PL219925B1

PL219925B1 - Sposób obróbki gazu koksowniczego i układ obróbki gazu koksowniczego

Info

Publication number: PL219925B1
Application number: PL396444A
Authority: PL
Inventors: Zdzisław Borowiec
Original assignee: Zdzisław Borowiec
Priority date: 2011-09-27
Filing date: 2011-09-27
Publication date: 2015-08-31
Also published as: PL396444A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób obróbki gazu koksowniczego i układ obróbki gazu koksowniczego, zwłaszcza po ochłodzeniu i oddzieleniu skondensowanej smoły i wody pogazowej, przeznaczony do sprężania i oczyszczania gazu koksowniczego.

Gaz koksowniczy, uzyskiwany ubocznie przy wytwarzaniu koksu, odprowadzany jest z komór koksowniczych w temperaturze 700-800°C pod niewielkim nadciśnieniem wynoszącym 3-12 mm słupa wody. W zależności od jakości surowca i stosowanej technologii koksowania, gaz koksowniczy stanowi mieszaninę zawierającą około 55-65% obj. wodoru, 22-26% obj. metanu, 5,5-7,5% obj. tlenku węgla, około 3% obj. węglowodorów niearomatycznych, a ponadto składniki niepalne jak 2-3% obj.

ditlenku węgla, 2-8% obj. azotu, 0,2-1% obj. tlenu oraz parę wodną. Oprócz głównych składników ₃ gaz koksowniczy surowy zawiera dużą ilość zanieczyszczeń, w tym około 15 g H₂S/Nm 7-12 g NH₃/Nm³ około 1,2 g HCN/Nm³, 20-45 g/Nm³ benzenu i homologów, 4-10 g/Nm³ naftalenu,

3 3

1-3 g/Nm³ zasad pirydynowych, 80-120 g/Nm³ par smoły oraz około 35 g/Nm³ pyłu.

Zanieczyszczenia te uniemożliwiają bezpośrednie wykorzystanie surowego gazu koksowniczego wyprowadzanego z komór koksowniczych i wymuszają poddanie go odpowiedniej obróbce. Na wstępie gaz chłodzi się do temperatury 20-60°C, zwykle wielostopniowo, a skondensowaną fazę ciekłą wydziela się i rozdziela na fazę smoły i fazę wody pogazowej. Tak wstępnie obrobiony gaz przechodzi do dmuchawy ssąco-tłoczącej, gdzie wstępnie się go spręża i następnie poddaje odsmalaniu. Jako dmuchawy stosowane są najczęściej turbodmuchawy odśrodkowe oraz dmuchawy z wirującymi tłokami typu Roots'a.

Gaz koksowniczy pozbawiony zasadniczej ilości smoły i wody może być już wykorzystywany do celów energetycznych, ale zwykle poddaje się go szeregu oczyszczających procesów technologicznych takich jak usuwanie amoniaku, odbenzolowanie, odnaftalenowanie, odsiarczanie, suszenie. Procesy te realizuje się zwykle poprzez przemywanie gazu odpowiednimi reagentami jak na przykład roztworem kwasu siarkowego dla usuwania amoniaku i zasad pirydynowych, lub rozpuszczalnikami jak na przykład olejem płuczkowym dla odbenzolowania i odnaftalenowania. Jako urządzenia stosuje się różne aparaty do kontaktowania gazu z cieczą, zwane ogólnie płuczkami, takie jak na przykład skrubery z wypełnieniem lub bez, płuczki Venturiego, płuczki z mechanicznym dyspergowaniem cieczy. W wyniku procesów oczyszczających zostaje zmniejszona zawartość zanieczyszczeń.

Sposób obróbki gazu koksowniczego, zwłaszcza gazu po ochłodzeniu i oddzieleniu skondensowanej smoły i wody pogazowej, według wynalazku polega na sprężaniu gazu za pomocą dmuchawy z pierścieniem cieczowym, przy czym jako ciecz roboczą w dmuchawie stosuje się mieszaninę zawierającą 0-95 części masowych frakcji z przerobu ropy naftowej o zakresie temperatur wrzenia mieszczącym się w granicach 140-400°C, 5-100 części masowych estrów metylowych kwasów tłuszczowych oraz 0-30 części masowych olejów roślinnych.

