Способ переработки кислого гудрона — SU 454244 (original) (raw)
Союз Советских Социалистических Республикприсоединением за Государственный комитет Совета Министров СССР(088,8) нь4 юлл о делам изобрете и открытии Дата опубликования описани 02.7 Авторыизобретени Антонишин Н. фаст 71) Заявите Львовский ордена Ленина политехнический институт(54) СПОСОБ ПЕРЕРА ЛОГО ГУ РО кционной сме топку газа и Изобретение относится к способам переработки кислого гудрона, т. е. отходов нефтеперерабатывающей промышленности, содержащих свободную серную кислоту. Такие гудроны образуются, например, при сернокислотной очистке масел, парафина и других нефтепродуктов, в процессах сернокислотного алкилирования.Известен способ переработки кислого гудрона при повышенной температуре путем смешения его с нефтяными фракциями, например мазутами, крекинг-остатками, предварительно нагретыми до -400 С, взятыми из расчета 5 - 10 вес. ч. органической массы на 1 вес, ч. серной кислоты. По этому способу может быть получен битум или котельное топливо, однако такое топливо является низкокачественным из-за повышенного содержания сернистых соединений при получении битума необходимо специальное оборудование, Кроме того, при осуществлении указанного способа неполностью восстанавливается серная кислота.С целью упрощения и интенсификации процесса, предлагается углеводородные фракции (органическая добавка) брать в количестве 3 в 25 вес. % от исходного сырья и процесс осуществлять путем распыления полученной смеси с одновременным нагревом ее до 200 - 300 С, например, продуктами сгорания топлива. Перемешанные кислый гудрон и органическую добавку из мешалки насосом подают в печь, где они распыливаются форсункой, В печь из топки, работающей под давлени ем, направляют продукты сгорания топлива,Распыленная смесь мгновенно нагревается,в результате чего образуется твердый органический продукт и летучие продукты. Твердый продукт выводят из печи шнеком. Летучие 10 продукты направляют в циклон, где отделяются захваченные мелкие частички твердого вещества, а затем идут в скруббер, где сначала барботируют через слой жидкости, а затем орошаются водой. При этом увеличен ные твердые частички задерживаются. Конденсирующиеся в скруббере пары нагревают воду. Температура воды поддерживается около 100 С, что обеспечивает минимальное растворение сернистого ангидрида в ней. Жид кость из скруббера направляют в отстойник,где разделяются масляный отгон, вода и шлам, Газообразные продукты из скруббера поступают в холодильник, где охлаждаются до 20 - 35 С, а сконденсировавшаяся вода воз вращается в скруббер.Газы, содержащие сернистый ангидрид, вдальнейшем направляют на осушку и переработку.Температуру нагрева реа си в 30 печи регулируют подачей в воз454244 Таблица 1 Превращение серной кислоты в кислом гудроне в зависимости от температурыТемпература, ЯС Показатели 300 150 180 51 61 53 27,4 28,9 30,2 33,9 37,8 0,1 0,1 0,6 1,0 1,4 Таблица 2 Содержание, % Превращено серной кислоты в ЗОэ%Количество органической массы в кислом гудроненепрореагировавшей сернойкислоты серыв твердомпродукте 28,9 3,5 97,5 0,9 99,4 1,0 0,0 100,0 1,4 0,0 100,0 О,О 1,3 100,0 0,0 1,5 100,0 Таблица 3 Содержание в кислом гудроне, % Количество кислого гудрона, %органическая масса Кислый гудрон серная кислота вода 580 37,2 4,8 100,0 Выход твердого продукта, %Содержание серной кислоты в твердом продукте, %Содержание сульфогрупп в твердом продукте,мг экв/г Кислый гудрон Кислый гудрон - 2% цилиндрового дистиллята Кислый гудрон вцилиндрового дистиллята Кислый гудрон - 3,5% цилиндрового дистиллята Кислый гудрон впрямогонного гудрона Парафиновый кислый гудрон - 15% прямогонного гудрона Отработанная кислота алкилирования - 25% прямогонного гудрона454244 Таблица 4 Результаты термообработки кислых гудронов совместно с органической добавкой Опыт Показатели Взято 00: 100,0 100,0 100,0 100,0 5,0 3,5 5,0 15,0 115,0 Итого: 105,0 105,0 103,5 Вода и потери 115,0 Итого 105,0 105,0 103,5 Содержание в твердом продукте; 00: 1,30 1,40 0,10 1,20 серы серной кислоты Таблица 5 Состав, о 0 Продукт органическая массасернаякислота вода 5,0 5,0 90,0 20,0 74,0 6,0 Таблица 6 Опыт Условия эксперимента Температура реакционной смеси, -СТемпература теплоносителя, СУдельный расход теплоносителя, дмз/г реакционнойсмеси 90 750Температура в реакторе, С Кислый гудрон сборныйПарафиновый кислый гудронЦилиндровый дистиллятПрямогонный гудрон Получено, 00;Твердый продуктСернистый ангидридМасляный отгон Отработанная серная кислота алкилированияКислый гудрон трансформаторный 37,9 39,9 0,9 24,8 39,0 39,8 1,0 25,2454244 8Таблица 7 Опыт Материальный баланс Взято, о,Кислый гудрон трансформаторныйОтработанная серная кислота алкилированияОрганическая добавка 90,9 87,0 13,0 9,1 Получено, ,: Твердый продуктСернистый ангидридГаз, вода и потери 39,5 22,7 37,8 17,0 48,5 34,5 Таблица 8 Опыт Качество твердого продукта Содержание серы, о/Содержание серной кислоты 2,1 2,0 Отсутствует Отсутствует духа, При нагреве реакционной смеси до 250 С, исходя из теплового баланса процесса, можно получать отходящие газы (502 -- СОя - Хя) с содержанием сернистого ангидрида около 50 об. /,. Такой газ можно направлять на производство серной кислоты, компримировать и выделять жидкий сернистый ангидрид, который является товарным продуктом.