RU2642861C1 - Unit for producing elemental sulphur from hydrogen sulphide - Google Patents
Unit for producing elemental sulphur from hydrogen sulphide Download PDFInfo
- Publication number
- RU2642861C1 RU2642861C1 RU2016131054A RU2016131054A RU2642861C1 RU 2642861 C1 RU2642861 C1 RU 2642861C1 RU 2016131054 A RU2016131054 A RU 2016131054A RU 2016131054 A RU2016131054 A RU 2016131054A RU 2642861 C1 RU2642861 C1 RU 2642861C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- tank
- shut
- volume
- water
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/02—Preparation of sulfur; Purification
- C01B17/04—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides
- C01B17/05—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by wet processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/06—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/02—Hydrogen or oxygen
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Abstract
Description
Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, в частности к установкам для получения элементарной серы из сероводорода или сероуглерода, или при очистке нефтяного, природного газов от серосодержащих соединений типа сероводорода или сероуглерода путем их разложения с получением элементарной серы, и также может найти применение в других отраслях промышленности: химической, нефтехимической, газоперерабатывающей и металлургической.The invention relates to the field of the oil and gas industry, in particular to installations for producing elemental sulfur from hydrogen sulfide or carbon disulfide, or in the purification of petroleum, natural gases from sulfur-containing compounds such as hydrogen sulfide or carbon disulfide by their decomposition to produce elemental sulfur, and can also be used in other industries industries: chemical, petrochemical, gas processing and metallurgical.
Известен способ получение серы (см. патент США №4592905, дата публ. 03.06 1986 г.) путем контактирования и взаимодействия газообразного сероводорода с антрахиноном, растворенным в полярном органическом растворителе, с получением серы и соответствующего антрагидрохинона. При этом сера осаждается из раствора и извлекается в виде продукта. Оставшийся антрагидрохиноновый раствор подают в реактор дегидрогенирования, где его термически или каталитически регенирируют до получения исходной формы антрахинона в растворе и газообразного водорода. Антраохиноновый раствор рециклизуют обратно в реактор с водородом, а водород извлекают в виде продукта.A known method of producing sulfur (see US patent No. 4592905, publication date 03.06 1986) by contacting and reacting gaseous hydrogen sulfide with anthraquinone dissolved in a polar organic solvent to produce sulfur and the corresponding anthrahydroquinone. In this case, sulfur is precipitated from the solution and is recovered as a product. The remaining anthrahydroquinone solution is fed to a dehydrogenation reactor, where it is thermally or catalytically regenerated to obtain the initial form of anthraquinone in solution and hydrogen gas. The anthraquinone solution is recycled back to the hydrogen reactor, and hydrogen is recovered as a product.
Недостатком известного способа является то, что он для его осуществления требуется сложное оборудование, использование полярного органического растворителя, в котором растворяют газообразный сероводород с антрахиноном, что также требует принятия мер по защите здоровья обслуживающего персонала и безопасности окружающей среды.The disadvantage of this method is that it requires sophisticated equipment, the use of a polar organic solvent, in which gaseous hydrogen sulfide with anthraquinone is dissolved, which also requires the adoption of measures to protect the health of staff and environmental safety.
Известен также способ получения элементарной серы и молекулярного водорода (см.описания к заявке №94040929 от 08.11.1994 г., МПК С01В 17/04, опубл. в Б.И. от 20.09.1996 г. под названием «Способ получения элементарной серы и молекулярного водорода из сероводородосодержащей исходной смеси газов и устройство для его осуществления»), предусматривающий диссоциацию электромагнитным воздействием в реакционной зоне с последующим разделением продуктов диссоциации на серу и водород и отвод их из реакционной зоны. При этом электромагнитное воздействие осуществляют непрерывно, путем подачи в реакционную зону направленного электромагнитного излучения сверхвысокой частоты (СВЧ), при температуре 135°С, причем направление перемещения исходной смеси в реакционной зоне совпадает с векторной диаграммой излучателя СВЧ-излучения, а базовое разделение продуктов диссоциации осуществляют на выходе из реакционной зоны путем изменения направления перемещения исходной смеси продуктов диссоциации.There is also a method of producing elemental sulfur and molecular hydrogen (see the description of the application No. 94040929 from 11/08/1994, IPC СВВ 17/04, published in BI from 09/20/1996 under the name "Method for producing elemental sulfur and molecular hydrogen from a hydrogen sulfide-containing initial mixture of gases and a device for its implementation "), which provides for dissociation by electromagnetic action in the reaction zone, followed by separation of the dissociation products into sulfur and hydrogen and their removal from the reaction zone. In this case, the electromagnetic effect is carried out continuously by feeding directed microwave radiation to the reaction zone at a temperature of 135 ° C, and the direction of movement of the initial mixture in the reaction zone coincides with the vector diagram of the microwave emitter, and the basic separation of the dissociation products is carried out at the exit from the reaction zone by changing the direction of movement of the initial mixture of dissociation products.
