Analiza efektywności procesu absorpcji benzolu w warunkach WZK VICTORIA

Podobne dokumenty
Innowacyjna Benzolownia w Koksowni Radlin ( JSW KOKS S.A.)

Analiza efektów technologicznych po uruchomieniu nowego - drugiego ciągu absorpcji i desorpcji benzolu w Koksowni Przyjaźń JSW KOKS SA

Niezależność energetyczna JSW KOKS S.A. w oparciu o posiadany gaz koksowniczy

Kształcenie w zakresie koksownictwa na Akademii Górniczo-Hutniczej Piotr Burmistrz, Tadeusz Dziok, Andrzej Strugała

BUDOWA NOWEJ INSTALACJI OCZYSZCZANIA GAZU W KOKSOWNI CZĘSTOCHOWA NOWA SP. Z O.O.

25 lat konferencji KOKSOWNICTWO

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Doświadczenia eksploatacyjne po wdrożeniu nowego sposobu eksploatacji baterii koksowniczych przy zróżnicowanych ciśnieniach gazu surowego w

ABSORPCJA - DESORPCJA

Operacje wymiany masy oraz wymiany ciepła i masy

Chemia fizyczna/ termodynamika, 2015/16, zadania do kol. 2, zadanie nr 1 1

Ćwiczenie 12 KATALITYCZNE ODWODORNIENIE HEPTANU

Koksownictwo 2015 Karpacz,

Obiegi rzeczywisty - wykres Bambacha

WYDZIAŁ CHEMICZNY POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ KATEDRA TECHNOLOGII CHEMICZNEJ. Laboratorium PODSTAWY TECHNOLOGII CHEMICZNEJ

Konferencja Koksownictwo 2016

Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Przemysłu Hutniczego Koło przy Koksowni Przyjaźń Sp. z o.o. w Dąbrowie Górniczej. Koksownia Przyjaźń Sp. z o.o.

LABORATORIUM PODSTAW BUDOWY URZĄDZEŃ DLA PROCESÓW MECHANICZNYCH

Nowe narzędzia do badania jakości węgla i koksu. M.Winkler, A.Sobolewski, M.Janasik, B.Mertas

Materiały pomocnicze do laboratorium z przedmiotu Metody i Narzędzia Symulacji Komputerowej

CIEPŁO (Q) jedna z form przekazu energii między układami termodynamicznymi. Proces przekazu energii za pośrednictwem oddziaływania termicznego

Wykład 2. Anna Ptaszek. 7 października Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego. Chemia fizyczna - wykład 2. Anna Ptaszek 1 / 1

Węglowodory poziom podstawowy

Polskie koksownictwo głównym europejskim producentem koksu odlewniczego

Termodynamika. Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki I rok inż. Pomiary temperatury Instrukcja do ćwiczenia

Koksownictwo 2015 Karpacz,

Technologia chemiczna. Zajęcia 2

Ćwiczenie 26 KATALITYCZNE ODWODNIENIE HEPTANOLU

Główne problemy środowiskowe dla instalacji koksowniczych w świetle konkluzji dotyczących najlepszych dostępnych technik

POLITECHNIKA POZNAŃSKA ZAKŁAD CHEMII FIZYCZNEJ ĆWICZENIA PRACOWNI CHEMII FIZYCZNEJ

- Dyfuzja / Konwekcja / Wnikanie / Przenikanie - Masy -

Projekty uchwał na NWZ PGNiG S.A. zwołane na dzień 28 kwietnia 2008 roku

Wykład 3. Fizykochemia biopolimerów- wykład 3. Anna Ptaszek. 30 października Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego

KRAJOWE CENTRUM INWENTARYZACJI EMISJI NATIONAL EMISSION CENTRE. Wartości opałowe (WO) i wskaźniki emisji CO2 (WE) w roku 2003

KIERUNKOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA Efekty przewidziane do realizacji od semestru zimowego roku akademickiego

KATEDRA TECHNOLOGII PALIW

Destylacja z parą wodną

Weryfikacja założeń projektowych dla instalacji KRAiC w WZK Victoria w aspekcie przeprowadzonego kompleksowego przeglądu ruchowego instalacji

