УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРЯМОГО ОКИСЛЕНИЯ СЕРОВОДОРОДА НА ТВЕРДЫХ КАТАЛИЗАТОРАХ > Полезные советы
Тысяча полезных мелочей    

УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРЯМОГО ОКИСЛЕНИЯ СЕРОВОДОРОДА НА ТВЕРДЫХ КАТАЛИЗАТОРАХ

УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРЯМОГО ОКИСЛЕНИЯ СЕРОВОДОРОДА НА ТВЕРДЫХ КАТАЛИЗАТОРАХ

Исмагилова З.Ф. Эльмурзаев А.А. Исмагилов Ф.Р. Статья в формате PDF 113 KB

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.



КРАТКОСРОЧНОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ

КРАТКОСРОЧНОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ  ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ Статья в формате PDF 139 KB...

29 11 2022 15:32:47

ТРАНСПОРТНЫЙ ШУМ В ГОРОДЕ

ТРАНСПОРТНЫЙ ШУМ В ГОРОДЕ Статья в формате PDF 254 KB...

25 11 2022 6:30:52

НОВООБРАЗОВАНИЯ ТОЛСТОЙ КИШКИ

НОВООБРАЗОВАНИЯ ТОЛСТОЙ КИШКИ Статья в формате PDF 105 KB...

23 11 2022 0:59:43

МИТОХОНДРИАЛЬНЫЕ ФЕРМЕНТЫ РАЗНЫХ ОРГАНОВ У СВИНЕЙ

МИТОХОНДРИАЛЬНЫЕ ФЕРМЕНТЫ РАЗНЫХ ОРГАНОВ У СВИНЕЙ Исследована активность трaнcфераз в митохондриях различных органов трех линий свиней породы СМ-1 новосибирской селекции. Определена активность аспартат-аминотрaнcферазы, аланин-аминотрaнcферазы в митохондриях, супернатанте скелетных мышц, сердца и печени животных. В результате эксперимента установлено, что по активности трaнcфераз в митохондриях лучшими являются свиньи линий Светлого и Совета. ...

21 11 2022 2:40:39

Методы лазеротерапии при астматическом бронхите

Методы лазеротерапии при астматическом бронхите Статья в формате PDF 110 KB...

16 11 2022 20:45:55

ВЫБОР СПОСОБА ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ГИДРОУДАРНИКА

ВЫБОР СПОСОБА ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ГИДРОУДАРНИКА Статья в формате PDF 284 KB...

10 11 2022 17:39:16

МЕДИЦИНСКАЯ ПИЯВКА (HIRUDO MEDICINALIS L.) В КРАСНОДАРСКОМ КРАЕ

МЕДИЦИНСКАЯ ПИЯВКА (HIRUDO MEDICINALIS L.) В КРАСНОДАРСКОМ КРАЕ Медицинская пиявка (Hirudo medicinalis L.) относится к классу пиявок (Hirudinea) подклассу настоящих пиявок (Euhirudinea) отряду челюстных пиявок (Ghathobdellidae), роду Hirudo. Более 30 веков она использовалась человеком как лечебное средство. В России велик опыт клинического применения пиявки (гирудотерапия), его расцветом считаются 18-19 века, когда по экспорту пиявки Россия занимала место, равное злаковым культурам, что являлось существенной статьей дохода государственной казны. В статье показаны оптимальные условия среды для обитания медицинской пиявки и возможные лимитирующие факторы ее распространения и численности. Сегодня основной причиной снижения численности пиявки в Краснодарском крае является антропогенный фактор. Так бpaконьерский вылов Hirudo medicinalis привел к сильному подрыву ее популяции в большинстве районов Краснодарского края, по сравнению с серединой 90-х годов, ее численность снизилась до 10 раз. В 2002 г. губернатором Краснодарского края А.Н. Ткачевым было выпущено постановление №955 «Об изучении и сохранении медицинской пиявки на территории Краснодарского края». Важным условием сохранения медицинской пиявки в нашем крае является введение запрета на ее вылов на территории Ростовской области, куда в последнее время сместились рынки нелегальной торговли пиявкой. Идеальным вариантом стал бы запрет на ловлю пиявки во всем Южном федеральном округе и принятие коллективных мер по ее охране. ...

