125611 (Технологія і устаткування для переробки бензолу), страница 14

На₂СО_а + 11,5 №Н5 + №НСО_;(; НаНСОд -| • 11,5 КаНЗ + З0_а + Н_аО ; КаОМ 4-1128 ч* N3115 + Н₃0 .

При регенерації розчину сульфогидрат частково окисляється в гипосульфит:

2 ЫаНЗ + 2 ПРО₂ = N30, + Н₂0 .

Ціаністий водень, що міститься в газі, сода і сірка утворять роданистый натрій:

2 НСК + ЫаСОз ** 2 №СЫ + СО_а + Н_аО; НаСН + 5 = СМ5 .

Гипосульфит і роданистый натрій, що накопичуються в поглинальному розчині, є нерегенерируемыми баластовими з'єднаннями.

Вихідними матеріалами для готування поглинального розчину мышьяково-содовой сероочистки є білий миш'як Аз₂ПРО₃ і кальцинована сода N32003. Білий миш'як — кристалічний порошок білого кольору зі змістом А5₂ПРО₃ 90—95%, упаковується в залізні барабани з завальцованной кришкою, є сильнодіючою отрутою. При змішанні миш'яку з розчином соди утвориться мышьяковистый натрій по реакції

2 N303 + Ав_аО₃ + Н₂ПРО = 2 ЫаНАзОз + 2 СО_а.

Отриманий розчин обробляється на окремій установці коксовим газом, що містить сірководень, при цьому йде реакція

2 К^та_аНА50₃ + 5 НЗ = Ыа₄А5_м5_а + 6 Н₂О. .

Продувка отриманого розчину повітрям дозволяє одержати оксисульфомышьяковую сіль натрію, при цьому миш'як із тривалентного переходить у пятивалентный;

№₄А5_м5₅ + О_г = Ыа₄Аз5₅ПРО₂.

Концентрація миш'яку в поглинальному розчині визначається в залежності від змісту сірководню в коксовому газі, питома витрата розчину — змістом у газі сірководню і концентрацією миш'яку. Що утворяться в процесі очищення газу і регенерації розчину не-регеперируемые баластові солі підвищують в'язкість розчину і знижують його поглинальну здатність, граничним є зміст балласгпых солей 300—350 г/л. При досягненні цієї межі частина розчину після уловлювання сірководню нейтралізують сірчаною кислотою по реакціях

Ма₄Аз5₆ПРО + На5ПРО₄ - 2 №_г5ОБ₄ + Аз₂5₅ + Н₃5 + Н₃ПРО; Ыа₄Аз5, + На5ПРО₄ = 2 Ма_а5ПРО₄ + АвА -ДО 2 Н₂8.

При цьому частина Азз переходить в Аз₂5._ч (тривалентну форму миш'яку) з виділенням елементарної сірки. Що випали в осад Азай і сірку отфильтровывают, розчиняють у содовому розчині і повертають у цикл, фільтрат, що містить до 0,05 г/л №₂НА5ПРО₄, обробляють залізним купоросом і содою для зв'язування миш'яку в малорастворимые солі заліза РеЛвО і РеАзО які отфильтровывают і вивозять у відвал, "а фільтрат використовують для гасіння коксу.

Технологічна схема очищення газу від сірководню по мышьяково-содовому методу представлена на мал. 29. Коксовий газ після скруберів надходить у электрофильтр 1 для очищення від поглинальної олії, виведеного через збірник 40, потім у нижню частину сірчаного скрубера 2, зрошуваного поглинальним розчином з регенератора 3. Газ після скрубера, очищений від сірководню, через каплеуловитель 41, у якому він звільняється від крапель насиченого розчину, направляється споживачу. Насичений розчин з нижньої частини скрубера через гідрозатвор надходить у проміжний збірник 5, відкіля насосом 7 через паровий підігрівник 6 подається в розподільний бак 4. З напірного бака 4 розчин надходить у нижню частину регенератора 3. Іноді частина розчину (20—25%) з бака направляють разом з регенерованим розчином через регулятор рівня 8 на зрошення скрубера, щоб запобігти випадання в скрубері сірки, тому що частина абсорбованого растворов регенераторі кисню не встигає в ньому прорегеперировать і регенерація закінчується в скрубері.

