Svojstva, primjena, sirovinska baza i načini proizvodnje sumporne kiseline. Tehnologija vlažnog plina sumporne kiseline WSA i SNOX-kontrola emisija sumpornih i dušikovih oksida. Razvoj i optimizacija tehnologije. Proizvodnja sumpora Clausovom metodom.

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Upotrijebite obrazac u nastavku

Dobar posao na stranicu ">

Studenti, diplomanti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u svom studiju i radu bit će vam jako zahvalni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

MINISTARSTVO OBRAZOVANJA REPUBLIKE BELORUSIJE

OBRAZOVNA USTANOVA

"POLOTSK DRŽAVNO SVEUČILIŠTE"

Kemijski odjel i TPNG

Test

U disciplini "Industrijska ekologija"

Učinkovite metode prerade sumporovodika u rafinerijama (proizvodnja sumporne kiseline, elementarnog sumpora itd.)

Novopolotsk

• 1. Svojstva sumporne kiseline
• 2. Primjena sumporne kiseline
• 3. Sirovinska baza za proizvodnju sumporne kiseline
• 5.1 Pečenje sirovina koje sadrže sumpor
• 5.2 Ispuštanje plina nakon pečenja
• 5.3 Oksidacija sumporovog dioksida
• 5.4 Apsorpcija sumpornog trioksida
• 5.5 Sustav dvostrukog kontakta i dvostruke apsorpcije (DK / DA)
• 6. Tehnologija proizvodnje sumporne kiseline iz vlažnog plina WSA i SNOX™ - kontrola emisije sumpornih i dušikovih oksida
• 6.1 Temeljna istraživanja
• 6.2 Razvoj i optimizacija tehnologije
• 6.3 Tehnologija SNOX™
• 7 Clausova proizvodnja sumpora

emisija oksida sumporne kiseline

1. Svojstva sumporne kiseline

Bezvodna sumporna kiselina (monohidrat) je teška uljasta tekućina koja se miješa s vodom u svim omjerima, oslobađajući veliku količinu topline. Gustoća na 0 °C je 1,85 g / cm 3. Kipi na 296 °C, a smrzava se na -10 °C. Sumporna kiselina se naziva ne samo monohidrat, već i njezine vodene otopine (), kao i otopine sumporovog trioksida u monohidratu (), koji se naziva oleum. Oleum se "puši" u zraku zbog desorpcije iz njega. Čista sumporna kiselina je bezbojna, tehnička je obojena nečistoćama u tamnu boju.

Fizička svojstva sumporne kiseline, kao što su gustoća, temperatura kristalizacije, vrelište, ovise o njezinom sastavu. Na sl. Slika 1 prikazuje dijagram kristalizacije sustava. Maksimumi u njemu odgovaraju sastavu spojeva ili, prisutnost minimuma objašnjava se činjenicom da je temperatura kristalizacije smjesa dviju tvari niža od temperature kristalizacije svake od njih.

Riža. 1 Temperatura kristalizacije sumporne kiseline

Bezvodna 100% sumporna kiselina ima relativno visoku temperaturu kristalizacije od 10,7°C. Kako bi se smanjila mogućnost smrzavanja komercijalnog proizvoda tijekom transporta i skladištenja, koncentracija tehničke sumporne kiseline odabrana je tako da ima dovoljno nisku temperaturu kristalizacije. Industrija proizvodi tri vrste komercijalne sumporne kiseline.

Sumporna kiselina je vrlo aktivna. Otapa metalne okside i većinu čistih metala; na povišenim temperaturama istiskuje sve ostale kiseline iz soli. Sumporna kiselina se posebno željno spaja s vodom zbog svoje sposobnosti davanja hidrata. Oduzima vodu od drugih kiselina, od kristalnih soli soli, pa čak i kisikovih derivata ugljikovodika, koji ne sadrže vodu, već vodik i kisik u kombinaciji H:O = 2.drvo i druga biljna i životinjska tkiva koja sadrže celulozu, škrob i šećer se uništavaju u koncentriranoj sumpornoj kiselini; voda se veže na kiselinu i od tkanine ostaje samo fino raspršeni ugljik. U razrijeđenoj kiselini, celuloza i škrob se razgrađuju u šećere. Koncentrirana sumporna kiselina izaziva opekline ako dođe u dodir s ljudskom kožom.

2. Primjena sumporne kiseline

Visoka aktivnost sumporne kiseline u kombinaciji s relativno niskom cijenom proizvodnje predodredila je ogroman opseg i iznimnu raznolikost njezine primjene (slika 2). Teško je pronaći industriju u kojoj se sumporna kiselina ili proizvodi od nje ne konzumiraju u određenim količinama.

Riža. 2 Primjena sumporne kiseline

Najveći potrošač sumporne kiseline je proizvodnja mineralnih gnojiva: superfosfata, amonijevog sulfata itd. Mnoge kiseline (npr. fosforna, octena, klorovodična) i soli velikim dijelom se proizvode uz pomoć sumporne kiseline. Sumporna kiselina ima široku primjenu u proizvodnji obojenih i rijetkih metala. U metaloprerađivačkoj industriji, sumporna kiselina ili njezine soli koriste se za kiseljenje čeličnih proizvoda prije bojanja, kalajisanja, niklanja, kromiranja itd. značajne količine sumporne kiseline troše se na rafiniranje naftnih derivata. Uz korištenje sumporne kiseline povezana je i proizvodnja niza bojila (za tkanine), lakova i boja (za zgrade i strojeve), ljekovitih tvari i nekih plastičnih masa. Uz pomoć sumporne kiseline, etilnih i drugih alkohola proizvode se neki esteri, sintetski deterdženti i brojni pesticida za suzbijanje štetočina. Poljoprivreda i korov. Razrijeđene otopine sumporne kiseline i njezinih soli koriste se u proizvodnji umjetne svile, u tekstilnoj industriji za preradu vlakana ili tkanina prije bojanja, kao i u drugim granama lake industrije. U prehrambenoj industriji sumporna kiselina se koristi u proizvodnji škroba, melase i niza drugih proizvoda. Prijevoz koristi olovne sumporne baterije. Sumporna kiselina se koristi za sušenje plinova i za koncentriranje kiselina. Konačno, sumporna kiselina se koristi u procesima nitriranja i u proizvodnji većine eksploziva.

3. Sirovinska baza za proizvodnju sumporne kiseline

Sirovinska baza za proizvodnju sumporne kiseline su spojevi koji sadrže sumpor, iz kojih se može dobiti sumporni dioksid. U industriji se oko 80% sumporne kiseline dobiva iz prirodnog sumpora i željeznog (sumpornog) pirita. Sumporni pirit sastoji se od mineralnog pirita i nečistoća. Čisti pirit () sadrži 53,5% sumpora i 46,5% željeza. Sadržaj sumpora u sumpornom piritu može se kretati od 35 do 50%. Značajno mjesto zauzimaju otpadni plinovi iz obojene metalurgije, dobiveni prženjem sulfida obojenih metala i koji sadrže sumpor-dioksid. Neke industrije kao sirovinu koriste sumporovodik, koji nastaje tijekom pročišćavanja naftnih proizvoda od sumpora.

4. Metode za proizvodnju sumporne kiseline

Sumporna kiselina se trenutno proizvodi na dva načina: dušična, koja postoji više od 20 godina, i kontaktna, koja je ovladana u industriji krajem 19. i početkom 20. stoljeća. Kontaktna metoda istiskuje dušikovu (toranjska) metodu. Prva faza proizvodnje sumporne kiseline bilo kojom metodom je proizvodnja sumpornog dioksida spaljivanjem sumpornih sirovina. Nakon pročišćavanja sumpor-dioksida (osobito u kontaktnoj metodi), on se oksidira u sumporov trioksid, koji se spaja s vodom kako bi se dobila sumporna kiselina. Oksidacija u normalnim uvjetima je izuzetno spora. Za ubrzavanje procesa koriste se katalizatori.

U kontaktnoj metodi za proizvodnju sumporne kiseline, oksidacija sumpor-dioksida u trioksid se provodi na čvrstim kontaktnim masama. Zbog poboljšanja kontaktnog načina proizvodnje, cijena čistije i visoko koncentrirane kontaktne sumporne kiseline tek je nešto veća od cijene toranjske kiseline. Stoga se grade samo kontakt trgovine. Trenutno se preko 80% svih kiselina proizvodi kontaktnom metodom.

U dušičnoj metodi dušikovi oksidi služe kao katalizator. Oksidacija se događa uglavnom u tekućoj fazi i provodi se u nabijenim tornjevima. Stoga se dušična metoda na bazi aparata naziva toranj. Suština metode tornja leži u činjenici da se sumporov dioksid dobiven tijekom izgaranja sumpornih sirovina, koji sadrži oko 9% i 9-10%, čisti od čestica pirita i ulazi u sustav tornja koji se sastoji od nekoliko (četiri do sedam) kule s pakiranjem. Zbijeni tornjevi rade po principu savršenog pomaka u politermalnom načinu rada. Temperatura plina na ulazu u prvi toranj je oko 350°C. U tornjevima se odvijaju brojni procesi apsorpcije i desorpcije, komplicirani kemijskim transformacijama. U prva dva ili tri tornja, ambalaža se prska nitrozom, u kojoj su otopljeni dušikovi oksidi kemijski vezani u obliku nitrozilsulfurne kiseline. Pri visokim temperaturama, nitrozilsulfurna kiselina hidrolizira prema jednadžbi:

potonji reagira s dušikovim oksidima u tekućoj fazi:

kada se apsorbira vodom također daje sumpornu kiselinu:

Dušikove okside apsorbira sumporna kiselina u sljedeća tri do četiri tornja prema reakciji obrnutoj od jednadžbe 15.1. U tu svrhu se u tornjeve dovodi ohlađena sumporna kiselina s niskim udjelom nitroze, koja teče iz prvih tornjeva. Kada se oksidi apsorbiraju, dobiva se nitrozilsulfurna kiselina, koja sudjeluje u procesu. Dakle, dušikovi oksidi kruže i teoretski se ne bi trebali konzumirati. U praksi zbog nepotpune apsorpcije dolazi do gubitaka dušikovih oksida. potrošnja dušikovih oksida u smislu iznosi 12-20 kg po toni monohidrata. Dušikovom metodom dobiva se onečišćena nečistoćama i razrijeđena 75-77% sumporna kiselina, koja se uglavnom koristi za proizvodnju mineralnih gnojiva.

