KOKSOWNICTWO 2017 5 7 października, Szczyrk Innowacyjna Benzolownia w Koksowni Radlin ( JSW KOKS S.A.) Krzysztof Kalinowski Zbigniew Figiel Krzysztof Gozdek - B.P. Koksoprojekt - B.P. Koksoprojekt - JSW KOKS S.A. Radlin
Autorzy 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. Krzysztof Gozdek Urodzony 17 stycznia 1973 r. w Mirczu. Absolwent Wydziału Chemicznego Politechniki Wrocławskiej kierunku Technologia Chemiczna o specjalności Chemia i Technologia Węgla. Studia podyplomowe Nowoczesne metody zarządzania i technologie w koksownictwie. Świadectwo kwalifikacji w zakresie gospodarowania odpadami. Kurs dla kandydatów na członków Rad Nadzorczych w spółkach Skarbu Państwa. Liczne kursy i seminaria branżowe, z zakresu bhp i prawa pracy. Od początku kariery zawodowej pracownik Kombinatu Koksochemicznego Zabrze S.A. obecnie JSW KOKS S.A. Od 01.12.2012 Dyrektor Koksowni Radlin, aktualnie od 01.03.2017 Dyrektor JSW KOKS S.A. Oddziału KKZ. 2
Streszczenie Przedstawiono innowacyjną instalację desorpcji benzolu z oleju płuczkowego zrealizowaną w koksowni Radlin należącej do JSW Koks S.A. Zastosowane rozwiązania technologiczne i aparaturowe pozwalają zakwalifikować ją do najnowocześniejszych tego typu instalacji. Rozwiązania te stanowią finalną integrację technologiczną jak i aparaturową w instalacji desorpcji benzolu. 3
Procesy podstawowe w benzolowni W instalacji desorpcji benzolu z oleju płuczkowego wyróżnić można następujące procesy podstawowe: Proces nr 1 Wstępne podgrzewanie oleju nasyconego Proces nr 2 Końcowe podgrzewanie oleju nasyconego Proces nr 3 Chłodzenie oleju odpędzonego Proces nr 4 Destylacja (traktowana jako odpędzanie lekkich frakcji) Proces nr 5 Rektyfikacja Proces nr 6 Kondensacja Proces nr 7 Rozdział frakcji węglowodorowych i wody Proces nr 8 Regeneracja oleju płuczkowego Proces nr 9 Usuwanie polimerów Proces nr 10 Odzyskiwanie naftalenu Historycznie, każdy z wymienionych wyżej procesów był realizowany w osobnym aparacie lub zespole aparatów. W przedstawionych układach technologicznych podstawowe procesy realizowane są w węzłach technologicznych przyjmujących różną formę oraz różne zakresy parametrów ruchowych, a w szczególności temperatur i ciśnień. 4
Integracja procesów podstawowych Integracja aparaturowa procesów jednostkowych, polega na redukcji ilości stosowanych aparatów do realizacji procesów jednostkowych w skutek wprowadzanych zmian konstrukcyjnych i zwiększeniu efektywności ich działania. Integrację aparaturową przedstawiono przy omawianiu poszczególnych układów technologicznych. Zwrócono uwagę na rodzaj integracji aparaturowej, a w szczególności na podniesienie sprawności lub zmiany konstrukcyjne pozwalające łączyć pojedyncze aparaty w agregaty technologiczne. Integracja technologiczna procesów jednostkowych, polega na prowadzeniu różnych procesów technologicznych we wspólnej przestrzeni, z której wydzielone są jedynie strefy, gdzie zachodzą odpowiednie procesy jednostkowe. Integrację technologiczną przedstawiono również przy omawianiu poszczególnych układów technologicznych. 5
Benzolownia z produkcją naftalenu i z wykorzystaniem pieca rurowego Klasyczny Układ Technologiczny
Benzolownia z wykorzystaniem Zintegrowanego Regeneratora Oleju Płuczkowego (ZROP-IWOR) 7
Benzolownia z wykorzystaniem Zintegrowanego Regeneratora Oleju Płuczkowego (ZROP-IWOR) 8
Benzolownia z zastosowaniem Zintegrowanej Kolumny Odpędowej Benzolu (ZKOB-IWOStill) oraz Zintegrowanego Rozdzielacza Benzolu i Wody Separatorowej (ZRBiWS-IBWS). 9
Projekt benzolowni w JSW KOKS S.A. Koksownia Radlin z zastosowaniem (ZKOB-IWOStill) i (ZRBiWS-IBWS) Parametry technologiczne projektowanej instalacji Przepływ gazu Vnom = 45 000 Nm³/h Przepływ oleju płuczkowego V nom = 90 m³/h Główne aparaty i urządzenia instalacji Zintegrowana Kolumna Odpędowa Benzolu (ZKOB) Integrated Wash Oil Still (IWOStill) DN 2600/3600 Zintegowany Rozdzielacz Benzolu i Wody Separatorowej (ZRBiWS) Integrated Benzol Water Separator (IBWS) DN 2200 W-1 Parowe podgrzewacze oleju V nom = 2 x 45 m³/h oleju + 1 wymiennik rezerwowy W-3 Kondensatory 1 wymiennik w pracy + 1 rezerwowy W-4 Wymienniki olej-olej W-5 Wymienniki olej-woda V nom = 2 x 45 m³/h oleju V nom = 2 x 45 m³/h oleju + 1 wspólny wymiennik rezerwowy 10
