Spôsob regenerácie vodného roztoku chloridu vápenatého a zariadenie k uskutečňovaniu tohto postupu

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Vynález rieši spôsob a zariadenie na regeneráciu vodného roztoku chloridu vápenatého vysokotepelnej pyrolýzy uhlovodíkov, používaného na chladenie a sušenie pyroplynu tak, že je schopný recirkulacie alebo na nové sušenie. Postup podľa tohto vynálezu umožňuje zneškodniť aktívne samovznietitelné látky a oddelit ich ako neškodný pevný alebo kvapalný odpad či už vo forme čistej alebo v smesi s filtračnou hmotou alebo adsorbentom a súčasne zahustit roztok do koncentrácie požadovanej na opätovný návrat do systému.

Text

Pozerať všetko

40 Zverejnené za as uzono no vvmmxv . . A 05 m 445 vydane 15 03 86Autor vynalezu MITTER LADISLAV mg., AROŠEK KAROLNOVÁKY, CEBÁK MILAN mg., KoLLAR JOZEFPOGORIELOV KONŠTANTÍN mg.,PRIEVIDZA(54) Spôsob regenerácia vodného roztoku chloridu vápenatého a zariadenie k uskutečňnvaniu tohto postupuvynález rieši spôsob a zariadenie na regeneráciu vodného roztoku chloridu vâpenatého vysokotepeelnej pyrolýzy uhlovodikov,používaného na chladenie a sušenie pyroply» nu tak, že je schopný recirkulacie alebo na nové sušenie. Postup podľa tohto vynálezu umožňuje zneškodniť aktívne samovznietitelné látky a oddelit ich ako neškodný pevný alebo kvapalný odpad či už vo forme čistej alebo v smesi s filtračnou hmotou alebo adsorbentom a súčasne zahustit roztok do kon~ toenträcie požadovanej n-a opätovný ~närvrast~ do systému.vynález rieši spôsob a zariadenie na regeneráciu Vodného roztoku chloridu vápenatého vysokotepelnej pyrolýzy uhľovodíkov,používaného na chladenie a sušenie pyroplynu, tak, že je schopný recirkulácie alebo na nové sušenie.Pri pyrolýze uhľovodíkov závažný problém predstavuje znečisťovanie deliaceho systému organickými látkami polymérneho či polykondenzačného typu, spôsobované existenciou niektorých mikrokomponentov V produkte pyrolýzy.Zvlášť ožehavý je tento problém u oxidačných pyrolýz vysokoteplotných, t. j. pri výrobe acetylénu. Pyrolýzy prebiehajú zvyčajne spaľovaním kyslíka s uhlovodíkom, respektíve inou horľavou zložkou, ktorá vytvára potrebnú teplotu pyrolýzy, za prítomnosti vodnej pary ako činiteľa ovplyvňujúceho rovnováhy chemických reakcií. Uvedený princíp umožňuje vznik širokej škály zlúčenín uhlíka, vodíka a kyslíka, ktoré vznikajú zo štepov vstupných látok.Pri oxidačnej pyrolýze uhľovodíkov v tom to proceseprivysokých teplotách .vznikajúokrem stabilných jednoduchých zlúčením,ako je H 2, GHz, C 0, C 02, H 2 O, Cal-Is, C 2 H 4,C 2 Hz a vyšších nasýtených uhľovodíkov aj uhlovodíky reaktívne s viacerými násobnými väzbami, ako napríklad butadtén, allen,metylacetylén, vlnylacetylěn, diacetylén a pod., ktoré spolu s jestvujúcimi nečistotami vsvpyrolýznych produktoch na báze dusíka a síry, najmä kysličníkov dusíka, sírovodíka a karbonýlsulfidu tvoria Zárodky polymérnych štruktúr postupne sa usadzujúcich v systéme. To spôsobuje nutnost pravidelného čistenia takýchto systémov, respektíve nutnosť eliminácie nestabilných polymérny h štruktúr, ktoré naviac sú pyroforické, ľa ko podliehajú oxidácii a samovoľnému rozpadu.Polymérne látky vznikajú a usadzujú sa pri postupnom