5. Funkcionalni dijagram proizvodnje sumporne kiseline

Kemijska shema uključuje reakcije:

Ako početne tvari (sirovine) sadrže nečistoće, tada funkcionalni dijagram (slika 15.4) uključuje stupanj pročišćavanja plina nakon pečenja. Prva faza - prženje (sagorijevanje) - specifična je za svaku vrstu sirovine, a dalje će se razmatrati pirit i sumpor kao najčešći polazni materijali. Faze oksidacije i apsorpcije su u osnovi iste u različitim procesima za proizvodnju sumporne kiseline. Provest ćemo uzastopno razmatranje navedenih faza (podsustava kemijsko-inženjerskih sustava za proizvodnju sumporne kiseline) sa stajališta njihovih temeljnih tehnoloških, instrumentalnih i operativnih rješenja.

Riža. 4 Funkcionalne sheme za proizvodnju sumporne kiseline iz sumpora (a) i pirita (b) 1 - prženje sirovina koje sadrže sumpor; 2 - čišćenje i ispiranje plina za pečenje; 3 - oksidacija; 4 - apsorpcija

5.1 Pečenje sirovina koje sadrže sumpor

Pečenje pirita (pirita) složen je fizikalno-kemijski proces i uključuje niz reakcija koje se odvijaju uzastopno ili istovremeno:

toplinska disocijacija
izgaranje sumpora u plinskoj fazi
izgaranje pirotita

Ukupan odgovor:

Uz blagi višak ili nedostatak kisika, nastaje miješani željezov oksid:

.

Kemijske reakcije su praktički nepovratne i vrlo egzotermne.

Ako se (prerada nafte) koristi kao sirovina, tada izgaranje u plinskoj fazi ima oblik kemijske reakcije:

,

oni. praktički nepovratan, egzoterman i smanjuje volumen.

Toplinska razgradnja pirita počinje već na temperaturi od oko 200 °C, a sumpor se istovremeno zapali. Na temperaturama iznad 680 °C sve tri reakcije su intenzivne. U industriji se pečenje izvodi na 850-900 ° C. Ograničavajući stupanj procesa je prijenos mase produkata raspadanja u plinsku fazu i oksidansa na mjesto reakcije. Na istim temperaturama, čvrsta komponenta omekšava, što pridonosi prianjanju čestica. Ovi čimbenici određuju način na koji se proces provodi i vrstu reaktora.

U početku je korišten reaktor na policama (komorna peć) (slika 5, a). Pirit kontinuirano teče odozgo prema policama, dok zrak odozdo prolazi kroz fiksne slojeve. Prirodno, pirit je grudast (fino mljeveni bi stvorio značajan hidraulički otpor i mogao bi se lako zalijepiti, što bi stvorilo nejednoliko izgaranje). Pečenje je kontinuirani proces, čvrsti materijal se pomiče posebnim potezima koji se okreću na osovini koja se nalazi duž osi aparata. Lopatice poteza pomiču komadiće pirita duž ploča odozgo prema dolje, naizmjenično od osi aparata do njegovih stijenki i natrag, kao što je prikazano na slici strelicama. Ovo miješanje sprječava lijepljenje čestica. Pepeljuga se kontinuirano uklanja s dna reaktora. Reaktor osigurava intenzitet procesa, mjeren količinom pirita koja prolazi kroz jedinicu poprečnog presjeka reaktora, ne više od 200 kg / (m 2 · h). U takvom reaktoru pokretni strugači u zoni visoke temperature kompliciraju njegov dizajn, stvara se nejednak temperaturni režim duž polica i teško je organizirati odvođenje topline iz reakcijske zone. Poteškoće u uklanjanju topline ne dopuštaju dobivanje plina za paljenje s koncentracijom većom od 8-9%. Glavno ograničenje je nemogućnost korištenja malih čestica, dok je za heterogeni proces glavni način za ubrzavanje stope pretvorbe drobljenje čestica.

Riža. 5 Reaktori za pečenje pirita

a - polica (1 - tijelo, 2 - police za pirit, 3 - rotirajući strugači, 4 - pogonska osovina strugača); b - peć s fluidiziranim slojem (1 - kućište, 2 - izmjenjivač topline). Strelice unutar aparata - kretanje čvrstog pirita u reaktorima.

Male čestice se mogu obraditi u kipućem (fluidiziranom) sloju, koji se implementira u KS peći - fluidizirani sloj (slika 15.5, b). Pirit u prahu se dovodi kroz dovod u reaktor. Oksidant (zrak) se dovodi odozdo kroz distribucijsku mrežu brzinom dovoljnom za vaganje krutih tvari. Njihovo lebdenje u sloju sprječava lijepljenje i doprinosi njihovom dobrom kontaktu s plinom, ujednačava temperaturno polje u cijelom sloju, osigurava pokretljivost čvrstog materijala i njegovo prelijevanje u izlaznu cijev za vađenje produkta iz reaktora. U takvom sloju pokretnih čestica mogu se rasporediti elementi za izmjenu topline. koeficijent prijelaza topline iz fluidiziranog sloja usporediv je s koeficijentom prijenosa topline iz kipuće tekućine, te se time osigurava učinkovito odvođenje topline iz reakcijske zone, kontrola njezinog temperaturnog režima i korištenje reakcijske topline. Intenzitet procesa se povećava na 1000 kg / (m 2 · h), a koncentracija u plinu za pečenje - do 13-15%. Glavni nedostatak KS peći je povećana zaprašenost plina za pečenje zbog mehaničke erozije pokretnih čvrstih čestica. To zahtijeva temeljitije čišćenje plina od prašine - u ciklonu i elektrofilteru. Podsustav za pečenje pirita prikazan je dijagramom toka prikazanom na Sl. 6.

Riža. 6 Tehnološka shema pečenja pirita

1 - ulagač diska; 2 - peć s fluidiziranim slojem (reaktor); 3 - kotao za otpadnu toplinu; 4 - ciklon; 5 - elektrofilter

Kao što je ranije spomenuto, sumpor se može koristiti kao sirovina (samorodni sumpor je ranije spomenut kao sirovina, sumpor () i na slici 15.6 .. može se koristiti kao sirovina iz kipuće tekućine, i time osigurati). Sumpor je tvar niskog taljenja: njegova točka taljenja je 113 ° C. Prije izgaranja se topi pomoću pare dobivene iskorištavanjem topline izgaranja. Otopljeni sumpor se taloži i filtrira kako bi se uklonile nečistoće prisutne u prirodnim sirovinama i pumpa se u peć za izgaranje. Sumpor gori uglavnom u stanju pare. Kako bi se osiguralo njegovo brzo isparavanje, mora se raspršiti u struji zraka. Za to se koriste mlaznice i ciklonske peći.

Riža. 8 Tehnološka shema izgaranja sumpora

1 - sumporni filter; 2 - prikupljanje tekućeg sumpora; 3 - peć za izgaranje; 4 - kotao za otpadnu toplinu

Tijekom izgaranja sumpora, prema reakciji, dio kisika se ekvimolarno pretvara u sumporov dioksid, pa je stoga ukupna koncentracija konstantna i jednaka koncentraciji kisika u izvornom plinu (), tako da kada sumpor izgara u zrak.

Plin iz sagorijevanja sumpora bogatiji je kisikom nego iz sagorijevanja pirita.

5.2 Ispuštanje plina nakon pečenja

Plinovi za pečenje pirita sadrže u obliku nečistoća spojeve fluora, selena, telurija, arsena i neke druge, nastale od nečistoća u sirovini. Prirodna vlaga sirovine također se pretvara u plin. Izgaranjem nastaje nešto, a možda i dušikovi oksidi. Ove nečistoće ili dovode do korozije aparata, ili do trovanja katalizatora, a također utječu na kvalitetu proizvoda - sumporne kiseline. Uklanjaju se u odjeljku za pranje, čiji je pojednostavljeni dijagram prikazan na Sl. devet.

Riža. 9 Shema odjela za pranje proizvodnje sumporne kiseline

1, 2 - tornjevi za pranje; 3 - mokri filter; 4 - toranj za sušenje

5.3 Oksidacija sumporovog dioksida

Reakcija

Prema zakonu djelovanja mase, u ravnoteži

Izraz pokazuje relativnu promjenu (smanjenje) volumena reakcijske smjese. Jednadžba 15.11 je implicitno definirana i riješena uklapanjem. Potrebni stupnjevi pretvorbe (oko 99%) postižu se na temperaturama od 400-420°C. Tlak ne utječe jako, stoga se u industriji proces provodi pri tlaku bliskom atmosferskom.

Oksidacijski katalizatori se pripremaju na bazi vanadijevog oksida () uz dodatak alkalnih metala na bazi silicij oksida. Brzina reakcije opisana je jednadžbom Boreskov-Ivanov:

gdje je konstanta brzine reakcije;

= 0,8 je konstanta;

, - parcijalni tlakovi odgovarajućih komponenti, atm.

Temperaturne granice i njihove vrijednosti za različite katalizatore mogu se razlikovati. Za katalizatore IK-1-6 i SVD kJ/mol na K., to su katalizatori niske temperature. Aktivnost industrijskih katalizatora na temperaturama ispod 680 K je vrlo niska, a iznad 880 K se termički deaktiviraju. Stoga je raspon radne temperature za rad većine katalizatora 580-880 K, a stupanj pretvorbe u reaktoru, određen donjom granicom tog raspona, iznosi 98%.

,

Riža. 11 Krug reaktora oksidacije

1 - sloj katalizatora; 2 - srednji izmjenjivači topline; 3 - mikser; 4 - vanjski izmjenjivač topline; X g - ulaz hladnog plina

Početna koncentracija obrađenog plina odabire se tako da način procesa bude unutar radnih temperatura katalizatora. Velika vrijednost na K dovodi do oštrog smanjenja brzine reakcije sa smanjenjem temperature. Da bi se adijabatski proces u prvom sloju brzo razvijao, početna temperatura mora biti najmanje 713 K. Naziva se "temperatura paljenja" (za niskotemperaturne katalizatore je niža). Na dijagramu "" adijabatski proces je predstavljen ravnom linijom. Njegov nagib je određen količinom adijabatskog zagrijavanja. Za oksidaciju, otprilike 1% tuče. Što je više (ili početna koncentracija -), više se zagrijava. Proces se može razviti do ravnoteže, a maksimalna (ravnotežna) temperatura ne smije prelaziti dopuštenu. Na sl. 10 to odgovara početnoj koncentraciji od 7-8%. Niskotemperaturni katalizator omogućuje povećanje koncentracije do 9-10%. Temperature u preostalim slojevima određuju se iz optimizacije načina rada reaktora.

