Технология ректификации каменноугольной смолы. Схемы процесса

Разделение смолы, на фракции осущест­вляется методом ректификации в трубчатых установках непрерывного действия.

При ректификации каменноугольной смолы используется принцип однократного испарения и фракционной конденсации.

На первой ступени в трубчатых агрегатах осуществляется однократное испарение смолы.

На второй ступени осуществляется ректифи­кация полученного дистиллята для разделения его на узкие фракции.

Суть принципа однократного испарения заключается в том, что смолу быстро нагревают в змеевиках трубчатой печи до за­данной температуры, смолы пары от жидкости не отделяются. Затем смола из змеевика поступает в испаритель, где в результате резкого снижения давления пары сразу отделяются от жидкости.

Температура однократного испарения всегда ниже температуры нагрева в трубчатой печи. Чем она выше, тем больше выход дистиллята и меньше выход пека. (Оптимально 370-380°С) Температура в трубчатой печи 380-400°С.

Пары дистиллята из испарителя поступают в ректификационную колонну, где конденсируются в зависимости от их температуры кипения с получением узких фракций. - происходит фракционная конденсация. Снизу колонны, конденсируются высококипящие фракции - антраценовая, затем поглотительная, нафталиновая, фенольная, которые в жидком виде боковым отбором выводятся из колонны. В парообразном состоянии из верхней части колонны выводится легкая фракция.

Схемы предусматривают наличие одной или двух ректификационных колонн.

В одноколонном агрегате ректификационная колонна имеет по сравнению с фракционной большее число тарелок для разделения паров дистиллята на 5 жидких фракций и пары легкого масла. По этой схеме получают 3 антраценовой фракции.

Технологическая схема установки с одноколонным агрегатом.

Сырая смола из расходного хранилища 1 насосом 2 подается в нижнюю секцию радиантной части трубчатой печи 18, где нагревается до 125- 135°С, при котором достигается глубокое обезвоживание смолы. Для предотвращения агрессивного действия солей, содержащихся в воде, в смолу добавляют 6%- ный раствор кальцинированной соды в количестве 0,05-0,06% от перерабатываемой смолы. Раствор соды из сборника забирается насосом 2 и подается в смолу, идущую на окончательное обезвоживание. Из трубчатой печи подогретая смола поступает в испаритель первой ступени 4. Пары легкого масла и воды с температурой 100-110°С из испарителя поступают в конденсатор паров 5, где конденсируются и охлаждаются.

Конденсат, состоящий из легкого масла и воды, разделяется по плотности в сепараторе 6. Обезвоженная смола из нижней части испарителя подается в сборник обезвоженной смолы 3 , а затем насосом 5 подается в трубчатую печь, где нагревается до 395— 405 °С и поступает на вторую тарелку испарителя второй сту­пени 9. Здесь смола разделяется на жидкий остаток пек и пары всех фракций. В нижнюю часть испарителя подается перегретый пар, который подогревается в пароперегревателе трубчатой печи 8 до 380—400 °С.

Из нижней части испарителя через гидрозатвор или регулятор уровня жидкий пек направляется в -пековый парк. Из третьей (сверху) тарелки испарителя в жидком виде отбирается III антра­ценовая фракция, которая самотеком поступает в холодильник 18, где охлаждается и затем перетекает в сборник 14.

Из верхней части испарителя второй ступени пары остальных фракций с температурой 330—350 °С поступают на питательную тарелку ректификационной колонны 11.

В нижнюю часть ректификационной колонны 11 подается пере­гретый водяной пар. В ректификационной колонне в жидком виде (боковым отбором) отбираются фракции: I антраценовая, погло­тительная, нафталиновая и фенольная, которые стекают в наруж­ные холодильники 17, охлаждаются и отводятся в соответствующие сборники фракций 18.

Из нижней части колонны через гидрозатвор или регулятор уровня выводится II антраценовая фракция. Она поступает в по­гружной холодильник 17, где охлаждается, а затем направляется в рефлюксный бачок 19. Из рефлюксного бачка часть фракции насосом 7 подается на орошение испарителя второй ступени 9, остальная часть фракции перетекает в сборник 18.

Пары воды и легкого масла из верхней части колонны с темпе­ратурой 120—125 °С поступают в конденсатор-холодильник 12, охлаждаются, а затем в сепараторе 13 разделяются на воду и лег­кое масло. Легкое масло поступает в рефлюксный бачок 14, из которого часть масла насосом 16 направляется на верхнюю та­релку колонны для орошения, а избыток масла поступает в сбор­ник 15. Из сборников 18 насосом фракции подаются на даль­нейшую переработку. Легкое масло из сборника 115 передается в цех ректифика­ции сырого бензола.

Выход фракции, % (1) и температура отбора, оС, характеризуется следующими данными:

В колонне поддерживается давление 20—30 кПа (0,2—0,3 ат).