Очистка технологического конденсата от сульфидной серы
ОЧИСТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КОНДЕНСАТА ОТ СУЛЬФИДНОЙ СЕРЫ НА УСТАНОВКАХ ЗАМЕДЛЕННОГО КОКСОВАНИЯ
Смотрите также [PDF формат] и [PDF формат на английском языке]
На ряде установок замедленного коксования (УЗК) проектом предусмотрена очистка технологического конденсата (ТК) от сульфидной серы методом окисления кислородом воздуха при температуре 90-950С и давлении 0,4-0,5 МПа в трех колонных аппаратах с механическим перемешивающим устройством для диспергирования воздуха. Эксплуатация показала надежность узла уплотнения быстровращающегося вала диспергатора. В связи с эти БашНИИ НП были разработаны рекомендации по переводу указанных узлов очистки ТК с метода некаталитического окисления на метод отпарки [1].
В соответствии с этими рекомендациями ТК из емкостей орошения основных ректификационных колонн и коксовых камер направляется на отпарку в окислительные колонны, переоборудованные под отпарную резервную колонну. Недостатками метода отпарки являются: высокая энергоемкость, связанная с необходимостью нагрева до 130-1400С больших объемов коррозионно-активного сульфидсодержащего конденсата и перевода в парообразное состояние до 20% очищаемого конденсата; образование состоящего из сероводорода и аммиака отходящего газа, сжигание которого в топке печей для подогрева сырья приводит к загрязнению атмосферы выбросами оксидов серы и азота.
С учетом изложенного во ВНИИУС разработан вариант реконструкции проектного узла очистки ТК на УЗК Ново-Бакинского НПЗ под процесс локальной окислительно-каталитической очистки (ЛОКОС). Сущность этого процесса состоит в жидкофазном окислении кислородом воздуха содержащихся в стоках токсичных сульфидов в менее вредный тиосульфат в присутствии гетерогенного катализатора КС-1, в состав которого входит фталоцианин кобальта [2].
В ТК могут присутствовать цианиды, являющиеся ядами для фталоцианиновых катализаторов [3]. Поэтому нами с использованием модельных водных растворов сульфида и цианида натрия были проведены лабораторные исследования влияния цианид-ионов на каталитическую активность гетерогенного катализатора КС-1 и, для сравнения, гомогенного катализатора – натриевой соли дисульфофталоцианина кобальта (ДсФцСо), широко используемого для демеркаптанизации легкого углеводородного сырья [4]. Установлено, что катализатор КС-1 в отличие от катализатора ДсФцСо не теряет активности в присутствии цианид-ионов (см. таблицу). Полученные результаты согласуются с данными промышленного испытания катализатора КС-1 в течение более двух лет на Московском НПЗ в процессе очистки сернистых щелочных стоков в смеси с конденсатом установки каталитического крекинга Г-43-107 [5], в котором также могут присутствовать цианид-ионы. За период испытания снижения активности катализатора КС-1 не отмечено, несмотря на относительно высокую температуру в окислительном реакторе (75-800С). Приведенные данные свидетельствуют о высокой термостабильности катализатора КС-1 и его стойкости к воздействию каталитических ядов и щелочному гидролизу, а также о возможности использования процесса ЛОКОС для очистки ТК с установки коксования.
Примечания: 1. Режим окисления: расход кислорода – 720 мл/мин, длительность 30 мин, температура 600С в присутствии катализатора КС-1, 500С в присутствии катализатора ДсФцСо. 2. Для катализатора КС-1 приведены средние результаты из двух опытов.
Исследование ТК с УЗК Ново-Бакинского НПЗ показала, что сульфидная сера присутствует преимущественно в ТК основной ректификационной колонны, причем ее концентрация зависит от содержания общей серы в сырье коксования: при содержании серы в сырье 0,3 и 1,4% (масс.) концентрация сульфидной серы в ТК составляет соответственно 1440 и 3220-3800 мг/л. В конденсате, образующемся при отпарке и охлаждении кокса, сульфидная сера практически отсутствует. Поэтому методом ЛОКОС целесообразно очищать конденсат из емкостей орошения основных ректификационных колонн. Конденсат, образующийся при отпарке и охлаждении кокса, рекомендуется после фильтрования (в нем содержится до 50 мг/л коксовой пыли с частицами размером до 0,1 мм) возвращать без сероочистки на УЗК для повторного использования либо направлять на ЭЛОУ для промывки нефти.
Для внедрения процесса ЛОКОС на УЗК Ново-Бакинского НПЗ с максимальным использованием оборудования проектного узла очистки ТК необходимо:
— демонтировать из окисленных колонн вращающиеся диски-активаторы и загерметизировать отверстие для ввода вала-активатора;
— установить в нижней и верхней частях окислительных колонн колосниковые решетки и ситчатые тарелки и загрузить между ними слой катализатора КС-1 высотой 4-5 м;
— вмонтировать в кубовую часть окислительных колонн эффективное газораспределительное устройство для подачи воздуха;
— установить сепаратор-каплеотбойник на линии отвода отработанного воздуха для предотвращения уноса и попадания ТК втопку печи;
— переобвязать окислительные колонны для работы по последовательной схеме.
Ожидаемый экономический эффект от внедрения процесса ЛОКОС – 138,3 тыс.руб./год за счет экономии энергозатрат, а также исключения обезвреживания ТК, образующегося при отпарке и охлаждении кокса. Дополнительный народно-хозяйственный эффект от предотвращения экологического эффекта в результате ликвидации выбросов в атмосферу оксидов серы и азота составит 124 тыс.руб./год.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Пономарев В.Г., Иоакимис Э.Г., Монгайт И.Л. Очистка сточных вод нефтеперерабатывающих заводов. М., Химия, 1985.- 256с.
2. А.с. 1041142 (СССР).
3. Кундо Н.Н. Канд. Дис. Новосибирск, Институт катализа СО АН СССР, 1968.
4. Мазгаров А.М., Ахмадуллина А.Г., Туков Г.В. и др. – Нефтепереработка и нефтехимия, 1975, №5, с. 28-30.
5. Ахмадуллина А.Г., Кижаев Б.В., Абрамова Н.М. и др.- Химия и технология топлив и масел, 1988, №3, с. 42-44.