Установка для процесса очистки сероводородсодержащих газов



Установка для процесса очистки сероводородсодержащих газов
Установка для процесса очистки сероводородсодержащих газов
Установка для процесса очистки сероводородсодержащих газов
Установка для процесса очистки сероводородсодержащих газов
B01D53/885 - Разделение (разделение твердых частиц мокрыми способами B03B,B03D; с помощью пневматических отсадочных машин или концентрационных столов B03B, другими сухими способами B07; магнитное или электростатическое отделение твердых материалов от твердых материалов или от текучей среды, разделение с помощью электрического поля, образованного высоким напряжением B03C; центрифуги, циклоны B04; прессы как таковые для выжимания жидкостей из веществ B30B 9/02; обработка воды C02F, например умягчение ионообменом C02F 1/42; расположение или установка фильтров в устройствах для кондиционирования, увлажнения воздуха, вентиляции F24F 13/28)

Владельцы патента RU 2639912:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук (ИК СО РАН) (RU)
Акционерное общество "СМП-Нефтегаз" (АО "СМП-Нефтегаз") (RU)

Изобретение относится к очистке сероводородсодержащих углеводородных газов и может быть использовано в химической промышленности. Установка для процесса очистки сероводородсодержащих углеводородных газов от сероводорода с получением элементарной серы содержит реактор 1 прямого окисления сероводорода с катализатором, конденсатор серы 2, последовательный барботер 3, заполненный жидкой серой, промывную противоточную колонну 4. Изобретение позволяет обеспечить высокую степень непрерывной очистки сероводородсодержащих углеводородных газов от сероводорода. 1 ил., 2 табл., 6 пр.

 

Изобретение относится к установкам для процессов очистки сероводородсодержащих углеводородных газов от сероводорода с получением элементарной серы.

Углеводородные газы, сероводородсодержащие газы, попутные нефтяные газы, природные газы являются существенным потенциальным ресурсом для использования в качестве сырья для газохимиии, выработки тепловой и электрической энергии (газопоршневые когенерационные установки). Однако высокое содержание сероводорода (типичное содержание H2S - 1-6 об. %) исключает их использование без предварительной очистки.

Наиболее экономичным и энергоэффективным процессом для очистки углеводородных газов является процесс прямого каталитического окисления сероводорода до элементарной серы, очевидными преимуществами которого являются:

- непрерывность процесса, позволяющего проводить одновременную очистку и получение товарной серы;

- «мягкие» условия реализации процесса (Т=220-280°C), благодаря использованию высокоактивного катализатора;

- возможность селективного удаления сероводорода без существенной конверсии углеводородов очищаемого газа.

Известна установка очистки попутных нефтяных газов с использованием процесса прямого каталитического окисления сероводорода (Girish Srinivas, Steven Gebhard and Michael Karpuk. Sulfa Treat DO TDA's Direct Oxidation Technology for the Oil and Gas Industries. Natural Gas Technologies Conference II February 8-11, 2004, Girish Srinivas, Steven Gebhard. Catalyst and Method for oxidizing hydrogen sulfide. International Patent Application № WO 2013/002791). В предложенном процессе очистки сероводородсодержащий попутный нефтяной газ после нагрева в факельной печи подается в реактор прямого окисления, куда одновременно подается воздух. Процесс осуществляется при температуре 175°C, давлении до 65 бар и позволяет проводить очистку газов, содержащих до 3% сероводорода. Результаты испытаний опытно-промышленной установки показали, что концентрация H2S в очищенном газе не превышает 950 ppm. Степень извлечения серы в данном случае составила более 88% при незначительной конверсии углеводородной части. Температура очищенного газа, отходящего после стадии конденсации серы, составляет 140-150°C. Очищенный газ, содержащий до 0,1 кг паров серы на 1 м3, подается на факельное сжигание без дальнейшего использования.

Известна установка очистки сероводородсодержащих газов «кислых» газов аминовой очистки, которая состоит из вертикального цилиндрического реактора с псевдоожиженным слоем катализатора, конденсатора серы и фильтров для улавливания мелкодисперсной серы в реакторе, проводится газофазное окисление сероводорода кислородом в реакторе на твердых катализаторах, полученная сера отделяется из газовой фазы в кондесаторе при снижении температуры, мелкодисперсная сера удаляется на механическом фильтре с последующим сбросом оставшейся газовой фазы (Исмагилов Ф.Р. Способ утилизации сероводорода в кипящем слое катализатора. «Газовая промышленность», 1993 г., 1, стр. 23-24). Недостатками описанной установки являются потери целевого продукта на фильтрах и энергетические потери из-за повышения гидравлического сопротивления на фильтрах при их забивании мелкодиспергированной серой, что в конечном счете приводит к остановке функционирования установки.

