УСТАНОВКА ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ПЕЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА ТЕХУГЛЕРОДА В ШИРОКУЮ ФРАКЦИЮ УГЛЕВОДОРОДОВ

Полезная модель относится к нефтегазохимической промышленности.
Наиболее близким аналогом к данной полезной модели является установка переработки углеводородного сырья, используемая в способе получения дистиллятных фракций из отходящих газов процесса производства печного техуглерода, включающая блок получения техуглерода, скруббер, охладитель, компрессор и реактор (см. Патент RU №2212376, МПК 7 С 01 В 3/00, опубл. 20.09.2003 г.)
Недостатком данной установки является низкая производительность по углеводородам и высокие выбросы вредных соединений, в том числе выбросы диоксида углерода.
При создании полезной модели решалась техническая задача получения широкой фракции углеводородов с высоким выходом при снижении выбросов вредных соединений, в том числе выбросов диоксида углерода.
Поставленная техническая задача решается тем, что установка переработки углеводородного сырья, включающая блок получения техуглерода, скруббер, охладитель, компрессор и реактор, снабжена сепаратором, трубчатой печью, дополнительным охладителем, трехфазным фильтром-сепаратором, блоком г нейтрализации газа и накопительной емкостью, причем охладитель последовательно соединен через сепаратор, компрессор и трубчатую печь с верхней частью реактора, нижняя часть которого через дополнительный охладитель соединена с трехфазным фильтром-сепаратором, первый выход которого связан с накопительной емкостью, второй выход - с блоком нейтрализации газа, а третий - объединен трубопроводом отвода воды с нижней частью сепаратора и направлен на вход скруббера, причем реактор имеет
охлаждающую рубашку. Кроме этого, установка может быть снабжена насосом подачи воды в охлаждающую рубашку реактора, насосом вывода товарного продукта из накопительной емкости, насосом подачи воды в скруббер. После блока получения техуглерода может быть установлена газодувка, а также предусмотрен отвод пара из охлаждающей рубашки реактора и вывод его с установки.
Данная полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором приведена схема установки переработки отходящих газов печного производства техуглерода в широкую фракцию углеводородов.
Установка переработки отходящих газов печного производства техуглерода в широкую фракцию углеводородов состоит из блока получения техуглерода (на чертеже условно не показан), скруббера 1, охладителя 2, компрессора 3 и реактора 4. Установка снабжена сепаратором 5, трубчатой печью 6, дополнительным охладителем 7, трехфазным фильтром-сепаратором 8 и накопительной емкостью 9. Охладитель 2 соединен через сепаратор 5, компрессор 3 и трубчатую печь 6 с верхней частью реактора 4, нижняя часть которого через дополнительный охладитель 7 соединена с трехфазным фильтром-сепаратором 8, первый выход которого связан с накопительной емкостью 9, второй выход - с блоком нейтрализации газов (на чертеже условно не показан), а третий выход объединен трубопроводом 10 отвода воды с нижней частью сепаратора 5 и направлен на вход скруббера 1. Реактор 4 имеет охлаждающую рубашку, а установка может быть снабжена насосом 11 подачи воды в охлаждающую рубашку реактора 4, насосом 12 вывода широкой фракции углеводородов (товарного продукта) из накопительной емкости 9, насосом 13 подачи воды в скруббер 1 и газодувкой 14 для подачи саже-газового аэрозоля из блока получения техуглерода.
Установка работает следующим образом.
Саже-газовый аэрозоль с блока получения техуглерода подается в скруббер 1 с температурой 220°С, где он охлаждается до 85°С. Из скруббера 1 отводится парогазовая смесь и водносажевый раствор. Парогазовая смесь после скруббера 1 поступает в охладитель 2, охлаждается до 35°С, а затем подается в сепаратор 5, где из смеси выделяется вода. После сепаратора 5 газ направляется в компрессор 3, где его сжимают до 3 МПа, а затем подают в трубчатую печь 6. После нагрева в
трубчатой печи 6 до температуры 200-250°С парогазовая смесь поступает в реактор 4, где происходит образование углеводородов из синтез-газа, разбавленного азотом. Процесс синтеза углеводородов протекает с большим выделением тепла, поэтому адиабатические условия синтеза обеспечивается подачей водяного конденсата с температурой 200°С в охлаждающую рубашку реактора 4. В процессе синтеза по реакции Фишера-Тропша образуются смесь углеводородов и вода. Газообразная смесь из реактора 4 направляется в дополнительный охладитель 7, где охлаждается до 50°С, а далее в трехфазный фильтр-сепаратор 8, где происходит ее разделение на водяной конденсат, широкую фракцию углеводородов и дымовые газы. Широкую фракцию углеводородов направляют в накопительную емкость 9, водяной конденсат - в трубопровод отвода воды 10, а дымовые газы - в блок нейтрализации.
Основным аппаратом установки является реактор с адиабатическими секциями и межсекционным охлаждением (см. Н.С.Печуро, В.Д.Капкин, О.Ю.Песин. Химия и технология жидкого топлива и газа. М., Химия, 1986 г., с.352). Охлаждение продуктов реакции осуществляется за счет испарения водяного конденсата, поступающего в рубашку реактора 4 при температуре 200°С и давлении 1,5 Мпа.
В результате мероприятий по утилизации отходящих газов производства печного техуглерода можно получать широкую фракцию углеводородов, являющуюся ценным нефтехимическим сырьем, в количестве 0,60-0,62 т на тонну техуглерода. Физико-химические свойства широкой фракции углеводородов приведены в таблице.
Содержание (доли мольн./доли масс.)
Мол. масса
Плотность, кг/м<sup>3</sup>
Средняя молекул. температура кипения, °С
Давление насыщенных паров при 20°С, кПа (мм.рт.ст)
С<sub>2</sub>
С<sub>3</sub>-С<sub>4</sub>
С<sub>5</sub>-С<sub>10</sub>
С<sub>11</sub>-С<sub>20</sub>
С<sub>21+</sub>
<img he="11" wi="11" file="00000002.tif" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img he="11" wi="11" file="00000003.tif" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img he="11" wi="11" file="00000004.tif" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img he="11" wi="11" file="00000005.tif" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img he="11" wi="11" file="00000006.tif" img-content="undefined" img-format="tif" />
82,92
671
63
63,3
(490)
По физико-химическим показателям широкая фракция углеводородов соответствует требованиям, указанным в ОСТ 51.85-80 «Конденсат газовый стабильный. Технические условия».
2
При производстве широкой фракции углеводородов снижаются выбросы вредных соединений, в том числе выбросы диоксида углерода. Сокращение выбросов СО составляет 0,26 т на тонну произведенного техуглерода.