Проект улавливания бензольных углеводородов из газа (стр. 5 из 11)

Насыщенное масло после теплообменников поступает в паровой подогреватель и от туда – в бензольную колонну.

С третьей верхней тарелки колонны незначительное количество масло (около 1% от подаваемого) непрерывно отводится в паровой регенератор. Из регенератора полимеры периодически спускают в сборник.

Основные факторы, определяющие состав первого и второго бензола, - температуры паров после дефлегматора бензольной колонны и наверху разделительной колонны, а также орошение последней рефлюксом.

Состав паров, выходящих из дефлегматора, определяется температурой, составом поглотительного масла и сырого бензола. Поэтом связь между температурой и составом паров может быть дана только приближенно.

Температура паров Отгон сырого бензола

после дефлегматора до 180°, %

94 88 - 92

92 90 - 93

91 92 - 94

90 94 - 95

89 95 - 96

Для того чтобы содержание сольвент – нафты во втором бензоле небыло велико, температуру паров после дефлегматора следует поддерживать в приделах 89 – 90°.

Между температурой верха разделительной колонны, количество рефлюкса и температурой конца кипения первого бензола, определяемой лабораторной разгонкой и характеризующей содержание тяжелой бензола в первом бензоле, существует примерно следующая зависимость:

Температура на верху разделительной колонны, °: 84–85; 82–84; 80–82; 78 – 80.

Рефлюксное число: 1–2,0; 2,0–3,0; 3–4; 4–5.

Конец кипения первого бензола, °: 165–175; 155–165; 145–155; 140–150.

Источниками тепла, позволяющими подавать требуемое количество рефлюкса являются, тепло конденсации водяных паров паровой смеси, поступающей в разделительную колонну из дефлегматора бензольной колонны, и глухой пар, подаваемый в змеевики разделительной колонны.

Тепла конденсации водяных паров в разделительной колонне оказывается достаточно для того, чтобы поддерживать рефлюксное число порядка 2 – 2,5.

Чтобы поддерживать рефлюксное число, в змеевики тарелок разделительной колонны должен подаваться глухой пар, количество которого определяется из соотношений между теплотой испарения бензола и теплотой конденсации водяного пара (соответственно 85 и 500 ккал).

В соответствии с этим на каждую тонну полученного первого бензола при рефлюксном числе в разделительную колонну подается 300 – 400 кг пара.

Выход первого и второго бензолов зависит от состава сырого бензола (содержание в нем смолообразующих соединений, ксилола, сольвентов и т.д.), а также от качества поглотительного масла (наличие в нем нафталина и легкокипящих погонов), работы дефлегматора и разделительной колонны. Поэтому выходы первого и особенно второго бензола могут колебаться достаточно заметно. В среднем можно считать, что выход первого бензола должен составлять 88 – 90%, второго 10 – 12%.

При неправильно отрегулированном режиме процесса разделения сырого бензола на первый и второй их выходы могут колебаться очень сильно. [9]

1.3 Основное оборудование для улавливания бензольных углеводородов

Бензольные углеводороды на коксохимических производствах улавливают из коксового газа поглотительным маслом под атмосферным давлением в скрубберах, последовательно включенных с соблюдением принципа противотока газа и масла. Применяются скрубберы различных конструкций, к ним предъявляются следующие требования: поверхность контакта газа и масла в них должна быть максимальной, а размеры аппарата и затраты материалов на его изготовление, а также затраты энергии на преодоление сопротивления газа и перекачку масла должны быть минимальными.

При улавливании бензольных углеводородов из газа под атмосферным давлением наибольшее распространение получили насадочные скрубберы с деревянной хордовой и металлической спиральной неподвижной насадками.

Скруббер представляет собой клёпанный или сварной стальной цилиндр диаметром до 4,5м и высотой до 42м (размеры определяются в зависимости от нагрузки по газу). Для увеличения поверхности контакта газа и масла скруббер заполняется в несколько ярусов насадкой имеющей большую удельную поверхность. В верхней части скруббера расположены оросительное устройство для равномерного распределения масла по всему сечению скруббера и штуцер для выхода газа, в нижней – штуцер для входа газа и сборник для приема, стекающего с насадки насыщенного масла со штуцерами для откачки и аварийного перелива, а также устройство для автоматического поддержания уровня масла.

Каждый ярус насадки уложен на опорной конструкции, состоящей из швеллерных балок, прикрепленных к корпусу скруббера.

Над оросительным устройством находится осушающая насадка.

Скрубберы могут иметь различные оросительные устройства и сборники для масла. Сборник от масла изолирован от газовой части сплошным днищем. Оросительное устройство состоит из одной форсунки, расположенной по оси скруббера.