DN 2600/3600 V max = 240 m 3 /h Koksownia Przyjaźń DN 1600/2600 V nom = 90 m 3 /h JSW KOKS S.A. Koksownia Radlin DN 900/1800 V nom = 20 m 3 /h Koksownia Bobrek Realizacja benzolowni w JSW KOKS S.A. Koksownia Radlin (ZKOB-IWOStill) Typoszereg ZKOB (IWOStill) 11
Projekt benzolowni w JSW KOKS Radlin z zastosowaniem (ZKOB-IWOStill) i (ZRBiWS-IBWS) ZKOB (IWOStill) W-1 ZRBiWS (IBWS) W-5 W-4 12
Realizacja benzolowni w JSW KOKS S.A. Koksownia Radlin (ZKOB-IWOStill) Próbny montaż ZKOB o wydajności V nom =90m 3 /h oleju płuczkowego JSW KOKS S.A. Koksownia Radlin. 2016 13
Realizacja benzolowni w JSW KOKS S.A. Koksownia Radlin (ZKOB-IWOStill) Gotowa do transportu ZKOB o wydajności V nom = 90m 3 /h oleju płuczkowego JSW KOKS S.A. Koksownia Radlin. 2016 14
Realizacja benzolowni w JSW KOKS S.A. Koksownia Radlin (ZRBiWS-IBWS) 15
Realizacja benzolowni w JSW KOKS S.A. Koksownia Radlin Innowacyjne wytwarzanie instalacji dla koksowni 16
Zrealizowana benzolownia w JSW KOKS S.A. Koksownia Radlin z zastosowaniem (ZKOB-IWOStill) i (ZRBiWS-IBWS) ZKOB (IWOStill) Parowe podgrzewacze oleju Kondensatory par wodno-benzolowych ZRBiWS (IBWS) 17
Zrealizowana benzolownia w JSW KOKS S.A. Koksownia Radlin Wymienniki spiralne olej-olej i olej woda 18
Zrealizowana benzolownia w JSW KOKS S.A. Koksownia Radlin Parowe podgrzewacze oleju 19
Udział masowy benzolu w oleju w [%w/w] Koncentracja benzolu w gazie C [g/nm³] Zrealizowana benzolownia w JSW KOKS S.A. Koksownia Radlin Rezultaty technologiczne Rozruch 3,5 3 2,5 2 1,5 1 Malejący trend koncentracji benzolu w gazie Przy średniej wartości 1,7 g/nm³ I wartości oczekiwanej 3 g/nm³ 0,5 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Czas rozruchu [h] 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 Rosnący trend udziału masowego benzolu w oleju odpędzonym Przy średniej wartości 0,59 %w/w I zakładanej wartości 0,3 %w/w 0,2 0,1 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Czas rozruchu [h] 20
Udział masowy benzolu w oleju w [%w/w] Koncentracja benzolu w gazie C [g/nm³] Zrealizowana benzolownia w JSW KOKS S.A. Koksownia Radlin Rezultaty technologiczne Ruch ustalony 3,5 3,5 3,5 3,0 3,0 3,0 2,5 2,5 2,5 2,0 2,0 2,0 1,5 1,5 1,5 1,0 1,0 1,0 0,5 0,5 0,5 0,0 19 20 21 22 23 24 0,0 0,0 7 8 9 10 11 12 15 16 17 18 19 20 Czerwiec 2017 Sierpień 2017 Wrzesień 2017 0,90 0,90 0,90 0,80 0,80 0,80 0,70 0,70 0,70 0,60 0,60 0,60 0,50 0,50 0,50 0,40 0,40 0,40 0,30 0,30 0,30 0,20 0,20 0,20 0,10 0,10 0,10 0,00 0,00 19 20 21 22 23 24 Czerwiec 2017 0,00 7 8 9 10 11 12 15 16 17 18 19 21 20 Sierpień 2017 Wrzesień 2017
Nowa Zintegrowana Kolumna Odpędowa Benzolu (NZKOB) New Integrated Wasch Oil Still (NewIWOStill) Benzolownia z zastosowaniem Nowej Zintegrowanej Kolumny Odpędowej Benzolu-NewIWOStill 22
Benzolownia z zastosowaniem Nowej Zintegrowanej Kolumny Odpędowej Benzolu-NewIWOStill). C-4 C-4 Strefa kondensacji S-4 S-4 Strefa separacji benzol-woda R-4 R-4 Sekcja wzmacniająca rektyfikacyjna D-4 Sekcja odpędowa destylacyjna G-4 Sekcja regeneracyjna T-4 Sekcja zbiornikowa oleju gorącego D-4 M-4 Sekcja mieszalnikowa G-4 T-4 M-4 23
Wyzwania i szanse Projektowana NZKOB stanowi najbardziej zaawansowany przykład integracji technologicznej eliminujący szereg węzłów technologicznych, połączeń rurociągowych, a tym samym tworząc instalację tańszą, mniej niebezpieczną, a tym samym bardziej przyjazną dla ludzi i środowiska. 24
Wyzwania i szanse W niedalekiej przyszłości węzeł odbenzolowania gazu koksowniczego ma szanse zostać zredukowanym tylko do dwóch zasadniczych aparatów typu kolumnowego: Absorbera benzolu i Nowej Zintegrowanej Kolumny Odpędowej Benzolu (NewIWOStill). 25
Dotychczasowy węzeł odbenzolowaniaa gazu koksowniczego Desorpcja benzolu Desorpcja benzolu Absorpcja benzolu 26
Zmodernizowany węzeł odbenzolowaniaa gazu koksowniczego Desorpcja benzolu Absorpcja benzolu 27
Przyszłościowy węzeł odbenzolowaniaa gazu koksowniczego Absorpcja benzolu Desorpcja benzolu 28
W imieniu autorów dziękuję Państwu za uwagę i zachęcam do odważnego spojrzenia w przyszłość 29