STECHIOMETRIA SPALANIA

Równania różniczkowe liniowe II rzędu

Wartości opałowe (WO) i wskaźniki emisji CO 2 (WE) w roku 2006 do raportowania w ramach Wspólnotowego Systemu Handlu Uprawnieniami do Emisji za rok

LISTA REFERENCYJNA. Opracował: Stefano Dragone/Grzegorz Maksymiuk

Badania zawartości substancji gazowych w gazach odprowadzanych z procesu przygotowania tworzyw do produkcji drobnych wyrobów węglowych i grafitowych

Wykład 1. Anna Ptaszek. 5 października Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego. Chemia fizyczna - wykład 1. Anna Ptaszek 1 / 36

FUNKCJA KWADRATOWA. 1. Definicje i przydatne wzory. lub trójmianem kwadratowym nazywamy funkcję postaci: f(x) = ax 2 + bx + c

Wykład III ABSORPCJA zadania

Tabela C Alfabetyczny indeks złożonych węglopochodnych wraz z odpowiadającymi im numerami indeksowymi

NISKOEMISYJNE PALIWO WĘGLOWE

Podstawowe prawa opisujące właściwości gazów zostały wyprowadzone dla gazu modelowego, nazywanego gazem doskonałym (idealnym).

KIERUNKOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA

Modelowanie procesu amoniakalnego oczyszczania gazu koksowniczego za pomocą programu komputerowego CHEMCAD. H.Fitko, T.Szczypiński

Wykład 6. Klasyfikacja przemian fazowych

X / \ Y Y Y Z / \ W W ... imię i nazwisko,nazwa szkoły, miasto

Wartości opałowe (WO) i wskaźniki emisji CO 2 (WE) w roku do raportowania w ramach. Systemu Handlu Uprawnieniami do Emisji.

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

KIERUNKOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA

KATALITYCZNE ODWODORNIENIE HEPTANU

Pompa ciepła z odzyskiem z powietrza

Interpretacja zapisów konkluzji BAT dla przemysłu koksowniczego

Chłodnictwo i Kriogenika - Ćwiczenia Lista 7

WIELOMIANY SUPER TRUDNE

Modernizacja Węglopochodnych w ZKZ zakres i sposób realizacji robót

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

Wartości opałowe (WO) i wskaźniki emisji CO 2 (WE) w roku do raportowania w ramach. Systemu Handlu Uprawnieniami do Emisji.

Badanie procesów dyfuzji i rozpuszczania się gazu ziemnego w strefie kontaktu z ropą naftową


Potencjał produkcyjny polskiego koksownictwa. Wprowadzenie

KIERUNKOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA

Ć W I C Z E N I E N R M-2

RÓWNOWAGA CIECZ PARA W UKŁADZIE DWUSKŁADNIKOWYM

KATEDRA INŻYNIERII CHEMICZNEJ I PROCESOWEJ INSTRUKCJE DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH LABORATORIUM INŻYNIERII CHEMICZNEJ, PROCESOWEJ I BIOPROCESOWEJ

c. Oblicz wydajność reakcji rozkładu 200 g nitrogliceryny, jeśli otrzymano w niej 6,55 g tlenu.

Wartości opałowe (WO) i wskaźniki emisji CO 2 (WE) w roku 2005 do raportowania w ramach Wspólnotowego Systemu Handlu Uprawnieniami do Emisji za rok

CIEPŁO (Q) jedna z form przekazu energii między układami termodynamicznymi. Proces przekazu energii za pośrednictwem oddziaływania termicznego

Witryna statystyczna chemii 2017/1. Wyniki przemysłu chemicznego Polski w 2016 r.

Tomasz Baran, Tomasz Piekarski, Wiesław Habiera 1

Mirosław Bronny, Piotr Kaczmarczyk JSW KOKS SA

Ćwiczenie IX KATALITYCZNY ROZKŁAD WODY UTLENIONEJ

chemia wykład 3 Przemiany fazowe

Roztwory rzeczywiste (1)

Funkcje wymierne. Funkcja homograficzna. Równania i nierówności wymierne.

