Пути утилизации кислой смолки, возможность добавления ее в угольную шихту для коксования

     Отримуваний бензол відповідає вимогам стандарту  на сорти "чистий" або "для нітрації". У разі потреби отримання бензолу  вищої якості очищення ведуть в дві  стадії:

     1) обробка 93-95% кислотою;

     2) очищення бензолу від тіофену  за допомогою моногідрата або  олеуму (3% вільного SO₃), або 93% сірчаної кислоти з додаванням неграничних з'єднань. Процес періодичного очищення застарів і майже не використовується.

     Для сірчистих бензолів передбачений перехід  на нову технологію - високотемпературне гідроочищення, завдяки чому відхід у вигляді кислого смоління ліквідовується. 
 
 
 
 
 
 
 

     2.4. Передача в шихту кислої смолки цеху ректифікації сирого бензолу 
 

     Кисла смолка цехів ректифікації сирого бензолу  зазвичай містить бензолові вуглеводні, які, передусім, виділяються з неї  шляхом відпарювання після нейтралізації. Якщо відпарювання бензолових вуглеводнів  робити без попередньої нейтралізації  кислої смолки, то відпарний куб  піддаватиметься інтенсивній корозії  і в нім залишиться нерозчинний  напівкокс. Для нейтралізації кислої смолки слід застосовувати концентровану  аміачну воду (22%). 

       

     Рис.2.4 Технологічна схема переробки кислої смолки цеху ректифікації сирого бензолу :

     1 – меланжер; 2 –сховище концентрованої  аміачної води;

     3- мірник аміачної води; 4 – конденсатор-холодильник-сепаратор;

     5 – куб для відпарки бензольних вуглеводнів; 6 – збірник відпареного продукта; 7,8,9,10 – насоси

     Кисла смолка з мийних апаратів збирається в меланжері, де вона нейтралізується  концентрованою аміачною водою з  мірника при безперервному перемішуванні. Після досягнення в меланжері  рН=7-8 подання аміачної води припиняється, суміш перемішується впродовж 30 хвилин. І видається насосом 7 в куб з паровим підігрівачем для відпарювання бензолових вуглеводнів. Відпарювання робиться гострою парою до отримання розчину потрібної концентрації. Бензолові вуглеводні і водяні пари конденсуються в холодильнику 4.

     Отриманий конденсат розділяється в сепараторі на фракцію БТК і сепараторну  воду. Відпарена і нейтралізована смолка містить 50-56% води. Цей розчин видається у збірник, звідки насосом 9 передається в цех углеподготовки по трубопроводу або автотранспортом. Розподіл розчину в шихті робиться за допомогою розбризкуючого пристрою. [2] 
 

     2.5 Отримання компонента для виробництва дорожнього дьогтю 
 

     Наявність вільної H₂SO₄ кислої смолки утрудняє її ефективне використання. Тому необхідно або видалити кислоту, або нейтралізувати її. На Запорізькому КХЗ при змішуванні і підігріванні до 85°С кислої смолки цеху ректифікації сирого бензолу і сульфатного відділення відбувається взаємне розчинення їх органічної маси. В результаті із смолки виділяється вода і утворюється два шари - масляний і водний, які добре розшаровуються. У водний шар переходить близько 90% кислоти, що містить кисла смолка.

     Після підготовки суміш смолки використовують як компонент для виробництва  дорожнього дьогтю. 

     

     Рис.2.5 Схема переробки кислої смолки

     1 - відстійник; 2 - змішувач; 3 - куб; 4 - конденсатор; 5 - сепаратор; 6 – насос 
 

     Кисла смолка цеху ректифікації відстоюється у відстійнику 1 від регенерованої  кислоти і поступає в змішувач 2 разом з кислою смолкою сульфатного  відділення. Суміш смоліки при  перемішуванні насосом 6 нагрівається впродовж 4 ч до 85°С, а потім при цій температурі відстоюється 16-20ч, після чого водний шар випускається. Масляний шар, що відстоявся в змішувачі, спрямовується в куб 3. Сюди ж з сховища завантажуються полімери бензолового відділення у кількості 35-40% від завантаження масляного шару. Цю суміш нагрівають 4-8 ч до 150°С.

