Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ГАЗОВ КОКСОВАНИЯ

Изобретение относится к газопереработке и может найти применение в нефтеперерабатывающей, коксохимической и других отраслях промышленности при утилизации газов замедленного коксования, коксования угля, производства технического углерода, содержащих аэрозоль частиц сажи или кокса, сероводород, легкие углеводороды и неконденсируемые газы, с получением топливного газа.

Известен способ очистки газовых выбросов от сажи, который включает двухстадийную очистку газа, причем на первой стадии газовые выбросы обрабатывают в скруббере циркулирующим высококипящим органическим поглотителем, смачивающим частицы сажи, например соляровым маслом с температурой кипения до 270°C, на второй стадии обрабатывают в скруббере циркулирующей водой, а газ отводят в атмосферу [RU 2057276, F23J 15/00, опубл. 27.03.1996].

Основным недостатком известного способа является его неприменимость для утилизации газов коксования из-за невозможности отвода углеводородного газа, загрязненного сероводородом, в атмосферу.

Наиболее близок к заявляемому изобретению способ и устройство для переработки нефтезаводских газов, содержащих сероводород [US 2006/0165575, МПК B01D 53/50, С01В 17/20, B01J 8/04, опубл. 27.07.2006], который включает сжатие газа жидкостно-кольцевым компрессором с использованием в качестве рабочей жидкости амина (водного раствора алканоламина), сепарацию и промывку компрессата регенерированным амином с получением конденсатов и очищенного (топливного) газа.

Недостатками данного способа являются получение топливного газа, загрязненного аэрозолем коксовой пыли и углеводородами С₄₊, что приводит к потере последних, низкому качеству топливного газа из-за наличия твердых примесей и избыточной теплотворной способности, а также загрязнение рабочей жидкости коксовой пылью и углеводородами.

Задача изобретения - утилизация газов коксования с получением топливного газа, уменьшение загрязнения рабочей жидкости, а также снижение потерь углеводородов С₄₊.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении способа:

утилизация газов коксования с получением топливного газа путем сжатия газов коксования, предварительно промытых легким газойлем коксования, жидкостно-кольцевым компрессором с использованием в качестве рабочей жидкости смеси водного раствора алканоламина с промывной водой,

уменьшение загрязнения рабочей жидкости коксовой пылью,

снижение потерь углеводородов С₄₊ за счет предварительной промывки коксового газа легким газойлем коксования.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем сжатие газов коксования жидкостно-кольцевым компрессором и сепарацию компрессата с получением сжатого газа и отработанной рабочей жидкости, особенностью является то, что сжатие осуществляют с использованием в качестве рабочей жидкости смеси водного раствора алканоламина с промывной водой, при этом газ коксования перед сжатием промывают легким газойлем коксования, сжатый газ промывают водой с получением топливного газа и промывной воды, а воду на промывку подают в количестве, равном содержанию паров воды в топливном газе.

В качестве алканоламина может быть использован любой из первичных, вторичных или третичных алканоламинов, традиционно применяемых для аминовой очистки углеводородных газов (моно-, или ди-, или триэтаноламин, диизопропиламин, метилдиэтаноламин и т.п.). Выбор алканоламина в каждом конкретном случае определяется температурой и давлением очистки, составом газа, требованиями к составу очищенного (топливного) газа, его доступностью, наличием на предприятии и пр.

В качестве контактных устройств для промывки газов коксования легким газойлем коксования и абсорбционной очистки сжатого газа водой могут быть использованы, например, поточный смеситель с сепаратором, скруббер, контактный аппарат колонного типа с насадкой или тарелками.

Отработанный легкий газойль коксования возвращают на установку коксования.

В заявляемом способе использование в качестве рабочей жидкости водного раствора алканоламина позволяет очистить газ коксования от сероводорода, за счет чего обеспечить соответствие качества сжатого газа требованиям, предъявляемым к топливному газу по содержанию сероводорода.

Предварительное смешение водного раствора алканоламина с промывной водой позволяет возвратить в производственный цикл пары алканоламина, уловленные при промывке топливного газа водой.

Предварительная промывка коксового газа легким газойлем коксования позволяет очистить газ коксования от коксовой пыли и углеводородов С₄₊, за счет чего обеспечить соответствие качества сжатого газа требованиям, предъявляемым к топливному газу по содержанию тяжелых углеводородов и механических примесей, а также предотвратить загрязнение рабочей жидкости коксовой пылью и снизить потери углеводородов С₄₊.

