Властивості, застосування, сировинна база і способи виробництва сірчаної кислоти. Технологія отримання сірчаної кислоти з вологого газу WSA і SNOX-контроль за викидами оксидів сірки та азоту. Розробка і оптимізація технології. Виробництво сірки методом Клауса.

Надіслати свою хорошу роботу в базу знань просто. Використовуйте форму, розташовану нижче

гарну роботуна сайт ">

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань в своє навчання і роботи, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ЗАКЛАД ОСВІТИ

"Полоцький державний університет"

Кафедра хімії та ТПНГ

Контрольна робота

З дисципліни "Промислова екологія"

Ефективні способи переробки сірководню на НПЗ (виробництво сірчаної кислоти, елементної сірки і ін.)

Новополоцьк

• 1. Властивості сірчаної кислоти
• 2. Застосування сірчаної кислоти
• 3. Сировинна база виробництва сірчаної кислоти
• 5.1 Випал серосодержащего сировини
• 5.2 Промивання газу після випалу
• 5.3 Окислення діоксиду сірки
• 5.4 Абсорбція триоксид сірки
• 5.5 Система подвійного контактування і подвійний абсорбції (ДК / ДА)
• 6. Технологія отримання сірчаної кислоти з вологого газу WSA і SNOX ™ - контроль за викидами оксидів сірки та азоту
• 6.1 Фундаментальні дослідження
• 6.2 Розробка і оптимізація технології
• 6.3 Технологія SNOX ™
• 7.Проізводство сірки методом Клауса

сірчаний кислота викид оксид

1. Властивості сірчаної кислоти

Безвода сірчана кислота (моногідрат) являє собою важку маслянисту рідину, яка змішується з водою у всіх співвідношеннях з виділенням великої кількості тепла. Щільність при 0 ° С дорівнює 1,85 г / см 3. Вона кипить при 296 ° С і замерзає при - 10 ° С. Сірчаною кислотою називають не тільки моногідрат, а й водні розчини його (), а також розчини трехокиси сірки в моногідраті (), звані олеумом. Олеум на повітрі "димить" внаслідок десорбції з нього. Чистий сірчана кислота безбарвна, технічна забарвлена ​​домішками в темний колір.

Фізичні властивості сірчаної кислоти, такі, як щільність, температура кристалізації, температура кипіння, залежать від її складу. На рис. 1 представлена ​​діаграма кристалізації системи. Максимуми в ній відповідають складу з'єднань або, наявність мінімумів пояснюється тим, що температура кристалізації сумішей двох речовин нижче температури кристалізації кожного з них.

Мал. 1 Температура кристалізації сірчаної кислоти

Безвода 100% -ва сірчана кислота має порівняно високу температуру кристалізації 10,7 ° С. Щоб зменшити можливість замерзання товарного продукту при перевезенні та зберіганні, концентрацію технічної сірчаної кислоти вибирають такий, щоб вона мала досить низьку температуру кристалізації. Промисловість випускає три види товарної сірчаної кислоти.

Сірчана кислота дуже активна. Вона розчиняє оксиди металів і більшість чистих металів; витісняє при підвищеній температурі всі інші кислоти з солей. Особливо жадібно сірчана кислота з'єднується з водою завдяки здатності давати гідрати. Вона забирає воду від інших кислот, від кристалогідратів солей і навіть кисневих похідних вуглеводнів, які містять не воду таку, а водень і кисень в поєднанні Н: О = 2. дерево та інші рослинні і тваринні тканини, що містять целюлозу, крохмаль і цукор, руйнуються в концентрованої сірчаної кислоти; вода зв'язується з кислотою і від тканини залишається лише мелкодісперсний вуглець. У розведеною кислоті целюлоза і крохмаль розпадаються з утворенням цукрів. При попаданні на шкіру людини концентрована сірчана кислота викликає опіки.

2. Застосування сірчаної кислоти

Висока активність сірчаної кислоти в поєднанні з порівняно невеликою вартістю виробництва визначили величезні масштаби і надзвичайна різноманітність її застосування (рис. 2). Важко знайти таку галузь, в якій не споживалася в тих чи інших кількостях сірчана кислота або вироблені з неї продукти.

Мал. 2 Застосування сірчаної кислоти

Найбільшим споживачем сірчаної кислоти є виробництво мінеральних добрив: суперфосфату, сульфату амонію та ін. Багато кислоти (наприклад, фосфорна, оцтова, соляна) і солі виробляються в значній частині за допомогою сірчаної кислоти. Сірчана кислота широко застосовується у виробництві кольорових і рідкісних металів. У металообробній промисловості сірчану кислоту або її солі застосовують для травлення сталевих виробів перед їх фарбуванням, лудінням, никелированием, хромуванням і т.п. значні кількості сірчаної кислоти витрачаються на очищення нафтопродуктів. Отримання ряду барвників (для тканин), лаків та фарб (для будівель і машин), лікарських речовин і деяких пластичних мас також пов'язано із застосуванням сірчаної кислоти. За допомогою сірчаної кислоти виробляються етиловий та інші спирти, деякі ефіри, синтетичні миючі засоби, ряд отрутохімікатів для боротьби зі шкідниками сільського господарстваі бур'янами травами. Розбавлені розчини серн6ой кислоти і її солей застосовують у виробництві штучного шовку, в текстильній промисловості для обробки волокна або тканин перед їх фарбуванням, а також в інших галузях легкої промисловості. У харчовій промисловості сірчана кислота застосовується при отриманні крохмалю, патоки і ряду інших продуктів. Транспорт використовує свинцеві сернокислотниє акумулятори. Сірчану кислоту використовують для осушення газів і при концентруванні кислот. Нарешті, сірчану кислоту застосовують у процесах нітрування і при виробництві більшої частини вибухових речовин.

3. Сировинна база виробництва сірчаної кислоти

Сировинна база виробництва сірчаної кислоти - сірковмісні сполуки, з яких можна отримати діоксид сірки. У промисловості близько 80% сірчаної кислоти отримують з природної сірки і залізного (сірчаного) колчедана. Сірчаний колчедан складається з мінералу піриту і домішок. Чистий пірит () містить 53,5% сірки і 46,5% заліза. Вміст сірки в сірчаному колчедане може коливатися від 35 до 50%. Значне місце займають гази кольорової металургії, одержувані при випалюванні сульфідів кольорових металів і містять діоксид сірки. Деякі виробництва використовують як сировину сірководень, що утворюється при очищенні нафтопродуктів від сірки.

4. Способи виробництва сірчаної кислоти

В даний час сірчана кислота проводиться двома способами: нітрозним, існуючим більше 20 років, і контактним, освоєним в промисловості в кінці XIX і початку XX ст. Контактний спосіб витісняє нітрозні (баштовий). Першою стадією сірчанокислотного виробництва з будь-якого методу є отримання двоокису сірки при спалюванні сірчистого сировини. Після очищення двоокису сірки (особливо в контактному методі) її окислюють до трехокиси сірки, яка з'єднується з водою з отриманням сірчаної кислоти. Окислення в в звичайних умовах протікає вкрай повільно. Для прискорення процесу застосовують каталізатори.

У контактному методі виробництва сірчаної кислоти окислювання двоокису сірки в трехокись здійснюється на твердих контактних масах. Завдяки вдосконаленню контактного способу виробництва собівартість більш чистою і висококонцентрованою контактної сірчаної кислоти лише трохи вище, ніж баштовій. Тому будуються лише контактні цехи. В даний час понад 80% всієї кислоти виробляється контактним способом.

У нітрозному способі каталізатором служать оксиди азоту. Окислення відбувається в основному в рідкій фазі і здійснюється в баштах з насадкою. Тому нітрозні спосіб по аппаратурному ознакою називають баштовим. Сутність баштового способу полягає в тому, що отримана при спалюванні сірчистого сировини двоокис сірки, що містить приблизно 9% і 9-10%, очищається від частинок колчеданного недогарка і надходить в баштову систему, що складається з декількох (чотирьох - семи) веж з насадкою. Вежі з насадкою працюють за принципом ідеального витіснення при політермічні режимі. Температура газу на вході в першу вежу близько 350 ° С. У вежах протікає ряд абсорбційної-десорбційних процесів, ускладнених хімічними перетвореннями. У первх двох - трьох вежах насадка зрошується нітроза, в якій розчинені оксиди азоту хімічно пов'язані в вигляді нітрозілсерной кислоти. При високій температурі нітрозілсерная кислота гідролізується з рівняння:

остання реагує з оксидами азоту в рідкій фазі:

, Абсорбуючись водою, також дає сірчану кислоту:

Оксиди азоту поглинається сірчаною кислотою в наступних трьох - чотирьох вежах по реакції, зворотного рівняння 15.1. Для цього в вежі подають охолоджену сірчану кислоту з малим вмістом нітроза, що витікає із перших веж. При абсорбції окислів виходить нітрозілсерная кислота, яка бере участь в процесі. Таким чином, оксиди азоту здійснюють кругообіг і теоретично не повинні витрачатися. На практиці ж через неповноту абсорбції є втрати окислів азоту. витрата оксидів азоту в перерахунку на складає 12-20 кг на тонну моногідрату. Нітрозним способом отримують забруднену домішками і розбавлену 75-77% -ву сірчану кислоту, яка використовується в основному для виробництва мінеральних добрив.