Регенерацію розчину в регенераторі роблять повітрям, подаваним компресором 37; повітря попередньо проходить маслоотбойник 38 і повітрозбірник 39 і надходить у нижню частину регенератора. Перед компресором повітря очищається від пилу в спеціальному фільтрі. У регенераторі повітря барботирует через шар розчину, флотирует сірку, що виділилася при регенерації розчину, що у виді сірчаної піни збирається на поверхні розчину і через переливну кишеню приділяється в пеносборник 9, а повітря через випускний штуцер іде в атмосферу. У пеносборнике сірчана піна руйнується, і сірчана суспензія надходить па вакуум-фільтр 15, де сірчана паста відокремлюється від розчину. Фільтрат після вакуум-фільтра через вакуум-збірник 24 повертається в поглинальний розчин, сірчана паста, розведена содовим розчином для розчинення сірчистого миш'яку, що забруднює сірку, надходить через розріджувач пасти 16 шпеком 17 у плавильник 18, що обігрівається глухим пором через сорочку і гостру пару, подаваним у нього. Розплавлена сірка надходить у нонжус плавленой сірки 19, з якого стисненим повітрям вичавлюється в збірник плавленой сірки 20, установлений перед барабанним охолоджувачем 2. На барабакпом охолоджувачі, охолоджуваному технічною водою, сірка прохолоджується, покриваючи зовнішню поверхню охолодження тонкою кіркою (2—3 мм), що знімається встановленим • на охолоджувачі шкребком (ножем) і у виді ламаних пластинок неправильної форми накопичується в бункері 22 і передається на склад і в залізничні вагони 23.

У схемі застосовуються: збірники розчинів 12, 13, 33, 35; насоси 14, 26, 29, 32, 34, 36; змішувачі 11, 25, 31; напірні бачки 10, 43; кристаллизатор¹27.

Для виділення миш'яку з баластових солей частина поглинального розчину насосом 7 подається в нейтралізатор I ступіні 25, у який з напірного бака 42 подасться сірчана кислота. У нейтралізаторі випадає осад у виді сірчистого миш'яку. Розчин з нейтралізатора подається па вакуум-фільтр 28, де з нього виділяються миш'якова паста і фільтрат. Паста знімається шкребком з вакуум-фільтра і надходить у збірник-розчинник сірчистого миш'яку 30, де він розчиняється в содовому розчині при підігріві пором. З розчинника насосом 29 подається в пеносборпик, де змішується з робочим розчином. Фільтрат після вакуум-фільтра направляється на нейтралізатор II ступіні 28, де обробляється розчином соди і залізного купоросу. Після нейтралізаторів розчин направляють на фільтр-прес. Осад, що утворився па ньому, Реазоз і Геазо вивозять у відвал, а фільтрат подають на гасіння коксу. На деяких заводах зі стічних вод після нейтралізації И ступіні одержують сульфат натрію, роданистый чи натрій суміш цих солей. В усіх випадках розчин упаривают, кристалізують, осад отфуговывают на центрифузі. Якщо метою процесу є одержання тільки сульфату натрію, розпарювання ведуть до утворення кристалів сульфату натрію, що залишився в розчині після фугування роданистый натрій після подальшої упарки може бути окислений прожарюванням у печі в сульфат натрію, або спрямований на подальшу переробку для одержання технічного роданида натрію. Можливий варіант розпарювання, кристалізації і фугування з одержанням змішаних солей, що містять 45—46% гипосульфата, 18% сульфата натрію і 17% роданистого натрію. Нарешті, найбільший інтерес представляє одержання змішаної солі тіосульфату, сульфату натрію і чистого роданистого натрію, придатного для виробництва синтетичного волокна нітрон. Процес ведуть шляхом выпарки під вакуумом, кристалізації і відділення кристалів при 25 і 0°С, очищення фугата активованим вугіллям, повторної упарки під вакуумом, кристалізації і фугування при 40—50°С и наступній перекристалізації з этанола і води. Такі установки працюють па одному з заводів України.

Переробка стічних вод цехів мышьяково-содовой сероочистки являє приклад ресурсосберегающей, безвідхідної технології в коксохімічному виробництві. Як указувалося вище, готування свіжого поглинального розчину є дуже відповідальною самостійною операцією. Барабан з білим миш'яком поміщають у закриту судину, де його розкривають механічним ножем. Миш'як з барабана вимивають сильним струменем води в розчинник 30, постачений мішалкою і паровим підігрівом, у розчинник з бункера подається сода. Розчин з розчинника надходить у монжус, з якого повітрям вичавлюється в збірник, а потім на скрубер, після якого розчин знову повертається в збірник, частину розчину подають у другий скрубер, де він продувається повітрям. Розчин після цього скрубера направляють у робочий цикл поглинального розчину.

Для забезпечення сільського господарства засобом боротьби зі шкідниками рослин частина сірки, одержуваної в цехах мышьяково-содовой сероочистки, переробляється в колоїдну (тонкодисперсную) сірку, здатну при розчиненні утворювати колоїдний розчин. Колоїдна сірка виходить шляхом змішання сірчаної пасти із сульфат-спиртової бардой {відходом лісохімічного виробництва), зневоднювання і висушування суміші.

