CS256167B1 - Spósob odstraňovanie sadzí z plynu a z teplovýmenných pldch - Google Patents

Abstract

Vypieranie sadzí z plynu po parciálně) oxidácii uhl'ovodíkov a efektívnejšie opla- chovanie sadzí z rúrok rekuperátorov tepla, takým spósobom, že sa do spo,ločného okruhu vód kvenčovania v štiepnych pe- ciach, vypierania sadzí vo Venturiho příčkách a oplachovania rúrok rekuperátorov tepla, přidává neiónový alebo iónový tenzid v koncentráeii 1 až 20 ppm.

Description

(54) Spósob odstraňovanie sadzí z plynu a z teplovýmenných pldch

Vypieranie sadzí z plynu po parciálně) oxidácii uhl'ovodíkov a efektívnejšie oplachovanie sadzí z rúrok rekuperátorov tepla, takým spósobom, že sa do spo,ločného okruhu vód kvenčovania v štiepnych peciach, vypierania sadzí vo Venturiho příčkách a oplachovania rúrok rekuperátorov tepla, přidává neiónový alebo iónový tenzid v koncentráeii 1 až 20 ppm.

258167

Vyňáléz sa týká spůsobu odstraňovaňia sadzí z plynu a z teplovýmenných plůch.

Pri parciálnej oxi dácii uhlovodíkov obsahuje vznikajúci štiepný plyn značné množstvo sadzí. Například, na každý kilogram rozloženého metánu pri teplote 1450 °C vzniká asi 20 gramov sadzí (mólový poměr kyslík: metán = 0,37). Před dalším spracovaním je potřebné štiepny plyn sadzí zbavit

K čiastočnému odstraňovaná sadzí dochádza už pri kvenčovaní štiepneho plynu v reakčnej komoře vodou, olejom alebo lnou vyššie vrúcou kvapalinou. V ďalšom stupni sa sadze odstraňujú: v sprchových vežiach, Venturiho práčkach, cyklónóoch, filtroch, elektrofiltroch, atd. [J. Wozniakowski: Chemik (Gliwicej 20, 2, 53, 1967; E. G. Hurley: Filtr. Separ. 8, 3, 271, 297, 1971; G. Schiele: Erdoel Kohle Erdgas, Petrochem. 23, 5, 284, 1970.]

Na odstraňovanie sadzí sa používajú rozličné kvapalné médlá, Známe je použitie chlórovaných a fluorovaných kvapalných uhlovodíkov. Vypieranie vysokovrůcimi uhlovodíkmi je predmetom patentu NSR číslo 1 240 052.

Známy je tiež sposob vypierania sadzí do emulzie olej-voda, stabilita ktorej sa udržiava prídavkom malého množstva emulgátora (Francúzsky patent 1450 508). Inokedy sa sadze vypierajú iba vodou a olej s emulgátorom sa přidává dodatočne do nádoby, kde sa dekantuje olejová fáza so sadzami.

Nevýhodou týchto postupov je skutočnosť, že olej s vodou vytvára poměrně stabilně emulzie, z ktorých sa olej tažko úplné separuje. Z tohto důvodu může dochádzať k prieniku oleja dO' odpadných vůd. Navýše si uvedené technológie vyžadujú samostatné olejové hpspodárstvo·.

Preto sa častejšie využívá vypieranie sadzí vodou (DOS 2 951 44,2), i ked vypieracia účinnost vody ako média voči sadziam je nižšia oproti olejů.

Běžný je postup, pri ktorom sa štiepny plyn nasycuje vodnou parou, táto zmáča sadze, ktoré sa potom odstraňujú v odlučovačoch.

Celkovú účinnost vypierania sadzí možno zvýšit použitím pěnového aparátu a vypieraním sadzí v pěnověj vrstvě (ZSSR patent 183 188; A. J. Valdberg a kol.: Chim. prom. 11, 845, 1965; 4, 258, 1972). Aparáty sú zapojené protiprúdne a pěnový režim sa dosiaihne přidáváním malých množstiev tenzidu do vypieracej vody. Podta rumunského patentu 71163 obsahoval vodný roztok 80 až 150 ppm dodecylbenzénsulfonátu sodného.

Uvedené postupy, pri ktorých sa používá vypieracie médium voda, majú nevýhodu v tom, že sadze, svojou povahou hydrofóbne, sa vodou tažko zmáčajú. Vypieranie v penovej vrstvě tento problém do určitej miery odstraňuje, ale možno ho použit iba so samostatným vodným okruhom.

Ked parciálna oxidácia uhlovodíkov prebieha ^:pri zvýšenom tlaku (0,2 až 0,3 MPa), využívá sa obvykle teplo vyčištěného štiepneho plynu v nepriamych výmenníkoch tepla '(rekupérátoroch). Aj po přechode sepa•račnými zariadeniami obsahuje ešte štiepny plyn určité množstvo sadzí, ktoré sa usadzujú na stěnách rúrok teplovýmenných aparátov, zhoršujú přestup tepla, zvyšujú hydraulický odpor zariadení, čo bývá hlavnou příčinou zhoršeného chodu linky až nakoniec vedie k jej odstaveniu.

Tento problém čiastočne rieši nepřetržité súprudné oplachovanie stien rúrok výmenníkov tepla kvapalinou. Najbežnejsie sa používá olej alebo voda. Olej oplachuje sadze účinnejš^!e ako voda, má však iné nevýhody, ktoré už bolí uvedené. Použitie vody naráža na problém nižšej účinnosti (zlá zmáčavosť sadzí), bývá však častejšie, kvůli jednoduchšej manipulácii.

