125611 (Технологія і устаткування для переробки бензолу), страница 13

При роботі кристаллизатора нафталінова фракція безупинно подається у ванну. На поверхні барабана нафталін кристалізується у виді суцільної кірки, що зрізується ножами.

При переробці ! антраценової фракції в суміші з 20% поглинальної олії за схемою механічний кристаллизатор — центрифуга, а також откристаялизованных у механічних кристаллизаторах оттеков пресування застосовується високопродуктивна центрифуга з автоматичним завантаженням і вивантаженням осаду.

Звичайно застосовують центрифугу типу АГ-200-4ц. Ценрафуга автоматичної, горизонтальної, фільтруючої, періодичної дії, з ножовим зніманням осаду. Всі операції — завантаження, фільтрація, вивантаження, промивання сита — виконуються автоматично.

Центрифуга АГ (мал. 59) складається з наступних основних вузлів: станини, кришки, очного вала, ротора рівня

ТЕХНОЛОГІЯ Й УСТАТКУВАННЯ ДЛЯ ОЧИЩЕННЯ КОКСОВОГО ГАЗА ВІД СІРКОВОДНЮ

Уловлювання сірководню є завершальним процесом витягу з коксового газу хімічних продуктів коксування і підготовки газу до його подальшого використання. Складність і різноманіття процесів очищення коксового газу від сірководню й одержання кінцевих продуктів — чи сірки сарною кислоти — обумовили виділення цього процесу в самостійний цех, розташований після цеху уловлювання.; В останні роки виявляється тенденція до розташування сірчаних скруберів перед бензольними, сполученню процесів очищення газу від аміаку і сірководню, що веде до об'єднання цих цехів п єдиний цех уловлювання.

Необхідність очищення газу від сірководню диктується як прагненням максимально використовувати коштовні хімічні продукти коксування, що містяться в коксовому газі, так і необхідністю очищення зворотного газу від сірководню, що перешкоджає кваліфікованому використанню його в металургійних процесах, тому що сірководень у контакті з розплавленим чи нагрітої д₀ високої температури металом погіршує його механічні властивості. Поряд з цим спалювання коксового газу з високим змістом сірководню веде до утворення сірчистого ангідриду, що забруднює навколишнє середовище і викликає інтенсивну корозію металу.

У зв'язку з цим вимоги до ефективності очищення визначаються не тільки кількістю витягнутого з газу коштовного продукту, але і залишковим змістом сірководню в зворотному газі. Існуючі вимоги до очищеного від сірководню газу допускають зміст у ньому сірководню не більш 3,5 г/м³ при використанні газу в металургійних процесах (нагрівши металу) і як паливо. Однак з розумінь зниження викидів в атмосферу усе більш твердим стає вимога очищення до 0,5 г/м³ для процесів синтезу аміаку, удмухування коксового газу в доменні печі, ці вимоги досягають 0,02 г/м³. Очищення коксового газу від сірководню здійснюється в даний час тільки на заводах, що переробляють высокосернистые донецькі вугілля, чи на заводах, де газ використовується для синтезу аміаку. Широко застосовуваним методом очищення є так називаний вакуум-карбонатний з одержанням сірчаної кислоти, менш розповсюджений мышьяково-содовый з одержанням елементарної сірки, що забезпечує більш глибоке очищення газу, однак він більш складний, більш энерго- і материалоемок.

Технологічні схеми уловлювання сірководню з одержанням сірчаної кислоти й елементарної сірки

Сутність вакуум-карбонатного методу уловлювання сірководню з коксового газу складається в поглинанні сірководню розчином карбонатів чи калію натрію, регенерації насиченого розчину при нагріванні під вакуумом, спалюванні сірководню, що виділився при регенерації, у сірчаний ангідрид і конденсації останнього з водяними парами з одержанням сірчаної кислоти. Одночасно із сірководнем з газу поглинаються ціаністий водень і диоксид вуглецю.

Процеси поглинання є оборотними й описуються наступними хімічними реакціями:

М е₂ З₃ + Н₂S ⇆ М е НСО₃ + М е НS;

М е ₂ З₃ + HС ⇆ М е СN + М е НСО₃;

М е₂ З₃ + З₂ + Н₂ПРО ⇆ 2 M е НСО₃.

Поряд з вищенаведеними йдуть і необоротні реакції:

2 М е НS + 2 ПРО₂ → /M е₂ S₂ПРО₃ + Н₂ПРО;

2М ес + 2 H₂ S + ПРО₂ → 2Mе СNS + 2 Н₂O .

