Усовершенствование процессов переработки каменноугольной смолы

Лекция 10. Тема. Усовершенствование процессов переработки каменноугольной смолы План 1. Технология повышения качества каменноугольной смолы путем отделения от нее влаги и золы (дешламация). 2. Технология разделения каменноугольной смолы на фракции (дистилляция). 3. Технология получения электродного пека. 4. Технология производства нафталина методом ректификации, грануляции и упаковки в мешкотару. 1. Технология повышения качества каменноугольной смолы путем отделения от нее влаги и золы (дешламация). Исходная каменноугольная смола из отделения конденсации цехов улавливания содержит воду и твердые механические примеси - «фусы» в количестве, часто превышающем требования, предъявляемые к качеству смолы. Вода в смоле, как и аммиачная вода отделений конденсации, содержит растворенные соли аммиака – сульфиды, роданиды, сульфаты и прочие. Это вызывает коррозию оборудования. Само содержание воды в смоле затрудняет её переработку. Фусы не только забивают емкости для хранения смолы, но и снижают её качество и качество получаемого из смолы пека, в том числе повышая их зольность. Задача удаления воды и фусов из каменноугольной смолы решена на установке дешламации. Модуль установки может размещаться как в отделении конденсации цеха улавливания, так и при складе смолы. Последнее наиболее целесообразно при переработке на коксохимпроизводстве привозной смолы. Глубина очистки смолы: от воды – не более 0,5 % масс.; от фусов – не более 0,1 % масс.; Установка включает (рис.7): 1 - использование механизированных осветлителей в качестве хранилищ исходной смолы, что предотвращает их зарастание фусами; 2 - трехфазные центрифуги («трикантеры») где происходит отделение фусов и воды от смолы; 3 - бункеры сбора выделенных из смолы фусов, из которых фусы передаются на утилизацию; 4 - сборник «отжатой» воды, из которого вода откачивается в отделение конденсации; 5 - хранилище «чистой» смолы, в котором не происходит отложение фусов. Отделенные от смолы фусы, в зависимости от способа их транспортирования на утилизацию, могут быть получены с содержанием смолы до 20%, при перевозке твердых фусов, и до 60% – при транспортировке «жидких» фусов специальными насосами. Установка дешламации позволяет: - улучшить качество смолы по содержанию влаги и фусов: • повысить качество пека; • сократить затраты на переработку смолы; • практически исключить отложения фусов в емкостях смолы; • исключить затраты на их очистку; • регулировать способность фусов к транспортировке на утилизацию; • применить более современные методы транспортировки фусов насосами. Перечень оборудования Поз. Наименование 1 Мехосветлитель 2 Трикантер 3 Бункер 4 Емкостное оборудование 5 Хранилище чистой смолы Рис.1. Установка дешламации смолы 2. Технология разделения каменноугольной смолы на фракции (дистилляция). За основу взята технология двухступенчатой дистилляции смолы, которая обеспечивает надежность работы узлов высокотемпературного испарения смолы и возможность регулирования качества пека. Технологическая схема дистилляции смолы включает две ступени испарения обезвоженной смолы: • однократное испарение смолы с выделением мягкого пека и широкого дистиллята; • однократное испарение мягкого пека при пониженном давлении, в результате чего мягкий пек разделяется на среднетемпературный пек и тяжелый дистиллят. Двухступенчатая дистилляция смолы позволяет получить два продукта – пек и широкий дистиллят, подлежащий переработке или используемый как котельное топливо. Для выделения из широкого дистиллята поглотительной фракции установка должна быть оснащена ректификационной колонной. Поскольку поглотительная фракция является промежуточным продуктом, который отбирается с колонны между нафталиновой и антраценовой фракциями, с колонны необходимо отбирать, как минимум, три фракции – фенольно-нафталиновую (или раздельно фенольную и нафталиновую), поглотительную и антраценовую. Выход продуктов от безводной смолы составит, % (мас.): • пек среднетемпературный – 56-59; • широкий дистиллят – 40-43, в том числе: • нафталиновая фракция – 9-11; • поглотительная фракция – 3-6; • антраценовая фракция – 5-8; • тяжелый дистиллят – 18-20. Товарные продукты, получаемые при дистилляции смолы: • пек электродный; • нафталиновая фракция – сырье для получения нафталина; - антраценовая фракция или смесь антраценовой фракции с тяжелымдистиллятом – сырье для производства технического углерода. Алюминиевая промышленность является основным потребителем электродного пека. В настоящее время, в основном, используется пек марки В по ГОСТ 10200. Метод получения пека марки В заключается в термоокислении пека, получаемого на стадии однократного испарения смолы, кислородом воздуха в кубах-реакторах до требуемых значений показателей качества. Известный метод усовершенствован ВУХИНом с целью получения пека марки В из слабопиролизованной смолы путем совместного окисления пека и каменноугольных масел с последующей термовыдержкой при температуре реакции. Прошедший термообработку пек из куба-реактора постоянно поступает в напорные баки электродного пека (пековый парк), в которых пек охлаждается до 220-240°С, после чего идет на погрузку в термоцистерну. 4. Технология производства нафталина методом ректификации, грануляции и упаковки в мешкотару. Целью замены технологии получения технического нафталина на технологию ректификации нафталиновой фракции с получением чешуированного нафталина, отвечающего требованиям ТУ 14-7-97-89 для марки Б, и его затариванием в полиэтиленовую мешкотару является сокращение выбросов нафталина в атмосферу в цехе переработки химических продуктов коксования на коксохимпроизводстве. Технология получения нафталина ректификацией нафталиновой фракции имеет следующие преимущества: • компактность технологической схемы, • непрерывность процесса, • возможность полной автоматизации, • повышение производительности, • улучшение условий труда, • сокращение выбросов нафталина в окружающую среду. Использование в качестве сырья широкого дистиллята, включающего нафталиновую и поглотительную фракции и сольвент-нафту, позволяет увеличить ресурсы нафталина и получить за счет повторной ректификации высококачественное поглотительное масло. Поглотительное масло характеризуется пониженным содержанием нафталина и высококипящих ароматических углеводородов, обладающих склонностью к осадкообразованию (уплотнению). Использование улучшенного поглотительного масла для улавливания бензольных углеводородов позволит снизить расход масла, а также уменьшить выход сольвент-нафты. Технологическая схема выделения нафталина из широкого дистиллята включает стадии: отбор широкого дистиллята при дистилляции смолы, ректификационное получение нафталина из широкого дистиллята, отверждение жидкого нафталина и затаривание нафталина в чешуированном виде. В результате предлагаемой технологии может быть получена готовая продукция: - Нафталин технический, соответствует требованиям ТУ 14-7-97-89, марка Б. • Масло каменноугольное поглотительное, соответствует требованиям ТУ 2457-170-00190437-2002, марка А, сорт 1. Компоненты масла для энергоцелей: головная фракция и тяжелый остаток ректификации.