Способ очистки коксового газа от сероводорода

 

Изобретение относится к очистке газов от сероводорода и может быть использовано в коксохимической промышленности. Для упроощения процесса очистки и повышения селективности извлечения сероводорода в коксовый газ добавляют аммиак в виде концентрированной аммиачной воды, причем аммиачную воду направляют в газосборник и в газ. подаваемый в сероводородный абсорбер. Молярное соотношение в газе МНз : HaS поддерживают в соответствии со стехиометрией химической реакции. 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s С 10 К 1/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4782388/26 (22) 15,01.90 (46) 07.03.92. Бюл. ¹ 9 а (71) Восточный научно-исследовательский углехимический институт (72) А.Н. Стародубцев, В.Г. Назаров, В.Г. Вшивцев, К.В. Зелинский и Н.Б. Волги- на (53) 66.074,3 (088.8) (56) Заявка Великобритании

¹ 1455204, кл. С 10 К 1/12, 1976. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ КОКСОВОГО ГАЗА

ОТ СЕРОВОДОРОДА

Изобретение относится к коксохимической промышленности и может быть прйменено при очистке от сероводорода коксового газа.

Исходя из современных требований, касающихся защиты окружающей среды, .e очищаемом коксовом газе должно быть понижено, в первую очередь, содержание H2S.

При очистке коксового газа от H2S по аммиачному способу используется аммиак, связывающий в процессе промывки кислые компоненты газа. Насыщенный поглоти-. тельный раствор регенерируется в раскислителе, кислые компоненты поступают на установку переработки, а аммиак, как растворенный в воде, так и газообразный, возвращается на стадию абсорбции. В данном процессе нужно добиться селективности извлечения H2S в присутствии избытка диоксида углерода, содержащегося в коксовом газе. Диоксид углерода, улавливаемый вместе с H2S при абсорбции, повышает коррозионную активность поглотителькагараствора, является балластом при регенера(57) Изобретение относится к очистке газов от сероводорода и может быть использовано в коксохимической промышленности.

Для упроощения процесса очистки и повышения селективности извлечения серовадарада в коксовый гаэ добавляют аммиак в виде концентрированной аммиачной воды, причем аммиачную воду направляют в газосборник и в газ, подаваемый в сероводородный абсорбер. Малярное соотношение в газе ИНэ; Н23 поддерживают в соответствии со стехиометрией химической реакции.

1 ил., 1 табл.

3 ции pGGTBopoB, повышая энергоэатраты, отравляет катализатор при переработке сероводородного газа, Известен способ переработки коксово- ф го газа, включающий очистку его от Н23 аммиачной водой при одновременном охлаждении газа до 30 С и подачу аммиачо ° В них паров в серавадородный абсорбер. 4

Избыточная надсмольная вода, образующаяся при коксовании угля и содержащая

ИНэ, H2S и С02, подается в прамыватель 0 1 газа ат аммиака. аааееЬ

Недостатками данного способа являются сложность процесса, вызванная необходимостью подбора времени контакта фаз газ — жидкость путем изменения количества рециркулирующей жидкости, высокие энергетические затраты на охлаждение пароаммиачной смеси и паглотительнаго раствора, высакая корроэионная активность аммиачных паров, низкая селективность извлечения сероводорода.

Известен способ очистки коксового газа от.сераводарода, включающий очистку газа

1717619

ЗО

45 аммиачной водой с подачей в сероводородный скруббер охлажденных и насыщенных водяными парами аммиачных паров в специальном скруббере (концентраторе).

Недостатками этого способа являются установка дополнительного оборудования для подготовки газообразного аммиака и низкая селективнасть извлечения сероводорода, Известен способ улавливания сероводорода иэ коксового газа, включающий введение в коксовый газ перед Н25-абсарберам сжиженного аммиака, обработку газа аммиачным раствором и избыточной водой процесса коксования,i, последующую регенерацию паглотительнага раствора и подачу аммиачных паров из аммиачной колонны в раскислитель, Недостатками данного способа являются- установка дополнительного абарудавания для ректификации аммиака, подача избыточной надсмальной воды на стадию абсорбции сероводорода, низкая селективность извлечения HzS; повышенные энергетические затраты.

