УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРЯМОГО ОКИСЛЕНИЯ СЕРОВОДОРОДА НА ТВЕРДЫХ КАТАЛИЗАТОРАХ
Присутствие сероводорода в природном и попутном нефтяном газе значительно ухудшает его качество как сырья для различных технологических процессов и как технологического топлива вследствие повышенной коррозионной активности, способности отравлять катализаторы и вступать в реакции с углеводородными компонентами газа при хранении и применении. С вводом в эксплуатацию новых газовых и газоконденсатных месторождений, которые хаpaктеризуются высоким содержанием кислых компонентов (Н2s, CO2) и сераорганических соединений, перед газовой отраслью встали новые задачи по разработке и усовершенствованию процессов газоочистки с учетом возрастающих требований по экологической безопасности и энергоресурсосбережению. В нефтепереpaбатывающей и нефтехимической промышленности также сохраняется необходимость внедрения новых установок сероочистки. На небольших газопереpaбатывающих заводах страны значительный объем сероводорода не используется из-за отсутствия мощностей по производству серы и несовершенства используемых процессов. Одним из перспективных методов сероочистки является прямое окисление сероводородсодержащих газов на твердых катализаторах. Однако, процессу хаpaктерен заметный унос части не сконденсировавшейся серы, в виде аэрозоля, вместе с отходящими газами, что снижает экономическую и экологическую ценность процесса и препятствует его широкому внедрению в нефтегазовой отрасли.
Целью работы является повышение эффективности процесса прямого каталитического окисления сероводородсодержащих газов на твердых катализаторах за счет снижения уноса аэрозольной серы.
Извлечение серы из продуктов превращения сероводорода, как на установках Клауса, так и на установках прямого окисления осуществляется в конденсаторах серы, установленных после реакционного аппарата. Однако, в случае прямого окисления, и в первую очередь в процессах окисления высококонцентрированного сероводородсодержащего газа в кипящем слое катализатора, как показали наши исследования, унос серы после конденсатора достигает 10%. В отдельных случаях, в результате отклонения от условий ведения процесса или из-за нарушения температурного режима эксплуатации конденсаторов серы, унос серы может достигать до 24%. Это приводит к потере серы и загрязнению окружающей серы SO2. Так, баланс газового потока в конденсаторе серы, полученный при окислении кислого газа Туймазинского ГПЗ на опытной установке, показывает, что степень улавливания паров серы составляет 92%, т.е. 8% получаемой серы в виде аэрозоли уносится в печь дожига, где после сжигания ее до SO2 выбрасывается в атмосферу.
Окисление в стационарном слое проводили с использованием катализаторов сотовой структуры ИК-30, ИК-40 и гранулированного катализатора К-16У. Блочные катализаторы сотовой структуры изготовлены ИК СО РАН путем нанесения активного компонента V2O5 на инертные носители - керамику и γ-Al2O3, К-16У является массивным гранулированным катализатором, содержащим в качестве активного компонента оксиды ряда металлов. Для проведения процесса окисления в кипящем слое использован катализатор, изготовленный по ТУ 60922-86.
Изучено применение органических растворителей при улавливании аэрозольной серы. Исследованы доступные органические вещества, выпуск которых как товарных продуктов налажен в промышленном масштабе. Установлено, что в порядке возрастания эффективности по растворимости и улавливанию аэрозольной серы органические соединения располагаются в следующий ряд: амины, двухатомные спирты (моноэтиленгликоль-МЭГ и пропиленгликоль-ПГ) с добавкой амина, полиэтиленгликоль (ПЭГ-7) и с добавкой аминов, углеводородные фpaкции, галогенпроизводные бензола.
Из рассмотрения этого ряда следует, что растворимость серы в полиэтиленгликоле выше, чем в двухатомных спиртах; растворимость серы в водных растворах амина выше, чем в чистом амине; добавление аминов к спиртам увеличивает их эффективность в процессе сероулавливания, причем с увеличением концентрации амина эффект возрастает; добавление аминов к полиэтиленгликолю оказывается более значимым по сравнению с двухатомными спиртами. Эти результаты согласуются с литературными данными об активности серы при взаимодействии с органическими веществами при добавлении нуклеофильных агентов, каковыми и являются, например, амины.
