CC BY
97
УДК 66.074.31
И.А. Нуждин, В.Н. Новокшонов, А.И. Стародубцев
ЗАО «Сибур-Химпром»
Л.Г. Тархов
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
РЕКОНСТРУКЦИЯ УЗЛА ЩЕЛОЧНОЙ ОЧИСТКИ ПИРОГАЗА ПРОИЗВОДСТВА ПО ВЫПУСКУ ЭТИЛЕНА И ПРОПИЛЕНА
Рассмотрены результаты реконструкции узла щелочной очистки пирогаза от сернистых соединений и двуокиси углерода, позволившей увеличить глубину извлечения кислых газов, сократить количество сточных вод, снизить их pH и довести качество товарного этилена до 99,98 мас. %.
Узел щелочной очистки газов пиролиза (пирогаза) производства этилена и пропилена ЗАО «Сибур-Химпром» предназначен для очистки от сернистых соединений и углекислого газа раствором щелочи NaOH и дальнейшей промывки пирогаза от щелочи водой.
В процессе щелочной очистки пирогаза протекают следующие реакции:
CS2 + 4 NaOH ^ 2 Na2S + CO2 + 2 H2O,
COS + 2 NaOH ^ Na2S + CO2 + H2O,
H2S + 2 NaOH ^ Na2S + 2 H2O,
CO2 + 2 NaOH ^ Na2CO3 + H2O,
Na2CO3 + CO2 + H2O ^ 2 NaHCO3,
NaOH + CO2 ^ NaHCO3.
Технологическая схема узла до реконструкции приведена на рис. 1. Очистка пирогаза от сернистых соединений и двуокиси углерода осуществляется на колонне К-108, состоящей из двух секций: секции щелочной очистки (заполнена двумя слоями колец Рашига) и секции
NoOH с PMX
водной промывки (в нижней части секции расположен слой колец Рашига, а в верхней части - три колпачковые тарелки).
Пирогаз после охлаждения в водяных холодильниках Т-113 и Т-118 поступает в колонну К-108, где последовательно, снизу вверх, проходит секции щелочной очистки и водной промывки.
В нижней части колонны К-108 пирогаз очищается от сернистых соединений и углекислого газа раствором щелочи, циркулирующим по схеме: низ секции щелочной очистки К-108 - насос Н-108/1 (Н-108/2) -верх секции щелочной очистки К-108.
Отработанная щелочь из нижней части колонны К-108 через клапан регулятора уровня отработанной щелочи в К-108 отводится в отстойник Е-111 для дегазации, после чего самотеком сливается в химзагрязненную канализацию (ХЗК).
Очищенный от сернистых соединений и углекислого газа пирогаз поступает в секцию водной промывки колонны К-108, где осуществляется отмывка пирогаза от щелочи химочищенной водой (ХОВ).
По существующей технологии получения этилена и пропилена на имеющемся сырье содержание сероводорода в пирогазе до очистки достигает значений 25 мг/м , содержание двуокиси углерода 0,31 мас. %.
Недостатками описываемой выше схемы очистки являются:
1) недостаточная степень очистки пирогаза от сернистых соединений и двуокиси углерода, который затем с пирогазом поступает на ректификацию и выделяется с товарным этиленом, снижая качество последнего;
2) большое количество сточных вод;
3) высокое значение pH сточных вод;
4) повышенные расходные нормы по №ОЫ за счет его неполного использования и сброса в ХЗК.
Для устранения этих недостатков было предложено изменить схему приготовления и дозирования щелочного раствора, при этом также меняется структура движения химически очищенного водного потока.
Технологическая схема реконструированного узла щелочной очистки пирогаза приведена на рис. 2, при этом свежий щелочной раствор смешивается с промывной водой из нижней части водной секции колонны К-108 в линии всаса насоса Н-109 через клапан регулятора расхода поз. 3305, расход регулируется датчиком pH среды (поз. 3510 и 3506). В предложенной новой схеме предусмотрена циркуляция воды в промывной секции колонны, часть воды из этой секции поступает на приготовление раствора свежей щелочи (емкости Е-115, 116).
В ходе реконструкции появилась возможность осуществить в нижнем пакете насадки щелочной очистки инверсию фаз, для чего требуется переключить управление клапаном КИП поз. 3401 на поз. 3401/2 и набрать видимый уровень, в результате улучшился массообмен, что привело к снижению содержания С02 в пирогазе и соответственно в товарном этилене.
Проведенная реконструкция позволила сократить количество сточных вод с 7 до 5 м /ч, минимизировать их pH с 11,7 до 10,15 и снизить расходную норму по щелочи более чем в два раза - с 14,13 до 6,18.
Автоматическая схема регулирования расхода подачи 20%-ного раствора №ОИ в зависимости от pH среды циркуляционной щелочи (оптимальное значение pH 9,6-9,8) достаточно позволяет оперативно реагировать на изменение количества кислых газов.
Осуществление инверсии фаз в нижнем пакете насадки (заполнение жидкостью) секции щелочной очистки колонны К-108 привело к увеличению степени поглощения углекислого газа из пирогаза. Значительно снизилось содержание углекислого газа в товарном этилене с 0,32 до 0,01 об. %, что позволило стабильно получать этилен с содержанием основного вещества до 99,98 мас. %.
Эффект реконструкции узла очистки пирогаза был зафиксирован на производстве этилбензола - изменилось количество сбросных газов из емкости Е-46 с 39,0 кг/ч (основной компонент С02) до 4,0 кг/ч. В дальнейшем расход сбросных газов стабилизировался на значении 2-4 кг/ч.
Таким образом, предложенная реконструкция позволила существенно оптимизировать работу узла щелочной очистки пирогаза как по расходу реагентов, так и по содержанию примесей в получаемом продукте.
Получено 20.06.2012
