Способ очистки сернистощелочных сточных вод
Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано в процессе сернистощелочной очистки отходов производства щелочной сероочистки углеводородного сырья. Очистку сернистощелочных сточных вод осуществляют путем разрушения их диоксидом углерода с последующим выделением сероводорода, который окисляют стехиометрическим количеством кислорода в псевдоожиженном слое алюмомагнийхромового катализатора с последующей конденсацией среды, а газообразные продукты окисления, содержащие остаточной серы 32-48 г на 1 м3 сернистощелочных сточных вод, направляют на рециркуляцию. Степень очистки составляет-95%. 1 з.п,ф-лы, 2 табл. 3
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4744867/26 . (22) 27.09.89 (46) 23.03.92. Бюл, М 11 (71) Башкирское специальное конструкторско-технологическое бюро научно-производственного объединения "Грознефтехим" (72) Ф.P.Èñìàãèëîâ, С.А.Моисеев и В.Н.Павлычев (53) 663.632 (088.8) (56) Технологический регламент опытно-промышленной установки переработки сернистощелочных стоков ПО "Салаватнефтеоргсинтез, 1988, с. 1 — 9, (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СЕРН,СТОЩЕЛОЧНЫХ СТОЧНЫХ ВОД
Изобретение относится к нефтегазоперерабатывающей промышленности и может быть использовано в процессе сернистощелочной очистки отходов производства щелочной сероочистки углеводородного сырья.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ очистки сернистощелочных сточных вод путем разрушения их диоксидом углерода с последующим выделением сероводорода, который служит сырьем для получения серной кислоты.
Недостатком способа является низкая интенсификация процесса из-за длительного времени контакта диоксида углерода с сернистощелочными сточными водами, т;к. время контакта зависит от объема. подачи
SU 1721023 А1 (я)ю С 02 F 1/20, C 01 В 17/00 (57) Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано в процессе сернистощелочной очистки отходов производства щелочной сероочистки углеводородного сырья, Очистку сернистощелочных сточных вод осуществляют путем разрушения их диоксидом углерода с последующим выделением сероводорода, который окисляют стехиометрическим количеством кислорода в псевдоожиженном слое алюмомагнийхромового катализатора с последующей конденсацией среды, а газообразные продукты окисления, содержащие остаточной серы
32 — 48 r на 1 м сернистощелочных сточных
3 вод, направляют на рециркуляцию. Степень очистки составляет -95%. 1 з,п,ф-лы, 2 табл. диоксида углерода. Опыт эксплуатации опытно-промышленной установки очистки сернистощелочных сточных вод Салаватского НХК показал, что время контакта диоксида углерода и сточных вод составляет
2,2 ч и является ограничителем производительности установки при увеличении объема стоков. При этом также происходит значительный безвозвратный расход диоксида углерода — 60 м на 1 м сернистоще3 3 лочного стока. Недостатком способа является также низкая степень очистки—
80 .
Целью изобретения является повышение степени очистки и сокращение продолжительности процесса.
Достигается это тем, что способ очистки сернистощелочных сточных вод, включающий карбонизацию их диоксйдом углерода
1721023
15 натрия (йа23), мас.
Содержание гидросульфида натрия (Na H S),мас.
Не менее 1,1
0 1 r/M и последующую переработку выделившегося при этом сероводорода на элементарную серу, причем на стадию карбонизации подают газообразные продукты, полученные при сжигании выделившегося сероводорода и последующей конденсации из них серы до остаточного содержания ее 32 — 48 г на 1 м сточной воды. Сжигание сероводорода ведут в псевдоожиженном слое алюмомагнийхромового катализатора, содержащего 10 — 26 мас. хромита магния и 74 — 90 мас. оксида алюминия.
Техническая сущность предлагаемого спбсоба заключается в том, что процесс переработки (очистки) сернистощелочных стоков основывается на реакции карбонизации, в результате которой водные растворы едкой щелочи, сульфиды натрия, гидросульфиды натрия превращаются в растворы бикарбонатов и карбонатов натрия, причем сульфиды натрия и гидросульфиды натрия удаляются из стоков в виде сероводорода, а феноляты натрия превращаются в фенолы.