5. Функціональна схема виробництва сірчаної кислоти

Хімічна схема включає в себе реакції:

Якщо вихідні речовини (сировина) містять домішки, то функціональна схема (рис. 15.4) включає в себе стадію очищення газу після випалу. Перша стадія - випал (горіння) - специфічна для кожного виду сировини, і далі вона буде розглянута для колчедана і сірки як найбільш поширених вихідних речовин. Стадії окислення і абсорбції в основному однакові в різних способах отримання сірчаної кислоти. Послідовне розгляд зазначених стадій (підсистем ХТМ виробництва сірчаної кислоти) проведемо з позицій принципових технологічних, апаратурних і режимних їх рішень.

Мал. 4 Функціональні схеми виробництва сірчаної кислоти з сірки (а) і сірчаного колчедану (б) 1 - випал серосодержащего сировини; 2 - очищення і промивка обжигового газу; 3 - окислення; 4 - абсорбція

5.1 Випал серосодержащего сировини

Випал колчедану (піриту) є складним фізико-хімічним процесом і включає в себе ряд послідовно або одночасно протікають реакцій:

термічна дисоціація
газофазне горіння сірки
горіння пирротина

Сумарна реакція:

При невеликому надлишку або нестачі кисню утворюється змішаний оксид заліза:

.

Хімічні реакції практично незворотні і сильно екзотермічни.

Якщо в якості сировини використовується (нафтопереробка), то газофазне горіння має вигляд хімічної реакції:

,

тобто практично необоротна, екзотермічна і йде зі зменшенням обсягу.

Термічний розклад піриту починається вже при температурі близько 200 ° С і одночасно запалюється сірка. При температурах вище 680 ° С інтенсивно протікають все три реакції. У промисловості випал ведуть при 850-900 ° С. Лимитирующей стадією процесу стає массоперенос продуктів розкладання в газову фазу і окислювача до місця реакції. При цих же температурах твердий компонент розм'якшується, що сприяє злипанню частинок. Ці фактори визначають спосіб проведення процесу і тип реактора.

Спочатку використовували поличковий реактор (камерна піч) (рис. 5, а). Колчедан безперервно надходить зверху на полиці, а повітря знизу проходить через нерухомі шари. Природно, колчедан - кусковий (тонко подрібнений створював би значний гідравлічний опір і міг легко злипатися, що створювало б неоднорідне горіння). Випал - безперервний процес, твердий матеріал пересувається спеціальними гребками, що обертаються на валу, розташованому по осі апарату. Лопатки гребків переміщують шматки колчедана по тарілках зверху вниз по черзі від осі апарату до його стінок і назад, як показано на малюнку стрілками. Таке перемішування запобігає злипання частинок. Огарок безперервно виводиться з низу реактора. Реактор забезпечує інтенсивність процесу, вимірювану кількістю колчедану, що проходить через одиницю перетину реактора, - не більше 200 кг / (м 2 · год). У такому реакторі рухомі скребки в високотемпературної зоні ускладнюють його конструкцію, створюється різний температурний режим по полицях, важко організувати відведення тепла із зони реакції. Труднощі теплос'ема не дозволяють отримати випалювальних газ з концентрацією більше 8-9%. Основне обмеження - неможливість використання дрібних частинок, в той час як для гетерогенного процесу основний спосіб прискорення швидкості перетворення - дроблення частинок.

Мал. 5 Реактори випалу колчедану

а- поличковий (1 - корпус, 2 - полки для колчедана, 3 - обертові скребки, 4 - вісь приводу скребків); б - піч киплячого шару (1 - корпус, 2 - теплообмінник). Стрілки всередині апаратів - рух твердого колчедана в реакторах.

Дрібні частинки можна переробляти в киплячому (псевдозрідженому) шарі, що реалізовано в печах КС - киплячого шару (рис. 15.5, б). Пилоподібний колчедан подається через живильник в реактор. Окислювач (повітря) подається знизу через розподільну решітку зі швидкістю, достатньою для зважування твердих частинок. Їх витання в шарі запобігає злипання і сприяє гарному контакту їх з газом, вирівнює температурне поле по всьому шару, забезпечує рухливість твердого матеріалу і його перетікання в вихідний патрубок для виведення продукту з реактора. В такому шарі рухомих частинок можна розташувати теплообмінні елементи. коефіцієнт тепловіддачі від псевдозрідженим шаром порівняємо з коефіцієнтом тепловіддачі від киплячої рідини, і тим самим забезпечені ефективні тепловідвід із зони реакції, управління його температурним режимом і використання тепла реакції. Інтенсивність процесу підвищується до 1000 кг / (м 2 · год), а концентрація в випалювальному газі - до 13-15%. Основний недолік печей КС - підвищена запиленість обжигового газу через механічну ерозії рухомих твердих частинок. Це вимагає більш ретельного очищення газу від пилу - в циклоні і електрофільтрі. Підсистема випалу колчедану представлена ​​технологічною схемою, показаної на рис. 6.

Мал. 6 Технологічна схема випалу колчедану

1 - тарільчасте живильник; 2 - піч (реактор) киплячого шару; 3 - котел-утилізатор; 4 - циклон; 5 - електрофільтр

Як зазначалося раніше, в якості сировини може використовуватися сірка (самородна сераказивалось раніше в якості сировини може використовуватися сірка () й на рис. 15.6 .. тдачі від киплячої рідини, і тим самим забезпе). Сірка - легкоплавкое речовина: температура плавлення 113 ° С. Перед спалюванням її розплавляють, використовуючи пар, одержуваний при утилізації теплоти її горіння. Розплавлена ​​сірка відстоюється і фільтрується для видалення наявних в природній сировині домішок і насосом подається в піч спалювання. Сірка горить в основному в Парофазная стані. Щоб забезпечити її швидке випаровування, необхідно її диспергировать в потоці повітря. Для цього використовують форсункові і циклонні печі.

Мал. 8 Технологічна схема спалювання сірки

1 - фільтр сірки; 2 - збірка рідкої сірки; 3 - піч спалювання; 4 - котел-утилізатор

При горінні сірки по реакції частина кисню еквімолярної переходить в діоксид сірки, і тому сумарна концентрація і постійна і дорівнює концентрації кисню в вихідному газі (), так що при спалюванні сірки в повітрі.

Газ від спалювання сірки багатшими киснем, ніж від спалювання колчедану.

5.2 Промивання газу після випалу

Гази випалу колчедану містять у вигляді домішок сполуки фтору, селену, телуру, миш'яку і деякі інші, які утворюються з домішок в сировині. Природна волога сировини також переходить в газ. При горінні утвориться деяка кількість і, можливо, оксиди азоту. Ці домішки призводять або до корозії апаратури, або до отруєння каталізатора, а також позначаються на якості продукту - сірчаної кислоти. Їх видаляють в промивної відділенні, спрощена схема якого приведена на рис. 9.

Мал. 9 Схема промивного відділення виробництва сірчаної кислоти

1, 2 - промивні башти; 3 - мокрий фільтр; 4 - сушильна вежа

5.3 Окислення діоксиду сірки

реакція

Відповідно до закону діючих мас, при рівновазі

Вираз показує відносну зміну (зменшення) обсягу реакційної суміші. Рівняння 15.11 визначає в неявному вигляді і вирішується підбором. Необхідні ступеня перетворення (близько 99%) досягаються при температурах 400-420 ° С. Тиск не сильно впливає на, тому в промисловості процес проводять при тиску, близькому до атмосферного.

Каталізатори окислення готують на основі оксиду ванадію () з добавкою лужних металів, нанесених на оксид кремнію. Швидкість реакції описується рівнянням Борескова-Іванова:

де - константа швидкості реакції;

= 0,8 - константа;

, - парціальні тиску відповідних компонентів, атм.

Температурні межі і значення в них для різних каталізаторів можуть відрізнятися. Для каталізаторів ІК-1-6 і СВД кДж / моль при К. це - низькотемпературні каталізатори. Активність промислових каталізаторів при температурі нижче 680 К дуже мала, а вище 880 К відбувається їх термічна дезактивація. Тому робочий інтервал температур експлуатації більшості каталізаторів - 580-880 К, а ступінь перетворення в реакторі, що визначається нижньою межею цього інтервалу, становить 98%.

,

Мал. 11 Схема реактора окислення

1 - шар каталізатора; 2 - проміжні теплообмінники; 3 - змішувач; 4 - зовнішній теплообмінник; Х г - введення холодного газу

Початкова концентрація переробляється газу вибирається так, щоб режим процесу знаходився в межах робочих температур каталізатора. Велике значення при К призводить до різкого зменшення швидкості реакції зі зниженням температури. Щоб адіабатичний процес в першому шарі міг інтенсивно розвиватися, початкова температура повинна бути не нижче 713 К. Її називають "температурою запалювання" (для низькотемпературних каталізаторів вона нижче). На діаграмі "" адіабатичний процес представлений прямою лінією. Нахил її визначено величиною адіабатичного розігріву. Для окислення наближено град на 1%. Чим більше (або початкова концентрація -), тим більше розігрів. Процес може розвиватися до рівноваги, і максимальна (рівноважна) температура не повинна перевищувати допустиму. На рис. 10 це відповідає початковій концентрації 7-8%. Низькотемпературний каталізатор дозволяє підняти концентрацію до 9-10%. Температури в інших шарах визначають з оптимізації режиму реактора.

