125253 (593082), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Площадь отверстий равна 20—30% от общего сечения абсорбера. Газ, проходя через отверстия решеток навстречу потоку масла, создает на каждой тарелке слой подвижной пены, благодаря чему получается большая, все время обновляющаяся поверхность контакта между газом и жидкостью. Эффективность таких аппаратов значительно больше, чем насадочных, но они имеют повышенное сопротивление проходу газа.

Абсорбер с ударными тарелками. Тарелки в аппарате представляют собой два горизонтальных перфорированных листа, расположенных близко один над другим так, чтобы против отверстий нижнего листа находились перегородки верхнего. В 1 м² 6000—З0000 отверстий. Газ, проходя с большой скоростью (30 м/сек) через отверстия нижнего листа, ударяется в перегородки верхнего листа, благодаря чему множество газовых струй и капель масла завихряется. Это обуславливает тесный контакт жидкости и газа.

Описанные скрубберы с деревянной хордовой или металлической спиральной насадкой имеют очень большие размеры, поэтому для изготовления их требуется много материала. В настоящее время предложены конструкции более эффективных скрубберов, в том числе насадочных, которые при той же производительности имеют значительно меньшее размеры.[2,3,4]

2. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Характеристика готового продукта и сырья

Сырой бензол извлекается из прямого коксового газа абсорбцией органическими поглотителями. Сырой бензол представляет собой сложную смесь химических (ароматических) соединений, главными из которых являются бензольные углеводороды (бензол и его гомологи), их содержание составляет 80—90 %. В качестве примесей в сыром бензоле содержатся непредельные и сернистые соединения, фенолы, пиридиновые основания и др. При улавливании бензольных углеводородов из коксового газа поглотительными маслами в сыром бензоле содержатся легкие погоны поглотительного масла и нафталин.

Сырой бензол получают в бензольном отделении цеха улавливания методом дистилляции обензоленных поглотительных масел. Выход сырого бензола составляет 0,8—1,2% от массы сухой шихты. Содержание паров бензольных углеводородов в прямом коксовом газе колеблется в пределах 30—40 г/м³.

Сырой бензол представляет собой прозрачную легкоподвижную жидкость слабо-желтого цвета, быстро темнеющую при хранении в результате окисления и полимеризации непредельных соединений в смолистые вещества. Плотность сырого бензола колеблется в пределах 845—920 кг/м³. Следовательно, он значительно легче воды. В воде сырой бензол практически не растворяется и легко от нее отстаивается. Средняя молекулярная масса сырого бензола 83. Сырой бензол легко воспламеняющаяся жидкость, горит коптящим пламенем. Пары сырого бензола с воздухом образуют взрывоопасную смесь при следующих пределах концентрации, % (объемн): нижний 1,4 и верхний 7,5.

Качественная характеристика сырого бензола определяется величиной отгона до 180 °С. Чем больше количество отгона до 180 °С, определяемое лабораторной разгонкой, тем выше качество сырого бензола. Хороший сырой бензол должен иметь величину отгона до 180 °С не менее 92—95 %. Остаток сырого бензола, кипящий выше 180 °С, представляет собой поглотительное масло и нафталин (сольвент-нафту). При улавливании бензольных углеводородов из коксового газа каменноугольным маслом сырой бензол получается более тяжелым, т. е. с меньшим содержанием отгона до 180 °С по сравнению с сырым бензолом, полученным при применении солярового масла (соответственно 89—91 и 90— 92 %). Следовательно, качество сырого бензола в значительной мере определяется качеством применяемого поглотительного масла.

На коксохимических заводах получают сырой бензол трех марок: сырой бензол (БС), отгон до 180 °С составляет 91—95 % (объемн.); первый бензол (Б-1), отгон до 150 °С составляет 95—97 % (объемн.) и второй бензол (Б-2), кипящий в пределах 150—200 °С. Качество сырого бензола нормируется техническими условиями.

Характеристика сырого бензола марок БС, Б-1, Б-2:

Сырой бензол сам по себе не находит практического применения и подвергается дальнейшей переработке в цехе ректификации для получения чистых продуктов.

Состав и свойства коксового газа

В процессе высокотемпературного коксования угольных шихт в коксовой камере наряду с коксом образуются летучие химические продукты, представляющие собой сложную неоднородную систему, состоящую из газообразных и парообразных веществ, являющихся продуктом термического разложения каменных углей. Основными летучими продуктами высокотемпературного коксования являются: коксовый газ, пирогенетическая вода, нафталин, аммиак, сероводород (и др. сернистые соединения), цианистые соединения, бензольные углеводороды (сырой бензол), высокотемпературная каменноугольная смола и др.