08 11 2022 7:13:20

ТУРБУЛЕНТНЫЙ ПОТОК ЖИДКОСТИ ПО НАКЛОННОЙ ПЛОСКОСТИ

ТУРБУЛЕНТНЫЙ ПОТОК ЖИДКОСТИ ПО НАКЛОННОЙ ПЛОСКОСТИ Статья в формате PDF 129 KB...

05 11 2022 16:43:33

МИКРОВОЛНЫ И КЛЕТКИ ЭПИДЕРМИСА КОЖИ

МИКРОВОЛНЫ И КЛЕТКИ ЭПИДЕРМИСА КОЖИ Статья в формате PDF 119 KB...

04 11 2022 2:40:43

СТРУКТУРА НУКЛОНОВ ИЗ ЕДИНСТВЕННОЙ ЭЛЕМЕНТАРНОЙ ЧАСТИЦЫ

СТРУКТУРА НУКЛОНОВ ИЗ ЕДИНСТВЕННОЙ ЭЛЕМЕНТАРНОЙ ЧАСТИЦЫ На основе представлений о системности мироустройства и о прострaнcтве, как онтологической, непрерывной безмассовой вихревой среде даны определения основных физических понятий (материя, масса, заряд, энергия и т.д.). Физические параметры среды определяют закономерность существования единственной материальной частицы - носителе массы и заряда, названной массон (единство физических представлений об электроне, позитроне и заряде). В соответствии с природными правилами структурирования первочастиц из 273 и 207 массонов формируются гексагональные структуры, соответственно, пи-, и мю-мезонов, а из 7 этих частиц построены нуклоны. Объяснены ядерные силы и свойства всех частиц. ...

30 10 2022 4:22:58

СОВРЕМЕННАЯ НАУКА. КАКАЯ ОНА?

СОВРЕМЕННАЯ НАУКА. КАКАЯ ОНА? Статья в формате PDF 121 KB...

27 10 2022 8:16:44

О ПРОЯВЛЕНИИ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ В СИГНАЛАХ АТМОСФЕРИКОВ

О ПРОЯВЛЕНИИ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ В СИГНАЛАХ АТМОСФЕРИКОВ Статья в формате PDF 104 KB...

24 10 2022 19:32:43

ХРЯЧКОВ ВАЛЕРИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ

ХРЯЧКОВ ВАЛЕРИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ Статья в формате PDF 372 KB...

20 10 2022 23:14:13

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СУБТИПОВ HCV В ГОРОДЕ КРАСНОДАРЕ

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СУБТИПОВ HCV В ГОРОДЕ КРАСНОДАРЕ Статья в формате PDF 110 KB...

17 10 2022 11:55:21

ИТЕРАЦИОННЫЙ МОДУЛЯРНЫЙ ДИЗАЙН ДВУМЕРНЫХ НАНОСТРУКТУР

ИТЕРАЦИОННЫЙ МОДУЛЯРНЫЙ ДИЗАЙН ДВУМЕРНЫХ НАНОСТРУКТУР В данной работе предложена эволюционная модель формирования двумерных структур. Определены алгоритмы формирования структур в априори структурированном двумерном прострaнcтве путем заполнения его в соответствии с определенными эволюционными правилами. ...

13 10 2022 17:45:48

СИСТЕМНАЯ МЕДИЦИНА В САНАТОРНО-КУРОРТНОЙ ПРАКТИКЕ

СИСТЕМНАЯ МЕДИЦИНА В САНАТОРНО-КУРОРТНОЙ ПРАКТИКЕ Статья в формате PDF 144 KB...

12 10 2022 11:23:27

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 ::