5.4 Абсорбція триоксид сірки

Абсорбція триоксид сірки - остання стадія процесу, в якій утворюється сірчана кислота. Взаємодія з

протікає досить інтенсивно як у рідкій, так і газоподібному (паровий) фазах. Крім того, може розчиняти в собі, утворюючи олеум. Цей продукт зручний для транспортування, оскільки він не викликає корозії навіть звичайних сталей. Розчини сірчаної кислоти надзвичайно агресивні. Олеум є основним продуктом сірчанокислотного виробництва.

Рівновага "газ - рідина" для системи "" представлено на рис. 3. Особливістю цієї системи є те, що в широкому інтервалі концентрацій розчину в паровій фазі присутні майже чисті пари води (ліва частина графіка), а над олеум (розчин в) в газовій фазі переважає (права частина графіка). однаковий склад рідкої і парової фаз (азеотропная точка) буде при концентрації сірчаної кислоти 98,3%. Якщо поглинати розчином з меншою концентрацією, то реакція 5 буде протікати і в паровій фазі - буде утворюватися туман сірчаної кислоти, який піде з абсорбера з газовою фазою. А це - і втрати продукту, і корозія апаратури, і викиди в атмосферу. Якщо абсорбувати олеумом, то поглинання буде неповним.

З цих властивостей слід двостадійна (двухбашенного) схема абсорбції (рис.12). Газ, що містить, після реактора проходить послідовно олеумний 1 і моногідрат 2 абсорбери. Інший компонент реакції () подається протитечією в моногідрат абсорбер. За рахунок інтенсивності циркуляції рідини (абсорбенту) в ній можна підтримувати близьку до оптимальної концентрацію - 98,3% (збільшення концентрації за прохід рідини не більше 1-1,5%). Технічне назву такої кислоти - моногідрат, звідки і назва абсорбера. Концентраційні умови абсорбції забезпечують повне поглинання і мінімальне утворення сернокіслотн6ого туману. Кислота з моногідрат абсорбера надходить в олеумний. У ньому циркулює 20% розчин в, який частково відбирається як кінцевий продукт- олеум. Кислота з попереднього абсорбера - моногідрат - також може бути продуктом.

Освіта сірчаної кислоти і абсорбція триоксид сірки - екзотермічні процеси. Їх тепло знімається в зрошувальних теплообменниках 3 на лінії циркуляції рідини в абсорбера. При температурі менше 100 ° С поглинається практично на 100%. Діоксид сірки практично не абсорбується.

Мал. 12 Схема відділення абсорбції у виробництві сірчаної кислоти

1 - олеумний абсорбер; 2 - моногідрат абсорбер; 3 - холодильники; 4 - збірники кислоти; 5 - бризгоотделітелі

5.5 Система подвійного контактування і подвійний абсорбції (ДК / ДА)

Незважаючи на досить велику ступінь перетворення - 98%, потужні сернокислотниє системи, що виробляють до 540 т продукту на добу, щогодини викидають в атмосферу понад 300 кг діоксиду сірки. Виходячи з даних по рівноваги реакції окислення, збільшити ступінь перетворення можна зниженням температури в останніх шарах нижче 610 К або підвищенням тиску більше 1,2 МПа. Можливість зниження температури обмежена активністю наявних каталізаторів, підвищення тиску ускладнює інженерне оформлення процесу, і тому ці методи поки не отримали промислового застосування.

Ефективним способом збільшення ступеня перетворення в оборотної реакції є видалення її продукту. Технологічна схема такого способу показана на рис. 13. На першій стадії окислення використаний тришаровий реактор 1. Концентрація який надходить газі - 9,5-10,5%. Ступінь перетворення на виході з реактора 90-95%. Проміжна абсорбція включає олеумний 2 і моногідрат 3 абсорбери. Після них газ містить тільки 0,6-1%. Для його нагрівання до температури реакції (690-695 К) використовують теплообмінник після другого шару реактора 1. Реактори першого і другого ступеня окислення конструктивно об'єднані в одному корпусі. Ступінь перетворення залишився становить приблизно 95%, загальна ступінь перетворення 99,6-99,8%. Порівняємо: якби не було проміжної абсорбції, то ступінь перетворення залишилися 1-0,6% в присутності не перевищила б 50%. Невелика кількість утворився повністю поглинається в другому моногідрат абсорбере 3.

Як бачимо, кількість непревращенного (і, отже, викидів в атмосферу) в системі ДК / ТАК зменшується майже в 10 разів у порівнянні з системою одноразового контактування. Але для цього доводиться поверхню теплообмінників збільшувати в 1,5-1,7 рази.

Мал. 13 Технологічна схема стадій контактування і абсорбції в системі "подвійне контактування - подвійна абсорбція"

I, III - перший і другий ступені окислення; II, IV - перша і друга системи абсорбції водою; 1 - реактор (перший і другий ступені окислення, розташовані в одному корпусі, показані окремо); 2 - олеумний абсорбер; 3 - моногідрат абсорбер; 4 - виносні теплообмінники реактора; 5 - холодильники кислоти

6. Технологія отримання сірчаної кислоти з вологого газу WSA і SNOX ™ - контроль за викидами оксидів сірки та азоту

Розробка технології WSA компанії Топсе для видалення сполук сірки з димових газів з виробництвом сірчаної кислоти почалася в кінці 70-х рр. Технологія WSA створена на основі великого досвіду Топсе в кислотною промисловості і незмінною рішучості рухатися далі і далі в розвитку каталізаторів і технологічних процесів. Основними областями досліджень стали окислення SO2 на сірчанокислотних каталізаторах і процес конденсації кислоти.

6.1 фундаментальні дослідження

Можливість конденсувати пари сірчаної кислоти для отримання концентрованої сірчаної кислоти без викиду кислотного туману є унікальною особливістю технології WSA, що було досягнуто на підставі фундаментальних експериментальних і теоретичних робіт, виконаних в компанії Топсе.

Під час охолодження містяться в газовій фазі парів сірчаної кислоти мимовільне гомогенне формування центрів конденсації, гетерогенна конденсація і конденсація на стінках відбуваються одночасно. Для розробки і вдосконалення конденсатора WSA в лабораторіях компанії Топсе проводяться фундаментальні дослідження щодо цих принципово важливих механізмів конденсації.

Рис.4. Технологія скляних трубок, розроблена Топсе, використовується в WSA для конденсації парів сірчаної кислоти

6.2 Розробка і оптимізація технології

Випробування на рівні пілотних і промислових установок поряд з детальним моделюванням конденсатора WSA використовуються для вивчення впливу конструкції і режиму експлуатації конденсатора на його робочі показники з метою визначення критеріїв проектування і контролю технологічного процесу.

Ще однією пріоритетною галуззю наших технічних розробок є удосконалення технології скляних трубок WSA і постійне підвищення якості конструкційних матеріалів. Останнє завдання вимагає застосування нашого досвіду в галузі випробування матеріалів для складних умов роботи сірчанокислотних установок.

Для того, щоб повністю задіяти потенціал технології WSA, ми використовуємо інноваційні методи при створенні технологічних схем при впровадженні власних розрахункових інструментів Топсе для оптимального рішеннярізних промислових завдань. Одним із стимулів такого розвитку є зростання уваги до енергоспоживання і викидів CO2 в усьому світі, що вимагає максимальної рекуперації тепла.

6.3 Технологія SNOX ™

Для видалення з димових газів оксидів сірки та азоту компанія Топсе розробила технологію SNOX ™, що об'єднує технологію WSA з видаленням оксидів азоту за технологією ВКВ, що забезпечує оптимальну інтеграцію для електроенергетики.

7. Виробництво сірки методом Клауса

ТОВ "Преміум Інжиніринг" може запропонувати чотири основних способи процесу Клауса для виробництва елементарної сірки з кислих компонентів природного газу і нефтезаводского газів:

· Прямоточний (полум'яний)

· Розгалужений

· Розгалужений з підігрівом кислого газу і повітря

· Пряме окислення

1. Прямоточний процес Клауса (полум'яний спосіб) застосовують при об'ємних частках сероводородав кислих газах вище 50% і вуглеводнів менше 2%. При цьому весь кислий газ подається на спалювання в піч-реактор термічної ступені установки Клауса, виконаний в одному корпусі з котлом-утилізатором. У топці печі-реактора температура досягає 1100-1300 ° С і вихід сірки до 70%. Подальше перетворення сірководню в сірку здійснюється в дві-три ступені на каталізаторах при температурі 220-260 ° С. Після кожного ступеня пари утворилася сірки конденсуються в поверхневих конденсаторах. Тепло, що виділяється при горінні сірководню і конденсації парів сірки, використовується для отримання пари високого і низького тиску. Вихід сірки в цьому процесі досягає 96-97%.

2. При низькій об'ємній частці сірководню в кислих газах (30-50%) і об'ємної долеуглеводородов до 2% застосовують розгалужену схему процесу Клауса (третина-дві третини). За цією схемою одна третина кислого газу піддається спалюванню з отриманням сірчистого ангідриду, а дві третини потоку кислого газу надходять на каталітіческкую щабель, мину піч-реактор. Сірку отримують в каталітичних щаблях процесу при взаємодії сірчистого ангідриду з сірководнем, що містяться в іншій частині (2/3) вихідного кислого газу. Вихід сірки становить 94-95%.

