Способ получения гранулированной серы


 


Владельцы патента RU 2545281:

Общество с ограниченной ответственностью "Альцел" (ООО "Альцел") (RU)

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано на предприятиях, получающих гранулированную серу в виде готовой продукции. Предложен способ получения гранулированной серы путем введения жидкой серы в воду. Жидкая сера под напором от 900 Па до 9000 Па истекает из отверстия диаметром от 0,5 мм до 2,5 мм в виде вертикальной сплошной струи и попадает в воду. Расстояние между точкой истечения струи серы и поверхностью воды составляет не более 80 мм. Получаемые сферические гранулы серы представляют собой наилучшую геометрическую форму твердой серы, отличающуюся наиболее благоприятным соотношением массы и объема и наибольшей механической прочностью. Однородность гранулометрического состава и сферическая форма частиц повышают точность дозирования гранулированной серы любым типом дозатора. Изобретение позволяет получить гранулированную серу в виде сферических частиц заданного диаметра.

 

Заявляемое изобретение относится к области химической промышленности и может быть использовано на предприятиях, получающих гранулированную серу в виде готовой продукции.

Известен способ воздушного гранулирования серы (Технология переработки сернистого природного газа. М.: Недра. 1993 г., с.114-115), в котором расплавленная сера подается в диспергатор, расположенный в верхней части гранулятора, представляющего собой цилиндрическую башню высотой 40-90 м. Истекая из диспергатора, капли жидкой серы, находящиеся в свободном падении, охлаждаются восходящим потоком воздуха и кристаллизуются. Воздух для охлаждения серы подается в нижнюю часть башни гранулятора и отводится вентилятором через жалюзийные решетки из верхней части. Готовая продукция удаляется из-под башни гранулятора. Способ имеет следующие недостатки: большие капитальные затраты при строительстве гранулятора; сложная система очистки отходящих газов от серной пыли; взрыво- и пожароопасность способа.

В способе гранулирования серы (авт. свид. 1640105, МПК5C01B 17/02) в качестве хладагента используют пар. Жидкая сера в виде капель истекает из диспергатора, находящегося в верхней части башни-гранулятора. По мере прохождения по высоте башни потоки серы охлаждаются восходящим потоком влажного насыщенного пара и застывают. При этом вся влага, содержащаяся в паре, полностью выпаривается, сухой пар отводится из верхней части башни-гранулятора в сепаратор. Далее пар направляется в теплообменник, где достигаются его необходимая температура и влажность, и направляется в нижнюю часть башни-гранулятора для повторного использования. Способ имеет следующие недостатки: непрерывное повышение кислотности пара, циркулирующего по замкнутому контуру, что вызывает коррозию оборудования и кислотность готовой продукции; высокая температура пара влечет за собой повышенные требования к оборудованию и нормам техники безопасности для обслуживающего персонала; высокие энергозатраты для получения пара.

В способе грануляции серы (патент РФ 1619631, МПК C01B 17/02) жидкая сера, истекающая из диспергатора в виде отдельных капель, охлаждается струями воды, создаваемыми распыляющими форсунками и направляемыми в сторону капельного потока серы под углом 10-90°.

Сущность известных способов получения гранулированной серы сводится к истечению расплава серы через отверстие в виде отдельных капель, которые в процессе свободного падения охлаждаются воздухом, сырым водяным паром или струями воды. Практическая реализация этих способов требует больших капитальных затрат при строительстве грануляционных башен высотой 40-90 м, сложной системы очистки отходящих газов или пара от серной пыли, нейтрализации закисленного отработанного пара. Общий недостаток этих способов связан с трудностями поддержания стабильного режима истечения расплава серы в виде капель, что приводит к получению гранул серы неправильной формы с и большим разбросом по размерам.

В способе Rotoform (фирма Sandvik Process Systems) расплав серы также истекает в виде отдельных капель, падающих на охлаждаемую металлическую поверхность. Получаемые по этому способу гранулы серы имеют форму чешуек с полусферической поверхностью, которые истираются при контакте друг с другом из-за эффекта рычага, увеличивающего разрушающие силы, что приводит к образованию пожаро- и взрывопасной дисперсной серы.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ водной грануляции серы (Технология переработки сернистого природного газа. Справочник М.: Недра 1993 г., с.109-111.), в котором расплавленная жидкая сера поступает в диспергатор, расположенный в верхней части бака гранулятора, куда непрерывно подается вода, причем перед падением в воду струя жидкой серы в воздухе распадается на отдельные капли. Капли жидкой серы падают в воду и охлаждаются, превращаясь в гранулы. Нижняя часть бака переходит в конус с выходным отверстием и гидрозатвором, через который пульпа, состоящая из воды и гранул серы, выводится из бака-гранулятора. Охлаждение и грануляция происходят в толще циркулирующего водяного слоя. Существенным недостатком наиболее близкого технического решения является то, что получаемые гранулы имеют неправильную форму и большой разброс по размерам.