5.4 Apsorpcija sumpornog trioksida

Apsorpcija sumpornog trioksida posljednji je korak u procesu u kojem nastaje sumporna kiselina. Interakcija

teče prilično intenzivno i u tekućoj i u plinovitoj (parnoj) fazi. Osim toga, može se otopiti u sebi, tvoreći oleum. Ovaj proizvod je prikladan za transport jer ne korodira čak ni uobičajene čelike. Otopine sumporne kiseline su izrazito korozivne. Oleum je glavni proizvod proizvodnje sumporne kiseline.

Ravnoteža "plin - tekućina" za sustav "" prikazana je na Sl. 3. Značajka ovog sustava je da u širokom rasponu koncentracija otopine u parnoj fazi postoji gotovo čista vodena para (lijeva strana grafikona), a iznad oleuma (otopina c) u plinskoj fazi prevladava (desna strana graf). isti sastav tekuće i parne faze (azeotropna točka) bit će pri koncentraciji sumporne kiseline od 98,3%. Ako apsorbirate otopinom s nižom koncentracijom, tada će se reakcija 5 također odvijati u parnoj fazi - nastat će maglica sumporne kiseline koja će napustiti apsorber s plinovitom fazom. A to je i gubitak proizvoda, i korozija opreme, i emisije u atmosferu. Ako se apsorbira s oleumom, apsorpcija će biti nepotpuna.

Iz ovih svojstava slijedi dvostupanjska (dvotoranjska) shema apsorpcije (slika 12). Plin koji sadrži, nakon reaktora, prolazi redom kroz apsorbere oleuma 1 i monohidrata 2. Druga komponenta reakcije () dovodi se u protustruji u apsorber monohidrata. Zbog intenziteta cirkulacije tekućine (apsorbenta) u njoj, moguće je održavati koncentraciju blizu optimalne - 98,3% (povećanje koncentracije po prolazu tekućine nije više od 1-1,5%). Tehnički naziv takve kiseline je monohidrat, pa otuda i naziv apsorbera. Uvjeti koncentracije apsorpcije osiguravaju potpunu apsorpciju i minimalno stvaranje magle sumporne kiseline. Kiselina iz monohidratnog apsorbera ulazi u oleumski. U njemu cirkulira 20% otopina koja se djelomično uzima kao finalni proizvod- oleum. Kiselina iz prethodnog apsorbera - monohidrata - također može biti proizvod.

Stvaranje sumporne kiseline i apsorpcija sumpornog trioksida egzotermni su procesi. Njihova toplina se odvodi u izmjenjivačima topline za navodnjavanje 3 na cjevovodu za cirkulaciju tekućine u apsorberima. Na temperaturama ispod 100 ° C apsorbira se gotovo 100%. Sumpor dioksid se praktički ne apsorbira.

Riža. 12 Dijagram odvajanja apsorpcije u proizvodnji sumporne kiseline

1 - apsorber oleuma; 2 - apsorber monohidrata; 3 - hladnjaci; 4 - sakupljači kiseline; 5 - separatori za prskanje

5.5 Sustav dvostrukog kontakta i dvostruke apsorpcije (DK / DA)

Unatoč prilično visokom stupnju pretvorbe - 98%, snažni sustavi sumporne kiseline, koji proizvode do 540 tona proizvoda dnevno, svaki sat ispuštaju više od 300 kg sumporovog dioksida u atmosferu. Na temelju podataka o ravnoteži oksidacijske reakcije, stupanj pretvorbe može se povećati snižavanjem temperature u posljednjim slojevima ispod 610 K ili povećanjem tlaka iznad 1,2 MPa. Mogućnost snižavanja temperature ograničena je djelovanjem dostupnih katalizatora, povećanje tlaka komplicira inženjerski dizajn procesa, te stoga ove metode još nisu dobile industrijsku primjenu.

Učinkovit način povećanja pretvorbe u reverzibilnoj reakciji je uklanjanje njezina produkta. Tehnološka shema ove metode prikazana je na Sl. 13. U prvoj fazi oksidacije korišten je troslojni reaktor 1. Koncentracija u nadolazećem plinu je 9,5-10,5%. Konverzija na izlazu iz reaktora je 90-95%. Međuapsorpcija uključuje apsorbere oleuma 2 i monohidrata 3. Nakon njih, plin sadrži samo 0,6-1%. Za zagrijavanje do reakcijske temperature (690-695 K) koristi se izmjenjivač topline nakon drugog sloja reaktora 1. Reaktori prvog i drugog stupnja oksidacije strukturno su spojeni u jedno kućište. Pretvorba ostatka je oko 95%, ukupna konverzija je 99,6-99,8%. Usporedimo: da nije bilo srednje apsorpcije, tada stupanj pretvorbe preostalih 1-0,6% u prisutnosti ne bi prelazio 50%. Mala količina nastalog potpuno se apsorbira u drugom monohidratnom apsorberu 3.

Kao što možete vidjeti, količina nepretvorenih (a time i emisija u atmosferu) u DC/DA sustavu smanjena je za gotovo 10 puta u usporedbi sa sustavom s jednim kontaktom. Ali za to je potrebno povećati površinu izmjenjivača topline za 1,5-1,7 puta.

Riža. 13 Dijagram toka faza kontakta i apsorpcije u sustavu "dvostruki kontakt - dvostruka apsorpcija"

I, III - prva i druga faza oksidacije; II, IV - prvi i drugi sustavi za apsorpciju vode; 1 - reaktor (prva i druga faza oksidacije, smještene u istom kućištu, prikazane su zasebno); 2 - apsorber oleuma; 3 - apsorber monohidrata; 4 - daljinski izmjenjivači topline reaktora; 5 - hladnjaci s kiselinom

6. Tehnologija proizvodnje sumporne kiseline iz vlažnog plina WSA i SNOX™ - kontrola emisije sumpornih i dušikovih oksida

Razvoj Topsoeove WSA tehnologije za uklanjanje sumpornih spojeva iz dimnih plinova iz proizvodnje sumporne kiseline započeo je kasnih 1970-ih. Tehnologija WSA temelji se na Topsoeovom ogromnom iskustvu u industriji sumporne kiseline i kontinuiranoj odlučnosti da ide dalje i dalje u razvoju katalizatora i procesa. Glavna područja istraživanja su oksidacija SO2 na katalizatorima sumporne kiseline i proces kondenzacije kiseline.

6.1 Temeljna istraživanja

Sposobnost kondenzacije para sumporne kiseline za proizvodnju koncentrirane sumporne kiseline bez oslobađanja kisele magle jedinstvena je značajka WSA tehnologije, koja je postignuta na temelju temeljnog eksperimentalnog i teorijskog rada provedenog u Topsoeu.

Tijekom hlađenja para sumporne kiseline sadržane u plinskoj fazi, istovremeno dolazi do spontanog homogenog stvaranja kondenzacijskih centara, heterogene kondenzacije i kondenzacije na stijenkama. Za razvoj i poboljšanje WSA kondenzatora, Topsoe laboratoriji provode temeljna istraživanja ovih kritičnih mehanizama kondenzacije.

Slika 4. Tehnologija Topsoe staklenih cijevi koristi se u WSA za kondenzaciju para sumporne kiseline

6.2 Razvoj i optimizacija tehnologije

Pilot i testovi na razini postrojenja, zajedno s detaljnim simulacijama WSA kondenzatora, koriste se za proučavanje učinka dizajna i načina rada kondenzatora na performanse kondenzatora kako bi se utvrdili projektni kriteriji i kontrola procesa.

Još jedno prioritetno područje našeg tehničkog razvoja je unapređenje tehnologije staklenih cijevi WSA i kontinuirano poboljšanje kvalitete građevinskih materijala. Potonji izazov zahtijeva našu stručnost u ispitivanju materijala za teške uvjete rada postrojenja za proizvodnju sumporne kiseline.

Kako bismo u potpunosti iskoristili potencijal WSA tehnologije, koristimo inovativne metode za izradu dijagrama tijeka dok implementiramo vlastite alate za proračun tvrtke Topsoe za optimalno rješenje razne industrijske zadatke. Jedan od pokretača ovog razvoja je rastući fokus na potrošnju energije i emisiju CO2 diljem svijeta, što zahtijeva maksimalnu povrat topline.

6.3 Tehnologija SNOX™

Za uklanjanje sumpornih i dušikovih oksida iz dimnih plinova, Topsøe je razvio SNOX™ tehnologiju, kombinirajući WSA tehnologiju sa SCR uklanjanjem dušikovog oksida kako bi osigurao optimalnu integraciju za elektroenergetsku industriju.

7. Proizvodnja sumpora Clausovom metodom

Premium Engineering LLC može ponuditi četiri glavne metode Clausovog procesa za proizvodnju elementarnog sumpora iz kiselih komponenti prirodnog plina i rafinerijskih plinova:

Izravni tok (vatreni)

Razgranati

Razgranat sa zagrijanim kiselim plinom i zrakom

Izravna oksidacija

1. Clausov postupak izravnog toka (plamenska metoda) koristi se s volumnim udjelom sumporovodika u kiselim plinovima iznad 50% i ugljikovodika manjim od 2%. U ovom slučaju, sav kiseli plin se dovodi za izgaranje u reaktor toplinskog stupnja-peć Clausove instalacije, koji je napravljen u istoj zgradi kao i kotao na otpadnu toplinu. U peći reaktorske peći temperatura doseže 1100-1300 ° C, a prinos sumpora je do 70%. Daljnja pretvorba sumporovodika u sumpor provodi se u dva ili tri stupnja na katalizatorima pri temperaturi od 220-260 °C. Nakon svake faze, pare formiranog sumpora kondenziraju se u površinskim kondenzatorima. Toplina koja se oslobađa tijekom izgaranja sumporovodika i kondenzacije sumporne pare koristi se za proizvodnju pare visokog i niskog tlaka. Prinos sumpora u ovom procesu doseže 96-97%.

2. S malim volumnim udjelom sumporovodika u kiselim plinovima (30-50%) i volumnim udjelom ugljikovodika do 2%, koristi se razgranana shema Clausovog procesa (jedna trećina ili dvije trećine). U ovoj shemi, jedna trećina kiselog plina se spaljuje kako bi se dobio sumporov dioksid, a dvije trećine struje kiselog plina ulazi u katalitički stupanj, zaobilazeći reaktorsku peć. Sumpor se dobiva u katalitičkim fazama procesa interakcijom sumporovog dioksida sa sumporovodikom koji se nalazi u ostatku (2/3) izvornog kiselog plina. Prinos sumpora je 94-95%.