Процесс карбонизации стоков происходит посредством обработки стоков углекислым газом по следующим реакциям:
NaS+ C0z+H20= NaHS+ йаНСОз
NaHS+ C02+ H20 = йаНСОз+ Н2$
2N а Н S + С 02+ Н20= йа2СОз + 2 Н25
2RQH 2Na0H + COz = йа2СОз+ Н20 Характеристика исходных сернистощелочных фенолсодержащих стоков следующая: Углекислый газ, мас. 97,1 Сероводород, мас. 1,6 Кислород, мас. 0,1 Содержание щелочи (NaOH), мас. Содержание сульфида Удельный вес Не более 1,07 В табл. 1 приведен фактический состав исходных сернистощелочных фенолсодержащих стоков и смеси газов сероводорода и углекислого газа, отходящих с опытнопромышленной установки очистки сернистощелочных сточных вод, определенных ЦЗЛ. В соответствии с регламентом (см. и. 6) эта смесь сбрасывается на факел. При этом, как видно из данных табл. 1, содержание .сероводорода в смеси газов достигает 25 . Окисление сероводорода стехиометрическим количеством кислорода именно в псевдоожиженном слое алюминиймагнийх20 50 ромового катализатора вызвано тем, что содержание сероводорода в смеси с углекислым газом в продукте карбонизации составляет от 8,0 до 25, а получить серу из такой смеси газов можно только в условиях псевдоожиженного режима. Окисление газов, содержащих до 25 сероводорода, в стационарном слое катализатора невозможно из-за температурных перегревов, В предлагаемом изобретении совокупность отличительных признаков содержит один новый признак — газообразные продукты окисления, содержащие 32 — 48 г остаточной серы на 1 м сточной воды, направляют на рециркуляцию. В предлагаемом способе сера, содержащаяся в газообразных продуктах окисления, проявляет новое свойство, а именно активизирует процесс разрушения сернисто-щелочных стоков диоксидом углерода, в результате чего повышается степень очистки и скорость карбонизации. Способ осуществляют следующим образом. Сернистощелочную сточную воду из нефтеловушки подают в приемный резервуар, подогревают и с температурой 95 С направляют в колонну-карбонизатор, в которую подают двуокись углерода и водяной пар. С низа колонны выводят образовавшиеся карбонаты, а выделяющийся сероводород, выносимый двуокисью углерода и паром, окисляют стехиометрическим .количеством кислорода в псевдоожиженном слое алюминиймагнийхромово)о катализатора с последующей конденсацией серы в конденсаторе, а газообразные продукты окисления, содержащие вместе с диоксидом углерода остаточной серы 32-48 на 1 м сточной воды, направляют на рециркуляцию. Сжигание сероводорода ведут в псевдоожиженном слое алюмомагнийхромового катализатора, содержащего 10-26 мас.% хромита и 74 — 90 мас. оксида алюминия (ТУ 6-09-5505-88), Пример 1. На опытной установке Салаватского НХК осуществляют очистку сернистощелочных сточных вод, являющихся отходами в процессе щелочной сероочистки углеводородного сырья, Условия опыта следующие: исходное содержание сернистощелочных компонентов в сточной воде составляет 2,8-мас, ( скорость подачи сернистощелочных сточных вод 2,5М /ч содержание серы в диоксиде углерода количество подаваемого 1721023 на окисление кислорода 2,4 м /ч время контакта 2,2 ч В контактный аппарат-карбойизатор подают нагретую до 95 С сернистощелочную сточную воду (СЩС) со скоростью под- 5 ачи 2,5 м /ч, диоксид углерода со скоростью з подачи 100 м /ч и водяной пар. С низа колонны выводят образовавшиеся карбонаты, выделившийся сероводород, выносимый двуокисью углерода и паром, окисляют сте- 10 хиометрическим количеством кислорода в псевдоожиженном слое катализатора с последующей конденсацией серы в конденсаторе. В качестве катализатора используют алюминиймагнийхромовый ИК-12-72 отече- 15 ственного производства. Определяем степень очистки СЩС в зависимости от количества подаваемой на рециркуляцию остаточной серы, содержания серы в диоксиде углерода при постоянном времени 20 контакта. Газообразные продукты окисления, содержащие вместе с диоксидом углеоода от 4 до 64 r остаточной серы на 1 м СЩС, направляют на рециркуляцию, причем рас- 25 ход диоксида углерода определяется в основном затратами на Оеакцию карбонизации и составляет 10 м на 1 м СЩС, а содержание остаточной серы в диоксиде углерода регулируется температу- 30 рой конденсатора серы; так при 148 С содержание серы 0 1 гlм . Повышение темз пературы до 155, 162, 170, 174 С позволяет поддержать содержание остаточной серы до 0,4; 0,8; 1,0; 1,2 и 1,6 г/м соответственно. 