PL99325B1 - Sposob wydzielania sadzy z produktow czesciowego utleniania weglowodorow - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wydziela¬ nia sadzy z produktów czesciowego uitileniania we¬ glowodorów..

Wiadomo, ze w celu wytworzenia z surowców {petrochemicznych gazu syntezowego, to znaczy (mniej wiecej rownoimolowelj mieszaniny tlenku wejgJLa i wodoru poddaje sie reakcji dowolne we- glowodoTy jak na przyklad gaz ziemny, propan, •gaz plynny, benzyne, a takze olej surowy, olej ciezki, smole i asfalt z niewystarczajaca do calko- wilteigo spalenia iloscia Alertu w otwartym plomie¬ niu bez kafcaiizaltorów. Reakcje przeprowadza sie na ogól w itemperatuirze okolo 1300°C i pod cisnie-- nieon do 90 barów, jednakze w instalacjach do¬ swiadczalnych stosowano juz takze cisnienia do- chojdzace az do 100 barów. Produktami reakcja sa: woda, tlenek weg|La«, dwutlenek wejgUJai, metan i siarkowodór, które to substancjie sa termodynami¬ cznie sitaMne w warunkach reakcji Chociaz w wymienionych warunkach sadza nie jesit skladni¬ kiem równowagowym to jednak nie mozna uni¬ knac jej tworzenia sie- iW przypadku prowadzenia reakcji z igazem zie¬ mnym oitrzyimywajna ilosc sadzy jest minimalna, zas w przypadku olejów odpadkowych moze oma wynosic od 2 do 4% zawartosci wegfLa. W prze¬ prowadzanych ha skale techniczna procesach wy¬ twarzania gazu syntezowego z surowców petroche¬ micznych wegfllowodory i tlen oddzielnie ogrzewa sie wsltepnie i wprowadza do reaktora poprzez Je- 19 den lufo kilka paiinifców. Palniki sa ewentualnie dWlodzone woda i pozwalaja na szybkie i dokla¬ dne przemieszanie reagentów. Opuszczajacy reak- Itor goracy gaz o temperalturze 1400^-d500°C zo¬ staje ochllodlzony w kotle na cieplo odpadkowe.

Nasrtepnie z surowego gazu wynnywa sie sadze za pomoca wody. Wsitejpnie oczyszczony gaz zostaje potem poddany odsiarczaniu) i ewentualnie dopro¬ wadzony do konwersji na tlenek wegla. W dola¬ czonej plluczce -gazu usuwa sie wreszcie w wyso¬ kim stopniu dwutlenek wegla, siarkowodór i tle- nosdarczek wegla.

W niektórych przypadkach,, igdy gaz ma byc uzy¬ ty do syntezy amoniaku^ musi byc jeszcze prze¬ prowadzone dokladne oczyszczenie. Podczas gdy sadze mozna bez .trudnosci usunac z surowego ga¬ zu syntezowego przez zwykle mycie woda to w przypadku daOlszejgo jej wykorzystywania, a zwla¬ szcza przy pozadanym zie wzgfledów ekonomicz¬ nych i ochrony srodowiska ponownym wprowa¬ dzeniu jej do procesu wystepuja rózne problemy.

Wedlug jednego ze znanych sposobów, cala ilosc sadzy wprowadza sie w zamkniejtyim ukladzie z powrotem do reaktora. W tym celu wode zawiera¬ jaca sadze miesza sie w dekanterze z .nafta, to znaczy frakcja benzynowa o zakresie wrzenia oko¬ lo 70—|112°!C, przy czym cala ilosc* sadzy przecho¬ dzi do fazy z nafta. Po rozdzieleniu obu faz od¬ ciaga sie z dekantera wode pozbawiona sadzy. Na¬ fte zawierajaca sadze miesza sie z czescia oleju 9932599325 s wsadowego i oddestylowuje szczyttem kolumny de¬ stylacyjnej. W dolnej czesci kolumny pozostaje olej wraz z cala iloscia sadzy. Po zmieszaniu z po¬ zostalym olejem wsadowym doprowadza sie go do wstepnego podgrzewacza, a nastepnie do reaktora w którym ulega calkowitemu zgazowaniu.

Wedlug innego znanego sposoibu wode zawiera¬ jaca sadze miesza sie z niewielka iloscia oleju wsadowego, przy czym sadza zwiazana zostaje przez faze oleju wsadowego i przy odpowiednio duzym stezeniu tworzy pólstale granulki sadzy z olejem. Oddzielanie sklarowanej wody od granulek sadzy z olejem przeprowadza sie za pomoca sit.

Oczyszczona wode wprowadza sie z powrotem do obiegu, a granulki sadzy z olejem wraz z dodat¬ kiem dalszej ilosci oleju wsadowego miele sie na zacier i albo doprowadza do instalacji do spalania, albo jako czynnik zgazowujacy wprowadza z po¬ wrotem do obiegu. Oba znane spiosoby oddzielania sadzy maja (powazne wady.

Oddzielanie sadzy za pomoca duzych ilosci naf¬ ty powoduje duze koszty destylacji przy odzyski¬ waniu nafty zas oddzielanie za pomoca niewielkich ilosci oleju wsadowego oprócz trudnosci technicz¬ nych wywoluje znaczne zanieczyszczenie srodowis¬ ka oparami zawierajacymi szkodliwe substancje.