Смесь паро и газообразных продуктов коксования, выходящих из коксовых камер в газосборники, образует так называемый прямой коксовый газ. Он содержит следующие количества химических продуктов, г/м³:

Пары воды (пирогенетической и влаги шихты) 250 – 450

Пары смолы 80 – 150

Бензольные углеводороды 30 – 40

Аммиак 8 – 13

Нафталин до 10

Сероводород 6 – 40

Цианистый водород 0,5 – 2,5

Кроме того, в состав прямого коксового газа входят сероуглерод (СS₂) сероксид углерода (СОS), тиофен (C₄H₄S) и его гомологи, легкие пиридиновые основания (0,4 – 0,6 г/м³), фенолы и др.

При обработке прямого коксового газа в аппаратуре цеха улавливания из него выделяются основные химические продукты коксования, и образуется очищенный коксовый газ. Он называется обратным, потому что часть его подаётся на обогрев коксовых печей, как бы возвращается обратно.

Обратный коксовый газа состоит в основном из неконденсирующихся в обычных условиях компонентов (Н₂, СН₄, СО, СО₂, , О₂ и др.), а также остатков сероводорода, бензольных углеводородов, углеводородов непредельного ряда, незначительных количеств оксидов азота др.

Выход отдельных химических продуктов высокотемпературного коксования из 1 т сухой шихты колеблется в пределах, %:

Коксовый газ (обратный, сухой) 14 – 16

Каменноугольная смола 3 – 4,0

Пирогенетическая влага 1,8 – 3,0

Сырой бензол 0,8 – 1,2

Сероводород 0,5 – 2,5

Аммиак.0,26 – 0,4

Средний состав обратного коксового газа в % (объёмн.):

Водород 60

Метан 26

Угарный газ 6

Азот 2,7

Углекислый газ 2,6

Непредельные углеводороды 2,2

Кислород 0,5

Физико – химические свойства коксового газа среднего состава:

Плотность при 0°С 0,440 кг/м³

Низшая теплота сгорания 4350 ккал/м³

Теплоёмкость при 0°С 0,328 ккал/м³*°С

Динамическая вязкость при 0°С 1*10^-6 кг/м*с

Температура воспламенения 600–650°C

Пределы взрываемости: Нижний 6% Верхний 30%

2.2 Расчет абсорбционной установки

Улавливание бензольных углеводородов из коксового газа каменноугольным маслом представляет собой процесс многокомпонентной абсорбции, когда из газа одновременно поглощается смесь компонентов – бензол, толуол, ксилол и сольвенты. Инертная часть коксового газа состоит из многих компонентов – Н₂, СН₄, СО, N₂, СО₂, О₂, NH₃, Н₂ и др. сложным является и состав каменноугольного масла, представляющего собой смесь ароматических углеводородов (двух- и трехкольчатых) и гетероциклических соединений с примесью фенолов. Для упрощения приведенных ниже расчетов газовая смесь и поглотитель рассчитываются как бинарные, состоящие из распределяемого компонента (бензольные углеводороды) и инертной части (носителей); физические свойства их приняты осредненными.

Для линеаризации уравнения рабочей линии абсорбции составы фаз выражают в относительных концентрациях распределяемого компонента, а нагрузки по фазам – в расходах инертного носителя. В приведенных ниже расчетах концентрации выражены в относительных массовых долях распределяемого компонента, а нагрузки – в массовых расходах носителей.

Материальный баланс

В бензольные скрубберы поступает из конечных газовых холодильников газ следующего состава:

Температура поступаемого газа 25ºС и давление 847 мм. рт. ст. принимаем потери бензольных углеводородов с выходящим газом, равным 1,167 г/м³ сухого газа, что составляет

кг/ч

тогда степень улавливания

или 96%

Количество поглощаемых бензольных углеводородов:

G=2315,8 – 92,632 =2223,168 кг/ч

Таким образом, из скрубберов выходит:

Фактическое содержание бензольных углеводродов в поступающем газе:

г/м³

и выходящем газе:

г/м³

где 825-давление газа после бензольных скрубберов, мм рт ст

847-давление газа до бензольных скрубберов, мм рт ст

303-температура газа после скруббера, ºК

Максимальное содержание бензольных углеводородов в поступающем масле определяем по уравнению:

Характеристики

Список файлов ВКР