3. При об'ємній частці сірководню в кислому газі 15-30%, коли при використанні схеми третину-дві третини мінімально допустима температура в топці печі-реактора (930 ° С) не досягається, використовують схему з попереднім підігрівом кислого газу або повітря.

4. При об'ємній частці сірководню в кислому газі 10-15% застосовують схему прямого окислення, в якій відсутня високотемпературна стадія окислення (спалювання) газу. Кислий газ змішується з стехиометрическим кількістю повітря і подається відразу на каталітичну ступінь конверсії. Вихід сірки досягає 86%.

Для досягнення ступеня вилучення сірки 99,0-99,7% використовуються три групи методів доочищення газів, що відходять процесу Клауса:

· Процеси, засновані на продовженні реакції Клауса, тобто на перетворенні H2S і SO2 в сірку на твердому або рідкому каталізаторі.

· Процеси, засновані на відновленні всіх сірчистих сполук в сірководень з подальшим його витяганням.

· Процеси, засновані на окисленні всіх сірчистих сполук до SO2 або до елементарної сірки з подальшим їх отриманням.

Розміщено на Allbest.ru

подібні документи

Властивості двоокису сірки, опис впливу даного з'єднання на навколишнє середовище. Видалення сірки на нафтопереробних заводах. Очищення продуктів згоряння від оксидів сірки. Вибір і обгрунтування методу, способу і апарату очищення і знешкодження викидів.

курсова робота, доданий 21.12.2011


Розгляд проблеми обмеження викидів діоксиду сірки в енергетичних виробництвах. Вивчення методів зниження вмісту сірки в паливі. Дослідження фізико-хімічних способів очищення газів від оксидів сірки. Зменшення викидів оксидів в атмосферу.

реферат, доданий 18.04.2015


Аналіз Карачаганакского нафтогазоконденсатного родовища та його впливу на навколишнє середовище. Технологія очищення природного газу та переробки кислих газів з одержанням сірки. Розрахунок абсорбційної колони і обсягів викидів шкідливих речовинв атмосферу.

дипломна робота, доданий 07.09.2010


Природні джерела забруднення атмосфери сполуками сірки: вулканічна діяльність, поверхня океанів. Процеси руйнування біосфери в результаті виробничої діяльності. Міжнародна проблема емісії забруднюючих сполук сірки і азоту.

реферат, доданий 28.04.2015


Зниження забруднення атмосфери газоподібними компонентами. Видалення сірки з рідкого і твердого палива. Газифікація вугілля і сірчистого мазуту. Зв'язування сірки в процесі спалювання палива в киплячому шарі частинок вапняку. Очищення газів від оксидів азоту.

реферат, доданий 26.08.2013


Розрахунок викидів оксидів азоту, оксидів сірки, оксиду вуглецю і твердих забруднюючих речовин. Організація санітарно-захисної зони. Розробка заходів щодо зниження викидів забруднюючих речовин в атмосферу. Визначення графіка контролю за викидами.

курсова робота, доданий 02.05.2012


Народохозяйственного значення виробництва сірчаної кислоти, види сировини для її виготовлення. Характеристика сучасного коксохімічного виробництва і емісії, що надходять в навколишнє середовище. Проблеми охорони атмосферного повітря і природного середовища.

контрольна робота, доданий 03.02.2011


Методи і технології очищення димових газів від оксидів сірки. Класифікація способів сіркоочистки. Основні реакції, що протікають при відновленні оксидів азоту в кисневмісної середовищі. Розрахунок димової труби. Роль Кіотського протоколу для економіки Росії.

презентація, доданий 29.01.2014


Вивчення особливостей технологічного процесу, забезпечення якості продукції та послуг, сертифікації за екологічними показниками. Стандартизація і контроль якості. Основи використання правових документів в області енерго- і ресурсозбереження.

звіт по практиці, доданий 31.10.2014


Організація моніторингу забруднення атмосферного повітря. Фізичні властивості діоксиду сірки, її токсичну дію на організм людини. Аналіз проб повітря, відібраних на постах г. Екатеринбург на вміст діоксиду сірки, оцінка ситуації в місті.

Сірка - неминучий побічний продукт переробки вуглеводнів, який може приносити як прибуток, так і проблеми в силу своєї екологічної небезпеки. На Московському нафтопереробному заводі ці проблеми були вирішені за рахунок модернізації установки виробництва сірки, яка позитивно вплинула і на економічну складову процесу

Сірка - поширений хімічний елемент і зустрічається в багатьох корисних копалин, в тому числі в нафті й природному газі. При переробці вуглеводневої сировини сірка стає побічним продуктом, від якого потрібно якимось чином позбуватися, а в ідеалі зробити джерелом отримання додаткового прибутку. Ускладнює ситуацію фактор - неекологічність цієї речовини, що вимагає особливих умовйого зберігання та транспортування.

У масштабах світового ринку обсяги сірки, вироблені при переробці нафти і газу, примі вірно рівні і в цілому складають близько 65%. Ще майже 30% припадає на гази кольорової металургії. Невелика частка, що залишилася - це безпосередня розробка родовищ сірки і видобуток пиритов *. У 2014 році в світі було вироблено 56 млн тонн сірки, при цьому експерти прогнозують зростання цього показника до 2017-2018 років за рахунок введення в експлуатацію нових великих газових родовищ у Середній Азії і на Близькому Сході.

Російський ринок сірки можна вважати значно монополізованим: приблизно 85% сировини поставляється газопереробних підприємствами «Газпрому». Частка, що залишилася ділиться між «Норільський нікель» і нафтопереробкою. За даними Росстату, в 2015 році в Росії вироблено приблизно 6 млн тонн сірки, що дозволяє країні займати десяту частину світового ринку. Внутрішній ринок профіциту: російські споживачі (а це переважно виробники добрив) щорічно закуповують близько 2-3 млн тонн сірки, решта йде на експорт. При цьому ринок споживача також можна вважати монопольним: близько 80% усієї виробленої в Росії рідкої сірки закуповують підприємства групи «ФосАгро», ще приблизно 13% відправляється іншому виробникові міндобрив - «ЄвроХіму». На експорт йде лише гранульована і комове сірка (див. Вріз про видах сірки).

Види товарної сірки

Проста сірка являє собою светложелтой порошкоподібною речовиною. У природі сірка може зустрічатися як в самородному кристалічному вигляді, так і в різних з'єднаннях, в тому числі може бути присутнім в природному газі та нафті. В даний час переважно випускається три форми сірки - комове, рідка і гранульована. При виділенні сірки з газів отримують рідку (або розплавлену) сірку. Її зберігають і транспортують в обігріваються резервуарах. Для споживача транспорт рідкої сірки більш вигідний, ніж її плавлення на місці. Переваги рідкої сірки - відсутність втрат при транспортуванні і зберіганні і висока чистота. Недоліки - небезпека загоряння, витрати на обігрів цистерн.

При охолодженні рідкої сірки отримують комовую сірку. Саме її до початку 1970-х років переважно випускали в СРСР. Серед недоліків комовой сірки: невисока якість, втрати на пил і крихту при розпушуванні і навантаженні, небезпека загоряння, низька екологічність.

Гранульовану сірку одержують безпосередньо з рідкої сірки. різні способигрануляції зводяться до розбивання рідини на окремі краплі з подальшим їх охолодженням і капсулювання.

Очевидно, що великих споживачів цікавить постачальник, здатний повністю задовольнити їх попит. «У цій ситуації невеликі виробники, як правило, шукають покупателейсреді сос едніх підприємств - це дозволяє заощадити на логістиці і за рахунок цього підвищити інтерес до товару, - пояснив начальник управління нафтохімії і ЗВГ" Газпром нафти "Захар Бондаренко. - Іноді сірка, будучи побічним продуктом виробництва, і зовсім віддається за безцінь, аби тільки позбутися від небезпечного для зберігання сировини ».

Вибираючи свою стратегію утилізації сірководню, Московський нафтопереробний завод робив ставку на екологію, але зміг врахувати і фінансові інтереси.

Без запаху і пилу

Реконструкція установки виробництва сірки на МНПЗ стала частиною проекту комплексної модернізації виробництва, спрямованої на поліпшення екологічних показників заводу. У 2014 році Московський НПЗ перейшов на випуск гранульованої сірки - сучасного продукту, що відповідає найсуворішим екологічним вимогам. В рамках реконструкції було оновлено обладнання установки, побудований блок грануляції і блок доочищення газів, що відходять.

Значні обсяги сероводородосодержащіх (кислих) газів на НПЗ отримують в результаті процесу каталітичного крекінгу, а також гідроочищення бензину і дизельного палива від сірки, спочатку міститься в нафті. Сьогодні ця проблема особливо актуальна: нафта стає все більш сірчистої, а екологічні стандарти для палива жорстко обмежують вміст цього елементу. Екологічний клас «Євро-5», якому відповідав би весь випускається на МНПЗ бензин, має на увазі п'ятикратне зниження вмісту сірки в паливі в порівнянні з «Євро-4», з 50 до 10 мг / кг.