Korzystnie ciecz robocza zawiera dodatki uszlachetniające typu antyutleniającego w ilości do 0,05 części masowych, dodatki typu dyspergującego w ilości do 0,05 części masowych oraz dodatek przeciwpienny w ilości do 0,01 części masowych.

Jako dodatki uszlachetniające typu antyutleniającego stosowane są polialkilofenole i/lub alkiloaminofenole.

Jako dodatki typu dyspergującego stosowane są produkty oksyetylowania i/lub oksypropylowania alkilofenoli o ilości atomów węgla w cząsteczce od 6 do 12, przy czym średnia ilość grup oksyalkilowych wynosi od 5 do 20.

Jako dodatek przeciwpienny ciecz robocza zawiera polialkilofenylosiloksany o zawartości grup fenylowych powyżej 10% i lepkości powyżej 60 mPa*s w 20°C.

Układ obróbki gazu koksowniczego według wynalazku zawiera dmuchawę z pierścieniem cieczowym, przy czym strona ssawna dmuchawy połączona jest z doprowadzeniem gazu koksowniczego zaś strona tłoczna połączona jest przewodem z wejściem mieszalnika statycznego. Wyjście z mieszalnika statycznego połączone jest przewodem z wejściem separatora gaz-ciecz. Szczytowa część separatora połączona jest z przewodem, który służy do odprowadzania obrobionego gazu koksowniczego, zaś dolna część separatora połączona jest przewodem ze stroną ssawną pompy. Strona tłoczna pompy połączona jest przewodem poprzez filtr i wymiennik ciepła z wejściem dmuchawy z pierścieniem cieczowym, przy czym do przewodu tego podłączony jest przewód doprowadzający świeżą ciecz roboczą. Do wyjścia filtra podłączony jest przewód służący do odprowadzania nadmiaru cieczy roboczej.

PL 219 925 B1

Korzystnie separator w układzie obróbki gazu koksowniczego jest typu cyklonowego i wyposażony jest w odemglacz.

Zastosowanie sposobu obróbki gazu koksowniczego, zwłaszcza gazu po ochłodzeniu i oddzieleniu skondensowanej smoły i wody pogazowej, według wynalazku umożliwia jednoczesne sprężenie gazu i oczyszczenie gazu od zanieczyszczeń smolistych oraz zmniejszenie zawartości naftalenu.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest na rysunku przedstawiającym schemat układu obróbki gazu koksowniczego.

Schemat jako główne urządzenie zawiera dmuchawę z pierścieniem cieczowym 1, której strona ssawna połączona jest doprowadzeniem gazu koksowniczego 2 zaś strona tłoczna połączona jest przewodem 3 z wejściem mieszalnika statycznego 4. Wyjście z mieszalnika statycznego 4 połączone jest przewodem 5 z separatorem 6. Separator 6 jest typu cyklonowego i jest wyposażony w odemglacz do oddzielania porwanych kropel cieczy. Ze szczytowej części separatora 6 obrobiony gaz koksowniczy odprowadzany jest przewodem 7. Dolna część separatora 6 połączona jest przewodem 8 ze stroną ssawną pompy 9, zaś strona tłoczna pompy połączona jest poprzez filtr 10 i wymiennik ciepła 11 przewodem 12 z wejściem dmuchawy z pierścieniem cieczowym 1. Do przewodu 12 podłączony jest przewód 13 doprowadzający świeżą ciecz roboczą a do wyjścia filtra 10 podłączony jest przewód 14 służący do odprowadzania nadmiaru cieczy roboczej.

Istotę wynalazku ilustruje przykład wykonania.

P r z y k ł a d.

Do dmuchawy z pierścieniem cieczowym doprowadza się w temperaturze 29°C i pod ciśnie₃ niem 102,4 kPa gaz koksowniczy w ilości 400 m³/h o składzie 61% obj. wodoru, 25% obj. metanu, 7% ₃ obj. tlenku węgla, i 7% obj. innych składników, w tym benzenu i homologów 29,7 g/Nm³, naftalenu

