125611 (Технологія і устаткування для переробки бензолу), страница 10

Поглинальна олія на регенерацію відбирають з 13-й тарілки, а пари регенерованої олії вводять під другу тарілку вичерпної частини колони. У дах колони уведений воздушник Е, використовуваний при пропарюванні колони. Для підтримки постійного рівня олії в нижній частині колони встановлюється автоматичний регулятор рівня.

Розділова колона застосовується для одержання двох, фракцій сирого бензолу: легкої, чи бензолу I, і важкої, чи бензолу II. Колона складається з двох частин: нижньої — випарної і верхній — ректифікаційної. У залежності від прийнятого способу підігріву, парової чи трубчастої печі, колони мають діаметр 2,2—1,6 м, колначковых тарілок 14—18 шт, висоту 13,7—18,1 м, швидкість пар у вільному перетині 0,5—0,6 м/с; колони виготовляють зі сталі. Пари бензольних вуглеводнів з дистиляційної колони, пройшовши дефлегматор, надходять у розділову колону, колона зрошується рефлюксом, за допомогою якого підтримується температура пар на виході близько 73°С. При цьому з колони виходять пари бензолу 1. У нижній частині розділової колони розташований підігрівник (він може бути выносным). Розділова колона обладнана сепаратором, у який приділяється частина рідини для відділення від води. Відділений продукт із сепаратора повертається в колону. Для остаточного підігріву обезбензоленного поглинальної олії перед дистиляцією широко використовуються парові підігрівники циліндричної форми з горизонтальної трубчастої, укладеної в сталевий кожух. Олія рухається по трубах, пара подають у межтрубное простір. Поверхня тепловіддачі 140 м². В останні роки для остаточного нагрівання обезбензоленного олії перед дистиляцією набули застосування трубчасті печі з панельними беспламенными пальниками. Печі мають високий коефіцієнт корисної дії: 0,80—0,85 проти 0,80—0,78 у печей з полум'яними пальниками (мал. 41). Поверхня нагрівання трубчастої печі виконана у виді змійовиків, складених із труб, по яких прокачивается продукт, що нагрівається. Труби з'єднані спеціальними двійниками. Вертикальні випромінюючі стіни печі зібрані з чотирьох рядів панельних пальників беспламенного горіння, зібраних на болтах; стіни кріплять до каркаса.

Пальник являє собою панель розміром 500X500X244 мм і складається з ежектора, розподільної камери і керамічних призм. Паливний газ під тиском надходить до сопел ежекторів пальників, подсасывает атмосферне повітря, змішується й у виді газоповітряної суміші подається в розподільну камеру пальника, а з її — у тунелі. Так. як згоряння палива відбувається в самих тунелях, то поверхня пальника розжарюється без еидкмого полум'я. Інтенсивність тепловіддачі від випромінюючих стін у 2—3 рази більше, ніж від смолоскипа. Газ у пальники через кілька колекторів. Коефіцієнт надлишку повітря повинний бути в межах 1,02—1,10.

Між вертикальними випромінюючими стінами міститься трубчастий екран на відстані 600—1000 мм від панелей пальників. Основна частина тепла передається трубчастому екрану радіацією від поверхні пальників, випромінюваних стін і деяка кількість від випромінювання продуктів згоряння і конвекцією.

Вище цього дворядного екрана розташовується конвективная поверхня, що одержує тепло конвекцією від продуктів згоряння. Поглинальна олія надходить у труби конвективной частини, а потім направляється в радіальну частину і далі надходить у дистиляційну колону. Трубчаста піч відрізняється компактністю і меншою витратою металу і кераміки в порівнянні з іншими трубчастими печами; має високу рівномірність теплового навантаження труб радіанного екрана, що приводить до високої ефективності теплопередачі і зниженню температури димових газів, що залишають радіальну частину пені. У цих печах можливе використання конвекційної частини печі для нагрівання олії перед регенератором, а також для перегріву пари, необхідного для технологічних нестатків.

Регенератор поглинальної олії — вертикальний циліндричний апарат діаметром 2800 мм, обладнаний у нижній частині висувними трубчатками для нагрівання олії глухою парою. Під ними розташований пристрій для подачі в регенератор гострої пари. Не відігнана олія і нелетучі полімери приділяються з нижньої частини регенератора.

Паромасляные теплообмінники (дефлегматори) служать для виділення із суміші пар, що надходять з бензольної колони, высококипящих частин і конденсації можливо більшої кількості водяних пар. Найбільш сучасними є чотирьох- і трехсекционные трубчасті дефлегматори системи Гипрококса.

Конденсатори-холодильники для сирого бензолу складаються з трубчаток із загальною поверхнею тепловіддачі ~250 мг. Пари бензольних вуглеводнів і пари води з роздягнули тельной колони надходять у межтрубное простір апарата і прохолоджуються технічною водою, що рухається по трубах противотоком. Температура води в трубахсоставляет 25—45°С.