Указанный способ для осуществления требует нагрева исходной смеси до 135°С, что увеличивает энергозатраты, он технологически сложный и требует сложного оборудования для его осуществления.The specified method for implementation requires heating the initial mixture to 135 ° C, which increases energy consumption, it is technologically complex and requires sophisticated equipment for its implementation.
Известен также способ получения элементарной серы из сероводорода или сероуглерода и установка для его осуществления (см. описание к патенту №2287617 от. 08.04.2005 г., опубл. 20.11.2006 г., Бюл. №32) путем их диссоциации с последующим отделением серы. При этом диссоциацию осуществляют растворением их в дистиллированной воде в герметичных емкостях и далее путем электролиза осаждают элементарную серу на аноде, а водород выделяют на катоде с последующей транспортировкой его вместе с очищенным нефтяным газом от серы к потребителю.There is also known a method of producing elemental sulfur from hydrogen sulfide or carbon disulfide and installation for its implementation (see the description of patent No. 2287617 dated April 8, 2005, published November 20, 2006, Bull. No. 32) by dissociation with subsequent separation sulfur. In this case, dissociation is carried out by dissolving them in distilled water in sealed containers and then elemental sulfur is deposited by electrolysis on the anode, and hydrogen is isolated on the cathode, followed by its transportation together with purified oil gas from sulfur to the consumer.
Указанная установка для получения элементарной серы из сероводородосодержащего нефтяного газа путем электролиза включает установленные на основаниях две герметичные емкости с вмонтированными внутри электродами - анодом и катодом, присоединенными к положительному и отрицательному полюсам источника постоянного тока соответственно, входные патрубки в нижних частях емкостей, снабженные запорными элементами, измеритель давления, измеритель уровня дистиллированной воды в емкостях и газоотводящую линию сообщающую верхние части первой емкости с нижней частью второй емкости с водой, и патрубок с запорным элементом для отвода выделившегося газа - водорода - вместе с нефтяным при электролизе к сборному пункту потребителя.The specified installation for producing elemental sulfur from hydrogen sulfide-containing petroleum gas by electrolysis includes two sealed containers installed on the bases with electrodes mounted inside - anode and cathode, connected to the positive and negative poles of a DC source, respectively, inlet pipes in the lower parts of the tanks, equipped with shut-off elements, a pressure meter, a level meter of distilled water in tanks and a gas outlet line communicating the upper parts of the first mkosti with the lower part of the second vessel with water and a branch pipe with a locking element for discharging the separated gas - hydrogen - with oil in electrolysis to a collection point consumer.
Известная установка по технической сущности более близка предлагаемой и ее можно принять в качестве прототипа.The known installation in technical essence is closer to the proposed one and can be adopted as a prototype.