В работе исследована возможность регенерации растворителей, исследованных при улавливании аэрозольной серы. Показано, что хлорбензол легко регенерируется простой отгонкой при 110-1150С, в случае остальных растворителей может быть применен метод регенерации путем осаждения серы из раствора при пониженных температурах. Показано, что исследованные растворители при температуре 130-1400С могут быть использованы и без регенерации. В этом случае, после насыщения растворителя, жидкая сера выделяется из раствора, образуя нижний слой, который может отводиться из абсорбционной колонны непрерывно. Использование хлорбензола в технологическом процессе нежелательно из-за его высокой летучести.
Безрегенерационный метод очистки отходящих газов от аэрозольной серы испытан с использованием ПЭГ-7 в опытном процессе прямого окисления сероводорода в кипящем слое катализатора. Абсорбер-сероулавитель представлял собой насадочный аппарат (кольца Рашига), имеющий устройство для слива абсорбированной жидкой серы с нижней части аппарата при температуре 120-1400С. Использование «мокрого» сероулавителя позволяет довести суммарный выход серы в расчете на исходный сероводород с 92% до 98-99.
Испытан метод введения в очищаемый газ распыленной жидкой серы. Сущность метода заключается в том, что в поток отходящих газов с температурой 230-250°С, перед подачей в конденсатор-коагулятор, через распылительное устройство вводят жидкую серу, в количестве 5-10% по отношению к содержанию парообразной серы в отходящем очищаемом газе. Общий поток далее направляют, для охлаждения, в трубное прострaнcтво конденсатора-коагулятора серы, заполненного пористой насадкой и имеющей температуру 150-160°С. Степень конденсации паров серы увеличивается за счет введения в поток очищаемого газа распыленной жидкой серы, которая создает дополнительные центры коагуляции серы. Введение в поток очищаемого газа распыленной серы способствует также увеличению толщины пленки жидкой серы на поверхности насадки, что также положительно влияет на повышение степени очистки газа от аэрозольной серы.
Использование предлагаемого способа позволит повысить степень очистки газа каталитического окисления сероводорода от аэрозольной серы с 75% до 90-96% и снизить содержание сероводорода в очищаемом газе в среднем на 0,05%.
Предложен метод регулирования температурного режима конденсатора серы. Усовершенствование сводится к изменению условии конденсации паров серы, а именно, конденсацию предложено вести ступенчато, температуру на начальном участке по ходу газа поддерживали 170-190°С а на остальном участке насадки 130-150°С. Длина начального участка насадки варьировали от 10 до 30% от всей ее длины. Повышение степени очистки объясняется следующим образом. При температуре 170-190°С основная часть жидкой серы конденсируется, а несконденсировавшаяся часть, имея наибольшую вязкость (55,0-933 Па с) направляется на охлаждение на последующую часть насадки с температурой 130-160°С, которая при этой температуре имеет на поверхности пленку жидкой серы с наименьшей вязкостью.
Для получения газа, содержащего аэрозольную серу, использовали опытную установку прямого окисления сероводородсодержащего газа в кипящем слое катализатора при температуре 250°С. В качестве сырья использовалась смесь кислых газов с установки аминовой очистки с содержанием сероводорода 95% и заводской топливный газ при объемном соотношении 1:10, что позволило поддерживать концентрацию паров серы в пределах 5,9-6,01 г/м3.
Регулирование температуры по участкам, по предлагаемому методу, может быть пpaктически осуществлено в двухступенчатых котлах-утилизаторах, например, в котле Г-105/300 БЦ, или в котлах с вертикальным расположением труб-В-90Б, В-460Б.
