Введение:
Для улавливания паров нитрил акриловой кислоты (НАК), вытесняемых из газового объема резервуаров парка химических продуктов в период передавливания НАК из контейнер-цистерн на железнодорожной эстакаде слива, улавливания паров НАК при перевалке (отгрузке) продукта из резервуара в танкер, а также улавливания паров НАК, вытесняемых из резервуаров в процессе суточных колебаний объема газовой фазы, связанных с термическим расширением и сжатием под воздействием солнечного облучения, предусмотрена установка утилизации паров НАК.
Технология и набор оборудования комплектной поставки приняты по предложению компании ООО «НПО Центр ШВ».
Установка утилизации паров НАК расположена в районе резервуарного парка химических продуктов.
Описание технологического процесса:
В период эксплуатации резервуаров с НАК для исключения возможности подрыва установленных на резервуарах предохранительных клапанов КДС2-1500Л с выбросом содержащей пары НАК газовой фазы на территорию перевалочного комплекса предусматривается вывод общей газоуравнительной линии на установку утилизации паров акрилонитрила с последующим ее разветвлением на два параллельных трубопровода DN200 и DN50 с установленной на них двойной сблокированной арматуры.
Блокировка штурвалов арматуры выполнена для организации возможности открытия одной линии при одновременном закрытии второй линии с целью обеспечить одного из двух возможных режимов работы установки утилизации паров.
1. Режим «больших дыханий».
В случае заполнения резервуаров продуктов от железнодорожной эстакады слива с объемной производительностью поступления газовой смеси азота с парами НАК до 400 м3/час должна быть открыта линия DN200 (при полностью закрытой линии DN50), при этом газовая фаза от общей газоуравнительной линии резервуарного парка поступает на вход в установку утилизации паров НАК и далее во всасывающую линию центробежного вентилятора, обеспечивающего необходимый напор и расход газовой фазы по сечению скруббера мокрой очистки (ШВ-0,4) для поддержания в рабочем состоянии участков псевдоожиженного слоя подвижной насадки.
В качестве абсорбента для паров НАК используется раствор сульфита натрия (Na2SO3), получаемый путем растворения сухого сульфита натрия в воде, для чего используется предусмотренный комплектной поставкой вертикальный аппарат с механическим перемешивающим устройством (емкость приготовления маточного раствора).
Вода в емкость приготовления маточного раствора поступает из существующей на площадке сети водоснабжения, сульфит натрия обслуживающий персонал установки загружает с использованием блочных приспособлений для облегчения подъема мешков с сульфитом натрия на высоту аппарата.
После загрузки реагента производится смешение с периодическим отбором проб маточного раствора для определения концентрации сульфита натрия (Na2SO3), и, при достижении заданного значения концентрации, процесс смешения прекращается, после чего готовый маточный раствор перекачивается подпиточным насосным агрегатом в циркуляционную емкость.
Вспомогательным назначением емкости приготовления маточного раствора является хранение запаса раствора сульфита натрия и подпитка свежим раствором запаса хранения циркуляционной емкости путем периодического включения подпиточного насосного агрегата.
Циркуляционная емкость служит буфером для обеспечения подачи раствора сульфита натрия (Na2SO3) в скруббер мокрой газоочистки ШВ-0,4 и дополнительно выполняет функцию гидравлического затвора для общей газоуравнительной линии резервуаров.
В процессе эксплуатации установки утилизации паров нитрил акриловой кислоты должен выполняться периодический отбор раствора из циркуляционной емкости для анализа степени его насыщения парами НАК, и, по мере загрязнения раствора, осуществляется его выведение в линию стоков установки обессоливания котельной с одновременной подпиткой свежим раствором сульфита натрия (Na2SO3) из емкости приготовления маточного раствора.
От циркуляционного насоса раствор сульфита натрия поступает в скруббер с подвижной насадкой через ороситель второй ступени абсорбции, затем раствор стекает в камеру ввода газовой смеси азота с парами нитрил акриловой кислоты на первую ступень абсорбции.
В камере ввода газовой смеси раствор сульфита натрия накапливается до рассчитанного ранее уровня между уровнем заполнения камеры и аэрлифтной трубы, выводящей смесь азота с парами НАК на первую ступень абсорбции.
