Производство серы из технического сероводорода. Применяемые способы процесса Клауса

Прямоточный процесс Клауса (пламенный способ) применяют при объемных долях сероводородав кислых газах выше 50% и углеводородов менее 2%. При этом весь кислый газ подается на сжигание в печь-реактор термической ступени установки Клауса, выполненный в одном корпусе с котлом-утилизатором. В топке печи-реактора температура достигает 1100-1300°С и выход серы до 70%. Дальнейшее превращение сероводорода в серу осуществляется в две-три ступени на катализаторах при температуре 220-260°С. После каждой ступени пары образовавшейся серы конденсируются в поверхностных конденсаторах. Тепло, выделяющееся при горении сероводорода и конденсации паров серы, используется для получения пара высокого и низкого давления. Выход серы в этом процессе достигает 96-97%.

Основные стадии процесса производства серы из технического сероводорода: термическое окисление сероводорода кислородом воздуха с получением серы и диоксида серы; взаимодействие диоксида серы с сероводородом в реакторах (конверторах), загру­женных катализатором.Процесс термического окисления протекает в ос­новной топке, смонтированной в одном агрегате с котлом-утилизатором. Смешение и нагрев сероводорода и диоксида серы осуществляется во вспомогательных топках. Ката­литическое производство серы обычно проводят в две ступени. Как и термическое, каталитическое произ­водство серы осуществляется при небольшом избы­точном давлении. Технологическая схема установки производства серы по проекту института «Гипрогазо­очистка» приведена на рисунке XI 1-4.Сырье — сероводородсодержащий газ (техниче­ский сероводород) — освобождается от увлеченного моноэтаноламина и воды в приемнике / и нагревается до 45—50 °С в пароподогревателе 2. Затем 89 % (масс.) от общего количества сероводородсодержа-щего газа вводится через направляющую форсунку в основную топку 4. Через ту же форсунку воздухо­дувкой 5 в топку подается воздух. Расход сырья и заданное объемное соотношение воздух : газ, рав­ное (2—3) : 1, поддерживаются автоматически. Тем­пература на выходе технологического газа из основ­ной топки измеряется термопарой или пирометром. Затем газ охлаждается последовательно внутри пер­вого, а затем второго конвективного пучка котла-утилизатора основной топки. Конденсат (химически очищенная вода) поступает в котел-утилизатор из деаэратора 3, с верха которого отводится получен­ный водяной пар. В котле-утилизаторе основной топки вырабатывается пар с давлением 0,4—0,5 МПа. Этот пар используется в пароспутниках трубопро-[- водов установки. В трубопроводах, по которым транс-)- портируется сера, а также в хранилище жидкой а серы поддерживается температура 130—150 °С. Сконденсированная в котле-утилизаторе сера через ги-) дравлический затвор 7 стекает в подземное хранилище 20. Обогащенный диоксидом серы технологический газ из котла-утилизатора направляется в ка-и меру смешения вспомогательной топки I каталити-I, ческой ступени 11. В камеру сжигания топки по-i- ступает сероводородсодержащий газ (^ 6 % масс. общего количества) и воздух от воздуходувки 5.Объемное соотношение воздух : газ, равное (2 — 3) : 1, здесь также поддерживается автоматически. Смесь продуктов сгорания из камеры смешения вспомогательной топки 11 по­ступает сверху вниз в вертикальный реак­тор (конвертор) I ступени 8. В реакторе на перфорированную решетку загружен ка­тализатор — активный оксид алюминия. По мере прохождения катализатора темпера­тура газа возрастает, что ограничивает вы­соту слоя, так как с повышением темпера­туры возрастает вероятность дезактивации катализатора. Технологический газ из ре­актора 8 направляется в отдельную секцию конденсатора-генератора 10. Сконденсиро­ванная сера стекает через гидравлический затвор 9 в подземное хранилище серы 20, а газ направляется в камеру смешения вспомогательной топки II каталитической ступени 14. Выработанный в конденсаторе-генераторе пар давлением 0,5 или 1,2 МПа используется на установке либо отводится в заводской паропровод. В камеру сжига­ния топки 14 поступает сероводородсодер-жащий газ (5 % масс. общего количества) и воздух от воздуходувки 5 (в объемном соотношении 1 :2—3). Смесь продуктов сгорания сероводородсодержащего и тех­нологического газов из камеры смешения вспомогательной топки 14 поступает в реак­тор (конвертор) II ступени 16, в который также загружен активный оксид алюминия. Из реактора газ поступает во вторую сек­цию конденсатора-генератора 10, где сера конденсируется и стекает в подземное хра­нилище 20 через гидравлический затвор 17.Технологический газ проходит сероуловитель 15, в котором механически унесенные капли серы за­держиваются слоем насадки из керамических ко­лец. Сера через гидравлический затвор 18 стекает в хранилище 20. Газ направляется в печь дожи-га 12, где нагревается до 580—600 °С за счет сжигания топливного газа. Воздух для горения топлива и дожига остатков сероводорода до диоксида серы инжектируется топливным газом за счет тяги дымовой трубы 13

21.Способы производства водорода на нефтеперерабатывающих заводах. Теоретические основы процесса паровой каталитической конверсии углеводородов.

Схемы всех современных установок для производства водорода методом паровой каталитической конверсии углеводородов включают следуюш,ие стадии подготовка сырья, паровая конверсия углеводородов, конверсия окиси углерода и очистка полученного водорода. Необходимым элементом схем большинства установок является оборудование для получения и использования пара и тепла. В состав установок часто включают компрессоры для сжатия сырья и водорода.