Разработан двухстадийный процесс окисления высококонцентрированных сероводородсодержащих газов. На первой стадии окисление предложено вести в псевдоожиженном слое катализатора, на второй стадии отходящие газы подают в стационарный слой блочного катализатора сотовой структуры для доокисления сероводорода с конденсацией паров аэрозольной серы. Использование на второй стадии катализаторов сотовой структуры с одновременной подачей в высококонцентрированный сероводород инертного газа позволяет довести общий выход серы до 98-99%. Предложено в качестве инертного газа использовать азот и углекислый газ, содержащийся в продуктах окисления, т.е. осуществлять рециркуляцию части отходящих после второй стадии газов в начале процесса на смешение с сырьевым газом.
Наиболее высокий выход серы достигнут при окислении кислородом воздуха с содержанием 70-95%об. сероводорода при соотношении кислород/инертный газ (0,1-0,16):1. Показано, что дальнейшее повышение концентрации инертного газа - азота нецелесообразно.
Результаты пилотных исследований использованы при разработке технологического регламента на проектирование двухступенчатой установки утилизации высококонцентрированных сероводородсодержащих газов (более 60%). Технология позволяет утилизировать газовые выбросы, хаpaктеризующиеся непостоянством содержания сероводорода и расхода газа на первой стадии, включает окисление сероводорода в кипящем слое катализатора в стехиометрическом соотношении с воздухом. На второй стадии, отходящие газы доокисляются на блочных катализаторах сотовой структуры с одновременным улавливанием на нем остаточной серы.
Таким образом, использование разработанных методов улавливания капельной серы в отходящих газах установок прямого окисления позволяет достичь не только экономического, но и экологического эффекта за счет снижения выбросов сернистого ангидрида.
Статья в формате PDF 366 KB...
28 03 2024 6:21:51
Статья в формате PDF 206 KB...
27 03 2024 13:51:15
Статья в формате PDF 104 KB...
26 03 2024 19:55:14
Статья в формате PDF 249 KB...
25 03 2024 16:49:43
Статья в формате PDF 101 KB...
24 03 2024 21:36:33
Статья в формате PDF 339 KB...
23 03 2024 10:21:37
Статья в формате PDF 121 KB...
22 03 2024 5:51:46
Статья в формате PDF 283 KB...
21 03 2024 16:55:46
Статья в формате PDF 122 KB...
20 03 2024 19:15:40
19 03 2024 18:41:17
Статья в формате PDF 125 KB...
18 03 2024 1:25:45
Статья в формате PDF 552 KB...
17 03 2024 13:13:15
Статья в формате PDF 135 KB...
15 03 2024 13:46:33
Проводился анализ изменений биоэлектрической активности головного мозга и сверхмедленной активности в нервной, дыхательной и сердечно-сосудистой системах в процессе адаптивного биоуправления с биологической обратной связью по параметрам церебральной гемодинамики и медитации. Осуществлялась регистрация сверхмедленной активности нервной и сердечно-сосудистой систем и локализация биоэлектрической активности нервной системы. Выявлено вовлечение различных мозговых структур в реализацию поведенческих стратегий в группах обучившихся различным видам самоуправления, что говорит о различии механизмов достижения конечного результата. Полученные результаты свидетельствуют о вовлечении кардиореспираторной синхронизации в изменение биоэлектрической активности только при релаксации с помощью адаптивного биоуправления. Осуществлена проверка резонансной гипотезы релаксации, согласно которой при совпадении частот изменения дыхания, биоэлектрической активности мозга, сердечного ритма и сосудистого тонуса происходит усиление активности в вовлекаемых в резонансный ответ структурах. ...
14 03 2024 12:24:20
Статья в формате PDF 119 KB...
13 03 2024 5:43:57
Статья в формате PDF 314 KB...
12 03 2024 1:39:38
Статья в формате PDF 2874 KB...
11 03 2024 18:35:24
Статья в формате PDF 336 KB...
10 03 2024 18:13:48
Статья в формате PDF 119 KB...
09 03 2024 19:27:31
Статья в формате PDF 258 KB...
08 03 2024 19:35:26
Статья в формате PDF 144 KB...
07 03 2024 15:47:23
Статья в формате PDF 133 KB...
