Предложение по модернизации процесса Клауса | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 29 июня, печатный экземпляр отправим 3 июля.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Научный руководитель:

Рубрика: Химия

Опубликовано в Молодой учёный №15 (201) апрель 2018 г.

Дата публикации: 17.04.2018

Статья просмотрена: 238 раз

Библиографическое описание:

Груздев А. А. Предложение по модернизации процесса Клауса // Молодой ученый. — 2018. — №15. — С. 1-2. — URL https://moluch.ru/archive/201/49411/ (дата обращения: 19.06.2019).



В данной статье проведен анализ работы установки по переработке кислых газов нефтеперерабатывающего предприятия. Для решения проблемы недостаточно высокой степени превращения сероводорода в серу предложена более современная каталитическая система.

Ключевые слова: кислый газ, процесс Клауса, сероводород, сера.

Последнее время можно заметить тенденцию нарастающих мощностей производства топлив и масел, при получении которых выделяется опасный сероводород, его дальнейшая утилизация необходима для обеспечения требований по охране атмосферного воздуха. В связи с этим качественная и полноценная утилизация сероводорода является актуальной задачей в нефтеперерабатывающей промышленности. Для переработки сероводородного газа в элементарную серу обычно применяется хорошо известный в мировой практике процесс Клауса или его различные модификации [1].

Данная работа посвящена поиску и решению основных проблем процесса переработки кислых газов, а также модернизации установки производства серы.

Сущность процесса Клауса заключается в окислении сероводорода с применением термической и каталитических ступеней. Поступающий на установку Клауса кислый газ подвергается высокотемпературному (900–1300°С) сжиганию в свободном пламени в присутствии стехиометрического количества воздуха с получением элементарной серы и диоксида серы.

Реакция окисления H2S до серы:

2H2S + SO2 = 3/2S2 + 2H2O (1)

Одновременно часть сероводорода окисляется до диоксида серы:

H2S + 1,5O2 → SO2 + H2O (2)

На каталитической стадии идет реакция между сероводородом и диоксидом серы в присутствии катализатора — активной формы оксида алюминия при 220–250 °C [2]:

2H2S + SO2 → 3/xSx + 2H2O (3)

где x = 2–8;

Стоит отметить, что в процессе переработки кислых газов существует множество побочных реакций, например, образование COS и CS2, которые по-своему оказывают влияние на процесс и его показатели. Так, ощутимые потери серы случаются из-за неполной переработки COS и CS2 на каталитической ступени процесса. Поэтому очень важно использовать эффективную систему катализаторов, чтобы минимизировать вклад нежелательных побочных реакций на стабильное протекание процесса.

Проведенный анализ работы промышленной установки переработки кислых газов позволил сделать вывод, что главной проблемой процесса является недостаточно высокая степень извлечения серы из кислого газа.

Среди наиболее перспективных направлений модернизации процесса переработки кислых газов можно выделить разработку систем доочистки хвостового газа на контактных аппаратах, применение различных новых конструкций аппаратов по выделению готового продукта, а также применение более эффективных катализаторов. В итоге основное количество разработок в процессе Клауса ведутся в направлении увеличения степени превращения сероводорода для его полной утилизации на производстве. Для минимальных затрат на реконструкцию производства, наиболее выгодными являются предложения, связанные с изменением каталитической системы процесса. Каталитическая система, которая действует на многих предприятиях, не позволяет добиться максимальных результатов в направлении степени конверсии сероводорода, что в конечном итоге может пагубно отразиться на выбросах в окружающую среду серосодержащих соединений. Очень эффективными можно считать новые катализаторы ИКТ-27–42 процесса Клауса, не имеющие в составе вредных оксидов металлов, имеющие более продолжительный срок службы, а самое главное позволяющие добиваться максимальных результатов по извлечению серы из сырья [3]. Для улучшения технико-технологических показателей действующей установки нефтеперерабатывающего предприятия предлагается замена катализатора CSR-2 на ИКТ-27–42. Сравнительная характеристика катализаторов приведена в таблице.

Таблица 1

Сравнение действующего (CSR-2) инового (ИКТ-27–42) катализаторов процесса

Показатель

CSR-2

ИКТ-27–42

Состав, %(мас.)

y-Al2O3

95,2

84,2

Cr2O3

0,38

-

SiO2

0,03

2,5

TiO2

-

9,8

Удельная поверхность, м2

310

64

Общий объем пор, см3

0,42

0,26

Коэффициент эффективности

0, 35

0,46

Срок службы

4 лет

6 лет

Степень превращения H2S в серу, %

До 95,0 %

До 99,5 %

Плотность, г/см3

0,82

0,87

Предложенный вариант позволит улучшить ряд технологических показателей:

– повысить конверсию сероводорода в серу с 95,0 % до 99,5 %;

– продлить срок службы катализатора, что позволит снизить затраты на его замену;

– снизить количество выбросов в окружающую среду за счет нетоксичного состава самого катализатора.

Таким образом, можно сделать вывод, что использование новой каталитической системы ИКТ 27–42 без значительных материальных вложений позволит добиться более эффективной работы каталитической ступени процесса, тем самым предотвратить возможность вредных выбросов.

Литература:

1. Грунвальд В. Р. Технология газовой серы. — М.: Химия, 1992. 272 с.