     При цьому відбувається відгін бензолових вуглеводнів і що утворюються  в результаті полімеризації води і сірки. Пари з куба конденсуються  в конденсаторі 4, після відділення в сепараторі 5 вод, отримана суміш  бензолових вуглеводнів, що містить  у відгоні до 150°С 96,5% фракції БТК, поступає в приймач, далі на склад. Від  однієї операції відпарювання виходить 11,3% бензолових вуглеводнів, 6,8% води і 81,9% залишку, який є готовим продуктом і поступає на приготування дорожніх дьогтей. [2] 
 

     2.6 Утилізація кислої смолки бессатураторного процесу отримання сульфату амонія 
 

     Технологічна схема отримання дорожнього терпкого матеріалу (рис 2.6). Відстій кислої смолки відбувається у відстійнику типу "бутель" 1, що знаходиться в сульфатному відділенні. Смолка, що відстоялася, періодично подається у збірник 2 або безпосередньо в відстійник-промивач 3, забезпечені обігрівом. Смолку промивають в дві стадії, кожна з яких здійснюється таким чином. У відстійнику-промивачі 3 вона змішується з водою (чи конденсатом випарних апаратів) в сспіввідношенні 1:1 і нагрівається до 80°С, перемішується 30-40 мін і відстоюється впродовж 12-20 ч.

     Після цього вода, що відстоялася, виводиться в сульфатне відділення, а кисла смолка перекачується у відстійник-нейтралізатор 4, де обробляється рівним об'ємом води і аміачної води (1 % від маси промитої кислої смолки). Суміш перемішується і відстоюється, а потім промивні води спрямовуються в сульфатне відділення, а нейтралізована кисла смолка обробляється деемульгатором (0,1% від кислої смолки), відстоюється і переводиться в реактор (5), куди подається кам'яновугільна смола в співвідношенні 1:1.

     При інтенсивному перемішуванні суміш  нагрівається до 100-105°С впродовж 3- 4 ч для видалення вологи, яка через конденсатор 6 поступає у відстійник-промивач 3. Після досягнення необхідної величини умовної в'язкості готовий продукт перекачується в сховищі 7. Вихід готового дорожнього терпкого матеріалу 6300 т/рік. [5] 
 

       

Рис. 2.6 Технологічна схема процесу виробництва дорожнього терпкого матеріалу з кислої смолки уловлювання бессатураторного процесу :

8, 9 - збірник кам'яно-вугільної смоли і розчину ОЖК; I- вода;

II- кам'яновугільна смола; III - готовий продукт; IV - конденсат; V - в цистерну; VI - кисла смолка; VII - аміак; VIII - нейтрализована смолка; IX – маточний розчин; X – маточний розчин в сульфатне відділення 
 
 
 
 
 
 
 

     2.7 Виробництво рудо-вугільних брикетів  
 

     Нейтралізована смолка цеху ректифікації сирого бензолу застосовується при виробництві рудо-вугільних брикетів в якості терпкого матеріалу. Відновне випалення таких брикетів при 900-1000оС дозволяє отримати окускованный матеріал достатньої механічної міцності для феросплавного виробництва. 
 

     2.8 Застосування в якості терпкого матеріалу при будівництві доріг  
 

     Одним із способів отримання на її основі дорожнього дьогтю є термічна обробка при 300°С суміші кислого смоління і висококиплячих фракцій кам'яновугільної смоли. При цьому відбувається розкладання кислих компонентів, і одночасно протікають реакції окислення і конденсації, в результаті отримана маса стає нейтральною і придбаває необхідні пластичні властивості. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     3 ВИСНОВКИ НАУКОВО-ДОСЛІДНОЇ РОБОТИ 
 

     Влабораторних умовах проводились дослідження  зміни насипної щільності по додаванні кислої смолки і полімерів. Результати зважування шихти занесені до талиці 3.1,а результати розрахунку насипної щільності  до таблиці 3.2. 
 

     Таблиця 3.1 Результати зважування шихти

 
 

     Насипну щільність розраховуємо за формулою: 

     N_m = , 

     де  q-маса приймача; V- об´єм приймача.

     V= h∙π∙r²=120∙3,14∙30²=33912мм³=0,339м³ 
 

     Таблиця 3.2 Результати розрахунку насипної щільності 

 
 

     Результатом проведеної роботи є графік зміни  насипної щільності(рис.3.1), з якого видно що додавання у шихту полімерів і кислої смолки,  збільшує насипну щільність. А при  0,4% добавки кислої смолки насипна щільність почала зменьшуватись.  
 
 
 
 
 

     Рис. 3.1 Графік зміни насипної щільності

     

 
 
 
 
 
 
 
 

     4 ВИСНОВОКИ 
 

<