Powstal wiec problem opracowania sposobu nie sprawiajacego wymienionych trudnosci, Wtóry umozliwialby przeróbke scieków zawierajacych sa¬ dze, zadowalajaca nie tylko technicznie, lecz tak¬ ie i pod wzgledem ekonomicznym. Wydzielanie sa¬ dzy z wody, zwlaszcza otrzymywanej przy myciu gazu syntezowego, wytwarzanego pTzez czesciowe utlenienie weglowodorów, nastepuje w sposobie wedlug wynalazku parzez traktowanie weglowodo¬ rami. Sadza przechodzli tym traktowaniem z fazy wodnej do fazy weglowodorowej* Z powstalej za¬ wiesiny sadzy w weglowodorze oddziela sie glów¬ na czesc weglowodorów w separaitorze talerzowym, a pozostala mieszanine sadzy i weglowodoru ewen¬ tualnie poddaje sie desttylacji znana metoda* Sa¬ dze pozostajajca po destylacji mozna zuzytkowac w zwykly sposób. Mozna ja na przyklad doprowa¬ dzic do reaktora gazu synltezowegio ewentualnie po zmieszaniu z olejem wsadowym. Zawiesine sadzy i weglowodoru mozna takze poddac suszeniu ce¬ lem Dotychczas przy oddzielaniu sadzy od wody z mycia zakladano, ze dla calkowitego wyekstraho¬ wania sadzy z fazy wodnej konieczne jeslt stoso¬ wanie cieklych weglowodorów nie zawierajajcych sadzy. Przy tej metodzie nalezalo (przede wszyst¬ kim unikac pozostawiania bardzo drobnych cza¬ stek sadzy w wodizie pod postacia zawiesiny. Dla¬ tego weglowodory oddzielano od zawiesin sadzy i weglowodorów za pomoca destylacja.

Nieoczekiwanie stwierdzono, ze do oczyszczania wody zawierajacej sadze nie jest konieczne uzycie weglowodorów starannie oczyszczonych z malych czastek sadzy. Mozna stosowac takze weglowodory zawierajace male czajstki sadzy. Dlatego mozliwe jest mechanijczne oddzielenie glównej czesci zawie¬ rajacych sadze wegLowodoTów, które sluzyly do wydzielenia sadzy z wody. W sposobie wedlug wy- 4 nalazku stosuje sia do tego celu separatory tale¬ rzowe zapewniajace wystarczajacy rozdzial fazy cieklej od stalej. Droga ta umozliwia oddzielenie 80—90% nadtty zawartej w zawiesinie. Oddzielona mechanicznie nafte mozna znowu bezposrednio uzyc do wydzielania sadzy z zawiesin sadzy i wo* dy.

Z otrzymywanej pozostalosci — wykazuje ona stezenie sadzy od 10 do 15% w porównaniu do mniej Wiecej; 2% w pierwotnej zawiesinie sadzy i weglowodoru — po dodaniu oleju wsadowego, mozna oddestylowac zawierajaca sadze nafte, jak wiadomo, az do ilosci sladowych, ale obecnie ze znacznie mniejszym nakladem energii. Operacja ta ma na celu ponowne uzycie jej jako srodka two¬ rzacego zawiesine. Równiez te nacflte stosuje sie znowu do wydzielania sadzy z zawiesin sadzy w wodzie.

Pozostalosc podestylacyjna ma zastosowanie ja¬ ko produkt wsadowy w reaktorze do wytwarzania gazu syntezowego. Metode pracy wedlug wynalaz¬ ku opisano na podstawie zalaczonego, ponizej bli¬ zej objasnionego schematu procesu. Tlen i olej opalowy doprowadza sie przewodami (1) i (2) do reaktora zgazowujacego (3). Zawierajacy sadze gaz syntezowy, zlozony z tlenku wegla i wodoru uwal¬ nia sie od tejze sadzy za pomoca wody w pluczce sadzy (4). Gaz syntezowy odprowadza sie przewo¬ dem (5) do daliszego uzytkowania.

Mieszanine sadzy i wody doprowadza sie prze¬ wodem (6) do aparatu do dekantaejd (7) do którego równoczesnie przewodem (8) podaje sie nafte. W aparacie do dekantacji (7) nastepuje rozdzielenie faz. Faza nafty i sadzy opuszcza aparat do dekan- tacji (7) przewodem (9), zas oczyszczona woda od¬ plywa przewodem (11) i jako woda obiegowa zo¬ staje ponownie zuzytkowana w pluczce sadzy (4).

Woda nadmiarowa opuszcza uklad przewodem (12).

Wyplywajaca przewodem (9) z aparatu do dekan- tacji mieszanina nafty i sadzy wprowadzona jest do separatora talerzowego (10) w którym nastepu¬ je rozdzial na faze wzbogacona w sadze i na fa¬ ze oczyszczona. Wyplywajaca przewodiem (13) oczy¬ szczona ciecz (nafta o resztkowej zawartosci sadzy okolo 0,3%) wprowadza sie ponownie do aparatu do dekantacjii (7). Stezona faze o zawartosci sadzy od lfl do 15%, opuszczajaca separator (10) przewo¬ dem \(14), miesza sie w mieszalniifcu (15) z olejem opalowym i przez przewód (16) doprowadza do re¬ aktora zgazowujacego (3). Odciagnieta z mieszalni¬ ka (15) (mieszanine nafty i oleju wsadowego mozna wreszcie poddac destylacji w celu uzyskania czy¬ stej naflty.

Claims (1)

1. Zastrzezenia patentowe Sposób wydzielania sadzy z produktów czescio¬ wego utleniania weglowodorów, za pomoca trakto¬ wania weglowodorami, znamienny tym, ze z po¬ wstajacej przy tym traktowaniu zawiesiny sadzy i weglowodorów, glówna czesc weglowodorów od¬ dziela sie w separatorze talerzowym, a pozostaja¬ ca mieszanine sadzy i weglowodorów ewentualnie w znany sposób poddaje sie destylacji. 15 20 25 30 35 40 45 50 5599 325