Очищаемая газовая смесь азота с парами кислоты поступает в камеру ввода, создавая вращательное движение жидкости, часть из которой поступает в первую ступень абсорбции. Далее двигаясь в противотоке, газ и жидкость продвигаются через поры решетки в основании псевдоожиженного слоя подвижной насадки, кольцевой зазор и слой с подвижной насадкой. В последующем газожидкостная смесь поступает в объем диффузора, где происходит перемешивание газожидкостного потока. После чистый газ с уносимой капельной влагой направляется в каплеотделитель в верхней части скруббера мокрой газоочистки ШВ-0,4.
В процессе работы скруббера мокрой газоочистки ШВ-0,4 направления скоростей воздуха распределяются по внутреннему пространству скруббера, образуя парабалоид вращения. Поэтому скорости в центре скруббера достигают максимальных значений, которые уменьшаются по направлению к боковым поверхностям скруббера, и раствор сульфита натрия, оказавшийся в контакте с перфорацией диффузора второй ступени абсорбции, стекает в циркуляционную полость. При этом раствор сульфита натрия из циркуляционной полости эжектируется на уровне опорной решетки подвижной насадки в средней части скруббера в основной поток газожидкостной смести, идущей из горловины в средней части скруббера с высокой скоростью, что позволяет интенсивно псевдоожижать насадку, увеличивая КПД процесса обработки газовой смеси раствором сульфита натрия до максимальных значений.
Скруббер ШВ-0,4 снабжен распределительными конусами, которые разделяют поток газовой смеси азота с парами нитрил акриловой кислоты на центральный и периферийный. Также скруббер ШВ-0,4 снабжен каплеуловителем.
Осушенный и очищенный от паров кислоты азот после прохождения скруббера мокрой газоочистки ШВ-0,4 рассеиваются в атмосфере. Для контроля отсутствия паров нитрил акриловой кислоты в отходящих от скруббера газе на линии атмосферного дыхания скруббера установлен датчик ПДК.
2. Режим «малых дыханий».
В случае стационарной (исключающей проведение технологических операций) работы резервуарного парка химических продуктов, объемы газовой фазы, вытесняемой из резервуаров с НАК из-за суточных циклов расширения и сжатия под воздействием солнечного излучения, относительно невелики и составляют не более 2 м3/час, вследствие изоляции резервуаров и поддержания постоянства температуры продукта циркуляцией НАК через пластинчатый теплообменник с захоложенной водой.
При осуществлении налива на узле загрузки танкеров смесь азота с парами НАК, вытесняемая в процессе заполнения танкеров, по обратной линии абгазов от узла загрузки танкеров поступает в общую газоуравнительную линию резервуаров и распределяется между ними для компенсации разрежения газового пространства при снижении уровня заполнения в результате работы насосов, обеспечивающих подачу НАК. Как следствие сбалансированности объемов поступления газовой фазы и откачки жидкой фары по резервуарному парку, вытеснение газов на установку утилизации паров нитрил акриловой кислоты кислоты отсутствует.
В выше приведенном режиме работы при полностью закрытой линии DN200 должна быть открыта линия DN50, обеспечивающая поддержание давления 0,0015 МПа в общей газоуравнительной линии посредством гидрозатвора, образованного врезкой трубопровода DN50 в циркуляционную емкость установки утилизации паров с погружением распределительного устройства под уровень жидкости на 150 мм.
В случае повышения давления в газоуравнительной линии порогового значения в 0,0015 МПа газовая смесь азота с парами НАК попадает в распределительное устройство, представляющее собой перфорированную кольцевую трубку, верхняя образующая которой погружена в циркуляционную емкость. Проходя через распределительное устройство, смесь азота с НАК взаимодействует с раствором Na2SO3, в результате чего пары НАК связываются, а газовоздушная смесь по газовой линии циркуляционной емкости поступает в газовую линию в верхней части скруббера мокрой газоочистки ШВ-0,4 и далее рассеивается в атмосфере.
В режиме «малых дыханий» скруббер утилизации паров нитрил акриловой кислоты выключается из работы с целью экономии электроэнергии и ресурсов работы насосных агрегатов.
В холодное время года на период простоя установки все трубопроводы циркуляционных и подпиточных линий должны быть дренированы.
Во избежание возможности обмерзания скруббера улавливания паров акрилонитрила предусматривается паровой обогрев циркуляционной емкости, аппарата с механическим перемешивающим устройством и кубовой части скруббера мокрой газоочистки ШВ-0,4. Ливневые стоки из скруббера утилизации паров нитрил акриловой кислоты направляются в существующую сеть промышленной ливневой канализации.
Для того, чтобы купить оборудование для нейтрализации паров кислот, заполните опросный лист. Технические параметры описываемого оборудования приведены здесь.