Юрій Єрохін,
начальник управління охорони праці, промислової безпеки та охорони навколишнього середовища МНПЗ

Для нафтопереробного виробництва установка отримання сірки - це в першу чергу повітрозахисної об'єкт, що дозволяє утилізувати сірководень без шкоди для навколишнього середовища. Після впровадження на МНПЗ сучасних технологій ми змогли повністю виключити викиди сірководню в атмосферу. Це не голослівне твердження. Нульові викиди підтверджуються і інструментальним контролем, який ми регулярно проводимо відповідно до законодавства силами незалежної акредитованої лабораторії. Фактично реконструкція установки отримання сірки дозволила скоротити обсяг викидів на МНПЗ на 50%. Це значуще досягнення не тільки для заводу, але для екології всього регіону. У той же час, перейшовши на випуск гранульованої сірки і пішовши від виробництва комовой сірки, ми змогли поліпшити екологічну обстановку безпосередньо на території заводу.

На установці отримання сірки сірководень спочатку окислюють до діоксиду сірки, який потім при взаємодії з тим же сірководнем в присутності каталізатора перетворюється в елементарну сірку (процес Клаусса). Однак, щоб повністю утилізувати сірководень, треба не просто прогнати кислі гази через установку, але і зробити наступну додаткове очищення. «У процесі модернізації установки ми поміняли 90% обладнання, - розповів куратор установки отримання сірки Володимир Суворкіна. - Але одним з головних етапів проекту стало будівництво блоку доочистки газів, що відходять. Новий блок доочистки дозволяє мінімізувати викиди діоксиду сірки, а весь сірководень повертати в технологічний процес. Таким чином, нам вдалося збільшити ступінь вилучення сірки більш ніж на 20% - зараз вона сягає 90%. При цьому викиди сірководню повністю виключені ».

Інший важливий екологічний аспект - позбавлення від комовой сірки - сипучого матеріалу, зберігання якого неминуче пов'язане з утворенням великої кількості шкідливого пилу. Спочатку установка виробляє рідку сірку, яку можна або продати в рідкому вигляді, або охолодити і перетворити в комовую, або гранулювати. «На старій установці існували дві сірчані ями об'ємом 50 тонн кожна для зберігання рідкої сірки, - уточнив Володимир Суворкіна. - Коли не було відвантаження рідкої сірки, в ж / д або автоцистерни доводилося відкачувати сірку на склад і зберігати вже в кристалізуватися Комов вигляді. З введенням нового вузла (сірчаної ями) обсягом 950 тонн від цієї проблеми ми позбулися ». Частина рідкої сірки зараз продається одному з підприємств, розташованих в Московській області, решта спрямовується на установку грануляції.

Структура споживання сірки в РФ

Товарна структура виробництва сірки в РФ
в 2009-2015 рр.,%

Джерело: «Інфомайн»

Структура ринку сірки в РФ,
млн т.

На відміну від виробництва комовой сірки, при грануляції практично не утворюється пилу і запаху. Кожна гранула представляє собою півсферу розміром від 2 до 5 мм і знаходиться в полімерній оболонці, що запобігає її розчинення. На виході з конвеєра готова продукція фасується в сучасну упаковку - герметичні мішки «біг-беги». Така упаковка повністю виключає контакт сірки з навколишнім середовищем.

Транспортний вузол

Звичайно, грануляція сірки - досить складний і витратний процес, що значно збільшує собівартість продукту. Уникнути витрат на введення в експлуатацію додаткового обладнання «Газпром нафта» могла б за умови продажу на ринку всієї виробленої рідкої сірки. Однак розраховувати на це не доводиться. Головна проблема російського ринку цього продукту на сьогодні - дефіцит цистерн, пов'язаний з новим техрегламентом, зобов'язуючим власників рухомого складу або модернізувати застарілий рухомий склад, або виводити його з експлуатації. Власники цистерн віддають перевагу другому варіанту, при цьому вкладатися у виробництво нових цистерн ніхто не поспішає. «У масштабах вітчизняного ринку сірки МНПЗ - невеликий виробник, тому компанії немає сенсу витрачатися на розширення власного парку цистерн, - розповів Захар Бондаренко. - Набагато вигідніше виявилося гранулювати нереалізовані залишки рідкої сірки і продавати на зовнішні ринки, де завжди можна знайти покупця навіть на невеликі обсяги ».

Установка отримання сірки

Модернізована установка виробництва сірки на Московському НПЗ включає в себе два блоки отримання сірки, кожен з яких був реконструйований. Глибина вилучення сірки на цих блоках досягає 96,6%. Також установка оснащена блоком доочистки газів, що відходять, що дозволяє в кінцевому підсумку отримувати 99,9% сірки. У новому вузлі відвантаження сірки може одночасно зберігатися до 950 тонн рідкої сірки, що повністю виключає необхідність виробництва і зберігання комовой сірки. Крім цього, в експлуатацію було введено блок грануляції сірки. Проектна потужність установки по рідкої дегазованої сере з урахуванням роботи блоку очищення газів, що відходять становить 94 тис. Тонн в рік, а проектна потужність блоку грануляції рідкої сірки - 84 тис. Тонн в рік, що повністю покриває існуючі потреби підприємства з утилізації сероводородосодержащіх газів.

Якщо для російських споживачів гранульована сірка виявляється занадто дорогим продуктом, для переробки якого до того ж потребує додаткового обладнання, то на зовнішніх ринках попит на гранульовану сірку стабільно високий. Сьогодні гранульована сірка Московського НПЗ поставляється більш ніж в десяток країн, в тому числі в країни Латинської Америки, Африки і Південно-Східної Азії. «В даний час гранульована сірка на світовому ринку поступово витісняє інші її товарні форми завдяки більш високій якості (відсутності домішок і забруднень) і зручності транспортування, - пояснила керівник відділу ринків хімічної продукції дослідницької групи" Інфомайн "Ольга Волошина. - У той же час на внутрішньому ринку традиційно використовують в основному рідку сірку. У найближчій перспективі ця ситуація навряд чи зміниться, оскільки для переходу виробництв на використання гранульованої сірки замість рідкої необхідно їх переобладнання, в тому числі створення сіркоплавильного потужностей. Це зажадає додаткових витрат, на які мало хто піде в умовах економічної кризи ».

Перспективи і можливості

Незважаючи на поточну затребуваність сірки на зовнішніх ринках, експерти дуже обережні в прогнозах розвитку цього напрямку. Світовий ринок сильно залежимо від найбільших імпортерів, у першу чергу Китаю, який в 2015 році ввіз близько 10 млн тонн сірки. Однак розвиток власного виробництвапоступово знижує зацікавленість китайців в імпорті. Нестабільна ситуація і з іншими значними гравцями. У зв'язку з цим вже кілька років поспіль «Газпром», як найбільший експортер, говорить про необхідність шукати альтернативні ринки збуту сірки всередині країни. Таким ринком могла б стати сфера дорожнього будівництваза умови активного впровадження нових матеріалів - сероасфальта і серобетона. Порівняльні дослідження цих матеріалів показують цілий ряд їх переваг, зокрема екологічну безпеку, зносостійкість, теплостійкість, тріщиностійкість, стійкість до колієутворення. «Не дивлячись на створення дослідних партій тротуарної плитки з серобетона, а також покриття ділянок доріг сероасфальтом, масового промислового виробництвацих будівельних матеріалів поки налагоджено не було, - констатувала Ольга Волошина. - Розробники пояснюють це відсутністю нормативно-технічної бази, яка регламентує вимоги до такого виду матеріалами, а також до технологій пристрою дорожнього покриття ».

Поки в «Газпромі» ведеться робота над довгостроковою цільовою програмою створення і розвитку в РФ підгалузі промисловості будівельних і дорожньо-будівельних матеріалів на основі сірчаного в'яжучого. Свого часу в компанії говорили про доцільність розміщення виробництва таких матеріалів в регіонах з високим рівнем дорожнього будівництва і наявністю сировини. Тоді в якості потенційної сировинної та виробничої бази називався Московський НПЗ. Правда, поки таких проектів в «Газпром нафти» немає.

На нафтопереробних заводах сірку напів-ють з технічного сірководню. На вітчизняних-них НПЗ сірководень в основному виділяють з по-міццю 15% -ного водного розчину моноетаноламіна з відповідних потоків з установок гідро-очищення і гідрокрекінгу. Блоки регенерації Серова-огрядний з насичених розчинів моноетаноламіна монтують на установках гідроочищення дизельного палива, гасу або бензину, гідрокрекінгу або безпосередньо на установках виробництва сірки, куди збирають розчини моноетаноламіна, утримуючи-щие сірководень, з великої групи установок. Регенерований моноетаноламін повертається на установки гідроочищення, де знову використовується для вилучення сірководню.

На установках виробництва сірки, побудованих за проектами інституту «Гіпрогазоочістка», викорис-товують сероводородсодержащих газ, в якому не ме-неї 83,8% (об.) Сірководню. Зміст вугле-водневих газів в сировина повинна бути не більше 1,64% (об.), Парів води (при 40 ° С і 0,05 МПа) не більше 5% (об.) І діоксиду вуглецю не більше 4.56% (об .).

На установках виробляють високоякісних-ву сірку з її змістом по ГОСТ 127-76 не менше 99,98% (мас.); інші сорти містять сірку не менше 99,0 і 99,85% (мас.). Вихід сірки від її потенціалом-ного змісту в сірководні становить 92- 94% (мас.). Зі збільшенням концентрації Серова-огрядний в сировині, наприклад до 90% (об.), Вихід сірки від потенціалу збільшується до 95-96% (мас.).

Основні стадії процесу виробництва сірки з технічного сірководню: термічне окислення сірководню киснем повітря з отриманням сірки і діоксиду сірки; взаємодія діоксиду сірки з сірководнем в реакторах (конверторах), загру-дені каталізатором.

Процес термічного окислення протікає в ос-новних топці, змонтованої в одному агрегаті з котлом-утилізатором.

Змішання і нагрів сірководню і діоксиду сірки здійснюється у допоміжних топках. Ката-літичної виробництво сірки зазвичай проводять в дві ступені. Як і термічне, каталітичне вироб-ництво сірки здійснюється при невеликому хати-точній тиску. Технологічна схема установки виробництва сірки за проектом інституту «ГІПРОГАЗ-очищення» приведена на малюнку XI 1-4.

Сировина - сероводородсодержащих газ (техниче-ський сірководень) - звільняється від захопленого моноетаноламіна і води в приймачі / і нагрівається до 45-50 ° С в паропідігрівача 2. Потім 89% (мас.) Від загальної кількості сероводородсодержа-ного газу вводиться через направляючу форсунку в основну топку 4. Через ту ж форсунку повітро-дувкой 5 в топку подається повітря. Витрата сировини і заданий об'ємне співвідношення повітря: газ, рав-ве (2-3): 1, підтримуються автоматично. Тим-пература на виході технологічного газу з основ-ної топки вимірюється термопарою або пірометром. Потім газ охолоджується послідовно всередині пер-вого, а потім другого конвективного пучка котла-утилізатора основний топки. Конденсат (хімічно очищена вода) надходить в котел-утилізатор з деаератора 3, з верху якого відводиться отриманий-ний водяний пар. У котлі-утилізатори основний топки виробляється пар з тиском 0,4-0,5 МПа. Ця пара використовується в пароспутніках трубопро - [- водів установки. У трубопроводах, по яких транс -) - портується сірка, а також в сховище рідкої а сірки підтримується температура 130-150 ° С. Сконденсована в котлі-утилізатори сірка через ги) дравліческій затвор 7 стікає в підземне сховище 20. Збагачений діоксидом сірки технологічний газ з котла-утилізатора направляється в ка-та міру змішання допоміжної топки I каталіті-I, чеський ступені 11. У камеру спалювання топки по- i - ступає сероводородсодержащих газ (^ 6% мас. Загальної кількості) і повітря від повітродувки 5.

Об'ємне співвідношення повітря: газ, яка дорівнює (2 - 3): 1, тут також підтримується автоматично. Суміш продуктів згоряння з камери змішування допоміжної топки 11 по-ступає зверху вниз в вертикальний реак-тор (конвертор) I ступені 8. У реакторі на перфоровану грати завантажений ка-талізатор - активний оксид алюмінію. У міру проходження каталізатора темпера-туру газу зростає, що обмежує ви-соту шару, так як з підвищенням темпера-тури зростає ймовірність дезактивації каталізатора. Технологічний газ з ре-актора 8 направляється в окрему секцію конденсатора-генератора 10. сконденсіруется-ванна сірка стікає через гідравлічний затвор 9 в підземне сховище сірки 20, а газ прямує в камеру змішання допоміжної топки II каталітичної місці 14. Вироблений в конденсаторі-генераторі пар тиском 0,5 або 1,2 МПа використовується на установці або відводиться в заводській паропровід. В камеру спалюючи-ня топки 14 надходить сероводородсодер-жащій газ (5% мас. Загальної кількості) і повітря від повітродувки 5 (в об'ємному співвідношенні 1: 2-3). Суміш продуктів згоряння сероводородсодержащих і тих-технологічного газу з камери змішування допоміжної топки 14 надходить в реак-тор (конвертор) II ступеня 16, в який також завантажений активний оксид алюмінію. З реактора газ надходить у другу сек-цію конденсатора-генератора 10, де сірка конденсується і стікає в підземне збе-ніліще 20 через гідравлічний затвор 17.Технологіческій газ проходить сероуловітель 15, в якому механічно унесення краплі сірки за-тримувати шаром насадки з керамічних до -лец. Сірка через гідравлічний затвор 18 стікає в сховище 20. Газ спрямовується в піч дожі-га 12, де нагрівається до 580-600 ° С за рахунок спалювання паливного газу. Повітря для горіння палива і дожига залишків сірководню до діоксиду сірки інжектується паливним газом за рахунок тяги димаря 13.

Рідка сірка з підземного сховища 20 отка-чивается насосом 19 на відкритий склад комовой сірки, де вона застигає і зберігається до навантаження в залізно-дорожні вагони. Іноді рідку сірку пропускають через спеціальний барабан, на якому в результаті швидкого охолодження отримують лускову сірку, потім її зливають в вагони.

Технологічний режим установки виробництва сірки:

Кількість сероводородсодержащих газу, посту-Пающіє на установку, м 3 / год Тиск надмірний, МПа Сероводородсодержащих газу, що подається до топок повітря від повітродувок в топках в деаератори Температура газу, ° С в основний топці на виході з котла-утилізатора на вході в реактори (конвертори) на виході з реактора I ступені на виході з реактора II ступені газу на виході з конденсатора-генератора в сероуловітеле на виході з печі допалювання Розрідження в димоході, Па кисню діоксиду сірки сірководню

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 відсутність

Сірка широко застосовується в народному господарстві - у виробництві сірчаної кислоти, барвників, сірників, як вулканизующего агента в гумовій про-мисловості і ін. Використання сірки високого ступеня чистоти зумовлює і високу якість отримуваної продукції. Наявність в сероводородсодержащих газі вуглеводнів і їх неповне згорить-ня призводять до утворення вуглецю, при цьому якість сірки погіршується, знижується вихід.

Аналіз складу технологічних газів на различ-них стадіях виробництва сірки дозволяє коректив-роватьраспределеніесероводородсодержащего газу по топок, співвідношення кисню і сировини на вході в топки. Так, збільшення частки діоксиду сірки в димових газах після печі дожнга вище 1,45% (об.) Свідчить про підвищений утримання не-прореагировавшего сірководню в процесі отри-ня сірки. В цьому випадку коректують витрата віз-духу в основну топку, або перерозподіляють сероводородсодержащих газ по топок.

Однією з умов безперебійної роботиуста-новки є підтримання температури ISO -150 ° С рідкої сірки в трубопроводах, апаратурі, в підземному сховищі. При плавленні сірка перетворюється в рухливу жовту рідину, але при 160 ° С буріє, а при температурі близько 190 ° С перетворюється на в'язку темно-коричневу масу, і лише при подальшому нагріванні в'язкість сірки умень-шается.

З офіційних реєстрів Міненерго РФ відомо, що на сьогоднішній день в нашій країні будуються кілька нафтопереробних заводів. Ще величезна кількість НПЗ знаходиться в стадії офіційного проектування згідно з даними реєстру Міністерства енергетики.

Всього буде охоплено близько 18 регіонів Росії, Причому в деяких регіонах, навіть, по кілька НПЗ.
Основна кількість нових НПЗ буде розташовуватися в Кемеровській області:

• ТОВ «Итатский НПЗ»
• ТОВ «Нафтопереробний завод« Північний Кузбас »
• ТОВ «Анжерская нафтогазова компанія»

Роснефтьзводить завод під назвою Східний нафтохімічний комплексна 30 млн. тонн потужністю.

Будуються і проектовані НПЗ на різній стадії готовності

	Основні продукти	Глибина переробки, (д.ед.)	запланований адреса	статус
ТОВ «НПЗ« Північний Кузбас »		90	Кемеровська обл., Яйскій р-н, сел. безлісний	будується
ТОВ «САМАРАТРАНСНЕФТЬ - ТЕРМІНАЛ»	Паливо дизельне, автомобільний бензин, топковий мазут, сірка.	87	Самарська обл., Волзький р-н, с.Миколаївка	будується
ЗАТ «Нафтатранс»	Паливо дизельне, автомобільний бензин, сірка технічна.	92	Краснодарський край, Кавказький р-н, Ст. Кавказька	будується
ТОВ «Дагнотех»	бензин автомобільний, паливо дизельне, гас, гудрон, кокс	73,9	Республіка Дагестан, м Махачкала, вул. Шосе Аеропорту, 1	будується
ТОВ «ВПК-Ойл»	Паливо дизельне, бензин автомобільний, авіагас.	96	Новосибірська обл., Коченевській р-н, р.п. Коченево	будується
ТОВ «Білгородський НПЗ»	бензин автомобільний, паливо дизельне	83.8	Бєлгородська обл., Яковлевский р-н, м Будівельник, вул. 2-я Заводська, 23а	реконструюється
ТОВ «ЕКОАЛЬЯНС М»	Бензин автомобільний, паливо дизельне, мазут топковий, авіагас, зріджені гази.	95	Ульяновська обл., Новоспасский р-н, с.Свіріно	Проектований
ТОВ «ВСП Крутогорскій НПЗ»	Бензин автомобільний, паливо дизельне, мазут топковий, парафіни, зріджені гази.	92	Омськ, мкр. Крута гірка, проммайданчик, 1	Проектований
ТОВ «Томскнефтепереработка»		95	Томська обл., Томський р-н, с.Семілужкі, ул.Нефтепровод, 2	Проектований
ТОВ «Итатский НПЗ»	Бензин автомобільний, паливо дизельне, мазут топковий.	85	Кемеровська обл., Тужанський р-н, смт. Итатский, вул. Горького, 1	Проектований
ТОВ «Трансбункер-Ваніно», ТОВ «ТРБ-Ваніно»	Авіагас, паливо дизельне, суднове паливо, сірка товарна, зріджені гази.	98	Хабаровський край, п. Ваніно	Проектований
ЗАТ «СРП»	Бензин автомобільний, паливо дизельне, мазут, зріджені гази.	85	188302, Ленінградська обл., Гатчинський р-н, поблизу дер. Малі Колпани, дільниця № 1А	Проектований
ЗАТ «Тотек»	Бензин автомобільний, паливо дизельне, дорожні бітуми, сірка, скраплені гази.	94	Тверська обл., Торжокский р-н, дер. Чурікова	Проектований
ЗАТ «Корпорація ОРЕЛНЕФТЬ»	Бензин автомобільний, авіагас, паливо дизельне, бітуми, сірка, кокс, товарні масла, зріджені гази.	97	Орловська обл., Верховський р-н, Туровський з / с	Проектований
ТОВ «НПЗ ПБК»	Паливо дизельне, бітуми, сірка.	98	Кемеровська обл., Кемеровський р-н, дер. Нова Балахонка	Проектований
ЗАТ «АНТЕЙ»	Паливо дизельне, авіагас, сірка.	98	Республіка Адигея, Тахтамукайського р-н, смт Яблоновський	Проектований
ЗАТ «ВНХК»	Бензин автомобільний, авіагас, паливо дизельне, МТБЕ, сірка, стирол, бутадієн, поліетилен, поліпропілен.	92	Приморський край, Партизанський муніципальний район, падь Єлізарова	Проектований
ТОВ «АЕК»	Паливо дизельне, зріджені гази, бітуми.	96	Амурська обл., Іванівський р-н, п.Березовка	Проектований
ТОВ «Запсиба НПЗ»	Паливо дизельне, гас, зріджені гази, сірка.	95	Томськ, Жовтневий р-н, Північний промвузол	Проектований
ТОВ «Південноросійський НПЗ»	Паливо дизельне, автомобільний бензин, гас, бітуми, кокс, сірка.	98	Волгоградська обл., Жірновскій р-н, р.п. червоний Яр	Проектований
ТОВ «Слов'янськ ЕКО»	Паливо дизельне, автомобільний бензин, зріджені гази, топковий мазут, суднове паливо, кокс, сірка.	98	Краснодарський край, м.Слов'янськ-на-Кубані, вул. Колгоспна, д. 2	Проектований
ЗАТ «Парк індустріальних технологій», ЗАТ «Парк ИНТЕХ»		92	Ярославська обл., Гаврилов - Ямський р-н, з.п. Велікосельское	Проектований
Хімзавод - філія ВАТ «Красмаш»	Паливо дизельне, автомобільний бензин, бітуми, базові масла.	94	Красноярський край, м.Желєзногорську, п.Подгорний, вул. Заводська, буд.1	Проектований
ТОВ «Сибірський Барель»	Паливо дизельне, автомобільний бензин, бітуми, зріджені гази, бензол, толуол, сірка.	96	Алтайський край, Зональний р-н, с. Зональний, ул.Заправочная, буд.1	Проектований
ВАТ «ЯНПЗ ім.Д.І.Менделеева»	Паливо дизельне, автомобільний бензин, топковий мазут, суднове паливо, сірка.	86	Ярославська обл., Тетіївський р-н, сел. Костянтинівський	Проектований
ЗАТ «Нафтопереробний завод Кіриші 2»	Паливо дизельне, автомобільний бензин, гас, зріджені гази, сірка.	98	Ленінградська обл., Киришский р-н, Волховського шосе, д. 11	Проектований
ВАТ НК «Туймаада-нафта»	Паливо дизельне, автомобільний бензин, реактивне паливо, зріджені гази, бітуми.	96	Республіка Саха (Якутія), Алданский р-н, п. Лебединий	Проектований
ВАТ «КНПЗ»		97	Ростовська обл., Кам'янський р-н, п.Чістоозерний, ул.Нефтезаводская д. 1	Проектований
ТОВ «ПНК Волга-Альянс»	Паливо дизельне, автомобільний бензин, зріджені гази, кокс.	96	Самарська обл., Кошкінскій р-н, ст.Погрузная	Проектований
ТОВ «ПЕРШИЙ ЗАВОД»	Паливо дизельне, автомобільний бензин, гас, зріджені гази, бітум.	98	Калузька обл., Дзержинський р-н, сел. полотняний Завод	Проектований
ТОВ «НПЗ Барабинськ»	Паливо дизельне, автомобільний бензин, кокс, зріджені гази, бітум.	95	Новосибірська обл., Куйбишевський р-н, Октябрська сільрада	Проектований
ТОВ «Вторнефтепродукт»	Паливо дизельне, автомобільний бензин, зріджені гази, сірка.	75	Новосибірська обл., м Бердськ, вул. Хімзаводская, д. 11	Проектований
ТОВ «ПНК-Петролеум»	Паливо дизельне, автомобільний бензин, зріджені гази, кокс.	75	Ставропольський край, Изобильненский р-н, п. Солнечнодольск	Проектований
ТОВ «Єнісейський НПЗ»	Паливо дизельне, автомобільний бензин, зріджені гази, кокс.	87	Красноярський край, Ємельяновський р-н, Шуваевское сільрада, 20-й км. Єнісейського тракту (права сторона), дільниця № 38, спорудження 1	Проектований
ТОВ «Албашнефть»	Паливо дизельне, автомобільний бензин, гас, зріджені гази, кокс.	92	Краснодарський край, Канівської р-н, станиця Новомінська	Проектований
ТОВ «ВІТАНД-ОЙЛ»	Бензин автомобільний, паливо дизельне, елементарна сірка	92	Ленінградська обл., Волосовський р-н, сел. Молосковіци	Проектований
ТОВ «Екотон»	бензин автомобільний, паливо дизельне, елементарна сірка	75	Волгоградська обл., Светлоярскій р-н, в 1,5 км у напрямку на південний захід від р.п. світлий Яр	Проектований
ТОВ «Сібнефтеіндустрія»	паливо дизельне, паливо суднове маловязкое, бітум нафтовий	75	Іркутська обл., М Ангарськ, Перший промисловий масив, квартал 17, стр. 11	Проектований
ТОВ «ФОРАС»	автомобільний бензин, паливо дизельне, паливо суднове маловязкое, бітум дорожній, сірка	89	Самарська обл., Сизранський р-н, в районі с. Нова Рачейка, 1-я Промзона, ділянки № 2, 4, 5, 6	Проектований
Нафтопереробний завод ВП дзоти Ф.Т. ""	автомобільний бензин, паливо дизельне, гас, кокс	73,9	363712, Республіка Північна Осетія - Аланія, м Моздок, вул. Промислова, 18	Проектований
ЗАТ «Каспій - 1»	автомобільний бензин, паливо дизельне, мазут	75	Республіка Дагестан, м Махачкала, Південно-Східна промзона, ділянки «А» і «Б»	Проектований
ТОВ «Юргаус»	автомобільний бензин, паливо дизельне, гас, зріджені гази, бітум нафтовий	94	Кемеровська обл., Гур'євський р-н, в 1,5 км на схід від м гурьевской	Проектований

До речі, прочитайте цю статтю теж:

ВАМ БУДЕ ЦІКАВО:

Нафтопереробні заводи Росії Випуск дорожніх бітумів згідно з вимогами нового міждержавного стандарту Будівництво нового комплексу переробки нафтових залишків на Нижегородському НПЗ обійдеться в 90 млрд руб

Принципові технологічні схеми установок Клауса включають в себе, як правило, три різні ступені: термічну, каталітичну і дожига. Каталітична щабель в свою чергу може бути розділена також на кілька стадій, що відрізняються температурним режимом. Ступінь дожига може бути як термічної, так і каталітичної. Кожна з аналогічних ступенів установок Клауса, хоча і мають загальні технологічні функції, між собою відрізняються як за конструкцією апаратів, так і по обв'язки комунікацій. Основним показником, який визначає схему та режим установок Клауса, є склад кислих газів, що подаються на переробку. У кислому газі, що надходить в печі установок Клауса, вміст вуглеводнів має бути якомога менше. Вуглеводні при горінні утворюють смоли і сажу, які, змішуючись з елементної сірої, знижують її якість. Крім того, ці речовини, осідаючи на поверхні каталізатора, знижують їх активність. На ефективність процесу Клауса особливо негативно впливають ароматичні вуглеводні.

Вміст води в кислих газах залежить від режиму конденсації верхнього продукту регенератора установки очищення газу. Кислі гази крім рівноважної вологи, відповідає тиску і температурі в вузлі конденсації, можуть містити також пари метанолу та крапельну вологу. Для запобігання попадання крапельної рідини в реактори установок виробництва сірки кислі гази проходять попередню сепарацію.

Собівартість сірки, одержуваної на установках Клауса, в першу чергу залежить від концентрації H 2 S в кислому газі.

Питомі капітальні вкладення на установці Клауса ростуть пропорційно зниженню вмісту H 2 S в кислому газі. Витрати на обробку кислого газу, що містить 50% H 2 S, на 25% перевищують витрати, необхідні на обробку газу, що містить 90% H 2 S.

Газ перед подачею в камеру згоряння термічної ступені проходить вхідний сепаратор С-1, де відділяється від крапельної рідини. Для контролю концентрації H 2 S в кислому газі на виході з сепаратора С-1 встановлюється поточний газоаналізатор.