Наиболее близкой по технической сущности является установка очистки газов прямым каталитическим окислением сероводорода кислородом, описанная в патенте на полезную модель №РФ №149826, C01B 17/04, 20.01.2015 «Установка для переработки сероводородсодержащих газов», которая включает реактор окисления сероводорода кислородом в присутствии катализатора с получением элементарной серы, эжектор для эжектирования сероводородсодержащего газа потоком кислородсодержащего газа (воздуха), конденсатор охлаждения отходящих газов, серозатвор для отвода серы (для предотвращения попадания газа в емкость хранения серы, последовательный барботер, заполненный жидкой серой, где происходит дополнительное улавливание серы. Установка используется для очистки высоконцентрированных кислых газов аминовой очистки и обеспечивает высокую степень очистки (свыше 95%).

Однако газ, отходящий с установки, содержит до 0,2 кг серы в виде паров, что при необходимости дальнейшего использования (трубопроводная транспортировка, факельное сжигание) приведет к оседанию серы в трубопроводах (блокировка проходимости), выходу из строя факельных устройств подогревателей или когенерационных энергоустановок.

Изобретение решает задачу непрерывной эффективной очистки сероводородсодержащих углеводородных газов от сероводорода с утилизацией элементарной серы.

Технический результат - высокая степень непрерывной очистки сероводородсодержащих углеводородных газов от сероводорода.

Очищенное газовое сырье можно использовать для транспортировки, выработки тепловой и электрической энергии. Установка безопасна и экологически надежна.

Задача решается следующей конструкцией установки.

Предложена установка для процессов очистки сероводородсодержащих углеводородных газов от сероводорода с получением элементарной серы, содержащая электронагреватель (на схеме не показан), реактор прямого окисления сероводорода с катализатором, конденсатор серы, последовательный барботер, заполненный жидкой серой, противоточную промывную колонну, в которой обеспечивается контакт газа, поступающего из барботера, с технической водой для улавливания паров серы и охлаждения очищенного газа для подачи в трубопроводы или факельные устройства.

Промывная колонна выбирается из расчета соотношения (ρ) расхода потока очищаемого газа (QГ) и промывной воды (QH2O)

, равным 0,7-1.0,

где:

QГ=расход потока очищаемого газа, кг/ч

QH2O=расход потока промывной воды, кг/ч

Установка для процессов очистки сероводородсодержащих газов газовых потоков (Фиг.) содержит реактор прямого окисления сероводорода кислородом, заполненный катализатором, - 1, конденсатор серы - 2, серозатвор для отвода серы (на Фиг. не показан) для предотвращения попадания газа в емкость хранения серы, последовательный барботер - 3, заполненный жидкой серой, где происходит дополнительное улавливание серы, промывную противоточную колонну - 4. В реактор подается подогретый сероводородсодержащий газ и воздух в стехиометрическом соотношении по реакции (1).

В реакторе 1 при контакте газовоздушной смеси с гранулами катализатора при температурах 240÷320°C происходит реакция селективного окисления сероводорода.

Продукты реакции (пары элементарной серы и воды) и компоненты исходной газовой смеси поступают в конденсатор серы 2.

Газ, из которого выделено основное количество серы, поступает в барботер 3, заполненный жидкой серой, где происходит дополнительное улавливание серы. Финальная очистка газового потока от частиц серы и охлаждение происходит в промывной противоточной колонне 4.

Анализ исходного газового сырья и газовых продуктов очистки проводят методом газовой хроматографии в аккредитованной испытательной лаборатории АО «СМП-Нефтегаз».

Анализ содержания серы в отходящих газах проводят весовым методом.

Сущность полезной модели иллюстрируется следующими примерами. Пример 1.

В опытно-промышленный реактор прямого окисления подают предварительно подогретый сероводородсодержащий попутный нефтяной газ, при достижении температуры в реакторе 200°С подают воздух. Парогазовая смесь после реактора последовательно поступает в конденсатор серы, барботер, промывную противоточную колонну. В промывную противоточную колонну подают воду (QH2O) в массовом соотношении к газу, поступающему из барботера, QГ - 0,8.

Примеры 2-6 аналогичны примеру 1, отличаются расходом газа, концентрацией сероводорода, соотношением ρ.

Результаты экспериментов приведены в таблице 1.

Примеры 7-9 по прототипу (РФ №149826, C01B 17/04, 20.01.2015) приведены в таблице 2 для сравнения.

Установка для процесса очистки сероводородсодержащих углеводородных газов от сероводорода с получением элементарной серы, характеризующаяся тем, что содержит реактор прямого окисления сероводорода с катализатором, конденсатор серы, последовательный барботер, заполненный жидкой серой, промывную противоточную колонну.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу утилизации кислых газов, содержащих сероводород и аммиак, по методу Клауса ниже точки росы, включающему термическую и каталитические стадии.

Изобретение относится к способу удаления SOx из топочных газов. Способ удаления SOx из топочных газов из парового котла содержит следующие стадии: (a) нагрев топочного газа перед каталитическим реактором по ходу потока; (b) окисление SO2 в топочном газе до SO3 в каталитическом реакторе по меньшей мере с одним пропусканием катализатора, действующего при температурах в диапазоне 350-450°C; (c) охлаждение окисленного, обогащенного SO3 топочного газа со стадии (b) до температуры выше точки росы H2SO4 топочного газа; (d) дальнейшее охлаждение обогащенного SO3 топочного газа со стадии (с) в охлаждаемом воздухом конденсаторе, посредством этого конденсируется SO3 в виде H2SO4 и производится горячий воздух и очищенный топочный газ; (e) извлечение конденсированной H2SO4 из конденсатора.

