ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Окислительная конверсия сероводорода в элементную серу (процесс Клауса) из "Технология, экономика и автоматизация процессов переработки нефти и газа" 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. [c.269] Наиболее распространенным и эффективным промышленным методом получения серы является процесс каталитической окислительной конверсии сероводорода Клауса. [c.269] По реакции 1 расходуется до 70 % мае. сероводорода и при этом выделяется значительное количество тепла, которое перед каталитической стадией должно быть утилизировано. Тепло, выделяющееся по реакции 2 (1/5 от всего тепла), позволяет вести каталитический процесс при достаточно низкой температуре и большой объемной скорости без системы съема тепла. [c.269] Процесс термического окисления Н28 осуществляют в основной топке, смонтированной в одном агрегате с котлом-утилизатором. Объем воздуха, поступающего в зону горения, должен быть строго дозирован, чтобы обеспечить для второй стадии требуемое соотношение 802 и Н28 (по стехиометрии реакции 2 оно должно быть 1 2). [c.269] Температура продуктов сгорания при этом достигает 1100-1300 С в зависимости от концентрации Н28 и углеводородов в газе. Вывод серы из реакционной системы, образовавшейся при реакции 2, благоприятствует увеличению степени конверсии Н28 до 95 %. Поэтому стадию каталитической конверсии принято проводить в две ступени с выводом серы на каждой ступени. [c.270] Зависимость степени конверсии Н28 в серу от температуры и давления на обеих стадиях представлена на рис. 7.4. На графике показаны две зоны, разделенные пунктиром высокотемпературная термического окисления (870 26 С) и низкотемпературная каталитическая (426-204 °С). [c.270] Элементная сера существует в различных модификациях — 82, 8б и 8 при высоких температзфах газообразная сера в основном состоит из 82, а ири снижении температуры она переходит в 8б, затем в 8 . Жидкая сера представлена преимущественно модификацией 8 . [c.270] В высокотемпературной зоне с повышением давления степень превращения Н В в серу снижается. В каталитической зоне повышение давления, наоборот, ведет к увеличению степени конверсии, так как давление способствует конденсации элементной серы и более полному выводу из зоны реакции. На практике з величеиие степени конверсии Н28 достигается применением двух или более реакторов-конверторов с удалением серы конденсацией и последующим подогревом газа между ступенями. При переходе от одного реактора к другому ио потоку газа температуру процесса снижают. [c.270] Традиционным катализатором в процессе Клауса вначале являлся боксит. На современных установках преимушественно применяют более активные и термостабильные катализаторы на основе из оксида алюминия. [c.270] Технологическая схема установки производства серы по методу Клауса приведена на рис. 7.5. [c.270] Сконденсированную серу подают через гидрозатвор в подземный сборник серы. В Т-1 генерируют водяной пар с давлением 0,4-0,5 МПа, используемый в пароспутниках серопроводов. Далее в реакторах Р-1 и Р-2 осуществляют двухступенчатую каталитическую конверсию Н28 и 802 с межступенчатым нагревом газов в печах П-2 и П-3 и утилизацией тепла процесса после каждой ступени в котлах-утилизаторах Т-2 iT-3. Скоиденсированпую в Т-2 и Т-3 серу направляют в сборник серы. [c.271] Газы каталитической конверсии второй ступени после охлаждения в котле-утилизаторе Т-3 поступают в сепаратор-скруббер со слоем насадки из керамических колец С-/, в котором их освобождают от механически унесенных капель серы. [c.271] Отходящие из сероуловителя газы направляют в печь П-4, работающую на топливном газе, где при 600-650 °С дожигают непрореагировавшие соединения серы в избытке воздуха. [c.271] Жидкую серу из подземного сборника откачивают насосом на открытый наземный склад комовой серы, где она застывает и хранится до погрузки в железнодорожные вагоны. [c.271] Сера широко применяется в народном хозяйстве — в производстве серной кислоты, красителей, спичек, в качестве вулканизирующего агента в резиновой промышленности и др. [c.271] Вернуться к основной статье