Комплекс оборудования химического блока коксохимического предприятия
Полезная модель относится к коксохимической промышленности и предназначена для переработки коксового газа и смол. Задачей полезной модели является создание на коксохимическом предприятии возможности для производства нового ассортимента продуктов, имеющих высокую добавленную стоимость, снижения опасности загрязнения окружающей среды. Для этого технологический комплекс, включающий устройства для охлаждения и очистки прямого коксового газа, узел очистки смолы и сборник сконденсированной смолы, дистилляционную колонну для выделения сырого бензола и устройство улавливания сырого бензола, устройство для ректификации сырого бензола, а также устройство переработки смолы, содержит для переработки смолы аллотермический газогенератор, дополнительно содержит устройство для выделения водорода из коксового газа, в качестве которого выступает адсорбер, содержит газовый смеситель для получения синтез-газа из смеси водорода с продуктами газофикации смоловодяной эмульсии, а также установку каталитического синтеза моторного топлива.
Данная полезная модель относится к коксохимической промышленности. Известен комплекс устройств химического блока коксохимического предприятия (см., например, С.А.Ахметов, М.Х.Ишмияров, А.А.Кауфман Технология переработки нефти, газа и твердых горючих ископаемых. Ст.Петербург.Н едра. 2009). Он обычно включает газосборник коксовых батарей и следующие устройства для: первичного и конечного охлаждение коксового газа с конденсацией смолы и воды; отстоя смолы от воды, дешламации смолы, улавливания или сжигания аммиака; улавливания легких пиридиновых оснований; очистки коксового газа от нафталина, цианистого водорода и сероводорода; улавливания и выделения из поглотителя сырого бензола; ректификации сырого бензола, дистилляции смолы, окисления пека, получения пекового кокса, очистки сточных вод, утилизации жидких отходов
В приложении дан рисунок известного комплекса (С.А.Ахметов, М.Х.Ишмияров, А.А.Кауфман Технология переработки нефти, газа и твердых горючих ископаемых. Ст.Петербург. Недра. 2009. с 599-601), где присутствуют устройства
1. Первичного и конечного охлаждение коксового газа с конденсацией смолы и воды;
2. Отстоя смолы от воды.
3. Дешламации смолы
4. Улавливания или сжигания аммиака;
5. Улавливания легких пиридиновых оснований;
6. Очистки коксового газа от нафталина, цианистого водорода и сероводорода;
7. Улавливания и выделения из поглотителя сырого бензола;
8. Ректификации сырого бензола
9. Дистилляции смолы
10. Окисления пека.
11. Получения пекового кокса
12. Очистки сточных вод;
12. Утилизации жидких отходов;
Недостатком существующего комплекса оборудования химического блока коксохимического предприятия является то, что он предназначен для реализации устаревших технологий. Особенно это относится к наиболее крупнотоннажным продуктам смоле и коксовому газу, утилизации жидких отходов. При переработке коксохимической смолы получают в основном дешевые технические продукты. Кроме того, на отечественном рынке появились иностранные производители более дешевого пека - самого массового и наиболее востребованного продукта смолопереработки. Существующая же экономическая ситуация не благоприятствует развитию технологий дистилляции и ректификации смолы, в направлении углубления, т.е. освоения новых видов продукции, таких как метилнафталины, аценафтен, дифениленоксид, флуорен, антрацен, карбазол, фенантрен, акридин, флуорантан, пирен, хризен и др.
Коксовый газ, основными компонентами которого являются водород (55-60% об.) и метан (22-25% об), используется после выделения смолы, сырого бензола и очистки (так называемый «обратный коксовый газ») только как энергоноситель, избыточные количества которого иногда подвергаются факельному сжиганию. В то же время в Японии водород коксового газа рассматривается в ближайшем будущем в качестве основного ресурса экологически чистой водородной энергетики и экологически чистого водородного автомобильного топлива.
Весьма сложными являются проблемы очистки химически загрязненных вод, получаемых в процессе коксования в количестве, сопоставимом с выходом смолы, утилизации жидких отходов химического блока.
Задачей полезной модели является создание на коксохимическом предприятии возможности для производства нового ассортимента продуктов, имеющих высокую добавленную стоимость, снижения опасности загрязнения окружающей среды. Эта задача достигается введением изменений в структуру комплекса устройств переработки коксового газа и смолы.
Для решения поставленной задачи комплекс оборудования химического блока коксохимического предприятия, включающий газосборник коксовых батарей, первичный газовый холодильник по входу соединенный с газосборником по потоку газа, механизированный осветлитель, соединенный по входу с газосборником и первичным газовым холодильником по потоку смолы и воды и, соединенный по выходу со сборниками воды смолы, фусов и жидких отходов; устройство глубокой очистки от нафталина, аммиака, соединенное по входу газа с первичным газовым холодильником, и по выходу жидких продуктов со сборником жидких продуктов, устройство конечного охлаждения газа и улавливания сырого бензола, соединенного по входу газа с устройством глубокой очистки газа, устройство для выделения сырого бензола, соединенное по входу с устройством конечного охлаждения и улавливания сырого бензола последующим улавливанием из него сырого бензола, устройство для ректификации сырого бензола, соединенное по входу с устройством для выделения сырого бензола, отличается тем, что в состав данного комплекса дополнительно включены диспергатор для приготовления водосмоляной эмульсии, соединенный по входу с мехосветлителем со сборниками смолы, воды, фусов, жидких отходов, аллотермический газогенератор смоловодяной эмульсии, соединенный по входу с диспергатором, газгольдер водяного газа, соединенный по входу с аллотермическим газогенератором, устройство для выделения водорода из коксового газа, соединенное по входу с устройством конечного охлаждения и улавливания сырого бензола, газгольдер водорода, соединенный по входу с устройством выделения водорода из коксового газа, смеситель для поучения синтез-газа, соединенный по входу с газгольдером водяного газа и газгольдером водорода., устройство для синтеза моторного топлива, соединенное по входу со смесителем для получения синтез-газа
На рисунке показан заявляемый комплекс устройств химического блока коксохимического предприятия. В предлагаемый комплекс входят: Газособорник 1 коксовых батарей, первичный газовый холодильник 2, мехосветлитель 3 со сборниками воды смолы, фусов и технологических жидких отходов, устройства 4 для очистки коксового газа от нафталина и аммиака, устройство 5 для конечного охлаждения газа и улавливания сырого бензола., а также: диспергатор 6 для получения смоловодяной эмульсии, аллотермический газогененератор 7 для смоловодяной эмульсии с кольцевой топкой, газгольдер 8 водяного газа. Кроме этого содержит устройство 9 для выделения водорода из коксового газа, газгольдер 10 водорода, смеситель 11 водорода и водяного газа для получения синтез-газа, устройство 12 для синтеза моторных топлив. А также устройство 13 для выделения сырого бензола и устройство 14 для ректификации сырого бензола.