3 3

7,0 g/Nm³, 95 g/Nm³ par i zawieszonych cząstek smoły oraz 26 g/Nm³ pyłu. Do dmuchawy doprowa₃ dza się również w temperaturze 35°C 20 m³/h cieczy roboczej zawierającej 50 części masowych frakcji z przerobu ropy naftowej o zakresie temperatur wrzenia 200-360°C, 40 części masowych estrów metylowych kwasów tłuszczowych odpowiadających specyfikacji normy krajowej i europejskiej PN-EN 14214, oraz 10 części masowych odkwaszonego oleju rzepakowego o liczbie jodowej 112 g J₂/100 g, liczbie kwasowej 0,8 mg KOH/g i liczbie zmydlania 178 mg KOH/g. Ponadto ciecz robocza zawiera jako dodatek uszlachetniający typu antyutleniającego 2,6-di-tertbutylo-4-metylofenol w ilości 0,03 części masowych, jako dodatek typu dyspergującego zawiera etoksylowany nonylofenol, w którym średnia ilość grup etoksylowych wynosi 7, w ilości 0,05 części masowych, oraz jako dodatek przeciwpienny olej polimetylofenylosiloksanowy o zawartości grup fenylowych 20% i lepkości 72 mPa*s w 20°C w ilości 0,005 części masowych. Wychodzący pod ciśnieniem 400 kPa ze strony tłocznej dmuchawy strumień gazowo-cieczowy po przejściu przez mieszalnik statyczny rozdziela się w separatorze typu cyklonowego, i wyposażonego w odemglacz, na sprężony i oczyszczony gaz koksowniczy oraz na ciecz roboczą. Gaz koksowniczy oczyszczony został z pyłu i cząstek smoły a także zmniejszy₃ ła się zawartość naftalenu do 0,28 g/Nm³ oraz zawartość benzenu i homologów zmniejszyła się do ₃

27,1 g/Nm³. Ciecz roboczą z rozpuszczonymi i/lub zawieszonymi zanieczyszczeniami odprowadza się z dolnej części separatora i pompą przetłacza się przez filtr. Filtrat dzieli się na dwa strumienie: jeden strumień w ilości 23,84 kg/h odprowadza się jako nadmiarową ciecz roboczą, zaś pozostałą ilość jako drugi strumień po ochłodzeniu w wymienniku ciepła kieruje się do wejścia dmuchawy z pierścieniem cieczowym. Do tego strumienia doprowadza się świeżą ciecz roboczą w ilości 20 kg/h.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób obróbki gazu koksowniczego, zwłaszcza gazu po ochłodzeniu i oddzieleniu skondensowanej smoły i wody pogazowej, w którym gaz spręża się, znamienny tym, że gaz koksowniczy spręża się za pomocą dmuchawy z pierścieniem cieczowym, przy czym jako ciecz roboczą w dmuchawie stosuje się mieszaninę zawierającą 0-95 części masowych frakcji z przerobu ropy naftowej o zakresie temperatur wrzenia mieszczącym się w granicach 140-400°C, 5-100 części masowych estrów metylowych kwasów tłuszczowych oraz 0-30 części masowych olejów roślinnych.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ciecz robocza zawiera dodatki uszlachetniające typu antyutleniającego w ilości do 0,05 części masowych, dodatki typu dyspergującego w ilości do 0,05 części masowych, oraz dodatek przeciwpienny w ilości do 0,01 części masowych.

PL 219 925 B1
3. Układ obróbki gazu koksowniczego zawierający dmuchawę, znamienny tym, że strona ssawna dmuchawy z pierścieniem cieczowym (1) połączona jest doprowadzeniem gazu koksowniczego (2) zaś strona tłoczna połączona jest przewodem (3) z wejściem mieszalnika statycznego (4), którego wyjście połączone jest przewodem (5) ze separatorem (6), przy czym szczytowa część separatora (6) połączona jest z przewodem (7), który służy do odprowadzania obrobionego gazu koksowniczego, zaś dolna część separatora (6) połączona jest przewodem (8) ze stroną ssawną pompy (9), zaś strona tłoczna połączona jest poprzez filtr (10) i wymiennik ciepła (11) przewodem (12) z wejściem dmuchawy z pierścieniem cieczowym (1), przy czym do przewodu (12) podłączony jest przewód (13) doprowadzający świeżą ciecz roboczą, zaś do wyjścia filtra (10) podłączony jest przewód (14) służący do odprowadzania nadmiaru cieczy roboczej.
4. Układ według zastrz. 3, znamienny tym, że separator (6) jest typu cyklonowego i jest wyposażony w odemglacz.