OPTYMALIZACJA EFEKTÓW ROZDZIELANIA W KOLUMNACH KAPILARNYCH DOBÓR PRĘDKOŚCI PRZEPŁYWU GAZU

REDUXCO. Katalizator spalania. Leszek Borkowski DAGAS sp z.o.o. D/LB/6/13 GreenEvo

Opis modułu kształcenia Technologia otrzymywania paliw ciekłych i olejów smarowy z ropy naftowej

Kurs ZDAJ MATURĘ Z MATEMATYKI MODUŁ 5 Zadania funkcje cz.1

Programowanie celowe #1

ĆWICZENIE 1. Farmakokinetyka podania dożylnego i pozanaczyniowego leku w modelu jednokompartmentowym

Stabilność II Metody Lapunowa badania stabilności

konferencje naukowo-techniczne,

STECHIOMETRIA SPALANIA

Konferencja Koksownictwo , Wisła

Wdrożenie systemu zarządzania energią wg norm PN-EN i ISO na przykładzie Koksowni Przyjaźń Sp. z o.o.

MECHANIKA PŁYNÓW LABORATORIUM

Katalityczne spalanie jako metoda oczyszczania gazów przemysłowych Instrukcja wykonania ćwiczenia nr 18

Równania różniczkowe liniowe wyższych rzędów o stałych współcz

BILANS CIEPLNY CZYNNIKI ENERGETYCZNE

FILTRACJA CIŚNIENIOWA

a. Dobierz współczynniki w powyższym schemacie tak, aby stał się równaniem reakcji chemicznej.

Biotechnologia, Chemia, Chemia Budowlana - Wydział Chemiczny - 1

ANALITYKA PRZEMYSŁOWA I ŚRODOWISKOWA

Transkrypt:

KOKSOWNICTWO 2017 5 7 października, Szczyrk Analiza efektywności procesu absorpcji benzolu w warunkach WZK VICTORIA Krzysztof Kalinowski Zbigniew Figiel Rafał Dąbek - B.P. Koksoprojekt - B.P. Koksoprojekt WZK Victoria S.A.

Analiza efektywności procesu absorpcji benzolu w warunkach WZK VICTORIA Zbigniew Figiel Urodzony 29 listopada 1955 w Kłodzku Absolwent Wydziału Paliw i Energii AGH o specjalności Koksownictwo o specjalności: Technologia koksownictwa i wyrobów węglowo-grafitowych. Studia podyplomowe Nowoczesne metody zarządzania i nowe technologie w hutnictwie. Kurs dla kandydatów na członków Rad Nadzorczych spółek Skarbu Państwa. W latach od 1998-2006 Dyrektor Zakładu Koksownia Huty im. Tadeusza Sendzimira w Krakowie Od 2007 Dyrektor Oddziału Krakowskiego Biura Projektów Koksoprojekt Sp. z o.o. w Zabrzu. Twórca i współtwórca szeregu rozwiązań zgłoszonych w Urzędzie Patentowym R.P. jako patenty i wzory użytkowe. Autor publikacji w branżowych czasopismach technicznych: Karbo, Przemysł chemiczny. Krzysztof Kalinowski Urodzony 5 czerwca 1960 w Krakowie. Absolwent Wydziału Chemicznego Politechniki Krakowskiej o specjalności inżynieria i aparatura chemiczna oraz Wydziału Paliw i Energii AGH o specjalności Koksownictwo. Od 1986 pracownik Biura Projektów Przemysłu Koksochemicznego Koksoprojekt, obecnie Biura Projektów Koksoprojekt Sp. z o.o. Obecnie Kierownik Zespołu Projektowego w Oddziale Krakowskim. Twórca i współtwórca szeregu rozwiązań zgłoszonych w Urzędzie Patentowym R.P. jako patenty i wzory użytkowe. Autor publikacji w branżowych czasopismach technicznych: Karbo, Problemy projektowe. Rafał Dąbek Urodzony 20 lipca 1956 w Wałbrzychu. Absolwent Wydziału Chemicznego Politechniki Wrocławskiej o specjalności technologia organiczna i tworzyw sztucznych. Studia podyplomowe na AGH Nowoczesne metody zarządzania i technologie w koksownictwie Od 1982 pracownik Koksowni Zakładów Koksowniczych Wałbrzych obecnie Wałbrzyskich Zakładów Koksowniczych VICTORIA S.A. Obecnie Kierownik Oddziału Węglopochodnych. Twórca i współtwórca szeregu rozwiązań racjonalizatorskich zastosowanych w koksowni. Autor publikacji w branżowych czasopismach technicznych. 2