06 03 2024 14:44:51
Целью исследования является оценка возможности ранней дифференциальной диагностики доброкачественных и злокачественных опухолей опopно-двигательной системы с помощью инфpaкрасной спектроскопии плазмы крови. При этом бралась венозная кровь из локтевой вены у контрольной группы пациентов с заранее установленным диагнозом существующими методами, после чего выделялась плазма. Исследуемая плазма крови помещалась в жидкостную кювету. Спустя 1,5-2 часа исследуемая кювета помещалась в ИК–Фурье- спектрометр. Снимался спектр пропускания плазма крови. Вычислялся коэффициент пропускания по данным снятых спектров. Затем рассчитывались коэффициенты объемного поглощения. В процессе экспериментов нами был вычислен статистически значимый уровень β = 700 см–1, ниже которого находились значения, соответствующие доброкачественным опухолям, выше- злокачественным опухолям. ...
05 03 2024 7:23:48
Статья в формате PDF 123 KB...
04 03 2024 2:52:20
Статья в формате PDF 100 KB...
03 03 2024 14:37:19
Статья в формате PDF 126 KB...
02 03 2024 22:39:21
Статья в формате PDF 272 KB...
01 03 2024 14:54:27
Статья в формате PDF 267 KB...
29 02 2024 10:47:40
Статья в формате PDF 116 KB...
27 02 2024 7:49:45
Статья в формате PDF 1477 KB...
26 02 2024 14:15:21
Статья в формате PDF 101 KB...
25 02 2024 22:54:28
Статья в формате PDF 132 KB...
24 02 2024 16:32:47
Статья в формате PDF 119 KB...
23 02 2024 18:33:46
Исследованы показатели сердечнососудистой системы (систолическое, диастолическое давление, частота сердечных сокращений, пульсовое давление и минутный объем крови) у студентов обоего пола среднего учебного заведения в условиях учебной нагрузки до и после занятий в разные дни недели в начале и конце семестра. Возраст участников исследования составлял 18–20 лет. При анализе результатов выявлены пoлoвые и циркосептальные особенности реакции сердечнососудистой системы на учебную нагрузку. Было установлено, что в течение недели после учебной нагрузки происходит снижение артериального давления, особенно у дeвyшек, причем в начале семестра изменения в большей степени выражены в первой половине недели. Результаты свидетельствуют о развитии утомления и снижении адаптационных процессов, что необходимо учитывать при составлении расписания занятий и планировании учебной нагрузки. ...
22 02 2024 11:21:16
Статья в формате PDF 136 KB...
21 02 2024 1:29:19
Статья в формате PDF 124 KB...
20 02 2024 22:46:59
Самоорганизация мерзлотных геохимических ландшафтов определяется явлением криобиогенеза и эффектами, которые он вызывает. Криобиогенез - это единство и взаимосвязь биогенных и криогенных процессов, формирующих мерзлотную экосистему, в которой геохимические процессы и миграция химических процессов тесно взаимосвязаны и взаимообусловлены энергией, веществом и информацией живого вещества и криогенеза. Главным условием возникновения и развития мерзлотных ландшафтов является непрерывный периодический (зима-лето) круговорот вещества во времени - криогенный и биогенный, проявляющийся в единстве, взаимодействии и соответствии друг с другом. Периодичность и взаимодействие этих главных противоположных процессов обеспечивают целостность и устойчивость системы. Периодичность явлений (зима-лето, оледенение - межледниковье) - важный признак мерзлотных ландшафтов. Этот признак обобщающий критерий и мера самоорганизации системы. В мерзлотном ландшафте биологический круговорот выполняет основную организующую роль. Он связывает воедино биогенный и криогенный циклы миграции - потоки вещества и энергии биогенеза и криогенеза, создают новую информационную систему, отличную от исходных составляющих. Криогенез и самоорганизация наиболее ярко проявляются в экосистемах на рудных провинциях, геохимически специализированных породах, нефтегазоносных и угленосных породах. Высокая самоорганизация мерзлотных ландшафтов (экосистем) Северной Азии с высокой биопродуктивностью и биоразнообразием с обилием животных (звери и рыбы) были главным фактором этногенеза. ...
19 02 2024 21:45:10
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::