Наиболее распространенным наполнителем для бензольных скрубберов является деревянная хордовая насадка. Она изготовляется из деревянных, расположенных вертикально, рабочих и опорных реек между которыми проложены прокладки, скрепленные стальными болтами в отдельные пакеты. Из них собирают круги. Для уменьшения нагрузки на нижние круги насадку укладывают отдельными ярусами; количество кругов в одном ярусе обычно не превышает 20 – 21.

При укладке два рядом лежащих круга располагают по отношению друг к другу под углом 90 или 45°, что способствует лучшему перемешиванию газа с орошающей его жидкостью.

Обычно для бензольных скрубберов применяют насадку с размерами рабочих реек 120*10 мм и зазором между ними 19 мм.

Поверхность 1 м ³ объёма, занятого такой насадкой, равна 46,5 м ², вес 1 м ³ насадки – 214 кг. Более разреженная насадка применяется редко.

Изготовляется насадка из сосны, реже – из ели. Размеры и вес деревянной насадки определяется диаметром скруббера.

На ряде коксохимических заводов и за границей применяют скрубберы с металлической спиральной насадкой. Такая насадка изготовляется из стальной оцинкованной ленты, имеющей ширину 9,5 мм и толщину 0,25 мм. Диаметр спирали – 19 мм, шаг – 25 мм. Число витков в каждой спирали – около 15. Поверхность 1 м ³ такой насадки равна 130 м ². Вес 1 м ³ насадки равен 104 кг.

Металлическая спиральная насадка укладывается в скруббере ярусами; каждый ярус занимает высоту около 3м. При такой укладке насадка сжимается на 10 – 15 % своего объёма в свободном состоянии. Каждый ярус насадки располагается на металлической решетке, которая в свою очередь укладывается на швеллерах. Скрубберы с металлической насадкой проектируются меньшей высоты, но большего диаметра. При расчёте таких скрубберов исходят из нормы поверхности орошения, равной 1,26 м ² на 1 м ³ газа в час. Сравнительные данные, которыми характеризуются скрубберы с деревянной хордовой насадкой и скрубберы с металлической насадкой при одинаковом расходе коксового газа приведены в таблице 1.1.

Для осушки коксового газа в верхней части бензольных скрубберов, над оросительным устройством, укладывают слой из керамических колец размерами 25х25х3 мм. Высота слоя осушающей насадки составляет от 300 до 700 мм.

Таблица 1.1 – Сравнительные данные скрубберов с различным типом насадки

Наименование	Скруббер с хордовой насадкой	Скруббер с металлической насадкой
Скрубберы:
1. Количество	6	4
2.Диаметр (м)	4,5	5,5
3.Высота (м)	43,2	18,3
4.Вес (т)	300	130
Насадка деревянная вес (т)	600	--
Насадка металлическая вес (т)	--	120

Для распределения поглотительного масла по всему сечению скруббера применяются оросительные устройства, наиболее распространенными из которых являются центральное оросительное и форсуночное.

Центральное оросительное устройство отличается простотой конструкции и практически не нуждается в чистке, однако жидкость распределяется им недостаточно равномерно.

При установке форсуночного оросительного устройства жидкость распределяется значительно лучше, чем при распределении ее с помощью центрального оросительного устройства, что очень важно для скрубберов большого диаметра. Количество форсунок для одного скруббера принимается в зависимости от его диаметра и расхода жидкости.

В нижней части скруббера собирается стекающее с насадки масло, которое затем центробежным насосом подаётся в следующий скруббер или в сборник насыщенного масла.

Насадочные абсорберы.

За рубежом применяются скрубберы с насадкой “Интос”, выполненной из металлических сеток в виде полос, связанных в пакеты. Поверхность орошения 1 м³ такой насадки равна 160 м². Благодаря малой толщине полос и относительно большому зазору между ними свободное пространство для прохода газа составляет около 95 %. В связи с этим при эквивалентной поверхности орошения сопротивление проходу газа в таких скрубберах значительно меньше, чем в скрубберах, заполненных хордовой или спиральной насадкой. Поскольку удельная поверхность насадки “Интос” большая, размеры скруббера и его вес невелики.

Минимальное сопротивление проходу газа наблюдается при плоско – параллельной насадке скрубберов, выполняемой из вертикально расположенных лент или листов.

Кроме скрубберов с неподвижной насадкой, применяются другие, более эффективные аппараты. К ним относятся многоступенчатые скрубберы.

Насадочный многоступенчатый скруббер состоит из нескольких секций, заполненных хордовой насадкой или кольцами Рашига (Лессинга, Паля и др.). Секции расположены одна над другой либо рядом. Каждая секция орошается отдельно, благодаря чему осуществляется многократная циркуляция поглотительного масла, что улучшает орошение насадки и повышает интенсивность улавливания бензольных углеводородов на единицу её поверхности.