Промывка сжатого газа водой, подаваемой в количестве, равном содержанию паров воды в топливном газе, позволяет предотвратить потери алканоламина с топливным газом, а также обеспечивает постоянство рабочей концентрации водного раствора алканоламина.

Способ осуществляют следующим образом (см. чертеж). Газы коксования (I) в контактном устройстве 1 (условно показан скруббер) промывают легким газойлем коксования (II) с получением очищенного газа (III) и отработанного легкого газойля коксования, загрязненного коксовой пылью и насыщенного углеводородами C₄₊(IV), который возвращают на установку коксования. Очищенный газ (III) сжимают жидкостно-кольцевым компрессором 2, в который в качестве рабочей жидкости подают смесь водного раствора алканоламина (V), например моноэтаноламина, и промывной воды (VI), а компрессат сепарируют (на чертеже не показано) с получением обессеренного газа (VII) и отработанного водного раствора алканоламина, насыщенного сероводородом (VIII), который выводят на регенерацию. Обессеренный газ (VII) в контактном устройстве 3 (условно показан скруббер) промывают водой (IX), с получением топливного газа (X) и промывной воды (VI), которую подают на смешение с водным раствором алканоламина (V).

Работоспособность предлагаемого способа иллюстрируется следующим примером. 6000 нм³/час (6,23 т/час) отходящего газа установки замедленного коксования состава, % об.: водород 10,2%, азот 1,95%, кислород 0,86%, окись углерода 0,74%, сероводород 5,21%, метан 49,6%, этан 16,6%, С₃ 10,1%, С₄ 3,67%, С₅₊ 0,91%, метил- и этилмеркаптаны 0,13%, при температуре 30°C и давлении 0,28 МПа промывают 10 т/час легкого газойля коксования в насадочном скруббере и сепарируют с получением 10,24 т/час отработанного легкого газойля коксования, загрязненного коксовой пылью и насыщенного углеводородами С₄₊, который возвращают на установку коксования, и очищенного газа, который направляют на вход газойля коксования в насадочном скруббере и сепарируют с получением 10,24 т/час отработанного легкого газойля коксования, загрязненного коксовой пылью и насыщенного углеводородами C₄₊, который возвращают на установку коксования, и очищенного газа, который направляют на вход жидкостно-кольцевого компрессора, в который в качестве рабочей жидкости подают смесь 15 т/час 15% водного раствора моноэтаноламина и 0,092 т/час промывной воды, и сжимают до 0,7 МПа. Компрессат сепарируют с получением 15,34 т/час насыщенного водного раствора моноэтаноламина, направляемого на регенерацию и 5711 нм³/час обессеренного газа состава, % об.: водород 10,8%, азот 2,04%, кислород 0,90%, окись углерода 0,78%, сероводород 0,03%, метан 51,9%, этан 17,2%, C₃ 9,96%, C₄ 3,34%, C₅₊ 0,62%, метил- и этилмеркаптаны 0,09%, пары воды - остальное, который затем в насадочном скруббере промывают 0,110 т/час воды и сепарируют с получением 5735 нм³/час топливного газа, направляемого в топливную сеть НПЗ, и промывной воды, которую смешивают с водным раствором моноэтаноламина, подаваемым в качестве рабочей жидкости в жидкостно-кольцевой компрессор.

Содержание коксовой пыли в насыщенном водном растворе моноэтаноламина составило около 0,004% масс. Потери углеводородов C₄₊ с топливным газом составили 0,61 т/час. Топливный газ содержал 0,032% масс. сероводорода (норма - 0,04% масс.) и 6 мг/м³ коксовой пыли. Потери моноэтаноламина составили 4,3 г/1000 нм³ газа коксования.

В условиях прототипа содержание коксовой пыли в сжатом газе превышало 100 мг/м³, в рабочей жидкости - 0,016% масс. Потери углеводородов C₄₊ с топливным газом составляли 0,75 т/час, содержание сероводорода в топливном газе - 0,76% масс.

Таким образом, приведенный пример показывает, что предлагаемый способ позволяет получить топливный газ нормативного качества, предотвратить загрязнение рабочей жидкости коксовой пылью, а также снизить потери углеводородов C₄₊.