Способ удаления отложений с хордовых насадок бензольных скрубберов

Изобретение относится к производству кокса, в частности к удалению отложений с металлической поверхности жидкими моющими средствами. Способ включает выведение из технологического оборота коксового газа, пара, 29-31 об.% поглотительного масла, добавление в его оставшуюся часть растворителя - 31-29 об.% фенольного масла. Размывание отложений проводят при постоянной циркуляции промывочной смеси, температуре 55-65°С в течение 3,0-3,5 ч. Промывочную смесь выводят из оборота и подают на пополнение цикла свежего поглотительного масла. Изобретение эффективно удаляет отложения, повышает производство сырого бензола за счет исключения остановок бензольных скрубберов на замену хордовых насадок. 3 табл.

 

Изобретение относится к производству кокса, в частности к удалению отложений жидкими моющими средствами с металлической поверхности.

Известен способ очистки насадки бензольных скрубберов, включающий последовательную промывку насадки каменноугольной смолой и горячим соляровым поглотительным маслом путем закачивания смолы, ее подогрева и подачи в скруббер, откуда самотеком она возвращается в сборник (Петренко В.Г., Авдеев Ю.Е., Антонов А.В., Кириллов В.А., Малухина В.Л. Очистка насадки бензольных скрубберов каменноугольной смолой и горячей аммиачной водой // Кокс и химия. - 1973 - №10 - С.32).

Растворяющая способность каменноугольной смолы невелика, причем при снижении температуры смола загустевает и дополнительно забивает насадки скрубберов.

Известен также способ размывания отложений в теплообменной аппаратуре бензольного отделения, в том числе удаления отложений с хордовых насадок бензольных скрубберов, включающий выведение из технологического оборота коксового газа, пара, максимально поглотительного масла, добавку растворителя, в качестве которого использованы кубовые остатки пиридиновых оснований (30 об.%) с рН 8,6; содержанием пиридиновых оснований 57%, фенолов 0,1%, золы 0,07%, добавляемые в оборотное поглотительное масло, размывание отложений при постоянной циркуляции промывочной смеси в обычном технологическом режиме, вывод из оборота промывочной смеси и подачу на пополнение свежего поглотительного масла (Корчаков С.А., Трофимов Е.Г., Устюгов Н.Г., Якушева Е.А. Размывание отложений в теплообменной аппаратуре бензольного отделения // Кокс и химия. - 2000 - №5 - С.31-33).

Недостатками известного способа является значительная продолжительность удаления отложений, использование дорогостоящего соединения в качестве растворителя.

Задачей изобретения является повышение эффективности удаления отложений, повышение производства сырого бензола за счет исключения остановок бензольных скрубберов на замену хордовых насадок.

Поставленная задача достигается тем, что в способе удаления отложений с хордовых насадок бензольных скрубберов, включающем выведение из технологического оборота коксового газа, пара, части поглотительного масла, добавление в его оставшуюся часть растворителя, размывание отложений при постоянной циркуляции промывочной смеси, выведение последней из оборота и подачу на пополнение цикла свежего поглотительного масла, согласно изобретению выводят из технологического оборота 29-31 об.% поглотительного масла, добавляют в качестве растворителя 31-29 об.% фенольного масла, проводят размывание отложений при температуре 55-65°С в течение 3,0-3,5 час.

Технический результат заключается в том, что своевременное, эффективное и оперативное удаление отложений с хордовых насадок бензольных скрубберов после размывания отложений фонолами, содержащимися в смеси поглотительного и фенольного масел, позволяет снизить сопротивление скрубберов до 250 мм водяного столба, что обеспечивает дополнительное производство сырого бензола, снижение его себестоимости за счет сокращения потерь бензольных углеводородов с коксовым газом и затрат на ремонт скрубберов по замене насадок.