ochladzovaní pyroplynu prakticky v celom systéme. Zvlášť reaktívne sú tieto látky v zóne podchladzovania od 0 °C do -30 °C a. tlaku 1 až 2 MPa, kedy prebiwei ha tiež kondenzácia vyšších acetylénov a vzrastá reaktivita kysličníkov dusíka.Každá jednotlivá technológia pyrolýzy uhľovodíkov rieši tento problém zvláštnym spôsobom. Ako najúčinnejši spôsob sa doteraz ukázalo efektívne alkalické pranie, pri ktorom sa eliminujú heteroatomárne zárodkypolymérnych štruktúr, ale predovšetkým makrokompont C 02, čo však znamená značnú produkciu odpadných alkálií.Preto proces zpravidla nemá uvedené pranie, ale mokrokomponenta C 02 sa čistí spolu s ostatným pyroplynom v tzv. solankobenzínovom praní, kde vodný roztok chloridu vápenatého ochladzuje pyroplyn na -30 °C za súčasného sušenia a následne násadový benzín ako surovina pre pyropýzu vypiera nenasýtené vyššie uhlovodiky a vracia ich na pyrolýzu. Vo vodnom roztoku chloridu vápenatého sa zhromažďuje značné množstvo polymérnych látok, čo si vyžaduje jeho veľkéobmieñanie. Pri umiestnení závodu v našich podmienkach odpadný chlorid vápenatý nepriaznivo ovplyvňuje soľnost povrchových vôd a preto možno považovat tento uzol za technicky nedoriešený. Úsilím autorov bolo obmedzit množstvo odpadného chloridu vápenatého na najnižšiu možnú mieru.V zásade je možné riešiť likvidáciu polymérnych látok v uzle chladenia 0 až 30 °C dvomi spôsobmi- zamedziť vzniku polymérnych látok v tomto uzle likvidáciou komponent v pyroplyne, t.j. nenasýtených uhľovodíkov alebo nosičov reaktívnych heteroatómov N a S~ čistiť vodný roztok chloridu vápenatého regeneráciou celého množstva alebo od padajúceho podielu bypassové čiste nie.Likvidácia heteroatomárnych kyslých štruk túr N a S by priniesla ďalšie problémy pri likvidácii alkalických odpadov. Odstránenienenasýtených uhľovodíkov pred solánkovým chladením by bolo ekonomicky neefektívne,nakolko ich absorpcia pri vyšších teplotáchje rádove nižšia. Optimálnym riešením sa. javí preto regeneračná linka, ktorá spraco váva znečistený vodný roztok chloridu vápenatého, tak že po vyčistení je schopný opätovného použitia.V súvislosti s predmetom vynálezu sa zistilo, že najlepším spôsobom odstraňovanie organických aktívnych podielov je filtrácia po ich dezaktivácii tepelným spracovaním. Pri ohreve nad 80 °C sa nestabilné štruktúry na báze heteroátomov N a S rozpadávajú a menia na stabilnú dobre filtrovateľnú formu. Príčina je pravdepodobne v rozpade klatrátových štruktúr, vznikajúcich pri bežných.teplotách pri styku niektorých uhlovoclíkov s vodou, ktoré sú voľne naviazané na hete-.roátomy a ktoré pri styku s voľným kyslíkom sa prudko oxidujú. Pri termickom vyzrážaníorganických podielov dochádza však aj k, vzniku menších častíc, ktoré bežný filter nie je schopný zachytiť. Z tohoto dôvodu bola odskúšaná adsorpcia týchto častíc na rôznych adsorbentoch. Najlepšie sa osvedčiloaktívne uhlie bežných typov. Na kompletáąciu linky bolo však potrebné zahrnúť aj systém na zahustovanie roztoku, zrleďovaného pri použití na sušenie a chladenie pyroply nu. Ekonomicky výhodným sa ukázalo rleše- nie ohrievania roztoku za vákua v jednom stupni s absorpciou.