3. S volumnim udjelom sumporovodika u kiselom plinu od 15-30%, kada se koristi shema jedna trećina do dvije trećine minimalno dopuštene temperature u peći reaktorske peći (930 ° C) nije postignuta, koristite shema s predgrijavanjem kiselog plina ili zraka.

4. S volumnim udjelom sumporovodika u kiselom plinu od 10-15%, koristi se izravna oksidacijska shema, u kojoj nema visokotemperaturne faze oksidacije plina (izgaranja). Kiseli plin se miješa sa stehiometrijskom količinom zraka i dovodi izravno u fazu katalitičke konverzije. Prinos sumpora doseže 86%.

Za postizanje stupnja iskorištenja sumpora od 99,0-99,7% koriste se tri skupine metoda za naknadnu obradu ispušnih plinova Clausovog procesa:

· Procesi temeljeni na nastavku Clausove reakcije, t.j. o pretvorbi H2S i SO2 u sumpor na krutom ili tekućem katalizatoru.

· Procesi koji se temelje na redukciji svih sumpornih spojeva u sumporovodik s njegovom naknadnom ekstrakcijom.

· Procesi koji se temelje na oksidaciji svih sumpornih spojeva u SO2 ili u elementarni sumpor s njihovom naknadnom ekstrakcijom.

Objavljeno na Allbest.ru

Slični dokumenti

Svojstva sumpor-dioksida, opis utjecaja ovog spoja na okoliš. Uklanjanje sumpora u rafinerijama. Pročišćavanje produkata izgaranja od sumpornih oksida. Izbor i obrazloženje metode, metode i uređaja za pročišćavanje i neutralizaciju emisija.

seminarski rad, dodan 21.12.2011


Razmatranje problema ograničavanja emisije sumpor-dioksida u proizvodnji energije. Proučavanje metoda za smanjenje sadržaja sumpora u gorivu. Istraživanje fizikalno-kemijskih metoda za čišćenje plinova od sumpornih oksida. Smanjenje emisije oksida u atmosferu.

sažetak dodan 18.04.2015


Analiza naftnog i plinskog kondenzatnog polja Karachaganak i njegov utjecaj na okoliš. Tehnologija pročišćavanja prirodnog plina i prerada kiselog plina s proizvodnjom sumpora. Proračun apsorpcijskog tornja i emisijskih volumena štetne tvari u atmosferi.

rad, dodan 07.09.2010


Prirodni izvori onečišćenja zraka spojevima sumpora: vulkanska aktivnost, površina oceana. Kao rezultat, procesi uništavanja biosfere proizvodne djelatnosti... Međunarodni problem emisije zagađujućih spojeva sumpora i dušika.

sažetak dodan 28.04.2015


Smanjenje onečišćenja zraka plinovitim komponentama. Uklanjanje sumpora iz tekućine i kruto gorivo... Plinjenje ugljena i sumpornog loživog ulja. Vezanje sumpora tijekom izgaranja goriva u fluidiziranom sloju čestica vapnenca. Pročišćavanje plinova od dušikovih oksida.

sažetak dodan 26.08.2013


Proračun emisija dušikovih oksida, sumpornih oksida, ugljičnog monoksida i krutih onečišćujućih tvari. Organizacija zone sanitarne zaštite. Razvoj mjera za smanjenje emisija onečišćujućih tvari u atmosferu. Određivanje rasporeda kontrole emisija.

seminarski rad, dodan 02.05.2012


Nacionalni gospodarski značaj proizvodnje sumporne kiseline, vrste sirovina za njezinu proizvodnju. Karakteristike suvremene proizvodnje nusproizvoda koksa i emisije u okoliš. Problemi zaštite atmosferskog zraka i prirodnog okoliša.

test, dodano 03.02.2011


Metode i tehnologije čišćenja dimnih plinova od sumpornih oksida. Klasifikacija metoda odsumporavanja. Glavne reakcije koje se javljaju tijekom redukcije dušikovih oksida u okolišu koji sadrži kisik. Proračun dimnjaka. Uloga Protokola iz Kyota za rusko gospodarstvo.

prezentacija dodana 29.01.2014


Proučavanje značajki tehnološkog procesa, osiguranje kvalitete proizvoda i usluga, certificiranje ekološke učinkovitosti. Standardizacija i kontrola kvalitete. Osnove korištenja pravnih dokumenata iz područja očuvanja energije i resursa.

izvješće o praksi, dodano 31.10.2014


Organizacija praćenja onečišćenja atmosferskog zraka. Fizička svojstva sumporovog dioksida, njegov toksični učinak na ljudsko tijelo. Analiza uzoraka zraka uzetih na postajama Jekaterinburga na sadržaj sumporovog dioksida, procjena situacije u gradu.

Sumpor je neizbježan nusproizvod prerade ugljikovodika, koji može biti isplativ i problematičan zbog svoje ekološke nesigurnosti. U Rafineriji nafte u Moskvi ovi problemi su riješeni modernizacijom pogona za proizvodnju sumpora, što je pozitivno utjecalo na ekonomsku komponentu procesa.

Sumpor je uobičajen kemijski element i nalazi se u mnogim mineralima, uključujući naftu i prirodni plin. Prilikom prerade ugljikovodika, sumpor postaje nusproizvod koji se mora nekako zbrinuti, a idealno je učiniti izvorom dodatne dobiti. Komplicirajući čimbenik je neekološka priroda ove tvari, što zahtijeva posebni uvjeti njegovo skladištenje i transport.

Na globalnoj tržišnoj razini, količine sumpora proizvedenog u preradi nafte i plina približno su jednake i ukupno čine oko 65%. Gotovo 30% više otpada na otpadne plinove iz obojene metalurgije. Mali preostali udio je izravni razvoj nalazišta sumpora i vađenje pirita*. U 2014. godini svijet je proizveo 56 milijuna tona sumpora, dok stručnjaci predviđaju povećanje ovog pokazatelja do 2017.-2018. zbog puštanja u rad novih velikih plinskih polja u središnjoj Aziji i na Bliskom istoku.

Rusko tržište sumpora može se smatrati značajno monopoliziranim: oko 85% sirovina isporučuju Gazpromova poduzeća za preradu plina. Preostali udio podijeljen je između Norilsk nikla i prerade nafte. Prema Rosstatu, Rusija je 2015. proizvela oko 6 milijuna tona sumpora, što zemlji omogućuje da zauzme desetinu svjetskog tržišta. Domaće tržište je u višku: ruski potrošači (a to su uglavnom proizvođači gnojiva) godišnje kupuju oko 2-3 milijuna tona sumpora, ostatak se izvozi. Istodobno, tržište potrošača također se može smatrati monopolom: oko 80% cjelokupnog tekućeg sumpora proizvedenog u Rusiji kupuju poduzeća grupe PhosAgro, još 13% šalje se drugom proizvođaču mineralnih gnojiva - EuroChem. Izvozi se samo granulirani i grudasti sumpor (vidi odjeljak o vrstama sumpora).

Vrste komercijalnog sumpora

Jednostavni sumpor je svijetložuta praškasta tvar. U prirodi, sumpor se može naći i u svom prirodnom kristalnom obliku i u raznim spojevima, uključujući i prirodnog plina i nafte. Trenutno se uglavnom proizvode tri oblika sumpora - grudasti, tekući i zrnati. Kada se sumpor oslobodi iz plinova, dobiva se tekući (ili rastaljeni) sumpor. Skladišti se i transportira u grijanim spremnicima. Za potrošača je prijevoz tekućeg sumpora isplativiji od njegovog topljenja na licu mjesta. Prednosti tekućeg sumpora su odsutnost gubitaka tijekom transporta i skladištenja te visoka čistoća. Nedostaci - opasnost od požara, otpad na spremnicima za grijanje.

Kad se tekući sumpor ohladi, dobije se grudasti sumpor. Upravo se ona do ranih 1970-ih uglavnom proizvodila u SSSR-u. Među nedostacima grudnog sumpora: niska kvaliteta, gubici prašine i strugotina tijekom labavljenja i utovara, opasnost od požara, niska ekološka prihvatljivost.

Zrnati sumpor se dobiva izravno iz tekućeg sumpora. Razni načini granulacija se svodi na razbijanje tekućine u zasebne kapi, nakon čega slijedi njihovo hlađenje i kapsuliranje.

Očito je da su veliki potrošači zainteresirani za dobavljača koji može u potpunosti zadovoljiti njihovu potražnju. "U ovoj situaciji mali proizvođači u pravilu traže kupce među susjednim poduzećima - to štedi na logistici i time povećava interes za proizvod", objasnio je Zakhar Bondarenko, šef odjela za petrokemiju i LPG Gazprom Nefta. “Ponekad se sumpor, kao nusproizvod proizvodnje, prodaje u bescjenje, samo da bi se riješili sirovina koje nisu sigurne za skladištenje.”

Odabirom strategije korištenja sumporovodika, Moskovska Rafinerija nafte oslanjala se na ekologiju, ali je mogla voditi računa i o financijskim interesima.

Bez mirisa i prašine

Rekonstrukcija pogona za proizvodnju sumpora u Rafineriji u Moskvi postala je dio opsežnog projekta modernizacije proizvodnje s ciljem poboljšanja ekoloških učinaka tvornice. U 2014. godini Rafinerija u Moskvi prešla je na proizvodnju granuliranog sumpora, modernog proizvoda koji zadovoljava najstrože ekološke zahtjeve. U sklopu rekonstrukcije obnovljena je oprema postrojenja, izgrađeni blok granulacije i blok za naknadnu obradu otpadnih plinova.

Značajne količine sumporovodikovih (kiselih) plinova u rafinerijama dobivaju se kao rezultat procesa katalitičkog krekiranja, kao i hidroobrada benzina i dizelskog goriva od sumpora koji se prvobitno nalazi u nafti. Danas je ovaj problem posebno hitan: nafta postaje sve više sumporna, a ekološki standardi za goriva ozbiljno ograničavaju sadržaj ovog elementa. Ekološka klasa "Euro-5", koja odgovara svom benzinu proizvedenom u Rafineriji u Moskvi, podrazumijeva peterostruko smanjenje sadržaja sumpora u gorivu u odnosu na "Euro-4", s 50 na 10 mg/kg.