Streszczenie W prezentacji przedstawiono: nowe spojrzenie na równowagi procesowe w absorpcji benzolu z gazu koksowniczego przy pomocy oleju płuczkowego pochodzenia karbochemicznego. wnioski z prowadzenia absorpcji benzolu w nowoczesnych aparatach absorpcyjnych z wypełnieniem strukturalnym typu Koksoprojekt. 3

Absorpcja benzolu w ujęciu teoretycznym Według literatury zależność pomiędzy udziałem masowym benzolu w oleju płuczkowym w [% w/w] i koncentracją benzolu w gazie koksowniczym C [g/nm 3 ] określa zależność liniowa [1] w = k * C [%w/w] 4

Udział masowy benzolu w oleju w [%w/w] Absorpcja benzolu w ujęciu teoretycznym Zależność [1] dla różnych temperatur ilustruje wykres: 4 3,8 3,6 3,4 3,2 3 2,8 2,6 2,4 2,2 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Koncentracja benzolu w gazie C [g/nm³] 15 C 5

Udział masowy benzolu w oleju w [%w/w] Absorpcja benzolu w ujęciu teoretycznym Zależność [1] dla różnych temperatur ilustruje wykres: 4 3,8 3,6 3,4 3,2 3 2,8 2,6 2,4 2,2 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Koncentracja benzolu w gazie C [g/nm³] 15 C 20 C 6

Udział masowy benzolu w oleju w [%w/w] Absorpcja benzolu w ujęciu teoretycznym Zależność [1] dla różnych temperatur ilustruje wykres: 4 3,8 3,6 3,4 3,2 3 2,8 2,6 2,4 2,2 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Koncentracja benzolu w gazie C [g/nm³] 15 C 20 C 25 C 7

Udział masowy benzolu w oleju w [%w/w] Absorpcja benzolu w ujęciu teoretycznym Zależność [1] dla różnych temperatur ilustruje wykres: 4 3,8 3,6 3,4 3,2 3 2,8 2,6 2,4 2,2 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Koncentracja benzolu w gazie C [g/nm³] 15 C 20 C 25 C 30 C 8

Udział masowy benzolu w oleju w [%w/w] Absorpcja benzolu w ujęciu teoretycznym Zależność [1] dla różnych temperatur ilustruje wykres: 4 3,8 3,6 3,4 3,2 3 2,8 2,6 2,4 2,2 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Koncentracja benzolu w gazie C [g/nm³] 15 C 20 C 25 C 30 C 35 C 9

Udział masowy benzolu w oleju w [%w/w] Absorpcja benzolu w ujęciu teoretycznym Zależność [1] dla różnych temperatur ilustruje wykres: 4 3,8 3,6 3,4 3,2 3 2,8 2,6 2,4 2,2 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Koncentracja benzolu w gazie C [g/nm³] 15 C 20 C 25 C 30 C 35 C 40 C 10

Absorpcja benzolu w ujęciu teoretycznym 2017-10-10 14:29:21 Na podstawie tych danych można stwierdzić, że równowaga absorpcji w poszczególnych temperaturach w zakresie 15 40 C dana jest następującymi równaniami: [2] w₁₅ = 0,2392 * C₁₅ [%w/w] [3] w₂₀ = 0,1875 * C₂₀ [%w/w] [4] w₂₅ = 0,1429 * C₂₅ [%w/w] [5] w₃₀ = 0,1077 * C₃₀ [%w/w] [6] w₃₅ = 0,0813 * C₃₅ [%w/w] [7] w₄₀ = 0,0632 * C₄₀ [%w/w] 11

Absorpcja benzolu w ujęciu teoretycznym 2017-10-10 14:29:21 Jeżeli współczynnik k z zależności [1] zastąpimy jego odwrotnością [8] 1/k = K to równanie [1] może przyjąć postać: [9] C = K*w [g/nm³] Gdzie K ma wymiar klasycznej stałej równowagi i wyrażane jest stosunkiem stężenia benzolu w fazie gazowej do stężenia benzolu w fazie ciekłej. Z definicji wielkość ta pozostaje niezmienna w stałej temperaturze i ciśnieniu i jest charakterystyczna dla danego układu. W tym wypadku dla benzolu w układzie gaz koksowniczy olej płuczkowy: 12