Известен способ очистки газа ат сероводорода, включающий выделение сероводорода в скрубберах с помощью разбавленного аммиачного раствора, с добавлением в коксовый гаэ перед абсорбцией газообразного аммиака в количестве 2 — 8 моль на 1 моль суммарного количества сероводорода и цианистого водорода, содержащихся в газе, Очистка обработанного таким образом газа осуществляется в три ступени в полых форсуночных скрубберах с помощью поглотительного раствора, содержащего аммиак с концентрацией, не превышающей 7 г/дм раствора, .

Недостатками этого способа являются необходимость установки дополнительных серавадарадных абсарберав, большой расход паглотительного раствора и низкая селективность извлечения H2S.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемаму является способ очистки каксавага газа ат сероводорода, закл ачающийся в охлаждении газа в газосббрнике, первичном охлаждении газа, очистке его от смолы и нафталина, подаче аммиака в гаэ, паследователы ом кантактиравании газа с водным аммиачным поглатительным раствором и водой. Серовадарадный газ передается на переработкуД яя получения элементарной серы или серной кислоты, аммиак и кислые газы, атдутые в аммиачной колонне, возвра.II„ àIoTñë в исходный коксовый газ перед первичными газовыми холодильниками (ПГХ) или сероводарадным абсорберам, Недостатками известного способа являются сложность процесса, обусловленная необходимостью установки нескольких серавадородных абсарберов, высокие энергетические затраты по перекачке значительных объемов паглатительного раствора, подача аммиака с примесью кислых компонентов в газ, низкая селективность извлечения сероводорода и высокая коррозионная активность среды.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, повышение селективности извлечения сероводорода и упрощение аппаратурнага оформления процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу очистки коксового газа от сероводорода, включающему охлаждение газа в гаэасбарнике и первичных холодильниках, очистку ат смолы и нафталина, подачу аммиака в газ, последовательное контактирование газа с водным аммиачным паглатительным раствором и водой, аммиак подают в коксовый гаэ в виде аммиачной воды, причем аммиачную воду направляют в газасборник и перед кантактированием газа с водным аммиачным паглатительным растворам, поддерживая при этом в коксовом газе малярное соотношение МНэ.Н2Я = 1;1.

Предлагаемый способ очистки каксавага газа от сероводорода с падачейаммиачнай воды перед ПГХ и перед серавадорадным абсорберам позволяет повысить сЕлективнасть извлечения сероводорода, сократить расходы на процесс очистки за счет сокращения числа ступеней контакта гаэ — жидкость; уменьшить количество ремонтов в процессе эксплуатации установки ввиду снижения карразианнай активности добавляемого в газ аммиака (жидкасть вместо парогазовой смеси), а также повысить степень очистки газа от Н23 за счет снижения температуры при промывке газа в серовадораднам абсарбере.

Эффект селективнога поглощения сероводорода в ПГХ и в серавадараднам абсар5ере после подачи аммиачной воды в газасбарьик и в гаэ перед серавадародным абсарберам получен неожиданно, поскольку ввиду большой сложности процессов, протекающих при первичном охлаждении коксового газа и очистке его ат HzS в сероводородном абсарбере, нельзя заранее orIределить, .в какой степени каждый из име ащихся в коксовом .газе компонентов (КНэ, H2S, НСК, СО2 и другие) поглотится канденсатам, образующимся в результате охлаждения коксового газа в ПГХ, а затем паглатительным раствором в серавадарод1717619

20 взаимодействует в первую очередь с H2S, поскольку из всех компонентов коксового 45

55 ном абсорбере, при осуществлении указанных приемов. о

Подача газообразного аммиака в газовую форму. позволяет избежать десорбции аммиака иэ поглотительного раствора в гаэ, а также по мере расходования МНз на химические реакции позволяет пополнять поглотитель новыми порциями этого реагента. С этой точки зрения селективность извлечения Н2$ по предлагаемому способу не должна заметно отличаться от селективности извлечения по известному способу. Однако предлагаемыми техническими приемами создаются условия для селективного удаления Н2$ из коксового газа конденсатом ПГХ и аммиачной водой в сероводородном абсорбере.