Jurij Erokhin,
Šef Odjela za zaštitu rada, industrijsku sigurnost i zaštitu okoliša Moskovske rafinerije nafte

Za industriju prerade nafte, jedinica za proizvodnju sumpora je prvenstveno postrojenje za zaštitu od zraka koje omogućuje korištenje sumporovodika bez štete po okoliš. Nakon uvođenja suvremenih tehnologija u Rafineriji u Moskvi, uspjeli smo u potpunosti eliminirati emisije sumporovodika u atmosferu. Ovo nije neutemeljena izjava. Nultu emisiju potvrđuje i instrumentalna kontrola koju redovito provodimo sukladno zakonskoj regulativi od strane neovisnog akreditiranog laboratorija. Naime, rekonstrukcija pogona za proizvodnju sumpora smanjila je volumen emisija u Rafineriji u Moskvi za 50%. Ovo je značajno postignuće ne samo za biljku, već i za ekologiju cijele regije. Istodobno, prelaskom na proizvodnju granuliranog sumpora i udaljavanjem od proizvodnje paušalnog sumpora, uspjeli smo poboljšati ekološku situaciju izravno na području tvornice.

U postrojenju za proizvodnju sumpora sumporovodik se najprije oksidira u sumporov dioksid, koji se zatim, kada reagira s istim sumporovodikom u prisutnosti katalizatora, pretvara u elementarni sumpor (Claussov proces). Međutim, da bi se sumporovodik u potpunosti iskoristio, potrebno je ne samo protjerati kisele plinove kroz jedinicu, već i naknadno dodatno pročišćavati. “Tijekom modernizacije jedinice promijenili smo 90% opreme”, rekao je Vladimir Suvorkin, nadzornik jedinice za rekuperaciju sumpora. “Ali jedna od glavnih faza projekta bila je izgradnja jedinice za naknadnu obradu otpadnih plinova. Nova jedinica za naknadnu obradu omogućuje minimiziranje emisija sumpor-dioksida, a sav sumporovodik se vraća u tehnološki proces... Tako smo uspjeli povećati iskorištenje sumpora za više od 20% - sada dostiže 90%. Istodobno, emisije sumporovodika su potpuno isključene."

Drugi važan ekološki aspekt je zbrinjavanje grudastog sumpora, rasutog materijala, čije je skladištenje neizbježno povezano s stvaranjem velike količine štetne prašine. U početku, biljka proizvodi tekući sumpor, koji se može prodati u tekućem obliku, ohladiti i pretvoriti u grudice ili granulirati. “Stara tvornica imala je dvije sumporne jame od po 50 tona za skladištenje tekućeg sumpora”, rekao je Vladimir Suvorkin. - Kada nije bilo pošiljke tekućeg sumpora, trebalo je sumpor pumpati u skladište i skladištiti ga u kristaliziranom grudovitom obliku u željezničkim ili cisternama. Puštanjem u rad nove jedinice (sumporne jame) zapremine 950 tona riješili smo se ovog problema”. Dio tekućeg sumpora sada se prodaje jednom od poduzeća u moskovskoj regiji, a ostatak se šalje u tvornicu za granulaciju.

Struktura potrošnje sumpora u RF

Robna struktura proizvodnje sumpora u Ruskoj Federaciji
u 2009-2015,%

Izvor: "Infomine"

Struktura tržišta sumpora u Ruskoj Federaciji,
milijuna tona

Za razliku od proizvodnje grudastog sumpora, tijekom granulacije, prašina i miris praktički se ne stvaraju. Svaka granula je hemisfera veličine od 2 do 5 mm i nalazi se u polimernoj ljusci koja sprječava njeno otapanje. Na izlazu iz transportne trake gotovi proizvodi se pakiraju u modernu ambalažu - zatvorene big bagove. Takvo pakiranje u potpunosti isključuje kontakt sumpora s okolišem.

Transportni čvor

Naravno, granulacija sumpora je prilično kompliciran i skup proces, što značajno povećava cijenu proizvoda. Gazprom njeft je mogao izbjeći troškove puštanja u pogon dodatne opreme pod uvjetom da se sav proizveden tekući sumpor proda na tržištu. Međutim, na to se ne može računati. Glavni problem ruskog tržišta za ovaj proizvod danas je nedostatak spremnika povezan s novim tehničkim propisima, koji obvezuju vlasnike željezničkih vozila da ili moderniziraju zastarjela željeznička vozila ili ih povuku iz upotrebe. Vlasnici spremnika preferiraju drugu opciju, dok se nikome ne žuri ulagati u proizvodnju novih spremnika. "U razmjeru domaćeg tržišta sumpora, MNPZ je mali proizvođač, tako da tvrtka nema smisla trošiti novac na proširenje vlastite tenkovske flote", rekao je Zakhar Bondarenko. “Pokazalo se da je puno isplativije peletizirati nerealizirane tekuće ostatke sumpora i prodavati na inozemna tržišta, gdje se uvijek može naći kupac, čak i za male količine.”

Jedinica za rekuperaciju sumpora

Modernizirana jedinica za proizvodnju sumpora u Rafineriji u Moskvi uključuje dvije jedinice za dobivanje sumpora, od kojih je svaka rekonstruirana. Dubina ekstrakcije sumpora u ovim blokovima doseže 96,6%. Postrojenje je također opremljeno blokom za naknadnu obradu otpadnih plinova, što u konačnici omogućuje povrat 99,9% sumpora. Nova jedinica za istovar sumpora može istovremeno pohraniti do 950 tona tekućeg sumpora, što u potpunosti eliminira potrebu za proizvodnjom i skladištenjem sumpora u komadima. Osim toga, puštena je u rad jedinica za granulaciju sumpora. Projektni kapacitet jedinice za tekući degasirani sumpor, uzimajući u obzir rad jedinice za pročišćavanje otpadnih plinova, iznosi 94 tisuće tona godišnje, a projektni kapacitet jedinice za granulaciju tekućeg sumpora je 84 tisuće tona godišnje, što u potpunosti pokriva postojeće potrebe poduzeća za korištenjem plinova koji sadrže sumporovodik.

Ako se za ruske potrošače granulirani sumpor pokaže preskupim proizvodom, za čiju je preradu, osim toga, potrebna dodatna oprema, tada je na stranim tržištima potražnja za granuliranim sumporom stalno visoka. Danas se granulirani sumpor iz Rafinerije u Moskvi isporučuje u više od desetak zemalja, uključujući Latinsku Ameriku, Afriku i jugoistočnu Aziju. "Trenutno, granulirani sumpor na svjetskom tržištu postupno zamjenjuje svoje druge komercijalne oblike zbog svoje više kvalitete (odsutnosti nečistoća i zagađivača) i jednostavnosti transporta", objasnila je Olga Voloshina, voditeljica odjela za tržišta kemijskih proizvoda istraživanja Infomine skupina. “Istodobno, domaće tržište tradicionalno koristi uglavnom tekući sumpor. Malo je vjerojatno da će se ova situacija u bliskoj budućnosti promijeniti, budući da je za prelazak proizvodnje na korištenje granuliranog sumpora umjesto tekućeg sumpora potrebno ih ponovno opremiti, uključujući stvaranje kapaciteta za taljenje sumpora. To će zahtijevati dodatne troškove, koje će malo ljudi potrošiti u uvjetima ekonomske krize”.

Izgledi i prilike

Unatoč trenutnoj potražnji za sumporom na stranim tržištima, stručnjaci su vrlo oprezni u prognozama razvoja ovog područja. Svjetsko tržište uvelike ovisi o najvećim uvoznicima, prvenstveno o Kini, koja je u 2015. uvezla oko 10 milijuna tona sumpora. Međutim, razvoj vlastita proizvodnja postupno se smanjuje interes Kineza za uvoz. Nestabilna je situacija i s ostalim značajnim igračima. S tim u vezi već nekoliko godina zaredom Gazprom, kao najveći izvoznik, govori o potrebi traženja alternativnih tržišta za prodaju sumpora unutar zemlje. Takvo tržište bi moglo biti sfera radovi na cesti podložno aktivnom uvođenju novih materijala - sumpornog asfalta i sumpornog betona. Komparativna istraživanja ovih materijala pokazuju niz njihovih prednosti, posebice ekološku sigurnost, otpornost na habanje, otpornost na toplinu, otpornost na pucanje i otpornost na kolotrage. “Unatoč izradi pilot serija ploča za popločavanje od sumporbetona, kao i pokrivanju dionica ceste sivim asfaltom, industrijska proizvodnja ti građevinski materijali još nisu uspostavljeni, - izjavila je Olga Voloshina. "Programeri to objašnjavaju nedostatkom regulatorne i tehničke baze koja regulira zahtjeve za ovu vrstu materijala, kao i za tehnologije izgradnje cesta."

Do sada Gazprom radi na dugoročnom ciljnom programu za stvaranje i razvoj podsektora industrije građevinskih i cestogradnih materijala na bazi sumpornog veziva u Ruskoj Federaciji. Svojedobno je tvrtka govorila o preporučljivosti lociranja proizvodnje takvih materijala u regijama s visokom razinom izgradnje cesta i dostupnošću sirovina. Tada je Moskovska rafinerija imenovana kao potencijalna sirovinska i proizvodna baza. Istina, u Gazprom njeftu još nema takvih projekata.

U rafinerijama nafte sumpor se dobiva iz tehničkog sumporovodika. U domaćim rafinerijama sumporovodik se uglavnom izolira korištenjem 15% vodene otopine monoetanolamina iz odgovarajućih tokova iz jedinica za hidro-obradu i hidrokreking. Blokovi za regeneraciju sumporovodika iz zasićenih otopina monoetanolamina montiraju se na postrojenjima za hidrotretiranje dizel goriva, kerozina ili benzina, hidrokrekinga ili izravno na postrojenjima za proizvodnju sumpora, gdje se iz velike skupine jedinica prikupljaju otopine monoetanolamina koje sadrže sumporovodik. Sakupljeni monoetanolamin se vraća u hidrotretman, gdje se ponovno koristi za rekuperaciju sumporovodika.

Postrojenja za proizvodnju sumpora izgrađena prema projektima Instituta Giprogazoochistka koriste plin koji sadrži sumporovodik, u kojem se koristi najmanje 83,8% (vol.) sumporovodika. Sadržaj ugljikovodičnih plinova u sirovini ne smije biti veći od 1,64% (vol.), vodene pare (na 40 ° C i 0,05 MPa) ne više od 5% (vol.) i ugljičnog dioksida ne više od 4,56% ( vol. .).

Jedinice proizvode visokokvalitetni sumpor sa sadržajem u skladu s GOST 127-76 ne manjim od 99,98% (tež.); ostale sorte sadrže ne manje od 99,0 i 99,85% sumpora (mas.). Prinos sumpora iz njegovog potencijalnog sadržaja u sumporovodiku iznosi 92-94% (tež.). S povećanjem koncentracije sumporovodika u sirovini, na primjer, do 90% (vol.), prinos sumpora iz potencijala raste na 95-96% (mas.).