Экспериментально установлено, что добавление в поглотительное масло в качестве растворителя фенольного масла менее 29 об.% приводит к значительному снижению степени растворения отложений. Увеличение содержания фенольного масла более 31 об.% экономически нецелесообразно из-за нерационального его использования, т.к. дальнейшее повышение эффективности удаления отложений не наблюдается.

Необходимость выведения из технологического оборота поглотительного масла в объеме, равном объему добавляемого растворителя, обусловлена выполнением требования сохранения постоянства объема промывочной смеси в бензольных скрубберах и подтверждена промышленными испытаниями.

Постоянная циркуляция промывочной смеси из поглотительного и фенольного масел в технологическом обороте более 3,5 ч нежелательна, т.к. отложения уже удалены (сопротивление бензольных скрубберов минимально - 250 мм водяного столба), дальнейшая задержка работы скрубберов по производству сырого бензола экономически не оправдана. Удаление отложений менее 2,5 ч нецелесообразно, т.к. зафиксированы остатки отложений на поверхности хордовых насадок, что дополнительно подтверждено повышением сопротивления скрубберов с 250 до 340 мм водяного столба, т.е. снижением эффективности удаления отложений.

Температурный интервал удаления отложений с хордовых насадок бензольных скрубберов определен в пределах 55-65°С. Удаление отложений при температуре ниже 55°С затруднено, т.к. температура кристаллизации осадка равна 45°С, поэтому нижний предел температуры промывки с учетом потерь тепла в окружающую среду принят равным 55°С. Каменноугольное поглотительное масло представляет собой многокомпонентную смесь органических соединений с различными физико-химическими характеристиками. Например, компоненты: нафталин, аценафтен, дифениленоксид, флуорен, антрацен способны образовывать эвтектические смеси, температура кристаллизации которых ниже температуры кристаллизации самих компонентов, составляющих эти смеси. Удаление отложений при температуре выше 65°С нецелесообразно из-за повышения температуры промывочной смеси, а также испарения и перехода в газообразное состояние содержащихся в промывочной смеси легколетучих компонентов (нафталин, например, переходит в паровую фазу). При подъеме температуры на 5°С увеличивается содержание нафталина в коксовом газе в 1,5 раза (Справочник коксохимика, т.3, Металлургия, М., 1966, с.153), соответственно уменьшается его содержание в эвтектической смеси. Возрастает вероятность выпадения в осадок высококипящих кристаллизующихся компонентов, таких как аценафтен, флуорен и др., температура плавления которых 70°С и выше (Кокс и химия. - 1986 - №4, с.32-35).

Пример. Заявляемый способ удаления отложений с хордовых насадок бензольных скрубберов испытан в бензольном отделении цеха химического улавливания №2 коксохимического производства открытого акционерного общества «Западно-Сибирский металлургический комбинат».

Предварительно взятые с хордовых насадок бензольных скрубберов отложения выдерживали (в условиях коксохимической лаборатории комбината) одно и то же время в смеси поглотительного и фенольного масел, содержание которых в смеси варьировали. Лабораторными исследованиями установлено, что промывочная смесь с содержанием фенольного масла в пределах 29-31 об.% (примеры 2, 3, 4, таблица 1) обеспечила оптимальную (94-100%) степень растворения имеющегося осадка и была рекомендована для промышленного использования. Содержание компонентов в поглотительном, фенольном и оборотном маслах, температура плавления каждого компонента приведены в таблице 2.

Перед промывкой хордовых насадок бензольные скруббера отключали по коксовому газу и пару. Часть 50 м³ (30 об.%) оборотного поглотительного масла, находящегося в технологическом цикле, выводили из оборота. К оставшемуся поглотительному маслу добавляли 50 м³ (30 об.%) фенольного масла. Промывку проводили при 60°С при постоянной циркуляции смеси в течение 3 ч, после чего из технологического оборота выводили 70 м³ промывочной смеси, а на пополнение цикла подавали столько же (70 м³) свежего поглотительного масла.