Холодильники для обезбензоленного олії. Для остаточного охолодження обезбснзолепного поглинальної олії можуть застосовуватися зрошувальні повітряно-водяні холодильники, зібрані з чавунних трехвитковых радіаторів, з'єднаних у секції; кожухотрубные холодильники; апарати повітряного охолодження АВО.

Перевагами апаратів повітряного охолодження є їхня компактність, скорочення зразкове на 80% споживання води, відсутність необхідності будівництва градирень для охолодження води, здійснення захисту навколишньої території від забруднень.

На мал. 42 приведений апарат повітряного охолодження з горизонтальним розташуванням труб, у якому рідина, що підлягає охолодженню, рухається по трубах і прохолоджується шляхом обдува труб повітрям.

Апарат складається з трьох секцій 5 з горизонтально розташованими трубами. Кінці труб кожної секції розвальцьовані в двох трубних ґратах прямокутної форми. До трубних ґрат кріпляться кришки 4, 6 зі штуцерами Лий для введення і висновку охолоджуваної рідини. Трубні секції монтуються на рамі 7, що спирається на опорні стійки 8. Сівши кріпляться до рам жорстко тільки з одного кінця, що забезпечує вільне теплове розширення елементів секції при нагріванні. До рами і стійок кріпляться усмоктувальний колектор / і дифузор 3 вентилятори. На Окремому фундаменті і рамі 12 змонтований осьовий вентилятор, робоче колесо 9 якого типу ЦАГИ насаджено на вертикальний вал конічного редуктора 13. Вентилятор приводиться в дію електродвигуном 10, що з'єднується з редуктором муфтою II.

Вентилятор проганяє повітря через межтрубное простір секцій, за рахунок чого прохолоджується рідина в трубах. Для зниження температури повітря в літній період його воложать. Вода в увлажнитель 2 подається через штуцер В. У зимовий період апарат може працювати з відключеним вентилятором, тобто продукт у трубах прохолоджується за рахунок природної конвекції.

Технологічний режим витягу бензолу і нафталіну з коксового газу, усунення його порушень, шляху зниження витрати поглинальної олії й енергетичних витрат при виробництві сирого бензолу

Уловлювання бензолу і нафталіну з коксового газу і виділення їх з поглинальної олії за своїм характером є типовими массообменными процесами, суть яких складається в абсорбції бензольних вуглеводнів з коксового газу і наступної десорбції їхній з поглинальної олії. Суть процесу полягає в утворенні фізико-хімічних зв'язків між молекулами бензольних вуглеводнів і поглинальної олії. Міцність цих зв'язків визначається концентрацією бензольних вуглеводнів у паровий (газової) і рідкої (поглинальна олія) фазах, температурою і тиском: чим вище температура, тим більше концентрація (парціальний тиск) бензольних вуглеводнів у паровий (газової) фазі, тим менше вона в рідкій фазі, (поглинальній олії); чим вище тиск, тим більше концентрація бензольних вуглеводнів у рідкій фазі. Ця обставина робить процес оборотним. У визначених умовах температури і тиску йде процес поглинання, уловлювання бензолу, процес абсорбції, зміна цих умова-підвищення температури, зниження тиску — змінює напрямок процесу, відбувається виділення, випар бензолу, процес десорбції. Таким чином, кожному значенню температури, тиску відповідає своя рівноважна концентрація бензольних вуглеводнів у паровій і рідкій фазах, і зрушення цієї рівноваги і ту чи іншу сторону може бути досягнуть зміною чи температури тиску в зоні реакції. На цьому заснований процес уловлювання бензольних вуглеводнів (мінімальна температура максимальний тиск), виділення їх з поглинальної олії (максимальна температура, мінімальний тиск).

Хід процесу визначається, крім тиску і температури, поверхнею контакту рідкої і парової фаз, концентрацією бензольних вуглеводнів у газі, що очищається, і олії, що надходить на уловлювання, концентрацією бензолу в олії, що надходить на десорбцію, і в парах дистиляційної колони.

Зазначені положення визначають технологічний режим кінцевого охолодження газу, уловлювання бензолу і нафталіну, виділення бензолу і нафталіну з поглинальної олії.

Як указувалося вище, оптимальною температурою уловлювання бензолу і нафталіну є температура 25—30°С, при якій забезпечуються достатня рухливість поглинальної олії, відносно низька його в'язкість, найкращі умови для змочування всієї поверхні насадки в бензольних скруберах.

Тому що газ у бензольне відділення надходить після сульфатного відділення з температурою 55—60°С и містить при цьому 110--120 г/м³ водяних пар, то при його охолодженні до 25°С необхідно скондесувати 85—95 г/м³ водяних пар, приблизно 1 г/м³ нафталіну, знизити загальний зміст тепла газу приблизно на 376—480 кдж/м^э. Для цього необхідно на кожні 1000 м³/год гази подавати в кінцевий холодильник 6—6,5 м³ охолодної води з температурою 23—25°С, з огляду на нагрівши в холодильнику до 40—45°С. Для забезпечення необхідних умов контакту води з газом швидкість газу в газовій частині холодильника повинна складати 4—4,5 м/с, а обсяг газової частини — 6 м³/год на 1000 м газу.