Комплекс функционирует следующим образом.
Коксовый газ, охлажденный в газосборнике 1 коксовых батарей с 800 до 80°С, поступает в первичный газовый холодильник 2. Сконденсировавшиеся в газосборнике смола и вода поступают в механизированный осветлитель (мехосветлитель) 3 со сборниками воды смолы, фусов и жидких отходов 3. В первичном газовом холодильнике коксовый газ охлаждается до температуры 30°С и выделившиеся дополнительные количества смолы и воды также поступают в мехосветлитель со сборниками 3. Затем, коксовый газ направляется на устройство глубокой очистки от нафталина, аммиака. 4 Выделенные на этом участке жидкие отходы с примесями также поступают в соответствующий сборник мехосветлителя 3. Коксовый газ направляется в устройство конечного охлаждения газа и улавливания сырого бензола 5, а затем поступает в устройство для выделения водорода 9, Водород собирается в газгольдер 10 а обезводороженный «богатый» газ используется для отопления батарей и кольцевой топки газогенератора
Смесь смолы, воды, фусов и жидких отходов из сборников мехосветлителя 3 направляется в диспергатор 6 для приготовления смоловодяной эмульсии, которая затем поступает в аллотермический газогенератор 7, обогреваемый продуктами горения части обезводороженного «богатого» газа содержащего более 60% об. метана. В аллотермическом газогенераторе 7 в результате взаимодействия смолы и отходов с парами воды при температуре 900-1000°С продуцируется водяной газ, состоящий из: 50% об СO+50% об Н2. Водяной газ поступает в газгольдер 8. Затем, водяной газ из газгольдера 8 обогащается по содержанию водорода из газгольдера 10 в смесителе для получения синтез-газа 11 до соотношения Н2:СО=2:1. Остальной водород является товарным продуктом предприятия. Полученный в газовом смесителе 11 синтез-газ направляется на устройство 12 каталитического синтеза моторного топлива:
высокооктанового бензина и дизельного топлива
Попутные газы синтеза моторных топлив будут использоваться для генерации электроэнергии на газотурбинной установке (ГТУ).
Сырой бензол, выделенный из поглотителя на устройстве 13, направляется на устройство ректификации сырого бензола 14 с получением высококачественных сортов чистого бензола и его гомологов.
Предлагаемый комплекс по сравнению с традиционным не содержит устройств для дешламации смолы, в 2, 5 раза уменьшается количество избыточной воды.
Все устройства и процессы являются устройствами последнего поколения и отработаны для промышленного использования.
Использование предлагаемого комплекса позволит получить ежегодно на предприятии мощностью 3 млн. т кокса/год вместо 80 тыс.т дешевых технических масел и 80 тыс.т пека следующую продукцию:
Автобензин с ОЧ 90-100-110 тыс.т
Дизельное топливо - 10-11 тыс.т
Водород - 500-550 млн. м3
Бензол высокой чистоты - 25-30 тыс.т
Электроэнергия. 25-30 МВт
Рентабельность хмического блока повышается на 25%
Комплекс устройств химического блока коксохимического предприятия, включающий газосборник коксовых батарей, первичный газовый холодильник, по входу соединенный с газосборником, механизированный осветлитель со сборниками воды, смолы, фусов и жидких отходов, соединенный по входу с газосборником и первичным газовым холодильником, соединенный по выходу со сборниками воды, смолы, фусов и жидких отходов, устройство для очистки газа от нафталина, аммиака, соединенное по входу с первичным газовым холодильником и по выходу - со сборниками воды, смолы, фусов и жидких отходов, устройство конечного охлаждения газа и улавливания сырого бензола, соединенное по входу с устройством очистки газа от нафталина, устройство для выделения сырого бензола, соединенное по входу с устройством конечного охлаждения и улавливания сырого бензола, устройство для ректификации сырого бензола, соединенное по входу с устройством для выделения сырого бензола, отличающийся тем, что в состав данного комплекса дополнительно включены диспергатор для получения смоловодяной эмульсии, соединенный по входу со сборниками смолы, воды, фусов, жидких отходов, аллотермический газогенератор смоловодяной эмульсии, соединенный по входу с диспергатором, газгольдер водяного газа, соединенный по входу с аллотермическим газогенератором, устройство для выделения водорода из коксового газа, соединенное по входу с устройством конечного охлаждения и улавливания сырого бензола, газгольдер водорода, соединенный по входу с устройством выделения водорода из коксового газа, смеситель для получения синтез-газа, соединенный по входу с газгольдером водяного газа и газгольдером водорода, устройство синтеза моторного топлива, соединенное со смесителем для получения синтез-газа.