Absorpcja benzolu w ujęciu teoretycznym 2017-10-10 14:29:21 Równania [2] [8] można zatem przekształcić do postaci, gdzie K przyjmuje wyróżnione wartości: [10] C₁₅ = 4,181 * w₁₅ [g/nm³] [11] C₂₀ = 5,333 * w₂₀ [g/nm³] [12] C₂₅ = 7 * w₂₅ [g/nm³] [13] C₃₀ = 9,286 * w₃₀ [g/nm³] [14] C₃₅ = 12,308 * w₃₅ [g/nm³] [15] C₄₀ = 15,833 * w₄₀ [g/nm³] 13

Koncentracja benzolu w gazie C [g/nm³] Absorpcja benzolu w ujęciu teoretycznym Zależności [10] [15] ilustruje wykres: 40 35 30 25 20 15 C 15 10 5 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 3,6 3,8 Udział masowy benzolu w oleju w [%w/w] 14

Koncentracja benzolu w gazie C [g/nm³] Absorpcja benzolu w ujęciu teoretycznym Zależności [10] [15] ilustruje wykres: 40 35 30 25 20 15 15 C 20 C 10 5 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 3,6 3,8 Udział masowy benzolu w oleju w [%w/w] 15

Koncentracja benzolu w gazie C [g/nm³] Absorpcja benzolu w ujęciu teoretycznym Zależności [10] [15] ilustruje wykres: 40 35 30 25 20 15 C 20 C 15 25 C 10 5 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 3,6 3,8 Udział masowy benzolu w oleju w [%w/w] 16

Koncentracja benzolu w gazie C [g/nm³] Absorpcja benzolu w ujęciu teoretycznym Zależności [10] [15] ilustruje wykres: 40 35 30 25 20 15 15 C 20 C 25 C 30 C 10 5 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 3,6 3,8 Udział masowy benzolu w oleju w [%w/w] 17

Koncentracja benzolu w gazie C [g/nm³] Absorpcja benzolu w ujęciu teoretycznym Zależności [10] [15] ilustruje wykres: 40 35 30 25 20 15 C 20 C 25 C 15 30 C 35 C 10 5 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 3,6 3,8 Udział masowy benzolu w oleju w [%w/w] 18

Koncentracja benzolu w gazie C [g/nm³] Absorpcja benzolu w ujęciu teoretycznym Zależności [10] [15] ilustruje wykres: 40 35 30 25 15 C 20 15 20 C 25 C 30 C 35 C 40 C 10 5 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 3,6 3,8 Udział masowy benzolu w oleju w [%w/w] 19

Stała równowagi K Absorpcja benzolu w ujęciu teoretycznym Zmienność stałej równowagi K od temperatury ilustruje wykres: 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 15 20 25 30 35 40 Temperatura t [ºC] a wartość jej przybliża wielomian: [16] K(t) = 0,0117t² - 0,01951t + 4,5175 [1] 20

Absorpcja benzolu w ujęciu teoretycznym 2017-10-10 14:29:27 Tak więc zależność dana równaniem [9] [9] C = K(t)*w [g/nm³] dla dowolnej temperatury z zakresu 15 40 C przyjmuje postać: [17] C = ( 0,0117t² - 0,01951t + 4,5175)*w [g/nm³] Pozwala to przewidzieć wymagany stopień odpędzenia oleju płuczkowego dla uzyskania pożądanego wymycia benzolu z gazu lub koncentrację benzolu w gazie koksowniczym w zależności od zawartości benzolu w oleju odpędzonym 21

Koncentracja benzolu w gazie C [g/nm³] Absorpcja benzolu w ujęciu teoretycznym 40 Oczekiwanym rezultatem wymycia benzolu z gazu jest poziom poniżej 3g/Nm³ 35 30 25 15 C 20 20 C 25 C 30 C 15 35 C 40 C 10 5 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 3,6 3,8 Udział masowy benzolu w oleju w [%w/w] 22

Absorpcja benzolu w ujęciu teoretycznym 2017-10-10 14:29:27 Z równania [17] wynika również, że w celu uzyskania C₂₈ = 3 g/nm³ przy temperaturze absorpcji wynoszącej 28 C : w₂₈ = 3/K₂₈ w₂₈ = 0,365 %w/w 23