Glavne faze procesa proizvodnje sumpora iz tehničkog sumporovodika: toplinska oksidacija sumporovodika atmosferskim kisikom za proizvodnju sumpora i sumpor-dioksida; interakcija sumporovog dioksida sa sumporovodikom u reaktorima (konverterima) napunjenim katalizatorom.

Proces toplinske oksidacije odvija se u glavnoj peći, montiranoj u istoj jedinici s kotlom za otpadnu toplinu.

Miješanje i zagrijavanje sumporovodika i sumpordioksida vrši se u pomoćnim pećima. Katalitička proizvodnja sumpora obično se provodi u dvije faze. Kao i toplinska, katalitička proizvodnja sumpora provodi se uz blagi višak tlaka. Tehnološka shema pogona za proizvodnju sumpora prema projektu Instituta za preradu Giprogazo prikazana je na slici XI 1-4.

Sirovina - plin koji sadrži sumporovodik (tehnički sumporovodik) - oslobađa se od unesenog monoetanolamina i vode u prijemniku / i zagrijava se na 45-50 °C u parnom grijaču 2. Zatim 89% (mas.) od ukupnog broja količina plina koji sadrži sumporovodik uvodi se kroz usmjerivačku mlaznicu u glavno ložište 4. Kroz istu mlaznicu zrak se dovodi u ložište pomoću puhala zraka 5. Potrošnja sirovina i navedeni volumetrijski omjer zrak: plin, jednak (2-3): 1, održavaju se automatski. Temperatura na izlazu procesnog plina iz glavne peći mjeri se termoelementom ili pirometrom. Zatim se plin hladi uzastopno unutar prvog, a zatim drugog konvektivnog snopa kotla za otpadnu toplinu glavne peći. Kondenzat (kemijski pročišćena voda) ulazi u kotao za otpadnu toplinu iz deaeratora 3, s čijeg vrha se ispušta nastala vodena para. Kotao za otpadnu toplinu glavne peći proizvodi paru s tlakom od 0,4-0,5 MPa. Ova para se koristi u parnom praćenju cjevovoda - [- instalacije. U cjevovodima kroz koje se prenosi trans-) - sumpor, kao iu skladištu tekućeg sumpora, temperatura se održava na 130-150 °C. Sumpor kondenziran u kotlu otpadne topline kroz hidraulični ventil 7 teče u podzemno skladište 20. Procesni plin obogaćen sumpordioksidom iz kotla za otpadnu toplinu usmjerava se u jedinicu za miješanje pomoćne peći I katalitičkog I, stupanj 11. U komori za izgaranje peći na- i - postoji plin koji sadrži sumporovodik (^ 6% ukupne mase) i zrak iz puhala 5.

Volumetrijski omjer zrak: plin od (2 - 3): 1 se također automatski održava ovdje. Smjesa produkata izgaranja iz komore za miješanje pomoćne peći 11 ulazi odozgo prema dolje u vertikalni reaktor (konverter) stupnja I 8. U reaktoru se na perforiranu rešetku stavlja katalizator - aktivni aluminij. Kako katalizator prolazi, temperatura plina raste, što ograničava visinu sloja, budući da se s povećanjem temperature povećava vjerojatnost deaktivacije katalizatora. Procesni plin iz reaktora 8 usmjerava se u zasebnu sekciju kondenzatora-generatora 10. Kondenzirani sumpor struji kroz hidraulički ventil 9 do podzemnog skladišta sumpora 20, a plin se usmjerava u komoru za miješanje pomoćne peći. II katalitički stupanj 14. Para koja nastaje u kondenzatorsko-generatorskom tlaku od 0,5 ili 1,2 MPa koristi se na instalaciji ili se ispušta u tvornički parovod. Komora za izgaranje peći 14 prima plin koji sadrži sumporovodik (5% ukupne mase) i zrak iz puhala 5 (u volumnom omjeru 1: 2-3). Mješavina produkata izgaranja plinova koji sadrže sumporovodik i procesnih plinova iz komore za miješanje pomoćne peći 14 ulazi u reaktor II stupnja (konverter) 16, koji je također napunjen aktivnom glinicom. Iz reaktora plin ulazi u drugu sekciju kondenzatora-generatora 10, gdje se sumpor kondenzira i kroz hidrauličku brtvu 17. -partije teče u podzemno skladište 20. Sumpor teče kroz hidraulički ventil 18 u skladište 20. Plin se usmjerava u naknadno izgaranje 12, gdje se zagrijava na 580-600 °C zbog izgaranja gorivnog plina. Zrak za izgaranje goriva i naknadno izgaranje zaostalog sumporovodika u sumpordioksid se ubrizgava s gorivim plinom zbog propuha dimnjaka 13.

Tekući sumpor iz podzemnog skladišta 20 ispumpava se pumpom 19 u otvoreno skladište grudastog sumpora, gdje se skrutne i skladišti prije nego što se utovari u vagone. Ponekad se tekući sumpor prolazi kroz poseban bubanj, na kojem se, kao rezultat brzog hlađenja, dobiva sumpor u pahuljicama, a zatim se ulijeva u automobile.

Način rada jedinice za proizvodnju sumpora:

Količina plina koji sadrži sumporovodik doveden u jedinicu, m 3 / h Nadtlak, MPa Plin sumporovodik doveden u peći zrak iz puhala u pećima u odzračivanju Temperatura plina, °C u glavnom ložištu na izlazu iz kotla za otpadnu toplinu na ulazu u reaktore (pretvarače) na izlazu iz reaktora I stupnja na izlazu iz reaktora faze II plin na izlazu iz kondenzatora-generatora u odsumporavaču na izlazu naknadnog izgaranja Vakuum dimnjaka, Pa kisik sumporov dioksid sumporovodik

360-760 0,04-0,05 0,05-0,06 0,03-0,05 0,4-0,5 1100-1300 155-165 230-250 290-310 240-260 140-160 390-490 4,5-6 1,45 odsutnost

Sumpor se široko koristi u nacionalnom gospodarstvu - u proizvodnji sumporne kiseline, bojila, šibica, kao sredstvo za vulkanizaciju u gumarskoj industriji itd. Upotreba sumpora visoke čistoće također predodređuje visoku kvalitetu proizvoda. Prisutnost ugljikovodika u plinu koji sadrži sumporovodik i njihovo nepotpuno izgaranje dovode do stvaranja ugljika, dok se kvaliteta sumpora pogoršava, a prinos se smanjuje.

Analiza sastava procesnih plinova u različitim fazama proizvodnje sumpora omogućuje vam da prilagodite raspodjelu plina koji sadrži sumporovodik u pećima, omjer kisika i sirovina na ulazu u peći. Dakle, povećanje udjela sumpor-dioksida u dimnim plinovima nakon naknadnog izgaranja iznad 1,45% (vol.) ukazuje na povećan sadržaj neizreagiranog sumporovodika u procesu dobivanja sumpora. U tom slučaju se podešava brzina protoka zraka u glavnu peć ili se plin koji sadrži sumporovodik redistribuira kroz peći.

Najvažniji uvjet nesmetan rad instalacija je za održavanje temperature ISO -150 ° C tekući sumpor u cjevovodima, opremi, podzemnim skladištima. Kada se otopi, sumpor se pretvara u pokretnu žutu tekućinu, ali na 160 °C postaje smeđi, a na temperaturi od oko 190 °C pretvara se u viskoznu tamnosmeđu masu, a tek daljnjim zagrijavanjem viskoznost sumpora se smanjuje.

Iz službenih registara Ministarstva energetike Ruske Federacije poznato je da se danas u našoj zemlji gradi nekoliko rafinerija nafte. Ogroman broj rafinerija još je u fazi službenog projektiranja prema podacima Odjel za energetski registar.

Ukupno će biti pokriveno narudžbom 18 regija Rusije, au nekim regijama čak i nekoliko rafinerija.
Glavni broj novih rafinerija nalazit će se u regiji Kemerovo:

• LLC "Rafinerija nafte Itatsky"
• LLC "Rafinerija nafte" Severny Kuzbass "
• LLC "Anzherskaya naftna i plinska kompanija"

Rosnjeft gradi postrojenje tzv Istočni petrokemijski kompleks kapacitetom od 30 milijuna tona.