Причинно-следственная связь экспериментально обнаруженного эффекта с отличительными признаками технического решения может быть обьяснена с позиции изменения механизма процесса хемосорбции сероводорода и диоксида углерода из коксового газа аммиаком, находящимся в поглотительном растворе, и аммиаком, подаваемом в газ, По известному способу коксовый газ перед ПГХ подается пароаммиачная смесь в таком количестве, чтобы обеспечить избыток КНз по отношению к H2S в два и более раз. Большая часть газообразного ИНз переходит в конденсат газа ПГХ и в дальнейшем процессе сероочистки не участвует, а в конденсате, ввиду избытка аммиака, появляется заметное количество балластного

СО2, что делает конденсат газа непригодным для извлечения из него H2S, По предлагаемому способу после подачи аммиачной воды в коксовый газ, имеющий температуру более 800 С, происходит интенсивное испарение аммиака и воды в газовую фазу. Аммиак в момент испарения является активным химическим реагентом и газа сероводород раньше других вступает в химическую реакцию с ЬНз. Химическая реакция в газовой фазе приводит к образованию взвешенных частиц в объеме .газа, Далее частицы, содержащие главным образом H2S, КНз и Н20 улавливаются стекающим сверху конденсатом гза в первичных холодильниках. Таким образом, происходит селективное выделение H2S иэ газа,После ПГХ молярное соотношение

ЙНз:H2S в газе уменьшается ввиду лучшей растворимости аммиака в воде (в газовом конденсате), поэтому второй поток аммиачной воды подается в газ после ПГХ, т. е. перед сероводородным абсорбером. Газ s

40 нагнетателе компенсируется и поэтому переходит в перегретое состояние (ненасыщенное по влаге). При подаче в газ аммиачной воды в газовом потоке также происходит процесс испарения из аммиачной воды NH4 и k20. Селективность извлечения сероводорода в сероводородном абсорбере по предлагаемому способу можно объяснить процессом образования взвешенных капель раствора в газовой форме, содержащих главным образом ЙНЗ и H2S.

Это объясняется тем, что в газосборнике и в сероводородном абсорбере в предлагаемом способе при подаче аммиачной воды в газовый поток происходит испарительное охлаждение газа. образование продуктов химических реакций между МНз и кислыми компонентами в газовой фазе и последующее улавливание образующихся взвешенных частиц конденсатом ПГХ или поглотительным раствором в сероводородном абсорбере.

В предлагаемом способе используется свойство сероводорода вступать в химическую реакцию с ЙНз, мгновенно по сравнению с HCN и СО2 по реакции

МНз+ H2S = NH4HS молярное соотношение NH4: Н2$ - 1: 1).

Избыток аммиака (no известному способу в два и более раз приводит к прохождению побочных химических реакций с другими компонентами коксового газа.

Разделение вводимой аммиачной воды на отдельные потоки и подача одного иэ потоков в газосборник позволяет поддерживать молярное соотношение МНз. Н2$ не более 1; 1 в газе перед ПГХ, что дает возможным использовать ПГХ как первую ступень очистки газа от H2S.

Селективное поглощение сероводорода в ПГХ позволяет направить конденсат газа (избыточную воду процесса коксования) из холодильников не в абсорбер сероводорода или аммиачный абсорбер, как это делается во всех известных способах очистки, а непосредственно в аммиачную колонну на отдувку из него водяным паром аммиака и сероводорода. Благодаря этому приему уменьшаются энергетические затраты на перекачку, нагрев и охлаждение сниженного количества поглотительного раствора в системе сероводородный абсорбер — раскислител ь.