Устаткування для очищення коксового газу від сірководню й одержання сірки і сарною кислоти

Незалежно від способу уловлювання сірководню з коксового газу основними апаратами для поглинання сірководню є скрубери різної конструкції і розмірів; для регенерації насиченого поглинального розчину — регенератори; для підігріву розчинів широко використовують кожухотрубныс теплообмінники,. парові підігрівники; для остаточного охолодження поглинач нього розчину використовуються повітряно-водяні зрошувальні холодильники і повітряні холодильники типу АВО. Крім того, у кожнім з методів у залежності від; одержуваного продукту застосовуються спеціальні апарата й устаткування.

Скрубери для уловлювання сірководню з коксового газу по конструкції подібні зі скруберами для уловлювання бензолу. Це вертикальні циліндричні апарати висотою 26—32 м, діаметром 4—6 м, заповнені дерев'яної хордовий ттасадкой, поверхня насадки для уловлювання вакуум-карбонатним методом 15—26 тис. мг, мышьяково-содовым 15 тис. м² і 36 тис. м² в одному скрубері, діаметр скрубера визначають величиною газового потоку, виходячи зі швидкості газу у вільному перетині скрубера 0,8—1 м/с (вакуумкарбонатный метод) і 0,3—0,9 м/с у загальному перетині скрубера (мышьяково-содовый метод). Необхідна поверхня насадки визначається з розрахунку 0,5 м⁸ насадки па 1 м³ газу, відповідно визначається число скруберів прийнятого діаметра. Дерев'яна насадка набрана з рейок товщиною 10 мм, висотою 120 мм, із зазорами між рейками 19 мм. У типовий скрубер укладається 113—125 кіл робочої насадки і 6 кіл насадки, що осушує, розташованої над зрошувальним пристроєм. В даний час як робочу насадку усе більш широке застосування знаходять 2-образна алюмінієва і керамічна типу «ипталакс» насадки. Як зрошувальні пристрої в скруберах застосовуються форсунки типу турбинка, а також спеціальний зрошувальний пристрій у виді форсунки діаметром 40—80 мм із п'ятьма тарілками. Діаметр форсунки визначається необхідною щільністю зрошення (при мышьяково-содовом способі 20—45 м³/год розчини на 1 м² загального перетину скрубера, при вакуум-карбонатному 7—10 м³/год на 1 м^а перетину), напором розчину на вході у форсунку. Нижня поднасадочная частина скрубера є переточною шухлядою для розчину.

Регенератор. Для регенерації насиченого поглинального розчину мышьяково-содовой сероочистки застосовується регенератор--порожній сталевий циліндр із конічним днищем і плоским дахом, діаметром 2,5 м і висотою 42,0 м (мал. 30).

Верхня частина регенератора розширена і служить для збору сірчаної піни. Розчин подається в нижню частину регенератора і виводиться через штуцер, розташований у верхній його частині; піна приділяється через спеціальну кишеню в пеносборник. Повітря в регенератор подається через барботер 8 нижню частину, а відпрацьоване повітря приділяється через штуцер, розташований на його даху. Корисна ємність регенератора (до шгуцера для виходу регенерованого розчину) визначає час перебування в ньому розчину, що залежить від концентрації в ньому триоксида миш'яку Ль₂0_а і складає від 45—50 хв при концентрації його 10 кг/м³ до 70—80 хв при концентрації 15—16 кг/м³.

Регенератор поглинального розчину у вакуум-кароонатной сероочистке (мал. 31) являє собою теплоизолированную циліндричну колону діаметром . 3,0— 3,2 м, висотою 20,7 і ЗОЛ м, у якій розташовано 18—22 тарілки, відстань між ними 700 і 750 мм. Корпус і тарілки виготовляють з углеродистой стали. Нижня частина регенератора - резервуар для поглинального розчину, що підігрівають пором при природній циркуляції його через выносные циркуляційні підігрівники. У регенераторі діаметром 3,2 м кожна тарілка має 10 тонельных ковпачків довжиною по 1810 мм і 9 довжиною по 2520 мм. Подача розчину на регенерацію передбачена на першу чи третю тарілку. У регенераторі діаметром 3,0 м на кожній тарілці по 30 коробчатых ковпаків довжиною 850 мм. Подача поглинального розчину передбачена на першу, другу і третю тарілку.

Для інтенсифікації процесу регенерації, поглинального розчину застосовують також регенератори з плоскими-провальними тарілками. У регенераторі два метром 3,0 м і висотою 3,2 м установлюється 20 тарілок із щелевидпыми отверсиями.

У верхній частині апарата перед виходом пар і газів з регенератора розташований жалюзійний отбойник для затримки крапель розчину.

У місці виходу пар з парового циркуляційного нагрівача розчину для Т зменшення брызгоупоса, нарушающего роботу тарілок, пари, що утворяться при кипінні розчину, проходять жалюзійний сепаратор-отбойник. Корпус регенератора теплоизолирован. Включаються регенератори паралельно. Регенератор працює під вакуумом, що створюється в системі вакуум-насосом.