Ďalšou dôležitou výhodou regeneračnej linky je zníženie obsahu polymérotvornýchré umožní rádove zníženie nasýtenla chladlaceho roztoku chloridu vápenatého a ktoré priaznivo ovplyvni bezpečnosť prevádzkovania celého procesu.Vyššie uvedené nevýhody teda nemá spôsob regenerácia vodného roztoku chloridu vápenatého, používaného vo vysokoteplotnej py 222513rolýze uhľovodíkov na chladenie a sušenie pyroplynu pri teplote 0 až -40 °C a tlaku 1 až 2 MPa s obsahom polymérnych látok na báze nenasýtených uhľovodíkov Ca až Cs a heteroatömov N a S, najmä. vo forme Na.,Has, a COS., s rozpustenými podielnii pyroplynu a zriedenéiho vodou tak, že roztok sa ohreje na 0 až 40 °G a dekomprinuje na tlak 0,2 až 0,5 MPa, pričom sa zbaví väčšiny rozpustných podielov pyroplynu a ďalej sa ohrieva na 80 až 120 °C, s výhodou 100 až 110 °C pri tlaku 0,1 až 0,2 MPa pričom sa inaktivuje a vyzrá-ža väčšia časť polymérnych látok a odp-lyní zvyšok podielov z pyroplynu, pričom sa následne filtruje a po pridaní aktivueho uhlia na adsorpciu zvyšku organických podielov sa za vákua 0,01 až 0,05 MPa zahusťuje odparovaníirn pri teplote B 0 až 120 °C a pretiltruje na oddelenie -adsorpčného čiIridla.Zariadenie na regeneráciu vodného roztoku chloridu vápenatého podľa vynálezu pozostáva zo sústavy nádrží, výmeníkov a filtrov, pričom potrubie odvodu chloridu vápenatého zo systému pyroplynu je spojené s ohrievačom roztoku CaCl 2 spojeným potrubím s dekomprimátorom, z ktorého vrchu odchádza potrubie pre odvod pyroplynu a zo spodu potrubie pre odvod roztoku CaCl 2,spoj-eným potrubím s dekomprimátorom, z ktorého vrchu odchádza potrubie pre odvod pyroplynu a zo spodu potrubie pre odvod roztoku Cacľlz napojené na ohrievaný auto klâv s rnirešadlom pre inaktivâciu roztoku, opatrený potrubím na odvod pyroplynu a zospodu spojený potrubím s filtrom opatreným potrubím na odvod kalov, ktorý je dalej spojený potrub-ím s ohrievaným autoklâvom s miešadlom, na adsorpciu nečistôt z roztoku aktívnym uhlím a na odparerrie vody, na ktorom je napojené potrubie na dávkovanie aktívneho uhlia a potrubie na odtľarh vodných par a vytváranie vákua a zospodu potrubie na odlüčenie fíltračného koláče- a potrubie na čistý regenerovaný roztok CaCłz.Výhodou postupu podľa tohto vynález je,že umožňuje zneškodnit aktívne samovznłetiteľnê látky a oddeliť ich ako neškodný pevný alebo kvapalný odpad či už vo forme čis tej alebo v zmesi s filtračnou hmotou alebo , adsorbentom a srüča-sne zahustiť roztok do koncentrácie požadovanej na o-pátovný návrat do systému.Účinná regenerácia roztoku CaCl 2, sa dosahuje na zariadení, znázornenom na obrázku.Vodný roztok chloridu vápenatého s obsahom aktívnych organických podielov a podielom rozpusteného pyroplynu sa privádza potrubím pre odvod Caclz zo systému pyroplynu 1 spojený s ohrievačom 2 roztoku CaCl 2, kde sa ohreje a splyní sa časť plynných podielov a dalej vedie potrubím 3 do dekomprimátora 4, kde sa plynná fáza, ktorú tvoria podiely pyroplynu v CaCl 2, prevažne C 02 a C 2 H 2, oddelí a odvádza potrubím pre odvod pyroplynu B a kvapalný roztok Caclzsa dostava dalej potrubím 5 do ohrievaného autoklávu 7 s miešadlom, kde dochádza k termickej inaktivácii. organických podielov a odplynením zvyšku pyroplynu, ktorý odchádza potrubím E na odvod