На чертеже изображена схема для осуществления предлагаемого способа, Коксовый газ с содержанием сероводорода 4 — 25 г/нм выходит из камер коксова3 ния при 650 — 800 С через стоянки 1 в газосборни;.2,,где охлаждается водой при непосредственном контакте за счет испарительного охла>кдения до 80 — 85 С, Вместе с охлаждающей водой в стояки и гаэосборник подается необходимое количество аммиачной воды (количество аммиачной воды зависит от седержания Н25 в исходном газе). Затем газ поступает в ПГХ 3, где охлаждается BGpOA до 25 — 30 С, noctta чего очищается от смолы и нафталина (не показано) и подается газодувкой 4 в сероаорородный абсорбер 5, Гаэ в гаэодувке перегревается на 15 — 20 С за счет адиабатического сжатия. Перегрев снимается подачей в газ нагретой до 60 — 70 С аммиачной воды, количество которой также зависит от содержания HzS в газе после

ПГХ. Образовавшиеся в газе капли аммиачного раствора, содержащие Н25, улавливаются в нижней части сероводородного абсорбера, После сероводородного абсорбера газ поступает в аммиачный абсорбер

6, где из llato водой извлекается аммиак, Раствор после сероводородного абсорбара регенерируе-ся в раскислителе 7, Кислые газы передаются на установку для переработки в серу или серную кислоту. Поглотительный расТВор из абссрбера аммиака поступает в регенератор 8, где иэ него нагревом и с помощью водяного пара удаля от аммиак, Избыточная надсмольная вода из ПГХ поступает в аммиачную колонну 9, где из нее водяным паром отгоняется аммиак и кислые газы. Аммиачные пары из аммиачной колонны, содержащие сероводород, подаются в раскислитель 7, где происходит отдувка H2S из аммиачного раствора сероводородного абсорбера, а сточная вода после аммиачной колонны с содержанием аммиака около 0,1 г/дм подается либо на з тушение кокса, либо на установку биохимической очистки, после чего поступает в 060ротный цикл технической воды завода.

Аммиачные пары после регенератора 8 охлаждаются B теплообменнике 10 и аммиачная вода, как готовый продукт, собирается в сборнике 11, откуда частично возвращается для очистки,o_#_coBoto газа От сероводорода, а остальпая аммиачная вода отправляется потребителю, f t p M м е р. Коксовый I аз, cOGTBB Io l 0 рого указан B таблице, в количестве

100 тыс *им /ч выходит из печей коксоваз ния, насыщен ый парами воды, смолы и нафталина, поступает в стояки 1, а затем в газосборник 2, Tða охлаждается водой, Б стояки и газосборник насосом подается

1,5 It /ч 25%-hoA аммиачнои воды, содержащей 380 кг МНз. В газе после газосоорника содержание ЙНз cocTGBB>lBT 0 г/нм т. е. моляр»ое соотношение в газовой фазе

КНз, H25 равно 1; 1, Далее гаэ поступает в

ПГХ 3, где охлаждается технической водой до 25 — 30 С, В ПГХ конденсат газа насыщается в соответствии с равновесным распределением между газом и жидкостью, аммиаком и кислыми компонентами (данные в таблице). Часть конденсата, равная количеству избыточной надсмольной воды (40 мэ/ч), из ПГХ подается на переработку в I0 аммиачную колонну 9 (состав конденсата приведен в таблице), Коксовый газ после очистки от смолы и нафталина подается газодувкой 4 в сероводородный абсорбер 5. В перегретый гаэ

15 (Tt 50 — 60 С) перед абсорбером вводят

1,2 м /ч нрагретой до 60 — 70 С 25%-ной аммиачной воды, подаваемой из сборника

11, Коксовый газ насыщается парами воды содержание МНз в нем составляет 8 г/нм

20 (содержание кислых компонентов в газе после ПГХ дано в таблице), а температура газа сни>кается за счет испарительного охла>кдения до температуры абсорбции (30 — 35 С).

Из регенератора 8 аммиака через сбор25 ник 11 аммиачной воды в газ перед сероводородным абсорбером вводится 300 кг/ I

ЙНз и в качестве товарного продукта передается 612 кг/ч NH3 потребителю, По данным таблицы вид о, что достига30 ется высокая селективность извлечения сероводорода — кислый газ, поступающий на переработку, содер>кит более 70% Н25. При очистке газа по известному способу эта величина на превышает 45%.

35 Степень улавливания сероводорода по предлагаемому способу составляет 98%, а диоксида углерода 15% (по и"-вестному 96 и

17% соответствен но).