Крім того, у поглинальному розчині утворяться сульфати, сульфіти чи калію натрію, а також ферроцианид калію ДО₄[Fе (СN)₆]. Названі необоротні реакції ведуть до нагромадження в розчині поглинача нерегенерируемых з'єднань, випаданню частини їхній у виді опадів у трубопроводах і апаратурі. У зв'язку з цим граничний зміст ферроцианида калію не повинне перевищувати 30 г/л, а роданидов 100—120 г/л, для цього з циклу виводиться частина працюючого розчину, і цикл поповнюється свіжим.

Серед трьох паралельно йдуть реакцій поглинання сірководню, ціаністого водню і диоксида вуглецю найменшу швидкість має остання, разом з тим поглинання диоксида вуглецю знижує зміст у розчині гідросульфату, а отже сероемкость розчину, тому час контакту поглинального розчину з газом в абсорбері не повинне перевищувати 30 с. Сероемкость розчину визначається також концентрацією в ньому вільного лугу; тому що розчинність соди менше, ніж поташу, прагнуть підвищити сероемкость розчину за рахунок збільшення в поглиначі частки поташу. Разом з тим, чим більше в поглиначі поташу, тим більше випадає опадів ферроцианида калію, тим частіше потрібно очищення апаратури і комунікації. Оптимальним вважається співвідношення соди і поташу 1:1. Щоб уникнути випадання опадів поглинального розчину концентрацію його підтримують на рівні 3—5%. Кількість поглинача визначається змістом у ньому сірководню, температурою абсорбції, початковим і кінцевим змістом сірководню в газі.

Як і для всякої оборотної реакцій, умови рівноваги реакції абсорбції — десорбції сірководню визначаються температурою, тиском, концентрацією сірководню в парах і розчині. Тому процес абсорбції йде при мінімальній температурі, максимальному тиску і концентрації сірководню в газі і мінімальній концепті-рації його в розчині. Зрушення реакції в напрямку десорбції (регенерації розчину) досягається нагріванням поглинача, застосуванням вакууму, видаленням сірководневого газу з зони реакції.

Одержання сірчаної кислоти із сірководневого газу по так називаному методі мокрого каталізу здійснюється в три стадії:

- спалювання сірководню в сірчистий ангідрид H₂S + 1,5ПРО₂ ⇆ SО₂ + H₂O + 5,4 ּ10⁴ кдж/кмоль;

- каталітичне окислювання сірчистого ангідриду в сірчаний

SО₂ + 0,5 ПРО₂ = SО₃ + 9,6 • 10⁴ кдж/кмоль

- охолодження і спільна конденсація пар сірчаного ангідриду і води з утворенням сірчаної кислоти.

S0_3(газ) + Н₂ПРО_(пара) = H₂SО_4(газ) + 2,4-10³ кдж/кмоль

Н₃S0_{4 (газ)} = Н₂SО_{4 (жидк)} + 5 ּ10⁴ кдж/кмоль.

Спалювання сірководню ведуть із придухою щоб уникнути утворення на цій стадії SО₃ і оксидів азоту за рахунок окислювання ціаністого водню (при придусі ціаністий водень окисляється тільки до азоту), при цьому до 2,5% сірководню згоряє тільки до елементарної сірки. Дожигание сірки здійснюється в камері дожига. Процес згоряння SО₂ у S0₃ ведеться з надлишком повітря над каталізатором, БАВ бариево-алгоминиево-ванадиевой контактною масою наступного складу: V₂ПРО₅ ּ 12SiО₂ ּ 0,5А1₂0₃ ּВаО 2КС1.

Технологічна схема вакуум-карбонатного методу сероочистки представлена на мал. 27. Коксовий газ після бензольних скруберів надходить у сірчані скрубери 1, де зрошується поглинальним розчином; газ і розчин послідовно проходять два скрубери, рухаючи назустріч один одному (противотоком). Очищений газ після другого по ходу газу скрубера направляється споживачам, а насичений сірководнем поглинальний розчин насосом 2 подається у верхні секції конденсаторів-холодильників 3, розташованих над регенератором 6, де нагрівається за рахунок тепла сірководневого газу і пар, що виходять з регенератора; подальше нагрівання розчину здійснюється в рідинному теплообміннику 4 за рахунок тепла регенерованого розчину після регенератора. Остаточне нагрівання розчину перед регенерацією виробляється в паровому підігрівнику 5., після якого розчин досягає режимної температури 68—70°С с допомогою глухої пари і надходить на одну з верхніх тарілок регенератора 6.