pyroplynu, horúci roztok Caclz postupným potrubím 8 do filtra 10., kde sa oddelia filtrovateľné podiely organických nečistôt, ktoré sa vyplavia potrubím 11 na odvod kalov, odkiaľ sa. roztok Caclz zbavený prevažnej časti organických podielov dostáva. potrubím 12 do vyhrievaneho autoklávu 13 s miešadlom, ktorý slúži na adsorpciu organických podielov .na aktívnom uhlí a zahustenie roztoku a je opatrený potrubím 14 na prívod aktívneho» uhlia,potrubím 15 na odvod vodných par a vytváranie vákua a potrubím 16 na odvod roztoku CäClZ s aktívnym uhlím. do filtra 17, kde sa od-filtruje aktívne uhlie s naadsorbovauým organic-kým podielom, odkiaľ sa filtračné kaly vypúštajü- potrubím 18 a potrubím 121 sa získava čistý regenerovaný roztok CaCIzSchéma zariadenia, ma obrázku nezahrňuje pomocné zariadenia, ako čerpadlá, meraciu a regulačná techniku, armatúry, ako i prívod a nadväzujúce zariadenia pomocných médií, napríklad para, dávkovanie aktívneho uhlia ap. Taktiež neuvádza konštrukciu jednotlivých zariadení, pretože táto závisí od dalších technicko-ekonomických faktorov.Pyroplyn o objemovom zložení 31,8 H 2 13,4 C 0, 0,5 N 2 O 2,. 10,8 C 02, 11,0 CH 4, 14,4 Cal-iz, 143 C 2 H 4, 015 C 2 Hs,0-,4 CaHs, 1,3- vyšších acetylenov, 0,2 ĺ/o butadienu, 0,35 pentánuhexanu, 0,6 berrzénu v množstve 25 t/h, teplote 4 °C a tlaku 1,6 MPa vstupuje do solankového (Gaclz) chladiaceho a sušiaceho systému, ktorý pozostáva z dvoch kolón so sitovými etážami. Do kolón sa nastrekuje spolu 60 m 5/h 30 vodného roztoku Cach- o teplote ~ 37 °C. Pynoplyn sa ochladí v systéme na -30 °C. Roztok CaCIz pohltí príslušné množstvo vodnej pary a v systeme sa vytvárajú plávajúce zhluky organických podielov, vytváraných na aktívnych centrách heteroatómov N alebo S naviazaním molekúl nenasýtených uhľovodíkov,stabilizovaných v roztoku klatrátovými štruktúrami.Z cirkulačného roztoku CaCl 2 sa neustále odpúšťa 0,6 m 3/h roztoku na regeneráciu s obsahom rozpusteného pyroplynu v množstve 50 kg/h a zložení 40 C 2 H 2, 40 C 02, 20 iných uhľovodíkov a s obsahom 6 kg polyméruych látok a rovnaké množstvo čistého 33-ného roztoku sa dávkuje do systému.Odpúštaný roztok o teplote -13 °C a tlaku 1,6 MPa sa ohrieva v ohrievači na 40 °C kde sa časť rozpusteného pyroplynu splyní. Dvojfázový tok sa vedie do dekomprimátora,kde sa zníži tlak na 0,45 MPa. Tu sa oddelí plynná fáza, ktorá sa vracia do systému py 222513roplynu a kvapalný roztok sa odpúšťa do inaktivätora, prevedeného ako autokláv s plášťovým ohrevom parou a s miešadlom. V inaktivátore sa roztok zohreje na 100 °C, príčom unikne zvyšok rozpusteného pyroplynu,ktorý sa taktiež vracia do systému. Aktívne polymérne podiely sa pri tejto teplote vyzrážajú a inaktivujú. Na filtri sa väčšia 90 týchto podielov zachytí. Ako filtračné hmota sa použije piesok, inaktivátor, filter. Príslušné potrubia sú vyrobené z materiálov odolavajúcich korózii horúceho roztoku C 3012 napríklad smalt alebo titán.Na dočistenie roztoku sa horúci roztok čerpá do nádrže na zahustovanie a adsorbciu, riešenú podobne ako inaktivátor ako autokláv s plášťovým parným ohrevom a miešadlom. Tu sa udržuje teplota tiež 100 °C a vakuum 0,1 MPa. Súčasne sa dávkuje aktívne uhlie V množstve 0,005 kg/kg Caclz