Ее недостатком является низкая эффективность. Объясняется это тем, что диссоцируемый газ, поступающий в емкость через входной патрубок, не успевает тотчас растворится в дистиллированной воде, большая его часть может всплывать на поверхность воды, поскольку давление поступающего газа должно быть больше, чем статическое давление воды в емкости по определению, что приводит к снижению эффективности ее работы. Кроме того, при отложении большого слоя элементарной серы на аноде в результате электролиза сероводорода анод постепенно начинает терять свою способность принимать серу и при достижении определенной толщины на его поверхности перестает выполнять свою функцию, а оперативное извлечение его из емкости и замена его на новый электрод не предусмотрена, следовательно, установка также нуждается в устранении этого недостатка. В установке не предусмотрен также контроль за температурой воды в емкостях. Известно, что в процессе электролиза в них находящаяся вода нагревается, что приводит к замедлению разложения сероводорода.Its disadvantage is low efficiency. This is explained by the fact that the dissociated gas entering the tank through the inlet pipe does not have time to dissolve immediately in distilled water, most of it can float to the surface of the water, since the pressure of the incoming gas must be greater than the static pressure of the water in the tank, by definition, that leads to a decrease in the efficiency of its work. In addition, when a large layer of elemental sulfur is deposited on the anode as a result of electrolysis of hydrogen sulfide, the anode gradually begins to lose its ability to accept sulfur and when it reaches a certain thickness on its surface, it ceases to fulfill its function, and it is not provided to quickly remove it from the tank and replace it with a new electrode therefore, the installation also needs to eliminate this drawback. The installation also does not provide for monitoring the temperature of water in containers. It is known that in the process of electrolysis in them the water is heated, which leads to a slowdown in the decomposition of hydrogen sulfide.
Технической задачей настоящего изобретения является повышение эффективности и надежности работы установки.The technical task of the present invention is to increase the efficiency and reliability of the installation.
Поставленная техническая задача решается предлагаемой установкой, включающей установленные на основаниях две герметичные емкости с вмонтированными внутри электродами - анодом и катодом, присоединенными к положительному и отрицательному полюсам источника постоянного тока соответственно, снабженные запорными элементами, входные патрубки в нижних частях емкостей для подвода газа, измерители давления газа в емкостях, уровня дистиллированной воды и газоотводящую линию, сообщающую верхнюю часть первой емкости с нижней частью второй емкости, патрубок с запорным элементом для отвода выделившегося газа к сборному пунктуThe stated technical problem is solved by the proposed installation, including two sealed containers installed on the bases with electrodes mounted inside - anode and cathode, connected to the positive and negative poles of the DC source, respectively, equipped with shut-off elements, inlet pipes in the lower parts of the gas supply tanks, pressure gauges gas in containers, the level of distilled water and a gas outlet line communicating the upper part of the first tank with the lower part of the second tank STI, fitting with the locking member for discharging the separated gas to a collection point
Новым является то, что установка дополнительно снабжена и третьей емкостью с вмонтированными внутри электродами - анодом и катодом - и с объемом меньшим, чем объем второй, а вторая емкость выполнена с объемом меньшим или равным объему первой, причем каждая емкость снабжена измерителем температуры воды, а нижние части каждой емкости - усилителями контактирования газа с водой, выполненными в виде перфорированной трубы, разделенной на несколько участков в порядке возрастания диаметров отверстий на участках, начиная со стороны входа газа, а труба выполнена из антикоррозийного материала, такого как полиэтилен, полипропилен, или из нержавеющей стали, сообщенными с газоподводящей линией, снабженной запорным элементом, с подключенной к ней обводной газовой линией для подвода диссоциируемого газа к усилителям контактирования газа с водой второй и третьей емкости и снабженной запорными элементами, установка снабжена также дополнительной газовой линией, сообщенной с источником сжатого инертного газа и с верхними частями каждой емкости с помощью отводов, снабженных запорными элементами.What is new is that the installation is additionally equipped with a third tank with inside-mounted electrodes — the anode and cathode — and with a volume smaller than the volume of the second, and the second tank is made with a volume less than or equal to the volume of the first, each tank equipped with a water temperature meter, and the lower parts of each tank are amplifiers for contacting gas with water, made in the form of a perforated pipe, divided into several sections in order of increasing hole diameters in the sections, starting from the gas inlet side, and t uba is made of an anticorrosive material, such as polyethylene, polypropylene, or stainless steel, in communication with a gas supply line equipped with a shut-off element, with a bypass gas line connected to it for supplying dissociated gas to gas and water contact amplifiers of the second and third capacities and equipped with shut-off elements elements, the installation is also equipped with an additional gas line in communication with a source of compressed inert gas and with the upper parts of each tank using taps equipped with shut-off ele cops.
