obiegu technologicznego.

Sposobem według wynalazku uzyskuje się gaz koksowniczy w maksymalnym stopniu pozbawiony naftalenu, przy zachowaniu jego wartości opałowej, dzięki obecności w nim palnych węglowodorów aromatycznych, głównie benzenu, toluenu i ksylenów. Równocześnie w procesie nie są stosowane żadne inne substancje niż wykorzystywane dotychczas w procesie oczyszczania gazu, ani nie powstają żadne odpady.

P r z y k ł a d

Sposób odnaftalenowania gazu koksowniczego według wynalazku schematycznie przedstawia rysunek.

₃

Gaz koksowniczy po absorpcji H₂S i NH₃ w ilości 100 000 Nm /h kieruje się do absorbera 1 gdzie kontaktuje się w temperaturze 40°C z olejem płuczkowym i z olejem lekkim odnaftalenowym ₃ podawanym w przeciwprądzie łącznie w ilości 160 m³/h. W tych warunkach nasycenie benzolem oleju stosowanego do absorpcji jest zbliżone do poziomu równowagowego wynoszącego 2.2 cg/g, dzięki czemu zawarty w gazie koksowniczym benzol absorbowany jest z gazu tylko w minimalnym stopniu. Olej po absorberze 1 dzieli się na dwa strumienie: pierwszy stanowiący 80% zawraca się do cyrkulacji przez absorber 1 w celu jak najlepszego usunięcia naftalenu z gazu, drugi stanowiący 20% kieruje się poprzez układ wymienników ciepła i podgrzewaczy 2 do desorbera 3, w którym z oleju za pomocą desorpcji parą wodną usuwa się pary benzolu oraz naftalen w postaci frakcji naftenowej. W strumieniu frakcji naftenowej wyprowadza się ilość naftalenu równoważną z ilością naftalenu absorbowanego z gazu w absorberze 1, a jednocześnie parametry desorpcji benzolu w desorberze 3 zapewniają zawartość benzolu w oleju odpędzonym na poziomie 1,6 cg/g.

Oddestylowany w desorberze 3 benzol w ilości 240 kg/h wraz ze strumieniem pary kieruje się do kondensatora i zawraca do obiegu technologicznego. Część benzolu wydzielonego ze skondensowanej mieszaniny kieruje się do absorbera 3 jako refluks. Pozostałą część mieszaniny wody separatorowej z benzolem wykorzystuje się w koksowni do zraszania rur chłodnic wstępnych gazu oraz chłodnic wtórnych gazu. Po zmieszaniu z kondensatem wykroplonym w chłodnicach woda kierowana jest do dekanterów w instalacji odwodnienia smoły i pośrednio zawracana do obiegu wody odbieralnikowej. Benzol przechodzi do gazu koksowniczego.

Frakcję naftalenową zawierającą 40% naftalenu kieruje się do rozdzielacza 4. Oddzieloną od naftalenu frakcję naftalenową jako olej lekki odnaftalenowany w ilości 45 kg/h kieruje się do cyrkulującego przez absorber 1 oleju płuczkowego, a naftalen kieruje się do oddziału odwodnienia smoły.

Olej płuczkowy odpędzony z desorbera 3 kieruje się poprzez układ wymienników ciepła 2 do absorbera 1.

Obieg oleju płuczkowego uzupełnia się olejem świeżym.

Część strumienia oleju płuczkowego odpędzonego z desorbera 3 kieruje się do regeneratora 5, z którego pary oleju lekkiego zawraca się do desorbera 3, a polimery stanowiące pozostałość po regeneracji dodaje się do smoły.

W ten sposób gaz koksowniczy oczyszcza się od naftalenu z poziomu 0,5 g/Nm³ do 0,2 g/Nm³, co daje strumień wyprowadzanego naftalenu 30 kg/h.

Claims

1. Sposób odnaftalenowania gazu koksowniczego, znamienny tym, że gaz kieruje się do absorbera (1) gdzie kontaktuje się go z olejem sorpcyjnym, którego nasycenie benzolem jest maksymalnie zbliżone do poziomu równowagowego w temperaturze absorpcji, olej po absorberze (1) dzieli się na dwa strumienie, z których pierwszy zawraca się do cyrkulacji przez absorber (1), a drugi kieruje się poprzez układ wymienników ciepła i podgrzewaczy (2) do desorbera (3), w którym z oleju usuwa się pary benzolu, oraz naftalen w postaci frakcji naftenowej, stosując parametry zapewniające minimalną desorpcję benzolu w desorberze (3).

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w strumieniu frakcji naftenowej wyprowadza się ilość naftalenu równoważną z ilością naftalenu absorbowanego z gazu w absorberze (1).

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że frakcję naftalenową kieruje się do rozdzielacza (4).

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że oddzieloną od naftalenu w rozdzielaczu (4) frakcję naftalenową jako olej lekki odnaftalenowany kieruje się do cyrkulującego przez absorber (1) oleju sorpcyjnego.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że naftalen wydzielony w rozdzielaczu (4) zawraca się do obiegów technologicznych koksowni.

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że olej płuczkowy w sposób ciągły lub okresowy uzupełnia się olejem świeżym.

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że część strumienia oleju płuczkowego odpędzonego z desorbera (3) kieruje się w sposób ciągły lub okresowy do regeneratora (5), z którego pary oleju zawraca się do desorbera (3), a polimery stanowiące pozostałość po regeneracji wyprowadza się z obiegu technologicznego.

8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że oddestylowany w desorberze (3) benzol wraz ze strumieniem wody separatorowej zawraca się do obiegu technologicznego.