Органическая масса самого кислого гудрона и введенная извне при 200 в 3 С является восстановительной средой для серной кислоты, При нагреве серная кислота вступает во взаимодействие с органической частью кислого гудрона, последняя интенсивно окисляется и превращается в твердый органический продукт, а продуктами восстановления серной кислоты являются сернистый ангидрид и вода.Полнота превращения серной кислоты при нагреве кислого гудрона зависит от температуры нагрева и содержания органической массы в кислом гудроне. Из экспериментальных данных, приведенных в табл. 1 и 2, видно, что с повышением температуры и количества органической массы в кислом гудроне полнота превращения серной кислоты возрастает,Для полного превращения серной кислоты в кислом гудроне недостает органических соединений, При введении 3,5 - 54 органических соединений в масляный кислый гудрон и 10 - 25,6 в парафиновый кислый гудрон и в отработанную серную кислоту алкилирования свободная кислота полностью превращается в сернистый ангидрид и воду прп низких температурах, Б условиях, когда серная кис 30 лота полностью расщепляется, в образующемся продукте содержится небольшое количество серы, это свидетельствует и о том, что серная кислота не содержится в связанном состоянии.35 Добавками к кислому гудрону могут служить: мазут, тяжелые масляные дистилляты, полугудрон, гудрон и другие тяжелые остаточные нефтепродукты.П р и м е р 1. К кислому гудрону (состав 40 приведен в табл. 3) добавляют заданное количество органической добавки (цилиндровый дистиллят и прямогонный гудрон), Смесь после тщательного пер емешивания подогревают до 250 С в кубе-реакторе.45 Летучие продукты (сернистый ангидрид,масляный отгон и водяные пары) охлаждают в холодильнике и улавливают (жидкие продукты - в ловушке, а сернистый ангидрид поглощают), Результаты экспериментов пред ставлены в табл. 4.Полученный твердый продукт содержит небольшое количество серы и совсем не содержит серной кислоты. Поэтому его можно использовать как твердое топливо для котель ных установок, подвергать коксованию самостоятельно или в смеси с жидким сырьем для получения кокса.Расщепление серной кислоты и образование твердого органического продукта при на греве кислого гудрона с органической добавкой протекает с большой скоростью. Однако скорость протекания этого процесса ограничивается интенсивностью подвода тепла. Поэтому процесс наиболее целесообразно осущестб 5 влять распылением исходной смеси (кислый454244 10 Предмет изобретения Составитель Е. Крылова Техред Т, МироноваРедактор О. Кузнецова Корректор Т. Хворова Заказ 237/15 Изд.253 Тираж 537 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 гудрон с органической добавкой) и подогревом ее горячими продуктами сгорания топлива, Это дает возможность осуществить интенсивный подвод тепла и разложить серную кислоту за очень короткое время,П р и м е р 2. Изучение способа в динамических условиях проводят на лабораторной установке, В качестве газообразного теплоносителя используют азот, углекислоту, водяной пар и их смеси, нагретые до необходимой температуры в нагревательной печи. Отработанную серную кислоту и органическую добавку смешивают в обогреваемом смесителе, Реакцию проводят в реакторе, изготовленном из нержавеющей стали. Распыление реакционной смеси в реакторе осуществляют подачей в сопло сжатого газа, Твердый продукт собирают в приемник, газообразные продукты отделяют от увлеченной пыли охлаждают, а затем направляют в абсорбер, где содовым раствором поглощают сернистый ангидрид.Состав отработанной серной кислоты алкилирования и трансформаторного кислого гудрона, взятых для исследования, приведен в табл. 5.В качестве органической добавки используют смесь, состоящую из 40% мазута и 60% гудрона. Основные показатели смеси: плотность р 4 0,891, температура застывания 33 С, содержание серы 1,6%.Условия ведения процесса, материальный баланс и качество твердого продукта приведены в табл, 6, 7 и 8.Состав газов теплоносителя на процесс не оказывает никакого влияния. При использовании в качестве теплоносителей азота, углекислоты, водяного пара и их смеси получают одинаковые результаты.В производственных условиях в качестве теплоносителя можно использовать горячие продукты сгорания топлива,Способ переработки кислого гудрона при 20 повышенной температуре путем смешения егос нефтяными фракциями, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения и интенсификации процесса, углеводородные фракции берут в количестве 3,5 - 25 вес. % от исходного 25 сырья и процесс осуществляют путем распыления полученной смеси с одновременным нагревом ее до 200 в 3 С.