Изобретение относится к области производства композиций, содержащих модифицированную серу, которые могут быть использованы для производства строительных материалов - серных бетонов и сероасфальтобетонов, применяемых в различных отраслях строительства, в том числе транспортном, гидротехническом, гидромелиоративном и др.

Изобретение относится к восстановительно-окислительному способу обработки газа, не подвергшегося сероочистке, с применением окислительного аппарата высокого давления в сочетании с абсорбером.

Изобретение относится к восстановительно-окислительному способу обработки газа, содержащего сероводород, с применением окислительного аппарата в сочетании с абсорбером.

Изобретение относится к области химии. .

Изобретение относится к пьезоэлектрическим материалам, в частности к способу получения порошков состава Me-P-S, предназначенных для производства пьезоэлектрических керамических пленок толщиной 2-10 мкм, получаемых термическим напылением в вакууме.
Изобретение относится к способу модификации и грануляции серы и может найти применение в промышленности строительных материалов при производстве вяжущих веществ.
Вяжущее // 2448067
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может найти применение при изготовлении полов, лотков, фундаментов, тротуарных и футеровочных плиток, дорожных ограждений, бортовых камней, других конструкций и сооружений, особенно подверженных кислотной и солевой агрессии.
Изобретение относится к серобетонной смеси и способу ее получения и может найти применение для изготовления строительных изделий. .

Изобретение относится к способу утилизации кислых газов, содержащих сероводород и аммиак, по методу Клауса ниже точки росы, включающему термическую и каталитические стадии.

Изобретение относится к способу утилизации кислых газов, содержащих сероводород и аммиак, по методу Клауса ниже точки росы, включающему термическую и каталитические стадии.

Изобретение относится к химической промышленности. Описан способ получения элементарной серы из отходящих металлургических газов (ОМГ), содержащих оксид серы (IV) (SO2) и кислород, характеризующийся тем, что в нем используют природный газ (ПГ), используют каталитический реактор (КР), имеющий вход и выход, используют катализатор, размещенный внутри упомянутого КР, перед контактом с катализатором доводят температуру смеси ОМГ с ПГ (ГС) до 650-900°С, пропускают упомянутую ГС через слой упомянутого катализатора с получением восстановленного газа (ВГ), содержащего серу, сероводород (H2S), углерода оксид сульфид (COS), углерода оксид (II) (СО), водород (Н2) и непрореагировавший SO2 и перерабатывают упомянутый ВГ на серу методом Клауса.

Изобретение относится к очистке газов и может быть использовано для обессеривания газов различного происхождения, содержащих 0,3-15,0 об.% сероводорода: отходящих газов процесса Клауса, биогазов, природного происхождения, топливных, коксовых печей, выбросов химических производств.

Изобретение относится к катализаторам (вариантам) для селективного окисления сероводорода в элементарную серу, включающим соединения железа и кислородсодержащие соединения неметалла.

Изобретение может быть использовано на предприятиях цветной металлургии. Для получения серы из отходящих металлургических газов, содержащих оксид серы (IV) SO2 и кислород О2, восстанавливают SO2 газом, содержащим монооксид углерода СО и водород Н2, в полом реакторе при температуре 1100-1350°С.

Изобретение относится к области газо- и нефтепереработки, а именно к способам разложения и утилизации сероводорода, и может применяться для производства водорода и серы из сероводорода.

Изобретение относится к катализатору на носителе, предназначенному для селективного окисления соединений серы в остаточном газе от процесса Клауса или в потоках с эквивалентным содержанием элементарной серы или диоксида серы (SO2).

Изобретение относится к химической промышленности. Процесс диссоциации сероводорода на водород и серу проводят в плазме безэлектродного разряда при удельных энерговкладах в диапазоне 0,5-1,0 эВ/мол.

Изобретение может быть использовано в химической, нефтяной и газовой промышленности. Способ включает выработку серы из кислых газов, содержащих сероводород и двуокись углерода в двух каталитических реакторах, доочистку хвостового газа, напорную дегазацию выработанной серы в колонне дегазации с удалением из серы сероводорода с помощью подогретого отдувочного воздуха.

Изобретения относятся к области очистки газовых смесей и дымовых газов и могут применяться в теплоэнергетике. Устройство для очистки выбросов в атмосферу сжигающей топливо установки содержит топку с газоходом, связанным с входными патрубками эжекторов, парогенератор и воздухонагреватель.

Изобретение относится к очистке сероводородсодержащих углеводородных газов и может быть использовано в химической промышленности. Установка для процесса очистки сероводородсодержащих углеводородных газов от сероводорода с получением элементарной серы содержит реактор 1 прямого окисления сероводорода с катализатором, конденсатор серы 2, последовательный барботер 3, заполненный жидкой серой, промывную противоточную колонну 4. Изобретение позволяет обеспечить высокую степень непрерывной очистки сероводородсодержащих углеводородных газов от сероводорода. 1 ил., 2 табл., 6 пр.

Наверх