35 Зависимость степени очистки сернистощелочных сточных вод от количества подаваемого на рециркуляцию остаточной серы приведена в табл. 2. Как видно из данных таблицы, степень 40 очистки СЩС зависит от количества подаваемого на рециркуляцию вместе с диоксидом углерода остаточной серы. Так, при подаче остаточной серы в количестве 4 г на 1 м СЩС степень очистки составляет 85,2 . 45 При подаче остаточной серы в количестве 32-48 г на 1 м СЩС достигается наибольз шая степень очистки — 95 При подаче остаточной серы в количестве меньшем 32 г, например 16 r на 1 м СЩС, — низкая 50 степень очистки — 88,3, из-за того, что это количество серы недостаточно для активизации процесса разрушения СЩС диоксидом углерода. При подаче остаточной серы в количестве большем 48 r на 1 м СЩС степень 55 очистки не повышается. Пример ы 7 — 9. Аналогично примеру 1, определяют степень очистки СЩС и время контакта в зависимости от скорости подачи СЩС при постоянном содержании серы в диоксиде углерода 1,0 г/м, подаче на рециркуляцию постоянного количества остаточной серы -40 r на 1 м СЩС. Скорость подачи СЩС регулируют от 3,6 до 4,5 м /ч. Пропорционально скорости подачи СЩС возрастает расход диоксида углерода с 14,4 до 18 м на 1 м СЩС. Время контакта при этом з з уменьшается до 1,2 — 1,5 ч. Степень очистки при этих условиях достигается 95 (,. Анализируя данные таблицы, можно сделать вывод, что максимальная степень очистки СЩС достигается при подаче на рециркуляцию вместе с диоксидом углерода 32 — 48 г остаточной серы, время контакта при этом 1,2 ч. Снижение времени контакта с 2,2 до 1,2 ч позволяет повысить производительность контактного аппаратакарбонизатора в 1,8 раза. Использование предлагаемого способа позволяет повысить степень очистки сернистощелочных сточных вод с 80 до 95 за счет подачи на рециркуляцию остаточной серы в количестве 32 — 48 г на 1 м сернистоз щелочных сточных вод; уменьшить время контакта диоксида углерода с сернистощелочными сточными водами с 2,2 до 1,2 ч, что позволяет повысить производительность контактного аппарата-карбонизатора в 1,8 раза; снизить расход диоксида углерода с 60 м на 1 м сернистощелочных з з сточных вод до 10, т,к. расход диоксида углерода по предлагаемому способу определяется в основном затратами на реакцию карбонизации. Формула изобретения 1. Способ очистки сернистощелочных сточных вод. включающий карбонизацию их диоксидом углерода и последующую переработку выделившегося при этом сероводорода на элементарную серу, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки и сокращения продолжительности процесса, на стадию карбонизации подают газообразные продукты, полученные при сжигании выделившегося сероводорода и последующей конденсации из них серы до остаточного содержания ее 32 — 48 г на 1 м Сточной воды. з 2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что сжигание сероводорода ведут в псевдоожиженном слое алюмомагнийхромового катализатора, содержащего 10-26 мас. хромита магния и 74-90 мас; оксида алюминия. 1721023 Таблица1 Количественный состав газов,направляемых на ОПУ Компонентный состав газб!3, Анализ количественного состава газов, отходящих с ОПУ Отсутствует 0,1 0,4 Отсутствует То же Следы 0,2 1 5 0»1 Отсутствует То же 84,5 Отсутствует 0,2 О»7 Отсутствует То же «I!» . «!!« То же 60,0 89,5 97»1 Отсутствует Отсутствует Отсутствует Следы Отсутству" ет То же iC>)8 (о То же То же «! I «!!» пС< Hfff Следы 1,6 8 9 8,9 25,8 Н Б 3-С5Н ее Отсутствует Отсутствует Отсутствует То же Следы Следы 0,8 пС Н, То же То же 4,8 1,6 7,8 с н„ Таблица2 Показатели зффектнвности карбонизации Подача сернисто-щелочных сточных еод Подача диоксида углерОда Помер примера исходное содериание сер «« ннсто-щелочных компонентов CttIC,»ec. 2 Со содеркание сернисто-щеЛОЧНЫХ КОНпонентов на выходе с реактора,насА с, скорость подачи, (м») на ! н» сточных еод скорость подачи, н»/ч степень очистки Со-С< Со Известный способ Пе подда- 2,5 2,8 етсв 0,6 40 (ОО 40 2 ° 2, 75 Не сойерр»е> т" сл То ие О ° 48 0,47 2,2 80 2>2 82 2 !50 60 3 200 60 2,5 2,5 Предлагаемый 2 5 2,5 2>5 2,5 2,5 2,5 3,6 4,2 4.5 То»ф «» 0,42 tf » 0,2В О>!4 О>!4 О,(3 О,!3 О, 4 О, 9! 3 6 7 в 9 н б @а с„ Воздух 700 48 ! ОО 48 ! ОО 4tf f80 40 (ОО 48 ! ОО 40 (ОО 4О ФОО 40 ! ОО 40 о,! 8,4 0,8 !,О 2,2 f,6 ),О (>О !,О содериание серы с дноксидои уг" лерода > r/e» f6 32 48 64 4О гка!а ив остаточной ceps внеста с ДКОКСИдои (в r) на тм» сточной ЕОДЫ. 2,8 2,8 способ 2,8 2,6 2,8 2,8 г,в 2,8 2,8 г,в 2,8 2 2 85,2 2,2 88,3 2,2 94,5 2,2 95,0 2,2 95,0 2,2 95,1 ! ° 5 95,2 !,3 95,0 1,2 94,0 Отсутствует 1,0 5,2 0,2 Отсутствует расход д>ю исида углерода (н») на ! н» сернисто-ще лочных сточных вод (0>0 ! О,О l0iO ! О,О ! О,О ! О,О ! 4,4 ! 6,7 ! 8,0