roztoku. Zvyšok organických podielov sa adsorbuje na aktívnom uhlí. Pri danej teplote sa roztok zahustí na 33 . Roztok sa filtruje na filtroch s podobnou náplňou ako v prvom prípade.Použije .sa postup a zariadenie ako V príklade 1. Odlišnost je V inaktivátore, kde sa teplota udržuje na 80 °C. Pri tejto teplote sa dá v prvom stupni odfiltrovať iba 50 9/0 organického podielu a spotreba aktívneho uhlia vzrastie na 0,01 kg/kg CaCl 2 roztoku.Roztok Caclz z dekomprimátora ako v príklade 1 sa zhromažďuje V inaktivačnej nádrži, ktorá slúži ako zberač a ďalej sa spracoväva diskontinuálne podľa predpísaného postupu. V tomto prípade možno pre obe filtráci.e použit iba jeden filter. Teplota v inaktivátore sa udržuje na 90 °C, v zahusťovači 80 °C. Do inaktivátora sa pridáva filtračné hmota, ktorá sa využíva vo filtri aj V druhej filtrácii.1. Spôsob regenerácia vodného roztoku chloridu vápenatého, používaného vo vysokoteplotnej pyrolýze uhľovodíkov na chladenie a sušenie pyroplynu pri teplote 0 až -40 stupňov Celsia a tlaku 1 až 2 MPa s obsahom polymérnych látok na báze nenasýtených uhľovodíkov C 3 až Ce a heteroatômov N a S,najmä vo forme NOX, Hząs a COS, s rozpustenými podielmi pyroplynu a zriedeného vodou, vyznačujúci sa tým, že roztok sa ohreje na 0 až 40 °C a dekomprimuje pri tlaku 0,2 až 0,5 MPa, pričom sa zbaví väčšiny rozpustných podielov pyroplynu a ďalej sa ohrieva na 80 až 120 °C, s výhodou na 100 až 110 C pri tlaku 0,1 až 0,2 MPa, pričom sa inaktivuje a vyzráža väčšia časť polymérnych látok a odplyní zvyšok podielov z pyroplynu, pričom sa následne filtruje a po pridaní aktívneho uhlia na adsorpciu zvyšku organických podielov sa za vákua 0,01 až 0,05 MPa zahustuje odparovaním pri teplote 60 až 120 °C a prefiltruje na oddelenie abxsorpčného činidla. .2. Zariadenie na uskutočňovanie postupupodľa bodu 1, vyznačujúce sa tým, že potrubie odvodu roztoku chloridu vápenatého zo systému pyroplynu 1 je spojené s ohrievačom 2 roztoku Gaclz, spojeným potrulbim 3 -s dvekomprimátorom 4, z kutoréhovvrchu odchádza potrubie 6 pre odvod dewsorbovaného pyroplynu a zo spodu potrubie 5 pre odvod roztoku Caclz napojené na ohrievaný autokláv 7 s miešadlom pre inaktiváciu roztoku, opatrený potrubím 9 na odvod desorbovaného pyroplynuazo spodu spojený potrubím B a filtrom 10, opatrený potrubim 11 na odvod kalov, ktorý je dalej spojený potrubím 12 s ohrievaným autoklävom 13 s mirešadlom na uadsorpciu nečiwstôt z roztoku aktívnym uhlím a na odparenie vody, na ktorom je napojené potrubie 14 na dávkovanie aktívneho uhlia a potrubie 15 na vytvorenia vákua a zospodu potrubie 16 spájajüce HUÍOKÍĚV 13 s filtrom 17, z ktorého vystupuje potrubie 18 na odlüčenie filtračneho koláče a potrubie 19 na čistý regenerovaný roztok CaCl 2.

MPK / Značky

Značky: uskutečňovaniu, zariadenie, vodného, spôsob, roztoku, chloridů, regenerácie, tohto, vápenatého, postupu

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/5-222616-sposob-regeneracie-vodneho-roztoku-chloridu-vapenateho-a-zariadenie-k-uskutecnovaniu-tohto-postupu.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob regenerácie vodného roztoku chloridu vápenatého a zariadenie k uskutečňovaniu tohto postupu</a>

Podobne patenty