Voda, nastrekovaná do rúrkového priestoru teplovýmenných aparátov je súčasťou společného vodného okruhu kvenčovanej vody a vody, ktorá sa využívá pri vypieraní sadzí (sprchové veze, Venturiho práčky a pod.). Nastrekovanie oplachovacej kvapaliny do rúrkového priestoru výmenníkov tepla je nevyhnutné, na druhej straně však, čiastočne zhoršuje přestup tepla (kvapalina má významné nižšiu teplotu ako štiepny plyn a vytvára na stěnách rúrok filmovú vrstvičku). Navýše, v takomto případe je případné využitie pěnového aparátu na vypieranie sadzí sporné, preíože pěna z jeho okruhu sa nesmie stať súčasťou společného okruhu vůd. Pri kvenčovaní vodou a rovnako v rúrkovom priestore výmenníkov tepla nesmie dochádzať k peneniu.

Tieto nevýhody odstraňuje postup podlá předloženého vynálezu, podstata ktorého spočívá v tom, že sa priamo do spoločného okruhu vody, ktorá sa používá na kvenčovanie plynu, vypieranie sadzí a oplachovanie teplovýmenných plůch rekuperátorov, přidává neiónový alebo iónový tenzid tak, aby jeho koncentrácia vo vodě bola 1 až 20 ppm.

Dosiahne sa tým zlepšenie zmáčavosti sadzí vodou a ich účinnejšie vypieranie, zvýši sa tiež účinnost oplachovania teplovýmenných plůch výmenníkov tepla. Účinky sa prejavia v znížení hydraulického odporu výmenníkov tepla (rekuperátorov) a v zlepšení přestupu tepla, čo sa odzrkadlí v predížení jedného cyklu chodu linky. Zároveň sa zníži tlak v reakčnej komoře, čo může zvýšit výtažky štiepneho produktu (například pri štiepení metánu na acetylénj a umožňuje zvýšit výrobu aj zvýšením zaťaženia štiepneho zariadenia surovinami.

Příklad 1

Štiepny plyn z parciálnej oxidácie metánu s obsahom sadzí za kvenčovanim 3,2 gramu v jednom metri kubickom, vstupuje o prietoku 5 l.min^-1 do, kolónky, naplnenej Raschigovými krúžkami. Sadze sa z něho vypierajú protiprúdne tečúcou 80 °C teplou vodou o prietoku 1 1. min^-1. Za 16 hodin chodu zariadenia sa zachytilo vo, vodě 6,3 gramov sadzí a náplň kolóny zostala zasadzená s celkovým prírastkom hmotnosti 1,4 gramu sadzí.

Pri opakovanom pokuse za rovnakých podmienok sa do vody přidalo 10 ppm neiónového tenzidů na báze propylénoxidu a etylénoxidu. Za rovnaký čas sa vo vodě zachytilo 14,1 gramov sadzí a náplň kolony zostala čistá.

Příklad 2

Štiepny plyn z parciálnej oxidácle metánu s obsahom sadzí za kvančovaním 3,32 gramu v jednom metri kubickom, vstupuje o prietoku 5 1. min^-1 do kolonky, naplnenej Raschigovými krúžkami. Sadze sa z něho vypierajú protiprúdne tečúcou 80 °C teplou vodou o prietoku 1 l.min^-1. Za 16 hodin chodu zariadenia sa zachytilo vo vodě 6,5 gramov sadzí a náplň kolóny zostala zasadzená s celkovým prírastkom hmotnosti 1,3 gramu sadzí.

Pri opakovanom pokuse za rovnakých podmienok sa do vody přidalo 10 ppm iónového tenzidů alkylbenzénsulfonanu sodného. Za rovnaký čas sa vo vodě zachytilo 13,2 gramov sadzí a náplň kolóny zostala čistá.

Příklad 3

Obvyklá doba chodu technologickej linky výroby acetylénu parciáinou oxidáciou metánu daná cyklom čistenia rekuperátorov tepla je 5 mesiacov, zriedkavejšie až 6 mesiacov. Zataženie dvoch štiepnych pecí metáno,m bývá 13 000 Nm³.h^-1, v poslednom mesiací před odstavením linky sa znižuje kvůli narastajúcej tlakovej strate na 12 000 Nm³. h^-1.

Na začiatku šiesteho mesiaca chodu linky, pri vysokom tlaku v štiepnych peciach 0,3 MPa, sa začal do okruhu oběhových vúd štiepnych pecí (kvenčovanie), Venturiho práčok a rekuperátorov tepla dávkovat roztok neiónového tenzidů na báze propylénoxidu a etylénoxidu v takom množstve, aby sa jeho koncentrác^!a vo vodě pohybovala medzi 5 až 10 ppm. Došlo k postupnému znižovaniu tlakovej straty až o 0,015 MPa, v důsledku čoho sa predížil chod linky na 19 mesiacov a v priebehu celého cyklu bolo možné udržovat' zataženie metáno,m na 13 000 až 13 500 Nm³. h^-1, pričom tlak v štiepnych peciach nepřekročil 0,3 MPa. V důsledku zníženia tlaku v štiepnych peciach došlo k zvýšeniu obsahu acetylénu v štiepnom plyne z 6,4 % na 6,5 % obj.

Claims (3)

1. PREDMET

   Spůsob odstraňovania sadzí z plynu a z teplovýmenných ploch, vyznačujúci sa tým, že sa do vody, ktorá sa používá na kvenčovanie plynu, vypieranie sadzí a oplachovaYNÁLEZU nie tejlo výměnných plůch, přidává neiónový alebo iónový tenzid tak, aby jeho koncentrácia vo vodě bola 1 až 20 ppm.