Другим отличием установки является и то, что в качестве измерителя температуры может быть использован термометр или датчик температуры в случае необходимости автоматизации системы управления.Another difference of the installation is that a thermometer or a temperature sensor can be used as a temperature meter if automation of the control system is necessary.
Другим отличием установки является и то, что в качестве инертного газа для источника сжатого газа выбран азот.Another difference of the installation is that nitrogen is chosen as an inert gas for the source of compressed gas.
Другим отличием установки является также и то, что в качестве запорного элемента газоподводящей и газоотводящей линий может быть использован обратный клапан, работающий на открытие со стороны подвода и отвода газа, или кран.Another difference of the installation is also that as a shut-off element of the gas supply and gas exhaust lines, a non-return valve can be used, which works to open the gas supply and exhaust side, or a valve.
Патентные исследования ретроспективностью 20 лет проводились в патентной библиотеке института «ТатНИПИнефть» с целью определения технического уровня и предварительной экспертизы на новизну. Результаты патентных исследований показали, что объекты аналогичного назначения с такой совокупностью существенных признаков, как у заявляемого, не обнаружены, Анализ обнаруженных известных технических решений в данной области техники показал, что заявляемое техническое решение имеет признаки, которые отсутствуют в аналогах, а их использование в заявляемой совокупности существенных признаков позволяют получить новый технический результат. Следовательно, можно предположить, что заявляемое техническое решение соответствует условиям патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень», а его практическая применимость подтверждается описанием реализации установкиPatent studies in retrospect for 20 years were carried out in the patent library of the TatNIPIneft Institute in order to determine the technical level and preliminary examination for novelty. The results of patent studies showed that objects of similar purpose with such a combination of essential features as the claimed one were not found. Analysis of the known technical solutions found in the art showed that the claimed technical solution has features that are not in the analogues, and their use in the claimed the combination of essential features allows to obtain a new technical result. Therefore, we can assume that the claimed technical solution meets the conditions of patentability "novelty" and "inventive step", and its practical applicability is confirmed by the description of the implementation of the installation
Представленные чертежипоясняют суть предлагаемой установки, где на фиг. 1 изображена предлагаемая установка с тремя емкостями, внутри которых вмонтированы усилители контактирования газа с дистиллированной водой, видны также электроды, присоединенные к источнику постоянного тока, видны отводы, вмонтированные к верхним частям емкостей и присоединенные к линии, сообщенной с источником сжатого инертного газа, который изображен в виде баллона, видна обвязка газоподводящей и газоотводящей линии с запорными элементами, а также уровнемер, измерительные приборы.The presented drawings explain the essence of the proposed installation, where in FIG. 1 shows the proposed installation with three containers, inside which are mounted amplifiers for contacting gas with distilled water, electrodes connected to a direct current source are also visible, bends are mounted to the upper parts of the containers and connected to a line connected to a source of compressed inert gas, which is shown in the form of a cylinder, the piping of the gas supply and gas discharge line with locking elements is visible, as well as a level gauge, measuring instruments.
На фиг. 2 - вид на А по фиг. 1, где изображена горловина емкости для ввода электрода - анода, закрытая с помощью фланцев, видна втулка с уплотнителем, через которую пропущен электропровод из положительного полюса источника постоянного тока к аноду.In FIG. 2 is a view of A of FIG. 1, which shows the neck of the capacitance for introducing the electrode — the anode — closed by means of flanges — a sleeve with a sealant is visible through which an electric wire is passed from the positive pole of the direct current source to the anode.
На фиг. 3 - усилитель контактирования газа с дистиллированной водой, выполненный в виде перфорированной трубы, разделенной на участки Б, В, и Г, где видны отверстия, выполненные в порядке возрастания диаметров на участках, начиная от участка Б со стороны входа газа с наименьшими по диаметру отверстиями.In FIG. 3 - amplifier for contacting gas with distilled water, made in the form of a perforated pipe, divided into sections B, C, and D, where holes are seen made in increasing diameter in sections starting from section B from the gas inlet side with the smallest openings .
На фиг. 4 - заземленная емкость со спущенными в нее несколькими электродами - анодами, подключенными к положительному полюсу источника постоянного тока, а также виден катод, видно усилитель контактирования газа с водой.In FIG. 4 - a grounded capacitance with several electrodes lowered into it - anodes connected to the positive pole of a direct current source, and also the cathode is visible, an amplifier for contacting gas with water is visible.