Instalacje do absorpcji benzolu z gazu 2017-10-10 14:29:28 Dla stosowanych w latach 70-tych XX wieku absorberów przytoczona zależność wydawała się zadawalająca, gdyż rzeczywiste wymycie benzolu z gazu koksowniczego nie przekraczało 3 5 g/nm 3 przy uzyskiwaniu odpędu benzolu z oleju płuczkowego do poziomu 0,3 0,5%w/w. Schemat ideowy absorpcji benzolu w trzech płuczkach cyrkulacyjnych 24

Instalacje do absorpcji benzolu z gazu 2017-10-10 14:29:28 W ostatnich latach B.P. Koksoprojekt Zaprojektował uruchomił instalacje do absorpcji benzolu z gazu koksowniczego z wykorzystaniem jednostopniowej płuczki z wypełnieniem strukturalnym typu Koksoprojekt 1 generacji: 25

Instalacje do absorpcji benzolu z gazu 2017-10-10 14:29:28 US Still Košice Słowacja OKK KJŠ Ostrava Czechy WZK VICTORIA S.A. Wałbrzych Polska JSW KOKS Koksownia Przyjaźń Dąbrowa Górnicza Polska JSW KOKS Koksownia Radlin Radlin Polska ArcelorMittal Koksownia Seremange Thionville Francja Nowoczesna płuczka benzolu. WZK Victoria S.A Wypełnienie strukturalne typu Koksoprojekt (pierwsza generacja) 26

Rezultaty absorpcji benzolu 2017-10-10 14:29:28 Rzeczywiste rezultaty wymywania benzolu z gazu koksowniczego na tych instalacjach osiągają poziom 1 g/nm³ - przy temperaturze absorpcji ca 28 C. Z przytaczanego wykresu równowag i równania [17] wynika, że w temperaturze absorpcji 28 C, dla osiągnięcia odbenzolowania gazu koksowniczego do poziomu C = 1 g/nm 3 równowagowy udział benzolu w oleju odpędzonym powinien wynosić w 0,12 %w/w, gdy tymczasem taki stopień odbenzolowania gazu koksowniczego uzyskuje się przy znacznie wyższym udziale masowym benzolu w oleju odpędzonym. 27

04.01.2017 11.01.2017 07.06.2017 21.06.2017 28.06.2017 12.07.2017 19.07.2017 26.07.2017 Średnia Rezultaty absorpcji benzolu 2017-10-10 14:29:28 Rzeczywiste wyniki odbenzolowania gazu w VZK VICTORIA potwierdzają ten trend. DATA t [ºC] 28 28 28 28 28 28 28 28 28 w [% w/w] 0,600 0,760 0,560 0,360 0,460 0,720 0,320 0,460 0,530 C [g/nm 3 ] 1,667 1,647 1,870 1,304 1,309 1,694 1,839 1,343 1,584 C R [g/nm 3 ] 4,937 6,253 4,607 2,962 3,785 5,924 2,633 3,785 4,361 t [ C] temperatura w [% w/w] udział masowym benzolu w oleju płuczkowym C C R [g/nm³] mierzona koncentracja benzolu w gazie koksowniczym [g/nm³] równowagowa koncentracja benzolu w gazie koksowniczym 28

Skład frakcji BTX model matematyczny 2017-10-10 14:29:28 Kluczem do rozwiązania tej sytuacji może być zmienność udziałów masowych benzenu, toluenu i ksylenów we frakcji BTX (benzolu) w oleju płuczkowym i gazie koksowniczym. Wg jednego z modeli matematycznych absorpcji benzolu z gazu koksowniczego skład frakcji BTX w gazie koksowniczym i oleju płuczkowym przedstawiony został na schemacie instalacji absorpcji: 29

Skład frakcji BTX model matematyczny 100% 80% 60% 40% Frakcja BTX w benzolu - produktu 68 Benzen Frakcja BTX z oleju odpędzonego 100% 80% 60% 40% 20% 0% 10 41 49 Frakcja BTX z gazu odbenzolowanego 100% 80% 60% 40% 20% 0% 77 19 4 20% 26 Toluen 0% 6 Ksyleny Frakcja BTX z gazu zabenzolowanego Frakcja BTX z oleju nasyconego 100% 100% 80% 60% 69 80% 60% 54 40% 20% 0% 25 6 40% 20% 0% 31 15 30