У регенераторі розчин стікає по тарілках зверху вниз, при цьому він продувається парами, що утворяться в нижній частині регенератора за рахунок нагрівання розчину у выносных циркуляційних підігрівниках 7 глухою парою. З регенератора водяні нари разом із сірководнем, що виділився з поглинача, ціаністим воднем і диоксидом вуглецю через конденсатор-холодильник 3 і сепаратор-отбойник відсмоктуються

вакуум-насосом 11. У верхніх секціях конденсатора-холодильника пари з регенератора прохолоджуються насиченим розчином, у нижніх секціях — технічної подій. Конденсат з конденсатора-холодильника, сепараторов-отбойников і трубчастих холодильників 12, у яких відбувається остаточне охолодження сірководневого газу після вакуум-насоса, збирається в збірник регенерованого розчину 8, куди надходить також регенерований розчин з нижньої частини регенератора 6. Регенерований розчин зі збірника 8 насосом 9 подається в рідинні теплообмінники, де прохолоджується насиченим розчином, потім прохолоджується в повітряно-водяних зрошувальних холодильниках 10 і подасться на другий по ходу газу скрубер для уловлювання сірководню.

Сірководневий газ після вакуум-насоса і газового холодильника надходить у відділення мокрого каталізу, схема якого показана на мал. 28. Сірководневий газ через мембранний клапан надходить у пек-казан 1, де згоряє в SО₂ у суміші з повітрям, подаваним повітродувкою 1. Тепло, що утвориться при спалюванні сірководневого газу в печі-казані, використовується для одержання технологічної пари в казані-утилізаторі, що складає невід'ємну частину печі-казана. Температура продуктів згоряння сірководневого газу складає 1100—1150°С, після проходження казана-утилізатора вона знижується до 780—800°С. Тому що в печі-казані згоряння ведеться при придусі, і частина сірководню не встигає згоріти до SО₂, до продуктів згоряння додається необхідна кількість повітря і вони дожигаются в камері дожигания 2.1 Для охолодження продуктів згоряння після камери дожигания до них у камері змішання 3 додається необхідна кількість повітря. Після камери змішання продукти згоряння надходять у контактний апарат 4, де відбувається окислювання сірчистого ангідриду в сірчаний на трьох шарах контактної маси. Тому що й у цьому випадку, окислювання супроводжується нагріванням газів, між другим і третім шарами контактної маси в апарат подається холодне повітря, що знижує температуру продуктів окислювання.

Газ після контактного апарата надходить у зрошуваний кислотою абсорбер 5, у якому пари води і сірчаного ангідриду прохолоджуються і, спільно конденсуючи, утворять сірчану кислоту. Відвід тепла, що виділяється в процесі охолодження і конденсації пар води і сарною кислоти, досягається шляхом подачі па зрошення абсорбера холодної сірчаної кислоти зі збірника 11. Для охолодження нагрітої сірчаної кислоти після абсорбера використовуються повітряно-водяні зрошувальні холодильники 8. Кислота після них надходить у збірники 11, з якого частина насосом 12 повертається на зрошення абсорбера, а надлишок, що утворився при спільній конденсації пар S0₃ і води, перетікає в збірник 10, відкіля насосом откачивается на склад. Газ після абсорбера 5 надходить у электрофильтр 7 для уловлювання тумана сірчаної кислоти, що образовались при охолодженні пар.

З метою економії пари і використання вторинних ресурсів тепла нагрівши насиченого розчину з регенератора може здійснюватися не в циркуляційних підігрівниках, а у верхніх трубчатках первинних газових холодильників, куди цей розчин подасться замість технічної чи води в рідинних теплообмінниках аміачною водою газосборпикового циклу. Для уловлювання тумана сірчаної кислоти з газів абсорбера після электрофильтра 7 може установлюватися волокнистий фільтр зі стеклоткани, що практично цілком очищає ці гази від тумана і бризів сірчаної кислоти. Зм'якшена вода для харчування казана-утилізатора зі збірника 15 подається в казан насосом 16.

Сутність мышьяково-содового процесу сероочистки складається в хімічному зв'язуванні сірководню оксисульфо-мышьяковой сіллю натрію з утворенням сульфомышья ковой солі натрію, що при регенерації киснем повітря знову окисляється в оксисульфомышьяковую сіль натрію і виділяє елементарну сірку по реакціях:

К^га₄Аз₃5А + Н₂5 = КгиАзПРО + Н₂ПРО ; №₄Аз₂5_у + Н₂5 = №₄Ав₂й, + Н_В0 ; №₄Аз_г5_йО + 0,5 0₂ = Ыа₄А5₂3₆0₃ -т 3 ; Ма₄Аз₂5_т + 0,5 О_а = КзПРО -|- 5 .

Поряд з основними реакціями в процесі поглинання і регенерації протікають і побічні реакції, зокрема при надлишку лугу утвориться сульфогидрат натрію по реакціях: