Процесс Клауса

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

клаус сероводород нефтеперерабатывающий

Введение

1. Процесс Клауса

1.1 Описание технологического процесса

Заключение

Список использованных источников

Введение

Процесс Клауса -- процесс каталитической окислительной конверсии сероводорода. Источники сероводорода бывают природные и промышленные. Природными источниками являются месторождения нефти и газа, вулканическая деятельность, разложение биомассы и т.д. Промышленнные источники - переработка нефти и газа (процессы гидроочистки и гидрокрекинга), металлургия и т.д.

Сероводород, получаемый с гидрогенизационных процессов переработки сернистых и высокосернистых нефтей, газоконденсатов и установок аминной очистки нефтяных и природных газов, обычно используют на НПЗ для производства элементной серы, иногда для производства серной кислоты.

1. Процесс Клауса

В промышленности применяются 4 основных способа Клауса для производства элементарной серы из кислых компонентов природного газа и нефтезаводских газов: прямоточный (пламенный), разветвлённый, разветвлённый с подогревом кислого газа и воздуха, прямое окисление. Наиболее широкое применение нашёл прямоточный способ Клауса.

Прямоточный процесс Клауса - применяется при концентрации сероводорода в кислых газах выше 50% объема и концентрации углеводородов менее 2% объема. По этому способу весь кислый газ подаётся на сжигание в печь-реактор термической ступени установки Клауса, выполненную в одном корпусе с котлом-утилизатором. В топке печи-реактора температура достигает 1100-1300єС, и выход серы - 70-75%. Дальнейшее превращение сероводорода в серу осуществляется в две-три ступени на катализаторах при температуре 220-260єС. После каждой ступени пары образовавшейся серы конденсируются в поверхностных конденсаторах. Тепло, выделяющееся при горении сероводорода и конденсации паров серы, используется для получения пара среднего и низкого давления. Выход серы при прямоточном процессе Клауса достигает 96-97%.

1.1 Описание технологического процесса

Установка прямоточного процесса Клауса состоит из двух ступеней получения серы -термической и каталитической.

Кислый газ с температурой не выше 55єС и давлением 0,7 кгс/смІ от установок очистки и осушки газа поступает в сепаратор, где за счёт снижения скорости и отбойной сетки, установленной в верхней части, от него отделяется капельная влага.

Уровень жидкости в сепараторе поддерживается не более 50% от его объёма.

Из сепаратора кислый газ направляется в печь-реактор. Часть кислого газа (1-2%) по отдельному трубопроводу подаётся в печь подогрева. Воздух , необходимый для окисления, перед поступлением в зону реакции проходит камеру подогрева вспомогательной печи. Подогрев воздуха необходим для устранения импульсного горения кислого газа в топке котла при низких загрузках установки.

Продукты реакции камеры сгорания проходят трубный пучок котла , где отдают избыточное тепло котловой воде, и далее направляются в конденсатор-коагулятор. Нагретая котловая вода из межтрубного пространства котла-утилизатора реакционной печи за счёт термосифона поднимается в барабан-паросборник, откуда выделенный пар среднего давления направляется в заводскую сеть пара среднего давления.

Технологические газы из печи с температурой до 370єС направляются на охлаждение в трубный пучок конденсатора. Сконденсировавшаяся сера отделяется в коагуляторе и через гидрозатворы стекает в яму суточного хранения серы. Полученный за счёт испарения воды в межтрубном пространстве конденсатора пар низкого давления направляется в заводскую сеть пара низкого давления.

Из коагулятора непрореагировавшие продукты реакции с температурой не выше 180єС направляются в камеру смешения вспомогательной печи, где подогреваются до температуры более 220єС за счёт смешения с продуктами сгорания небольшого количества кислого газа.

После подогрева в печи технологические газы тремя потоками входят в конвертор. Конвертор заполнен катализатором типа «CR» в количестве 80 тонн, уложенном на слой керамических шариков. Технологические газы проходят сверху вниз слой катализатора, на поверхности которого происходят реакции Клауса и гидролиз COS и CS2 . Так как эти реакции происходят с выделением тепла, то технологические газы на выходе из конвертора имеют температуру на 60-100єС выше, чем на входе. Для конденсации паров серы и выделения её в жидком виде технологические газы охлаждаются до температуры 170єС в трубном пучке конденсатора и коагуляторе, откуда поступают в печь подогрева. Жидкая сера из коагулятора через гидрозатворы отводится в серную яму.

Водяной пар низкого давления, полученный то испарения котловой воды в межтрубном пространстве конденсатора, отводится в заводскую сеть пара низкого давления.

В печи подогрева технологические газы вновь подогреваются выше точки росы серы, до 235єС. Подогрев технологического газа в печи осуществляется сжиганием топливного газа .

В камере смешения печи F03 происходит подогрев технологических газов за счёт смешивания их с продуктами сгорания топливного газа. Нагретые до температуры 235єС технологические газы тремя потоками поступают в конвертор второй ступени. Устройство конвертора В06 аналогично, разница лишь в том, что он заполнен катализатором двух типов: в нижнем слое 60 тонн катализатора «CR», а поверх него уложено 35 тонн катализатора «АМ». Последний имеет ту же характеристику, что и «CR» , но пропитан сульфатом железа для связывания свободного кислорода при ошибке в пропорциональном расходе воздух - топливный газ в печи.

Из конвертора технологические газы поступают в трубное пространство конденсатора (экономайзера), где происходит их охлаждение для конденсации паров серы.

Экономайзер представляет собой трубчатый аппарат, межтрубное пространство которого заполнено водой без паровой подушки. Выделенное тепло используется для подогрева питательной воды до температуры 90-115єС. Из конденсатора технологические газы с температурой 120-150єС проходят коагулятор и направляются на установку доочистки хвостовых газов либо, минуя установку доочистки, в печь дожига.

Выделившаяся жидкая сера из конденсатора и коагулятора через гидрозатворы стекает в серную яму. Жидкая сера из ямы суточного хранения по мере наполнения откачивается насосами на установку дегазации серы, где жидкая сера с помощью насосов циркулирует, разбрызгиваясь через сопла, что обеспечивает выделение из неё растворённых H2S и SO2. Отходящий газ после второй каталитической ступени направляется на установку доочистки хвостовых газов, а затем в печь дожига и через дымовую трубу выбрасывается в атмосферу.

Заключение

Клаус-процесс активно применяется на нефтеперерабатывающих предприятиях, для переработки сероводорода с установок гидрогенизации и установок аминной очистки газов. Основная задача -- достижение 99,5 % извлечения серы без дополнительной очистки отходящих газов.

Список использованных источников

1. Современный справочник по нефтяным топливам и технологиям их производства. М. И. Рустамов, А. С. Гайсин, Д. Н. Мамедов/Под редакцией Т. Н. Шахтахтинского Фонд «Химик».Баку, 2005. 640 с.

2. «Наладка автоматических систем и устройств управления технологическими процессами». Справочное пособие. Под ред. А.С.Клюева. Москва, «Энергия», 1977г.

3. «Исполнительные устройства регуляторов». Справочное руководство. М.С.Слободкин, П.Ф.Смирнов, Ю.Я.Казинер. Москва, «Недра», 1972г.

4. «Технология переработки природного газа и газового конденсата». Н.В.Бусыгина, И.Г.Бусыгин. Оренбург, ИПК «Газпромпечать», 2002г.

Размещено на Allbest.ru