Для забезпечення горіння кислого газу в камеру згоряння за допомогою повітродувки нагнітається атмосферне повітря, який попередньо проходить фільтр і підігрівач. Підігрів повітря проводиться для усунення імпульсивного горіння кислого газу і запобігання корозії трубопроводів, так як при згорянні H 2 S можливе утворення SO 3, який при низьких температурах у присутності парів води може утворювати сірчану кислоту.

Витрата повітря регулюється в залежності від кількості кислого газу і співвідношення H 2 S: SO 2 в газі на виході з котла-утилізатора КУ.

Гази згоряння печі реакції (ПР) проходять по трубному пучку котла- утилізатора, де охолоджуються до 500 ° С. При цьому відбувається часткова конденсація сірки. Отримана сірка через серозатвор відводиться з апарату. За рахунок часткового зняття водою тепла реакції в котлі виходить пар високого тиску (Р = 2,1 МПа).

Після котла гази реакції надходять в каталітичний реактор-конвертор Р-1, де сірковуглець і сероксід вуглецю піддаються гідролізу.

Завдяки екзотермічності реакцій, що протікають в конверторі, температура на поверхні каталізатора піднімається приблизно на 30-60 ° С. Це перешкоджає утворенню рідкого осаду сірки, яка, потрапляючи на поверхню каталізатора, знижувала б його активність. Такий температурний режим в конверторі одночасно забезпечує також розкладання продуктів побічних реакцій - COS і CS 2.

Основна частина газу (близько 90%) з реактора надходить для охолодження в трубне простір конденсатора Х-1, а потім направляється в реактор Р-2. Знімання тепла в конденсаторі Х-1 проводиться за рахунок випаровування води в його міжтрубномупросторі з отриманням пара низького тиску (Р = 0,4 МПа). При охолодженні газів в Х-1 відбувається конденсація сірки. Рідка сірка через сіро - затвор відводиться в блок дегазації.

Частина реакційних газів (близько 10%), минаючи конденсатор Х-1, надходить на змішання з більш холодними газами, що відходять з того ж конденсатора. Температура суміші перед входом в реактор Р-1 становить близько 225 ° С.

Для регулювання температури в реакторах Р-1, Р-2, Р-3 (в пусковий період і в разі загоряння сірки) передбачена подача в них пари низького тиску і азоту.

При нормальній роботі температура газів на виході з Х-2 і Р-1 становить 191 і 312 ° С відповідно.

Знімання тепла в апараті Х-2 здійснюється за рахунок випаровування води в його міжтрубномупросторі з отриманням пара низького тиску.

Відходять гази з реактора Р-2 надходять на охолодження в третій конденсатор Х-3, звідки з температурою 130 ° С подається на доочистку.

Для контролю концентрації H 2 S і SO 2 у відхідних газах на виході з Х-3 встановлюються потокові газоаналізатори.

Для запобігання виносу рідкої сірки з газами, що відходять на їх лінії ставиться коагулятор.

Для запобігання затвердіння сірки в Коагулятор передбачена періодична подача в нього водяної пари.

Потоки рідкої сірки, що відводяться з конденсаторів, містять 0,02 0,03% (мас.) Сірководню. Після дегазації сірки концентрація H 2 S в ній знижується до 0,0001%.

Дегазація сірки здійснюється в спеціальному блоці - сірчаної ямі. Це забезпечує нормальні умови складування, завантаження і зберігання газової сірки.

Основна кількість (~ 98%) кислого газу подається в реактор-генератор, який представляє собою паровий котел Газотрубна типу. Технологічний газ - продукти згоряння - послідовно проходить через трубну частину котла і конденсатор-генератор, де охолоджується відповідно до 350 і 185 ° С.

При цьому за рахунок виділився в цих апаратах тепла утворюється водяна пара з тиском 2,2 і 0,48 МПа відповідно.

Ступінь конверсії H2S в сірку в реакторі-генераторі складає 58-63%. Подальше перетворення сірчистих сполук в елементну сірку проводиться в каталітичних конверторах.

Таблиця 1.1 - Склади потоків установки Клауса,% (об.):

Таблиця 1.2 - Тривалість перебування (ф S) технологічного газу в апаратах при різних витратах кислого газу G:

У табл. 1.1 і 1.2 наведені результати обстеження роботи установки.

Ступінь конверсії H2S в сірку в топці реактора-генератора становить 58-63,8, в першому і другому конверторах 64-74 і 43% відповідно. Після останнього ступеня конденсації сірки технологічні гази надходять в піч допалювання.

При витраті газу 43-61 тис. М3 / год піч допалювання забезпечувала практично повне окислювання H 2 S до SO 2. При великій тривалості перебування газу в печі не забезпечується повне перетворення H 2 S в SO 2: на виході з печі концентрація H 2 S в газі становила 0,018-0,033%.

Основні показники газової сірки повинні відповідати вимогам ГОСТ 126-76.

В даний час розроблені десятки модифікованих варіантів схем установок Клауса. Область застосування цих схем залежить як від вмісту сірководню в кислих газах, так і від наявності в них різних домішок, що роблять негативний вплив на роботу установок виробництва сірки.

Для газів з низьким вмістом сірки (від 5 до 20%) проаналізовані чотири варіанти вдосконалених установок Клауса.

Перший варіант передбачає подачу в камеру згоряння (КС) печі кисню замість повітря за типовою схемою. Для отримання стабільних факелів в міру зниження змісту H2S в сировинному газі в камеру згоряння в обхід пальників вводиться потік кислого газу. Струмені потоків забезпечують хороше змішання спалюваних газів з газом, що подається в систему, минаючи пальника. Розміри печі і швидкість потоків вибираються таким чином, щоб забезпечити достатній час контакту для взаємодії між компонентами обох газових потоків. Після камери згоряння подальший хід процесу аналогічний звичайному процесу Клауса.

У другому варіанті сировинної газ перед подачею на згоряння підігрівається за рахунок часткової рекуперації тепла газового потоку, що виходить з камери згоряння. У разі недостатнього попереднього підігріву для отримання в камері згоряння необхідної температури в неї подають паливний газ.

Третій варіант передбачає спалювання сірки. Частина потоку сировинного газу подається в камеру згоряння, попередньо змішуючись з повітрям. Інша частина кислого газу вводиться в камеру згоряння окремими струменями через обвідні лінії. Для підтримки необхідної температури і стабілізації процесу в камері згоряння одержувану рідку сірку додатково спалюють у спеціальній пальнику, змонтованої в КС.

При недостатності тепла в системі в КС подається необхідна кількість паливного газу.

У четвертому варіанті на відміну від попередніх варіантів для процесу не потрібно камера згоряння: кислий газ підігрівається в печі, потім подається в конвертор. Діоксид сірки, необхідний для каталітичної конверсії, отримують в камері згоряння сірки, куди для забезпечення процесу горіння подають повітря. Діоксид сірки з КС проходить котел-утилізатор, потім змішується з підігрітим кислим газом і надходить в каталітичний конвертор.

Аналіз даних таблиць дозволяє зробити наступні висновки:

• - застосування процесу з попереднім підігрівом сировинного газу є кращим при великій вартості кисню;
• - використання кисневого процесу вигідно при ціні кисню менше 0,1 марок 1 м 3.

При цьому на собівартість сірки сприятливо впливають також відносно низькі концентрації H2S в кислому газі;

• - за собівартістю сірки кращі показники має каталітичний процес з отриманням діоксиду сірки з сірки;
• - найдорожчим є процес зі спалюванням сірки. Цей процес може бути застосований при повній відсутності вуглеводнів в сировинному газі, так як наявність вуглеводнів в газі викликає утворення і відкладення вуглецю і смол на каталізаторі, знижує якість сірки.

Малюнок 1.4 - Вплив ціни кисню y на собівартість сірки CS при різних концентраціях H2S в газі:

Таблиця 1.3 - Усереднені показники варіантів переробки малосернистого газу на установці Клауса:

Існує можливість удосконалення процесу Клауса за рахунок двох стадійного перетворення H 2 S в елементну сірку: частина газу в реактор подається за звичайною схемою, а інша частина минаючи реакційну піч, подається на другу сходинку конверсії.

За такою схемою можна переробляти кислі гази при концентрації в них сірководню менше 50% (об.). Чим менше зміст H 2 S в сировину, тим більша частина його, минаючи реакційну камеру, подається в конверторну щабель.

Однак не слід захоплюватися байпасірованіем великого обсягу газу. Чим більше кількість байпасірованного газу, тим вище температура в конверторі, що призводить до збільшення кількості оксидів азоту і трьох - оксиду сірки в продуктах згоряння. Остання при гідролізі утворює сірчану кислоту, яка знижує активність каталізатора за рахунок його сульфатации. Кількість оксиду азоту і SO3 в газах особливо збільшується при температурах понад 1350 ° С. У ВНИИГАЗе розроблена також технологія отримання полімерної сірки. Полімерна сірка відрізняється від звичайних модифікацій сірки високою молекулярною масою. Крім того, вона на відміну від звичайної сірки не розчиняється в сірковуглеці. Остання властивість є основою при визначенні складу полімерної сірки, вимоги до якості якої дано в таблиці 1.4. Полімерна сірка використовується в основному в шинної промисловості.