2. Голубева И. А. Газовая сера. Ресурсы, производство, мировой рынок серы, проблемы и пути развития. — М.: Российский государственный университет нефти и газа имени И. М. Губкина, 2015. — 244 с.

3. Способ очистки газа от сероводорода. Каталитические способы очистки. пат. № 2176156RU: МПК C 01 B 17/04, B 01 D 53/86. / А. В. Курочкин; заявитель и патентообладатель А. В. Курочкин № 2520554; заявл. 27.11.2012; опубл. 27.06.2014.

Основные термины (генерируются автоматически): COS, сера, кислый газ, каталитическая ступень процесса, каталитическая система, извлечение серы, нефтеперерабатывающее предприятие, окружающая среда, превращение сероводорода, конверсия сероводорода.


Похожие статьи

Внедрение железооксидного катализатора в установку...

Установка получения серы предназначена для получения элементарной серы из сероводородного газа методом Клауса. Переработка кислого газа, содержащего сероводород...

Схема экологически безопасного газохимического комплекса...

(9). Вариантом схемы является использование для извлечения тиолов и сероводорода из газов регенерации цеолитов процесса их прямого окисления до диалкилдисульфидов и серы (11) с образованием в конечном итоге диалкилполисульфидов...

Изучение энергозатрат при плазмохимической диссоциации...

Традиционные процессы получения серы из сероводорода, в том числе наиболее распространенный процесс Клауса

Потребность НПЗ в водороде удовлетворяется за счет производства его как побочного продукта в процессах каталитического риформинга бензина...

Обзор методов борьбы с сероводородом при добыче нефти

Физические способы извлечения сероводорода из продукции нефтяных скважин используют при промысловой подготовке нефти.

Процесс ректификации нефти позволяет получать низкое содержание сероводорода в

‒ окислительно-восстановительный метод с получением серы.

Методы и перспективы борьбы с сероводородом на нефтяных...

процесс, сероводород, газ, окружающая среда, процесс очистки газа, углекислый газ, попутный нефтяной газ, абсорбционная очистка, нефтяной газ, поглотительный раствор.

Модификация нефтяного кокса Атырауского НПЗ (Республика...)

Рис. 1. Динамика снижения содержания серы с газами горения модифицированного шламом химводоочистки ТЭЦ кокса Атырауского НПЗ.

Каталитическая ароматизация попутного нефтяного газа на цеолитных катализаторах как метод его утилизации.

Извлечение нефтяных сульфидов и сульфоксидов из...

Распределение нефтяных сульфидов в системе дизельный дистиллят –М 10 растворы бромида цинка в метаноле (соотношение

Похожие статьи. Каталитические нейтрализаторы для дизельных двигателей. Извлечение ценных веществ из производственных сточных вод НПЗ.

Насыщение ароматики как способ очистки топлива

Было обсуждено влияние ядов (например, сера) на производительность катализаторов и

В эру высокой информированности общества о проблемах окружающей среды

Современный взгляд на методы очистки сточных вод на нефтеперерабатывающих заводах и предприятиях.

Похожие статьи

Внедрение железооксидного катализатора в установку...

Установка получения серы предназначена для получения элементарной серы из сероводородного газа методом Клауса. Переработка кислого газа, содержащего сероводород...

Схема экологически безопасного газохимического комплекса...

(9). Вариантом схемы является использование для извлечения тиолов и сероводорода из газов регенерации цеолитов процесса их прямого окисления до диалкилдисульфидов и серы (11) с образованием в конечном итоге диалкилполисульфидов...

Изучение энергозатрат при плазмохимической диссоциации...

Традиционные процессы получения серы из сероводорода, в том числе наиболее распространенный процесс Клауса

Потребность НПЗ в водороде удовлетворяется за счет производства его как побочного продукта в процессах каталитического риформинга бензина...

Обзор методов борьбы с сероводородом при добыче нефти

Физические способы извлечения сероводорода из продукции нефтяных скважин используют при промысловой подготовке нефти.

Процесс ректификации нефти позволяет получать низкое содержание сероводорода в

‒ окислительно-восстановительный метод с получением серы.

Методы и перспективы борьбы с сероводородом на нефтяных...

процесс, сероводород, газ, окружающая среда, процесс очистки газа, углекислый газ, попутный нефтяной газ, абсорбционная очистка, нефтяной газ, поглотительный раствор.

Модификация нефтяного кокса Атырауского НПЗ (Республика...)

Рис. 1. Динамика снижения содержания серы с газами горения модифицированного шламом химводоочистки ТЭЦ кокса Атырауского НПЗ.

Каталитическая ароматизация попутного нефтяного газа на цеолитных катализаторах как метод его утилизации.

Извлечение нефтяных сульфидов и сульфоксидов из...

Распределение нефтяных сульфидов в системе дизельный дистиллят –М 10 растворы бромида цинка в метаноле (соотношение

Похожие статьи. Каталитические нейтрализаторы для дизельных двигателей. Извлечение ценных веществ из производственных сточных вод НПЗ.

Насыщение ароматики как способ очистки топлива

Было обсуждено влияние ядов (например, сера) на производительность катализаторов и

В эру высокой информированности общества о проблемах окружающей среды

Современный взгляд на методы очистки сточных вод на нефтеперерабатывающих заводах и предприятиях.

Задать вопрос