Установка производства серы по процессу Клауса.
На установке, работающей по процессу Клауса, из сероводорода в результате двухстадийного окисления производится сера. Эту группу аппаратов также рассмотрим укрупненно. Примем, что конверсия сероводорода в серу S составляет 96 % от стехиометрической. Оставшаяся часть серы попадает в виде SO2 в хвостовые газы. Хвостовые газы — побочные продукты процессов переработки сырья, сбросные газообразные смеси, которые отводятся в атмосферу. В хвостовых газах производства серы содержится большое количество серосодержащих газов, которые требуют утилизации или переработки.
Ход работы:
2. Расчёт массовых расходов компонентов в потоках I-III представлен в таблице №1:
| Массовый расход кг/сут., Риформинг. | Расход компонентов, кг/сут. | |
| Содержание H2, % масс. | ||
| Содержание C2H6, % масс. | ||
| Содержание C3Н8, % масс. | ||
| Содержание и- + н-C4Н10, % масс. | ||
| Содержание H2S, % масс. | ||
| Массовый расход кг/сут., Гидроочистка | ||
| Содержание H2, % масс. | ||
| Содержание C2H6, % масс. | ||
| Содержание C3Н8, % масс. | ||
| Содержание и- + н-C4Н10, % масс. | ||
| Содержание H2S, % масс. | ||
| Массовый расход кг/сут., Перегонка нефти. | ||
| Содержание H2, % масс. | ||
| Содержание C2H6, % масс. | ||
| Содержание C3Н8, % масс. | ||
| Содержание и- + н-C4Н10, % масс. | ||
| Содержание H2S, % масс. |
Таблица №1. Расчёт массовых расходов компонентов в потоках I-III.
3. Определили объемный расход ДЭА (м3/сут) в абсорбер очистки углеводородных газов № 2, общий объемный расход регенерированного абсорбента (м3/сут).
| Аминная отчистка газа от сероводорода, абсорбер № 2. | |
| Расход сероводорода Н2S в абсорбер 2, кг/сут. | |
| Плотность сероводорода н.у., кг/м3. | 1,5206 |
| Объёмный расход сероводорода, м3/сут. | 2038,668946 |
| Расход ДЭА на сероводород, м3/сут. | 101,9334473 |
| Объёмный расход раствора ДЭА, м3/сут. | 407,7337893 |
| Объёмный расход р-ра ДЭА и сероводорода, м3/сут. | 2446,402736 |
Данные по расчёту занесены в таблицу № 2:
Таблица №2. Аминная очистка от сероводорода.
4. Определили мощность комплекса №5 по водороду (тыс. нм3/сут). В комплексе происходит конверсия углеводородов из колонны деэтанизации №3 по химическим реакциям:
С2Н6 + О2 → 3Н2 + 2СО;
2С3Н8 + 3О2 → 8Н2 + 6СО; Принимаем, что одна молекула пропана даёт четыре молекулы водорода.
С4Н10 + 2О2 → 5Н2 + 4СО.
Данные по расчёту мощности комплекса занесены в таблицу №3:
| Мощность комплекса №5 по водороду. | Мольный рас., моль/сут. | Массовый расход водорода, кг/сут. | |
| Расход водорода на комплекс 5,тыс. м3/сут. | 76,75195 | ||
| Расход этана на комплекс 5, кг/сут. | 697933,3333 | 3978,22 | |
| Расход пропана на комплекс 5, кг/сут. | 253409,0909 | 1925,909091 | |
| Расход бутана на комплекс 5, кг/сут. | 2862,068966 | 27,18965517 | |
| Выход водорода с этана, моль/сут. | |||
| Выход водорода с пропана, моль/сут. | 962954,5 | ||
| Выход водорода с бутана, моль/сут. | 13594,83 | ||
| Общий выход водорода с УВ, моль/сут. | |||
| Общий выход водорода с УВ, кг/сут. | 5931,319 | ||
| Общий выход водорода с УВ, тыс.м3/сут. | 65,97685 | ||
| Мощность комплекса 5, тыс.м3/сут. | 142,7288 |
Таблица №3. Мощность комплекса по водороду №5.
Выхода водорода из комплекса №5 будет не достаточно для удовлетворения потребностей процесса гидроочистки, потребляющего 1000 тыс. нм3/сут.
5. Определили мощность комплекса (колонны деэтанизации №3) по пропан-бутановой фракции (т/сут, тыс. нм3/сут). Данные по расчёту занесли в таблицу №4.
| Мощность установки №3. | |
| Рысход этана из уст. №3, кг/сут. | |
| Расход пропана из уст. №3 кг/сут. | |
| Расход бутана из уст. №3 кг/сут. | |
| Расход ПБФ, т/сут. | 13,746 |
| Рысход этана из уст. №3, м3/сут. | 872,5257324 |
| Расход пропана из уст. №3 м3/сут. | 5522,535909 |
| Расход бутана из уст. №3 м3/сут. | 553,3333333 |
| Расход ПБФ, тыс.м3/сут. | 6,948394975 |
| Содержание пропана, % масс. | 81,11450604 |
| Содержание бутана, % масс. | 10,86861632 |
Таблица №4. Мощность колонны деэтанизации №3 по ПБФ.
Установили, какой марке сжиженных углеводородных газов (ПТ, СПБТ, БТ) соответствует получаемая смесь пропана и бутанов (см. Приложение 1). Получаемая смесь соответствует марке ПТ.
6. Определили мощность комплекса №6 по сере S (т/сут). В комплексе происходит получение серы из сероводорода процессом Клауса в две стадии:
1 стадия заключает в себе окисление на пламени 70% сероводорода до SO2 по реакции:
Н2S + 0,67O2 → SO2 + H2O + Q;
2 стадия заключается в получении серы при взаимодействии оставшегося сероводорода 30% с получаемым сернистым ангидридом:
2Н2S + SO2 → 3S + 2H2O + Q.