7.6. Улавливание бензольных углеводородов под давлением
Одним из факторов интенсификации процесса улавливания бензольных углеводородов является использование повышенных давлений. Пропорционально повышению давления возрастает содержание бензольных углеводородов в газе, и согласно закону Генри, равновесная концентрациях этих продуктов в поглотительном масле также возрастает. Так при обычных условиях содержание бензольных углеводородов в поглотительном масле составляет 2,5% при давлении 0,8 МПа (8 ат) и 1,2 МПа (12 ат) соответственно 16 и 20%. С увеличением давления увеличивается также скорость абсорбции.
Таким образом, при улавливании бензольных углеводородов под давлением процесс абсорбции значительно интесифицируется, в результате чего резко снижается норма расхода поглотительного масла и необходимая поверхность насадки скрубберов.
Для улавливания бензольных углеводородов под давлением применяют тарельчатые абсорберы барботажного типа диаметром 2,8–3 м, высотой 13–16 м. На тарелках такого абсорбера обеспечивается хороший контакт газа с маслом, расход которого очень невелик.
Применение улавливания бензольных углеводородов под давлением позволяет на 15–20% снизить себестоимость сырого бензола, повысить степень его извлечения из газа до остаточного содержания 0,3–0,5 г/м3.
С повышением давления резко возрастает полнота извлечения из газа нафталина. Улавливание под давлением может быть рентабельным, если коксовый газ используется при повышенном давлении (передача газа в сеть дальнего газоснабжения, фракционная конденсация газа с выделением водорода, использование коксового газа для вдувания в доменные печи). Оптимальное давление составляет 0,8 МПа (8 ат).
7.7. Выделение бензольных углеводородов из поглотительного масла
Бензольные углеводороды из насыщенного поглотительного масла с получением сырого бензола
выделяются дистилляцией с острым паром в
дистилляционных колоннах тарельчатого типа.
Обензоленное масло, поступающее на дистилляцию, представляет собой раствор бензольных углеводородов в поглотительном масле. Выделение бензольных углеводородов из такой смеси основано на различных температурах кипения компонентов. Бензольные
углеводороды, входящие в состав сырого бензола при нормальном давлении выкипают до 180°С, а каменноугольное поглотительное масло начинает кипеть при 230°С, соляровое при 265°С. Содержание бензольных углеводородов в насыщенном масле очень мало и составляет всего 2–3% (объемн.). Следовательно, каменноугольное масло является основным компонентом в смеси. Согласно закону Генри–Дальтона температура кипения бензольных углеводородов при этих условиях значительно возрастает. Поэтому полное их выделение из масла возможно только при 250–300°С.
Для предупреждения нагрева масла до слишком высокой температуры, достаточно полного отгона растворенных в нем бензольных углеводородов дистилляцию ведут с острым паром. Применение последнего дает возможность снизить температуру кипения бензольных углеводородов и проводить процесс дистилляции при подогреве каменноугольного масла до 130–145°С и солярового до 125–135°С.
Важным фактором, существенно влияющим на процесс десорбции бензольных углеводородов из насыщенного поглотительного масла, является давление внизу колонны. Повышение давления в колонне отрицательно влияет на переход бензольных углеводородов из жидкой фазы в паровую. Рабочее давление в колонне должно поддерживаться в пределах 30–50 кПа (0,3–0,5 ат).
Выделение бензольных углеводородов из поглотительного масла требует значительного расхода тепла (пара), который складывается из тепла, необходимого на подогрев насыщенного поглотительного масла до температуры выделения бензола и дистилляции с острым паром. Экономия тепла достигается путем утилизации тепла выходящих из колонны паров бензольных углеводородов и обезбензоленного масла для предварительного подогрева насыщенного масла.
Практически расход пара на 1 т сырого бензола составляет 4,5–5,0 м3 при паровом нагреве масла перед дистилляцией и 1,6 м3 при огневом подогреве масла.