Таким чином, на газовий потік 100 тис, м³/год (годинна кількість газу двох батарей з обсягом камер 41,6 м³ і 65 печами в кожній) необхідно мати один холодильник з обсягом газової частини близько 600 м³, подавати на охолодження газу 600—650 м³/год води з температурою 23—25°С, у смолопромыватель — 8—9 т смоли в годину з температурою 70—80°З, забезпечити відстій води, охолодження відстояної води (на градирні при відкритому чи циклі в кожухотрубных холодильниках при закритому циклі) від 40—45 до 23— 25°С.

Основними порушеннями режиму кінцевого охолодження газу можуть бути: відкладення нафталіну на полках газової частини кінцевого холодильника, у стопці відводу газу нз холодильника й і газопроводі до бензольних скруберів; улучення великих шматків нафталіну в гідрозатвор, через який виходить охолоджена вода з газової частини холодильника (при выносном смолопромывателе) чи в центральну трубу, по якій вода з газової частини стікає в нижню экстракционную частина кінцевого холодильника. Ознаками такого порушення є ріст опору холодильника проходу газу понад звичайний 0,98— 0,147 кпа. При відкладенні нафталіну на полках, у чи стояку газопроводі перед скруберами опір наростає поступово, з плин декількох доби, тижнів. При забиванні лінії стоку охолодної води опір зростає дуже швидко, протягом декількох хвилин, тому що зменшення стоку води приводить до заповнення нею газової частини холодильника до штуцера входу газу і потім до заповнення газопроводу від сатуратора до кінцевого холодильника.

При повільному наростанні опору спочатку промивають протягом декількох годин стояк кінцевого холодильника і газопровід до бензольних скруберів гарячою олією, подаваною насосом у форсунку, розташовану з верхньої частини стояка. Якщо опір холодильника не знижується, припиняють подачу охолодної води в холодильник і подають гостра пара доти, поки температура газу після холодильника не досягне 70—80°С. При цій температурі практично весь нафталін, що відклався па полках, сублімується і несеться з газом у бензольні скрубери, де уловлюється поглинальною олією. Звичайно пропарювання ведуть протягом 5—6 ч, потім подачу пари припиняють і після охолодження газу на виході з холодильника до 50—60^СС поступово починають подавати на холодильник охолодну воду.

Варто мати на увазі, що при подачі в розігрітий послу пропарювання холодильник відразу великої кількості охолодної коди в холодильнику може утворитися вакуум у результаті швидкого охолодження газу і газова частина може бути зім'ята чи зруйнована. Особливо часто таке явище відбувається, якщо під час пропарювання холодильник відключають і по воді, і по газі (на виході газу) і пропарювання ведуть при закритої воздушке. Варто вказати, що після пропарювання найбільш ймовірне забивання чи гідрозатвора центральної труби шматками розплавленого нафталіну, тому протягом 1—2 змін після пропарювання необхідний особливо ретельний контроль за стоком охолодної води з холодильника і його опором. З появою ознак забивання (швидкий ріст опору холодильника) подачу води припиняють і подають пара в чи гідрозатвор у центральну трубу для стоку води. В особливо складних випадках, якщо пропарювання не дає ефекту, приходиться розкривати гідрозатвор і очищати його механічним шляхом. При дотриманні заданого режиму пропарювання холодильника потрібно раз у 3—6 мес. Якщо приходиться пропарку робити, частіше це значить, що на холодильник надходить менше розрахункової кількості охолодної води або вода не цілком очищена від нафталіну. У цьому випадку необхідно перевірити, чи достатні кількість і температура смоли, що надходить на екстракцію, і ефективність роботи смрлопромывателя по змісту нафталіну у воді до і після пего, а також відповідність кількості охолодної в;;ы заданому.

Основними показниками технологічного режиму уловлювання бензолу і нафталіну є температури газу й олії, що надходять на уловлювання, їхня кількість, зміст бензолу в газі й олії перед уловлюванням і після нього, опір бензольних скруберів. Виходячи з приведених вище даних оптимальними є наступні параметри режиму уловлювання:

Приведені показники технологічного режиму забезпечують досить повний витяг з га та бензольних вуглеводнів до залишкового змісту 2—3 г/и³. При існуючих схемах витяг бензолу до більш низького змісту його в газі (наприклад, 0,1 — 0,5 г/м³) технічно й економічно недоцільно. У разі потреби більш повного витягу процес повинний вестися під тиском 15—30 МП а чи з застосуванням низьких температур (виморожуванів). Так, зокрема, здійснюється доочищення газу при використанні його для синтезу аміаку.