После удаления отложений сопротивление бензольных скрубберов снизилось до 260 мм водяного столба, а потери бензольных углеводородов с коксовым газом уменьшились до 1,3 г/м³ (II очередь) и до 3,1 г/м³ (III очередь) (таблица 3).

Испытания подтвердили, что реализация заявляемого способа удаления отложений при соблюдении параметров в заявляемых пределах (примеры 2-4) обеспечивает эффективное удаление отложений с хордовых насадок скрубберов. Практические данные доказали, что параметрами при осуществлении способа можно варьировать, однако изменение параметров за заявляемые пределы нежелательно (примеры 1, 5), т.к. эффективность удаления отложений, а также производство сырого бензола снижается.

Реализацией заявляемого способа удаления отложений с хордовых насадок бензольных скрубберов достигается высокая степень растворения отложений, что обеспечивает снижение сопротивления скрубберов, увеличение поверхности соприкосновения коксового газа и поглотительного масла, приводящее к снижению потерь бензольных углеводородов с коксовым газом, затрат по замене насадок, в результате чего повышается производство сырого бензола, т.е. улучшаются технико-экономические показатели работы коксохимического производства в целом.

Заявляемый способ промышленно применим на коксохимических подразделениях металлургических предприятий, а также коксохимических предприятиях для удаления отложений с теплообменной аппаратуры, в том числе с хордовых насадок бензольных скрубберов.

Таблица 1
№ опыта	Состав смеси, об.%	Время растворения осадка, мин	Вес осадка, г	Степень растворе-ния, %
Поглоти-тельное масло	Фенольное масло	до растворения	после раство-рения
1	72	28	10	12,45	2,11	83
2	71	29	10	13,42	0,78	94
3	70	30	10	14,13	0,32	98
4	69	31	10	13,91	-	100
5	68	32	10	14,28	-	100
Таблица 2
Компонент	Температура плавления, °С	Фенольное масло, об.%	Исходное поглоти-тельное масло, об.%	Поглотительное масло с добавлением фенольного масла, об.%
До промывки	После промывки
Фенолы	41,43	28,70	0	10,12	1,80
Инден	-2,59	14,67	0,48	4,93	4,07
Нафталин	80,3	10,60	6,23	7,94	3,53
β,α-метилнафталины	β 34,6; α - 30,5	32,23	4,59	12,88	8,45
Дифенил	69,0	11,71	5,71	7,51	6,42
Диметилнафталины	97÷145	0	3,19	2,15	1,06
Аценафтен	95	0,57	14,72	10,48	7,69
Дифениленоксид	86	0,99	14,23	10,05	8,94
Флуорен	116	0,53	13,67	10,23	9,11
Антрацен	216	0	5,95	4,16	5,13
Тяжелый остаток		0	27,04	19,55	41,88
А-фракция		0	1,15	0,81	1,84
Зола		0,001	0,02	0,018	0,08
Таблица 3
Показатель	До промывки	После промывки
Время промывки, ч	0	2,5	3,0	3,2	3,5	4,0
Сопротивление бензольных скрубберов, мм вод. ст.	570	340	260	255	250	250
Потери бензольных углеводородов с коксовым газом, г/м3	II очередь	2,6	1,7	1,3	1,2	1,1	1,1
III очередь	4,5	3,6	3,1	2,9	2,8	2,8

Способ удаления отложений с хордовых насадок бензольных скрубберов, включающий выведение из технологического оборота коксового газа, пара, части поглотительного масла, добавление в его оставшуюся часть растворителя, размывание отложений при постоянной циркуляции промывочной смеси, выведение последней из оборота и подачу на пополнение цикла свежего поглотительного масла, отличающийся тем, что выводят из технологического оборота 29-31 об.% поглотительного масла, добавляют в качестве растворителя 31-29 об.% фенольного масла, проводят размывание отложений при температуре 55-65°С в течение 3,0-3,5 ч.