Rafinerije u izgradnji i projektiranju u različitim fazama pripravnosti

	Glavni proizvodi	Dubina obrade, (jedinice)	Planirana adresa	Status
LLC "NPZ" Severny Kuzbass "		90	Regija Kemerovo, okrug Yayskiy, pos. Bez jednog drveta	U izgradnji
DOO "SAMARATRANSNEFT - TERMINAL"	Dizel gorivo, motorni benzin, lož ulje, sumpor.	87	Samarska regija, okrug Volzhsky, selo Nikolaevka	U izgradnji
CJSC "Naftatrans"	Dizelsko gorivo, motorni benzin, tehnički sumpor.	92	Krasnodarski kraj, kavkaski okrug, čl. bijele rase	U izgradnji
DOO "Dagnotech"	automobilski benzin, dizel gorivo, kerozin, katran, koks	73,9	Republika Dagestan, Mahačkala, ul. Autocesta zračne luke, 1	U izgradnji
DOO "VPK-Oil"	Dizelsko gorivo, automobilski benzin, zrakoplovni kerozin.	96	Novosibirsk regija., Kochenevsky okrug, r.p. Kochenevo	U izgradnji
LLC "Rafinerija nafte Belgorod"	automobilski benzin, dizel gorivo	83.8	Belgorod regija., Yakovlevsky okrug, Graditelj, ul. 2. Zavodskaya, 23a	Rekonstruirano
DOO "ECOALIANCE M"	Automobilski benzin, dizel gorivo, lož ulje, mlazno gorivo, ukapljeni plinovi.	95	Regija Uljanovsk, Novospasski okrug, selo Svirino	Projicirano
DOO "VSP Rafinerija Krutogorsk"	Automobilski benzin, dizel gorivo, lož ulje, parafini, ukapljeni plinovi.	92	Omsk, md. Strmo brdo, Industrijska lokacija, 1	Projicirano
LLC "Tomskneftepererabotka"		95	Regija Tomsk, okrug Tomsk, selo Semiluzhki, ul. Nefteprovod, 2	Projicirano
LLC "Rafinerija nafte Itatsky"	Automobilski benzin, dizel gorivo, lož ulje.	85	Kemerovska oblast, Tjažinski okrug, grad. Itatsky, sv. Gorki, 1	Projicirano
DOO "Transbunker-Vanino", DOO "TRB-Vanino"	Zrakoplovni kerozin, dizel gorivo, brodsko gorivo, komercijalni sumpor, ukapljeni plinovi.	98	Habarovsk teritorij, Vanino	Projicirano
CJSC "SRP"	Automobilski benzin, dizel gorivo, loživo ulje, ukapljeni plinovi.	85	188302, Lenjingradska oblast., okrug Gatchinsky, u blizini sela. Malye Kolpany, lokacija br. 1A	Projicirano
ToTEK CJSC	Automobilski benzin, dizel gorivo, cestovni bitumen, sumpor, ukapljeni plinovi.	94	Tver regija., okrug Torzhok, selo. Churikovo	Projicirano
CJSC "Korporacija ORELNEFT"	Automobilski benzin, mlazno gorivo, dizel gorivo, bitumen, sumpor, koks, komercijalna ulja, ukapljeni plinovi.	97	Oryolska regija, okrug Verhovski, Turovsky s / s	Projicirano
DOO "NPZ YuBK"	Dizelsko gorivo, bitumen, sumpor.	98	Kemerovska oblast., okrug Kemerovo, selo. Nova majica s kapuljačom	Projicirano
ANTEY CJSC	Dizelsko gorivo, mlazno gorivo, sumpor.	98	Republika Adygea, okrug Takhtamukaysky, grad Yablonovsky	Projicirano
VNHK CJSC	Automobilski benzin, mlazno gorivo, dizel gorivo, MTBE, sumpor, stiren, butadien, polietilen, polipropilen.	92	Primorski teritorij, općinski okrug Partizansky, Elizarova pad	Projicirano
DOO "AEK"	Dizelsko gorivo, ukapljeni plinovi, bitumen.	96	Amurska regija, Ivanovski okrug, Berezovka	Projicirano
DOO "Rafinerija nafte ZapSib"	Dizelsko gorivo, kerozin, ukapljeni plinovi, sumpor.	95	Tomsk, Oktjabrski okrug, Sjeverno industrijsko čvorište	Projicirano
DOO "Južnoruska rafinerija nafte"	Dizel gorivo, motorni benzin, kerozin, bitumen, koks, sumpor.	98	Volgogradska regija., okrug Zhirnovsky, r.p. Krasni Jar	Projicirano
DOO "Slavyansk ECO"	Dizelsko gorivo, motorni benzin, ukapljeni plinovi, lož ulje, brodsko gorivo, koks, sumpor.	98	Krasnodarski teritorij, Slavjansk na Kubanu, ul. Kolkhoznaya, 2	Projicirano
Park industrijskih tehnologija CJSC, INTECH Park CJSC		92	Jaroslavska oblast, Gavrilov - Yamskiy okrug, selo Velikoselskog	Projicirano
Kemijska tvornica - podružnica OJSC "Krasmash"	Dizelsko gorivo, motorni benzin, bitumen, bazna ulja.	94	Krasnojarsk teritorij, Železnogorsk, naselje Podgorny, ul. Zavodskaya, 1	Projicirano
DOO "Siberian Barel"	Dizelsko gorivo, motorni benzin, bitumen, ukapljeni plinovi, benzen, toluen, sumpor.	96	Altajski teritorij, zonski okrug, s. Zonalnoe, Petrol ul., 1	Projicirano
JSC "YaNPZ nazvan po D.I. Mendelejevu"	Dizelsko gorivo, motorni benzin, lož ulje, brodsko gorivo, sumpor.	86	Jaroslavska regija, okrug Tutaevsky, pos. Konstantinovski	Projicirano
Kirishi 2 Rafinerija nafte CJSC	Dizelsko gorivo, motorni benzin, kerozin, ukapljeni plinovi, sumpor.	98	Lenjingradska oblast., okrug Kirišski, autoput Volhovskoe, 11	Projicirano
OJSC NK "Tuymaada-Neft"	Dizelsko gorivo, motorni benzin, mlazno gorivo, ukapljeni plinovi, bitumen.	96	Republika Saha (Jakutija), Aldanski okrug, Labudovo selo	Projicirano
dd "KNPZ"		97	Rostovska regija, okrug Kamensky, naselje Chistoozerny, ul. Neftezavodskaya, 1	Projicirano
LLC PNK Volga-Alliance	Dizelsko gorivo, motorni benzin, ukapljeni plinovi, koks.	96	Samarska regija, Koškinski okrug, utovarna stanica	Projicirano
DOO "PRVA Fabrika"	Dizel gorivo, motorni benzin, kerozin, ukapljeni plinovi, bitumen.	98	Kaluga regija., okrug Dzerzhinsky, pos. Tvornica platna	Projicirano
LLC "Rafinerija Barabinsky"	Dizelsko gorivo, motorni benzin, koks, ukapljeni plinovi, bitumen.	95	Novosibirska regija, okrug Kuibyshevsky, seosko vijeće Oktyabrsky	Projicirano
LLC "Vtornefteprodukt"	Dizelsko gorivo, motorni benzin, ukapljeni plinovi, sumpor.	75	Novosibirska regija, Berdsk, sv. Himzavodskaja, 11	Projicirano
DOO PNK-Petroleum	Dizelsko gorivo, motorni benzin, ukapljeni plinovi, koks.	75	Stavropoljski teritorij, Izobilnenski okrug, naselje Solnechnodolsk	Projicirano
LLC "Rafinerija nafte Yeniseisky"	Dizelsko gorivo, motorni benzin, ukapljeni plinovi, koks.	87	Krasnojarski teritorij, okrug Emelyanovski, seosko vijeće Šuvajevskog, 20. km. Jenisejski trakt (desna strana), dionica broj 38, zgrada 1	Projicirano
Albashneft LLC	Dizel gorivo, motorni benzin, kerozin, ukapljeni plinovi, koks.	92	Krasnodarski teritorij, okrug Kanevskoy, selo Novominskaya	Projicirano
DOO "VITAND-OIL"	Automobilski benzin, dizel gorivo, elementarni sumpor	92	Lenjingradska oblast., Volosovski okrug, pos. Moloskovitsy	Projicirano
EkoTON doo	automobilski benzin, dizel gorivo, elementarni sumpor	75	Volgogradska oblast, okrug Svetlojarski, 1,5 km jugozapadno od r.p. Svijetli Jar	Projicirano
LLC "Sibnefteindustriya"	dizel gorivo, brodsko gorivo niske viskoznosti, naftni bitumen	75	Irkutska oblast, Angarsk, Prva industrijska zona, 17. kvartal, 11.	Projicirano
FORAS doo	motorni benzin, dizel gorivo, brodsko gorivo niske viskoznosti, cestovni bitumen, sumpor	89	Samara regija., okrug Syzran, u blizini sela. Nova Racheyka, 1. industrijska zona, dionice br. 2, 4, 5, 6	Projicirano
Rafinerija nafte SP Dzotov FT ""	motorni benzin, dizel gorivo, kerozin, koks	73,9	363712, Republika Sjeverna Osetija - Alanija, Mozdok, ul. Promyshlennaya, 18	Projicirano
CJSC "Caspian - 1"	motorni benzin, dizel gorivo, lož ulje	75	Republika Dagestan, Mahačkala, Jugoistočna industrijska zona, sekcije "A" i "B"	Projicirano
DOO "Yurgaus"	motorni benzin, dizel gorivo, kerozin, ukapljeni plinovi, naftni bitumen	94	Regija Kemerovo, okrug Guryevsky, 1,5 km istočno od grada Guryevsk	Projicirano

Usput, pročitajte i ovaj članak:

ZANIMAT ĆE VAS:

Rafinerije nafte u Rusiji Proizvodnja cestovnog bitumena u skladu sa zahtjevima novog međudržavnog standarda Izgradnja novog kompleksa za preradu naftnih ostataka u rafineriji u Nižnjem Novgorodu koštat će 90 milijardi rubalja

Osnovni dijagrami toka procesa Claus postrojenja uključuju, u pravilu, tri različite faze: toplinski, katalitički i naknadni izgaranje. Katalitički se stupanj, pak, također može podijeliti u nekoliko stupnjeva, koji se razlikuju po temperaturi. Stupanj naknadnog izgaranja može biti toplinski ili katalitički. Svaka od sličnih faza Clausovih instalacija, iako imaju zajedničke tehnološke funkcije, međusobno se razlikuju kako u dizajnu uređaja tako i po cjevovodu komunikacija. Glavni pokazatelj koji određuje raspored i način rada Clausovih jedinica je sastav kiselih plinova koji se isporučuju za obradu. Kiseli plin koji ulazi u Clausove peći trebao bi sadržavati što je moguće manje ugljikovodika. Tijekom izgaranja ugljikovodici stvaraju smole i čađu, koje, pomiješane s elementarnim sumporom, smanjuju njegovu kvalitetu. Osim toga, te tvari, taložene na površini katalizatora, smanjuju njihovu aktivnost. Na učinkovitost Clausovog procesa posebno negativno utječu aromatski ugljikovodici.

Sadržaj vode u kiselim plinovima ovisi o načinu kondenzacije gornjeg proizvoda regeneratora postrojenja za pročišćavanje plina. Kiseli plinovi, osim ravnotežne vlage koja odgovara tlaku i temperaturi u kondenzacijskoj jedinici, mogu sadržavati i pare metanola i vlagu kapljica. Kako bi se spriječio ulazak kapljične tekućine u reaktore jedinica za proizvodnju sumpora, kiseli plinovi se podvrgavaju prethodnom odvajanju.

Cijena sumpora proizvedenog u Clausovim postrojenjima prvenstveno ovisi o koncentraciji H 2 S u kiselom plinu.

Specifična kapitalna investicija u Claus postrojenje raste proporcionalno smanjenju sadržaja H 2 S u kiselom plinu. Trošak obrade kiselog plina koji sadrži 50% H2S je 25% veći od cijene obrade plina koji sadrži 90% H2S.

Prije dovoda u komoru za izgaranje toplinskog stupnja, plin prolazi kroz ulazni separator C-1, gdje se odvaja od kapljeće tekućine. Za kontrolu koncentracije H 2 S u kiselom plinu, na izlazu iz separatora C-1 ugrađen je linijski analizator plina.

Kako bi se osiguralo izgaranje kiselog plina, atmosferski zrak se upuhuje u komoru za izgaranje pomoću puhala zraka, koji prethodno prolazi kroz filter i grijač. Zagrijavanje zraka provodi se kako bi se uklonilo impulzivno izgaranje kiselog plina i spriječila korozija cjevovoda, budući da je tijekom izgaranja H 2 S moguće stvaranje SO 3, koji pri niskim temperaturama u prisutnosti vodene pare može stvoriti sumpornu kiselinu.