Задачей предлагаемого изобретения является получение гранулированной серы в виде сферических частиц строго заданного диаметра, что исключает образование мелкодисперсной фракции серы при погрузо-разгрузочных работах и транспортировке, и дозировании гранулированной серы, то есть делает безопасным обращение с продуктом в сравнении с наиболее близким техническим решением. Сферические гранулы серы, получаемые в предлагаемом изобретения, представляют собой наилучшую геометрическую форму твердой серы, отличающуюся наиболее благоприятным соотношением массы и объема и наибольшей механической прочностью. Однородность гранулометрического состава и сферическая форма частиц повышают точность дозирования гранулированной серы в сравнении с наиболее близким техническим решением любым типом дозатора.

Указанная задача решается тем, что жидкая сера под напором от 900 Па до 9000 Па истекает из отверстия диаметром от 0,5 мм до 2,5 мм в виде вертикальной сплошной струи в ламинарном режиме и попадает в воду, причем расстояние между точкой истечения струи серы и поверхностью воды составляет не более 80 мм. Нами опытным путем установлено, что при соблюдении приведенных выше режимов истечения жидкой серы струя серы, попадая в воду, самопроизвольно распадается на частицы правильной сферической формы одного размера, которые, по мере свободного падения в слое воды, охлаждаются и кристаллизуются.

Температура жидкой серы, истекающей из отверстия, при реализации предлагаемого способа, может составлять от 120°C до 160°C, температура воды, в которую падает струя серы - от 10°C до 90°C, причем эти параметры не оказывают существенного влияния на форму и гранулометрический состав получаемого продукта.

Наиболее целесообразно напор жидкой серы в пределах 900-9000 Па создавать, поддерживая высоту слоя жидкой серы в сосуде с отверстием, из которого истекает струя серы, в пределах от 0,05 м до 0,5 м. Диаметр отверстия для истечения серы должен составлять 0,5 мм до 2,5 мм, а расстояние между точкой истечения струи серы и поверхностью воды - не более мм до 80 мм. При напоре жидкой серы менее 900 Па или диаметре отверстия для истечения менее 0,5 мм струя серы, ударяясь о поверхность воды, образует плоские пластинки неправильной формы, то есть не выполняется задача предлагаемого изобретения. При напоре жидкой серы более 9000 Па, диаметре отверстия для истечения более 2,5 мм или расстоянии между точкой истечения струи серы и поверхностью воды более 80 мм процесс самопроизвольного распада струи нарушается, и в получаемом продукте появляется примесь частиц серы неправильной формы и агломератов из слипшихся в процессе охлаждения и кристаллизации частиц неправильной формы.

Нижний предел расстояния между точкой истечения струи серы и поверхностью воды составляет около 10 мм, что позволяет исключить соприкосновение дна емкости с расплавом серы с поверхностью воды.

Пример 1. Предварительно в стальной теплоизолированной емкости, на наружной стенке которой размещен ленточный электрический нагреватель, приготовили расплав серы с температурой 155°C. Стальную емкость с отверстием диаметром 1,0 мм в дне установили над колонной, заполненной водой с температурой 20°C так, что расстояние между дном емкости и поверхностью воды составило 60 мм. Затем расплав серы залили в стальную емкость с отверстием диаметром 1,0 мм в дне, предварительно нагретую до 155°C с помощью ленточного электрического нагревателя, размещенного снаружи стенки, причем высоту слоя жидкой серы в сосуде с отверстием поддерживали 0,35 м, что соответствует напору 6200 Па. Происходило истечение сплошной струи жидкой серы из отверстия в воду и самопроизвольный распад струи серы в воде на сферические капли диаметром 3 мм, которые в процессе свободного падения в слое воды охлаждались и кристаллизовались. Твердые гранулы серы отделили от воды на металлической сетке и получили сыпучий продукт в виде сферических гранул серы диметром 3 мм с влажностью 8,5%. Сушку гранул до остаточной влажности 0,1% проводили при 80°C в электрическом сушильном шкафу. Полученная гранулированная сера по всем показателям соответствовала ГОСТ 27.1-93. По результатам испытаний полученной гранулированной серы согласно методике Канадского Института Серы на первом уровне стандартного теста на хрупкость образуется менее 0,5% пыли.

Параметры других примеров реализации предлагаемого способа, которые осуществляли аналогично примеру 1, приведены в таблице.

Таблица
№ примера Напор жидкой серы, Па Диаметр отверстия для истечения серы, мм Расстояние между точкой истечения и поверхностью воды, мм Температура, °C Внешний вид полученного продукта
жидкой серы воды
1. 6200 1,0 60 140 25 Сферические гранулы диаметром 3 мм
2. 8000 2,5 80 155 10 Сферические гранулы диаметром 6,5 мм
3. 9000 2,0 20 125 80 Сферические гранулы диаметром 6 мм
4. 900 0,5 20 140 20 Сферические гранулы диаметром 1,5 мм
5. 800 0,5 20 150 25 Смесь сферических гранул диаметром 1,5 мм и плоских чешуек неправильной формы
6. 9500 2,0 60 130 20 Смесь сферических гранул диаметром 6,5 мм и агломератов неправильной формы
7. 9000 0,4 70 125 20 Смесь сферических гранул диаметром около 1,5 мм и плоских чешуек неправильной формы
8. 9000 2,8 30 150 20 Смесь сферических гранул диаметром 6,5 мм и агломератов неправильной формы
9. 800 0,5 20 150 25 Смесь сферических гранул диаметром 1,5 мм и плоских чешуек неправильной формы
10. 4000 1,5 65 140 40 Смесь сферических гранул диаметром 5 мм и агломератов неправильной формы
11. 2100 1.0 40 155 10 Сферические гранулы диаметром 3 мм