Предлагаемый способ очистк л коксово40 го газа от сероводорода проверен в промышленных условиях: производительность установки по газу составляет 15 тыс. нм /ч, з

Очистка коксового газа от сероводорода — важнейшая проблема, стоящая перед кок45 сохимической подотраслью, Аммиачный способ очистки коксового газа от HgS наиболее экономичный для коксохимических предприятий и технологически пригодный для обработки газовых потоков большой

50 единичной мощности. Поэтому на реконструируемых и вновь строящихся предприятиях предусматривается применение данного метода очистки коксового газа от сероводорода.

55 Формула изобретения

Способ очистки коксового газа от сероводорода, включающий охла>кдение газа в газосборнике и первичных холодильниках, очистку от смолы и нафталина, подачу аммиака в газ, последовательное контакт Ipoaa10

1717619 аммиак подают в виде аммиачной воды в газосборник и перед контактированием газа с водным аммиачным поглотительным раствором, при этом поддерживают в коксовом газе

5 молярное соотношение ИНз: HzS - 1: 1. ние газа с водным аммиачным поглотительным раствором и водой, о т л и ч а ю 1ц и Йс я тем; что, с целью повышения селективности извлечения сероводрода и упрощения аппаратурного оформления процесса, Содержание в коксовом газе, г/нм

Газовый конденсат из ПГХ, г/дм .

Компонент

После

ПГХ

12,4

16,5

6,2

20,0

0,02

10,3

0,01

1658

9,5

0,5

11,7

1,2

1,5

0,7

0,7

0,65

0,3

75,5

595,3

40,0

33,0

4,7 8,57

3,9

Со, 1Ьвсовиз квс.чй йа иачнав вода

Составитель А.Стародубцев

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор О.Ципле

Редактор И.Дербак

Заказ 852 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

NH) н,s

HCH

Исходный газ из коксовых печей

5,0

16,2

1,22

37,0

После аммиачного абсорберэ

Насыщенный поглотительный раствор после H Sабсорбера, r/nM S

Регенерированный поглотительный раствор после раскислителя, г/дм

Состав кислого газа (на переработку), кг/ч

Способ очистки коксового газа от сероводорода Способ очистки коксового газа от сероводорода Способ очистки коксового газа от сероводорода Способ очистки коксового газа от сероводорода Способ очистки коксового газа от сероводорода 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к очистке коксово О газа и обеспечивает возможность испопьзовани солей в строительном производстве за счет сохранения их исходного состгеп и ликвидации сточных вод

Изобретение относится к области очистки коксового газа от кислых Ком понентов содовым раствором вакуумкарбонатным методом и позволяет повысить степень очистки газов и снизить потери сероводорода о Способ включает стадию тепловой регенерации насыщенного раствора при козффициенте упарки 7,8-8,7 и вывод из системы части регенерированного поглотителя Содержание балластных солей в циркулирующем растворе поддерживают на уровне 30-85- г/Ло Выведенный из системы регенерации сток в смеси с освобожденной от летучего аммиака газосборниковой водой в объемном соотношении 1:4-1:5 обрабатывают паром с последующей передачей паров, содержащих сероводород, в коксовый газ, который подвергают сероочистке

Изобретение относится к очистке газов от сероводорода и может быть использовано в коксохимической,химической нефтехимической и газовой отраслях промышленности.Коксовый газ после очистки от смолы и нафталина подвергают многоступенчатой обработке аммиачной водой концентрацией 15-20 г/дм с параллельным вводом на ступени контакта

Изобретение относится к области очистки от сероводорода СО 2-содержащих технологических газов, в частности отходящих газов производств, осуществляющих термическую обработку в восстановительной среде серусодержащих горючих полезных ископаемых

Изобретение относится к технологии производства мочевины из диоксида углерода и аммиака, объединенного с получением синтез-газа и его конверсией в аммиак

Изобретение относится к области очистки газов от сероводорода и может быть использовано при проведении разведочных, подготовительных и эксплуатационных работ на месторождениях углеводородного сырья

Изобретение относится к области очистки коксового газа и может быть использовано в коксохимической, нефтехимической и азотно-туковой промышленности

Изобретение относится к технологии переработки коксового газа и может быть использовано в коксохимическом производстве
Наверх