Skład frakcji BTX rezultaty 2017-10-10 14:29:28 W praktyce w procesie absorpcji ksyleny wymywane są z gazu koksowniczego praktycznie w 100%. Pozostałość węglowodorów benzolowych stanowi mocno wzbogacony benzen. Analiza gazu koksowniczego odbenzolowanego z koksowni WZK VICTORIA S.A. prowadzona na potrzeby określania wartości opałowej wykazuje stosunek molowy benzenu do toluenu na poziomie 7:1, w przeliczeniu na stosunek masowy daje 5,9:1 co odpowiada y Bg = 85,5% w/w udziału benzenu we frakcji BTX zawartej w gazie odbenzolowanym i co w konsekwencji wskazuje na głębsze wymycie pochodnych alkilowych benzenu niż wynikałoby to z przytoczonego modelu teoretycznego. Średnie mierzone zawartości benzenu we frakcji benzolowej otrzymanej z oleju odpędzonego wynoszą x Bo = 5,83 % w/w Potwierdza to słuszny kierunek wyliczeń modelowych określających znacznie większe powinowactwo pochodnych metylowych benzenu [toluen C 6 H 5 CH 2 i ksyleny C 6 H 5 (CH 2 ) 2 ] do oleju płuczkowego niż benzenu (C 6 H 6 ). 31

Wg modelu W układzie rzeczywistym WZK Skład frakcji BTX układ rzeczywisty 100% 80% 60% 40% Frakcja BTX w benzolu - produktu 68 75 Benzen Frakcja BTX z oleju odpędzonego 100% 80% 60% 40% 20% 0% 10 5,83 41 41,17 49 53 Frakcja BTX z gazu odbenzolowanego 100% 80% 60% 40% 20% 0% 77 19 4 85,5 14,5 20% 0% 26 19 6 6 Toluen Ksyleny Frakcja BTX z gazu zabenzolowanego Frakcja BTX z oleju nasyconego 100% 100% 80% 60% 69 76 80% 60% 54 74 40% 20% 0% 25 18 6 6 40% 20% 0% 31 15 18 8 32

Przewidywanie parametrów absorpcji benzolu 2017-10-10 14:29:28 Jeżeli teraz zestawimy fakt, że na szczycie absorbera odbenzolowany gaz koksowniczy z pozostałością wzmocnionego benzenu styka się z olejem płuczkowym, w którym Frakcja BTX posiada znacznie obniżony udział masowy benzenu wzór [9] opisujący równowagę absorpcji benzolu powinien zostać zmodyfikowany tak aby uwzględnić faktyczną siłę napędowa absorpcji wynikającą właśnie ze zmiennego składu frakcji BTX. Uzyskano to wprowadzając współczynnik zmiany składu frakcji BTX K B definiowany jako: [18] K B = (x B /x Bo ) * ( y Bg /y Bo ) [1] x B oznacza udział masowy benzenu we frakcji BTX benzolu, x Bo oznacza udział masowy benzenu we frakcji BTX zawartej w oleju benzolu, y B oznacza udział masowy benzenu we frakcji BTX nasyconych par benzolu, y Bg oznacza udział masowy benzenu we frakcji BTX zawartej w gazie x B / x Bo oznacza stopień osłabienia w benzen zawartej w oleju frakcji BTX, y Bg / y B stopień wzmocnienia w benzen zawartej w gazie koksowniczym frakcji BTX 33

Przewidywanie parametrów absorpcji benzolu 2017-10-10 14:29:28 Tak więc do określenia stopnia odbenzolowania gazu koksowniczego w danej temperaturze absorpcji w oparciu o równanie [9] i uwzględnieniu [10] można zapisać: [19] C(t) = [K(t)/ K B ] * w [g/nm³] 34