Способ получения гранулированной серы путем введения жидкой серы в воду, отличающийся тем, что жидкая сера под напором от 900 Па до 9000 Па истекает из отверстия диаметром от 0,5 мм до 2,5 мм в виде вертикальной сплошной струи в и попадает в воду, причем расстояние между точкой истечения струи серы и поверхностью воды составляет не более 80 мм.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ отделения расплавленной серы от текучей среды включает введение жидкой смеси, содержащей окислительно-восстановительный раствор и расплавленную серу в резервуар, имеющий верхнюю часть, нижнюю часть, зону газообразной фазы, зону окислительно-восстановительного раствора и зону расплавленной серы.

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли и предназначено для использования при дегазации жидкой серы. .

Изобретение относится к способам переработки остатков автоклавного выщелачивания сульфидных материалов цветной металлургии и может быть использовано для выделения образовавшейся на выщелачивании элементарной серы из окисленной пульпы с получением серного и сульфидного концентратов.
Изобретение относится к способам удаления сероводорода из жидкой серы и предназначено для использования на предприятиях нефтегазоперерабатывающей промышленности в производстве элементарной серы.
Изобретение относится к очистке жидкой серы от токсичных примесей, в частности от сероводорода, в процессах обессеривания в нефтепереработке. .

Изобретение относится к способам удаления сероводорода из серы в растворенном состоянии и в виде полисульфидов формулы H2Sx, где x2. .

Изобретение относится к получению чистой серы путем удаления из нее сероводорода. .

Изобретение относится к области химической промышленности и может быть использовано на предприятиях, получающих элементарную серу в виде готовой продукции. .

Изобретение относится к технологии производства полимерных гранул, используемых для получения ионообменных смол. Способ включает подачу эмульсии монодисперсных капель в реактор, перемешивание эмульсии до достижения точки желатинизации и передачу прошедших форполимеризацию капель на дальнейшую обработку.

Изобретение относится к технологии производства полимерных гранул, используемых для получения ионообменных смол. Реактор содержит корпус, оснащенный по меньшей мере одним входом для введения эмульсии монодисперсных капель в водном растворе стабилизатора, выходом для вывода эмульсии, содержащей монодисперсные капли, достигшие упругого состояния, расположенным в нижней части корпуса, средство для циркуляции раствора стабилизатора, средство для перемешивания эмульсии.

Изобретение относится к технологии гранулирования различных химически однофазных или многофазных жидких веществ, например растворов и суспензий, преимущественно для последующей их сублимационной сушки и получения материалов в виде ультрананодисперсных порошков.

Изобретение относится к технологическому оборудованию для гранулирования различных растворов или суспензий, преимущественно для последующей их сублимационной сушки и получения материалов в виде ультра- и нанодисперсных порошков.

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к грануляционному устройству для грануляции жидкого расплава. .

Изобретение относится к способу получения гранулята, содержащего одну или несколько солей комплексообразователя общей формулы (I), из исходного водного раствора, содержащего одну или несколько солей комплексообразователя в концентрации от 10 до 80 мас.% в пересчете на общую массу этого исходного водного раствора. Способ осуществляют в вихревом аппарате, в котором одна направленная снизу вверх центральная или одна или несколько расположенных в области центральной оси вихревого аппарата газообразных движущих струй создают внутреннее петлевое движение с образованием вихревой зоны. К верхнему концу этой зоны примыкает зона фонтанирования, переходящая в зону обратного движения в области стенок вихревого аппарата, которая снова в своей нижней области переходит в вихревую зону, куда исходный водный раствор впрыскивают в одну или несколько газообразных движущих струй и при этом высушивают с получением гранулята, который выводят из этого вихревого аппарата. В формуле (I) R′ обозначает атом водорода или одну из групп или причем R′′ представляет собой атом водорода, алкильный остаток с 1-12 атомами углерода или остаток -(CH2)q-COOM, где q = от 1 до 5, n и m соответственно являются целым числом от 0 до 5, R′′′ представляет собой атом водорода или алкильный остаток с 1-12 атомами углерода, или алкенильный остаток с 2-12 атомами углерода, который дополнительно может содержать до 5 гидроксильных групп в качестве заместителей, или одну из групп или в которых о и p соответственно являются целым числом от 0 до 5, а М независимо друг от друга обозначают атом водорода, щелочной металл, щелочноземельный металл, ион аммония или замещенный ион аммония в соответствующих стехиометрических количествах. Способ позволяет получать гранулят с улучшенным объемно-временным выходом и качеством, с более плотной и равномерной формой частиц. 10 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.
Наверх