Protok zraka regulira se ovisno o količini kiselog plina i omjeru H 2 S : SO 2 u plinu na izlazu iz kotla otpadne topline KU.

Plinovi izgaranja reakcijske peći (CR) prolaze kroz snop cijevi kotla za otpadnu toplinu, gdje se hlade na 500 °C. U ovom slučaju dolazi do djelomične kondenzacije sumpora. Rezultirajući sumpor se uklanja iz aparata kroz hvatač seruma. Zbog djelomičnog odvođenja reakcijske topline vodom u kotlu, dobiva se para visokog tlaka (P = 2,1 MPa).

Nakon kotla, reakcijski plinovi ulaze u R-1 katalizator-konverter, gdje se hidroliziraju ugljični disulfid i ugljični sulfid.

Zbog egzotermnosti reakcija koje se odvijaju u pretvaraču, temperatura na površini katalizatora raste za oko 30-60°C. Time se sprječava stvaranje tekućeg sumpornog taloga, koji bi, pavši na površinu katalizatora, smanjio njegovu aktivnost. Ovaj temperaturni režim u pretvaraču istovremeno osigurava razgradnju proizvoda nuspojava - COS i CS 2.

Glavni dio plina (oko 90%) iz reaktora ulazi u cijevni prostor kondenzatora X-1 radi hlađenja, a zatim odlazi u reaktor R-2. Odvođenje topline u kondenzatoru X-1 vrši se isparavanjem vode u njegovom prstenastom prostoru kako bi se dobila para niskog tlaka (P = 0,4 MPa). Kada se plinovi ohlade u X-1, dolazi do kondenzacije sumpora. Tekući sumpor se ispušta kroz siva vrata do jedinice za otplinjavanje.

Neki od reakcijskih plinova (oko 10%), zaobilazeći kondenzator X-1, miješaju se s hladnijim plinovima koji izlaze iz istog kondenzatora. Temperatura smjese prije ulaska u reaktor R-1 je oko 225°C.

Za regulaciju temperature u reaktorima R-1, R-2, R-3 (tijekom puštanja u rad iu slučaju paljenja sumpora) u njih se dovodi para niskog tlaka i dušik.

Tijekom normalnog rada, temperatura plinova na izlazu iz X-2 i P-1 je 191, odnosno 312 °C.

Uklanjanje topline u aparatu X-2 vrši se zbog isparavanja vode u njegovom prstenastom prostoru kako bi se dobila para niskog tlaka.

Otpadni plinovi iz reaktora R-2 dovode se u treći kondenzator X-3 za hlađenje, odakle se dovode na naknadnu obradu na temperaturi od 130°C.

Za kontrolu koncentracije H 2 S i SO 2 u ispušnim plinovima, na izlazu iz X-3 ugrađeni su linijski analizatori plina.

Kako bi se spriječilo prenošenje tekućeg sumpora s ispušnim plinovima, u njihove vodove je ugrađen koalescer.

Kako bi se spriječilo skrućivanje sumpora u koalesceru, osigurava se periodična opskrba vodenom parom.

Mlaznice tekućeg sumpora povučene iz kondenzatora sadrže 0,02-0,03% (tež.) vodikovog sulfida. Nakon otplinjavanja sumpora koncentracija H 2 S u njemu opada na 0,0001%.

Otplinjavanje sumpora provodi se u posebnoj jedinici - sumpornoj jami. Time se osiguravaju normalni uvjeti za skladištenje, utovar i skladištenje plinskog sumpora.

Glavna količina (~ 98%) kiselog plina dovodi se u reaktor-generator, koji je plinski cijevni parni kotao. Procesni plin - proizvodi izgaranja - sukcesivno prolazi kroz cijevni dio kotla i kondenzator-generator, gdje se hladi na 350 odnosno 185 °C.

Istodobno, zbog topline koja se oslobađa u tim uređajima, nastaje vodena para s tlakom od 2,2 odnosno 0,48 MPa.

Stupanj pretvorbe H2S u sumpor u reaktoru-generatoru je 58-63%. Daljnja pretvorba sumpornih spojeva u elementarni sumpor provodi se u katalizatorima.

Tablica 1.1 - Sastav vodotoka Claus biljke,% (vol.):

Tablica 1.2 - Trajanje zadržavanja (f S) procesnog plina u aparatu pri različitim brzinama protoka kiselog plina G:

Stol 1.1 i 1.2 prikazani su rezultati pregleda instalacije.

Stupanj pretvorbe H2S u sumpor u peći reaktora-generatora je 58-63,8, u prvom i drugom pretvaraču 64-74 odnosno 43%. Nakon posljednje faze kondenzacije sumpora, procesni plinovi ulaze u naknadno izgaranje.

Uz potrošnju plina od 43-61 tisuća m3 / h, naknadno izgaranje osiguralo je gotovo potpunu oksidaciju H 2 S u SO 2. S dugim vremenom zadržavanja plina u peći nije osigurana potpuna konverzija H 2 S u SO 2: na izlazu iz peći koncentracija H 2 S u plinu bila je 0,018-0,033%.

Glavni pokazatelji plinskog sumpora moraju ispunjavati zahtjeve GOST 126-76.

Trenutno je razvijeno na desetke modificiranih verzija Clausovih instalacija. Opseg ovih shema ovisi i o sadržaju sumporovodika u kiselim plinovima i o prisutnosti raznih nečistoća u njima, koje negativno utječu na rad jedinica za proizvodnju sumpora.

Za plinove s niskim udjelom sumpora (od 5 do 20%) analizirane su četiri varijante poboljšanih Clausovih postrojenja.

Prva opcija predviđa dovod kisika u komoru za izgaranje (CC) peći umjesto zraka prema standardnoj shemi. Kako bi se dobile stabilne baklje kako se sadržaj H2S u dovodnom plinu smanjuje, struja kiselog plina se uvodi u komoru za izgaranje zaobilazeći plamenike. Mlazovi strujanja osiguravaju dobro miješanje plinova izgaranja s plinom koji se dovodi u sustav, zaobilazeći plamenike. Veličine peći i brzine protoka odabrane su tako da osiguraju dovoljno vremena kontakta za interakciju između komponenti obje struje plina. Nakon komore za izgaranje, daljnji tijek procesa sličan je konvencionalnom Clausovom postupku.

U drugoj varijanti, dovodni plin se zagrijava prije nego što se unese za izgaranje zbog djelomičnog povrata topline iz struje plina koja izlazi iz komore za izgaranje. Ako predgrijavanje nije dovoljno za postizanje potrebne temperature u komori za izgaranje, u nju se dovodi gorivni plin.

Treća opcija uključuje izgaranje sumpora. Dio struje napojnog plina se dovodi u komoru za izgaranje, prethodno miješajući sa zrakom. Ostatak kiselog plina uvodi se u komoru za izgaranje u zasebnim mlazovima kroz obilazne vodove. Kako bi se održala potrebna temperatura i stabilizirao proces u komori za izgaranje, dobiveni tekući sumpor se dodatno spaljuje u posebnom plameniku montiranom u komori za izgaranje.

U slučaju nedovoljne topline u sustavu, potrebna količina gorivnog plina se isporučuje u kompresorsku stanicu.

U četvrtoj verziji, za razliku od prethodnih verzija, proces ne zahtijeva komoru za izgaranje: kiseli plin se zagrijava u peći, a zatim se dovodi u pretvarač. Sumporov dioksid potreban za katalitičku pretvorbu proizvodi se u sumpornom ložištu, gdje se dovodi zrak koji podržava proces izgaranja. Sumpor dioksid iz komore za izgaranje prolazi kroz kotao za otpadnu toplinu, zatim se miješa sa zagrijanim kiselim plinom i ulazi u katalizator.

Analiza ovih tablica omogućuje nam da izvučemo sljedeće zaključke:

• - upotreba postupka s predgrijavanjem dovodnog plina je poželjna kada je cijena kisika visoka;
• - korištenje procesa kisika je korisno kada je cijena kisika manja od 0,1 stupnja 1 m 3.

Istodobno, relativno niske koncentracije H2S u kiselom plinu također povoljno utječu na cijenu sumpora;

• - u pogledu cijene sumpora, najbolji učinak postiže se katalitičkim postupkom s proizvodnjom sumporovog dioksida iz sumpora;
• - najskuplji je proces sa izgaranjem sumpora. Ovaj se postupak može primijeniti u odsutnosti ugljikovodika u izvornom plinu, budući da prisutnost ugljikovodika u plinu uzrokuje stvaranje i taloženje ugljika i katrana na katalizatoru, te smanjuje kvalitetu sumpora.

Slika 1.4 - Utjecaj cijene kisika y na cijenu sumpora CS pri različitim koncentracijama H2S u plinu:

Tablica 1.3 - Prosječni pokazatelji opcija za preradu plina s niskim sadržajem sumpora u Claus jedinici:

Postoji mogućnost poboljšanja Clausovog procesa zbog dvostupanjske konverzije H 2 S u elementarni sumpor: dio plina se dovodi u reaktor prema uobičajenoj shemi, a drugi dio, zaobilazeći reakcijsku peć, se napaja se u drugu fazu pretvorbe.

Prema ovoj shemi moguće je obraditi kisele plinove s koncentracijom sumporovodika manjom od 50% (vol.). Što je manji sadržaj H 2 S u sirovini, veći dio se, zaobilazeći reakcijsku komoru, dovodi u stupanj pretvarača.

Međutim, ne treba se zanositi zaobilaženjem velikih količina plina. Što je veća količina zaobilaznog plina, to je viša temperatura u pretvaraču, što dovodi do povećanja količine dušikovih oksida i tri - sumpornog oksida u produktima izgaranja. Potonji, hidrolizom, stvara sumpornu kiselinu, koja smanjuje aktivnost katalizatora zbog njegovog sulfatiranja. Količina dušikovog oksida i SO3 u plinovima raste posebno pri temperaturama iznad 1350 °C. VNIIGAZ je također razvio tehnologiju za proizvodnju polimernog sumpora. Polimerni sumpor se razlikuje od konvencionalnih modifikacija sumpora po svojoj visokoj molekularnoj težini. Osim toga, za razliku od običnog sumpora, ne otapa se u ugljičnom disulfidu. Potonje svojstvo služi kao osnova za određivanje sastava polimernog sumpora, čiji su zahtjevi kvalitete dati u tablici 1.4. Polimerni sumpor se uglavnom koristi u industriji guma.