Przewidywanie parametrów absorpcji benzolu 2017-10-10 14:29:28 Dla udziałów masowych uwzględnionych model matematyczny wartość współczynnika K B = 7,6. Natomiast dla wartości rzeczywistych udziałów masowych benzenu w VZK VICTORIA K B > 14 Temperatura absorpcji 28 C. w [% w/w] 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 C [g/nm 3 ] [Wzór 17] 2,06 2,47 2,88 3,29 3,70 4,11 C [g/nm 3 ] [Wzór 19] model matematyczny 0,27 0,32 0,38 0,43 0,49 0,54 C [g/nm 3 ] [Wzór 19] pomiary 0,15 0,18 0,21 0,24 0,26 0,29 Temperatura absorpcji 29 C. w [% w/w] 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 C [g/nm 3 ] [Wzór 17] 2,17 2,61 3,04 3,48 3,91 4,35 C [g/nm 3 ] [Wzór 19] model matematyczny 0,29 0,34 0,40 0,46 0,52 0,57 C [g/nm 3 ] [Wzór 19] pomiary 0,16 0,19 0,22 0,25 0,28 0,31 Temperatura absorpcji 30 C. w [% w/w] 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 C [g/nm 3 ] [Wzór 17] 2,30 2,76 3,22 3,68 4,14 4,60 C [g/nm 3 ] [Wzór 19] model matematyczny 0,30 0,36 0,42 0,48 0,54 0,60 C [g/nm 3 ] [Wzór 19] pomiary 0,16 0,20 0,23 0,26 0,30 0,33 35

Koncentracja benzolu w gazie C [g/nm³] Wnioski Przybliżone równowagi w absorberze benzolu z gazu koksowniczego pod niskim ciśnieniem w temperaturze 30ºC 40 35 30 25 20 Wartość równowagowa [17] 15 10 5 0 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 3,6 3,8 Udział masowy benzolu w oleju w [%w/w] 36

Koncentracja benzolu w gazie C [g/nm³] Wnioski Przybliżone równowagi w absorberze benzolu z gazu koksowniczego pod niskim ciśnieniem w temperaturze 30ºC 40 35 30 25 20 Wartość równowagowa [17] Wartość równowagowa [19] 15 10 5 0 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 3,6 3,8 Udział masowy benzolu w oleju w [%w/w] 37

Koncentracja benzolu w gazie C [g/nm³] Wnioski Przybliżone równowagi w absorberze benzolu z gazu koksowniczego pod niskim ciśnieniem w temperaturze 30ºC 40 35 30 25 Dół absorbera 20 Wartość równowagowa [17] Wartość estymowana 15 10 5 0 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 3,6 3,8 Udział masowy benzolu w oleju w [%w/w] 38

Koncentracja benzolu w gazie C [g/nm³] Wnioski 40 Przybliżone równowagi w absorberze benzolu z gazu koksowniczego pod niskim ciśnieniem w temperaturze 30ºC 35 Dół absorbera 30 25 20 Wartość równowagowa [17] Wartość estymowana 15 10 5 0 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 3,6 3,8 Udział masowy benzolu w oleju w [%w/w] 39

Koncentracja benzolu w gazie C [g/nm³] Wnioski 40 Przybliżone równowagi w absorberze benzolu z gazu koksowniczego pod niskim ciśnieniem w temperaturze 30ºC 35 Dół absorbera 30 25 20 Wartość równowagowa [17] Wartość estymowana 15 10 5 0 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 3,6 3,8 Udział masowy benzolu w oleju w [%w/w] Góra absorbera 40

Koncentracja benzolu w gazie C [g/nm³] Wnioski 40 Przybliżone równowagi w absorberze benzolu z gazu koksowniczego pod niskim ciśnieniem w temperaturze 30ºC 35 Dół absorbera 30 25 20 Wartość równowagowa [17] Wartość estymowana 15 10 5 0 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 3,6 3,8 Udział masowy benzolu w oleju w [%w/w] Góra absorbera 41

Wnioski i pytania 2017-10-10 14:29:28 Możliwe jest głębsze usunięcie benzolu z gazu koksowniczego niż powszechnie przyjęte Czy przyjęty wskaźnik pozostałości benzolu w oleju odpędzonym jest wystarczający do prawidłowego przewidywania skuteczności absorpcji? Jak głęboko należy prowadzić proces oddestylowania poszczególnych składników frakcji BTX z oleju dla uzyskania optymalnych ze względów ekonomicznych i ruchowych parametrów pracy instalacji absorpcji i desorpcji benzolu? 42

W imieniu autorów dziękuję Państwu za uwagę i zachęcam do dalszych analiz i poszukiwań 43