Установка для получения элементарной серы из сероводорода (см. фиг. 1) включает установленные на основаниях 1, 2 и 3 в количестве не менее трех заземленных емкостей 4, 5 и 6 с вмонтированными внутри них электродами 7 и 8, служащими анодом (+) и катодом (-) соответственно, присоединенными к положительному и отрицательному полюсам источника постоянного тока. Емкости по форме могут быть выполнены в виде цилиндра, как это изображено на фиг. 1 и 4, или прямоугольными, квадратными в сечении и снабжены измерителями давления 9 газа, уровнемерами 10, анализаторами 11 сероводорода, измерителями температуры 12. Емкость 6 выбрана с меньшим объемом, чем емкость 5, а емкость 5 выполнена с объемом меньшим или равным, чем емкость 4, к которой подводится диссоциируемый газ (далее газ) по газоподводящей линии 13, снабженной фильтром 14 и запорным элементом 15, который может быть выполнен в виде крана или обратного клапана, работающего на открытие со стороны входа газа. Предпочтительно использование обратного клапана. Каждая емкость заземлена и снабжена входным для газа патрубками 16, 17 и 18 с запорными элементами 19, 20 и 21 (далее краны) соответственно, к которым с помощью фланцев (фланцевое соединение не показано) вмонтированы усилители 22 (см. фиг. 1 и 3) контактирования газа с дистиллированной водой 23 (далее вода), присоединенные с газоподводящей линией 13, к которой в свою очередь присоединена обводная газовая линия 24 с кранами 25 и 26, которая имеет сообщение с емкостями 5 и 6 через усилители 27 и 28 контактирования газа с водой (далее усилитель). Один из возможных вариантов выполнения усилителя приведена на фиг. 3. Он выполнен в виде перфорированной трубы и для повышения эффективности растворения газа в воде условно разделена на несколько участков Б, В и Г (см. фиг. 3) в порядке возрастания диаметров отверстий 29 на его участках, начиная с участка Б со стороны входа газа, и выполнена из антикоррозионного материала типа полиэтилена, полипропилена или из нержавеющей стали.Installation for producing elemental sulfur from hydrogen sulfide (see Fig. 1) includes installed on the
Установка дополнительно снабжена газовой линией 30, сообщенной с источником 31 сжатого инертного газа, который изображен в виде баллона, и с верхней частью каждой емкости 4, 5 и 6 с помощью отводов, 32, 33 и 34, снабженных кранами 35, 36 и 37. При этом в качестве инертного газа может быть использован азот. Емкости 4 и 5 снабжены газоотводящими линиями 38 и 39 с запорными элементами 40 и 41 соответственно, которые могут быть выполнены в виде обратного клапана, работающими на открытие со стороны входа газа, или крана для отвода выделившегося водорода в смеси с некоторым количеством всплывшего сероводорода, в случае если это случится, из верхних частей емкостей 4 и 5 в нижние части емкостей 5 и 6 соответственно. Третья емкость 6 снабжена патрубком 42 с краном 43 для отвода отделившегося водорода к потребителю. При необходимости аналогичными патрубками с краном могут быть снабжены и емкости 4 и 5. Емкости можно снабдить несколькими анодами 44, 45 и 46 (см. фиг. 4) для ускорения отделения серы из H2S или когда объем поступающего газа большой. Нижние части емкостей снабжены технологическими патрубками 47, 48 и 49 с кранами. В процессе проведения операции электролиза емкости нагреваются, что фиксируется термометром 12 или датчиком температуры, и процесс диссоциации H2S замедляется, и эффективность установки снижается. Поэтому для поддержания оптимальной температуры воды в емкостях их необходимо снабдить рубашкой охлаждения (рубашка охлаждения не изображена)The installation is additionally equipped with a
Установка работает следующим образом.Installation works as follows.
Перед включением установки в работу проверяют наличие дистиллированной воды 23 в емкостях 4, 5 и 6 по уровнемеру 10, герметичность обвязки, запорных элементов, заземления емкостей, наличие и исправность измерительных приборов, а также надежность герметизации стержня 50 (см фиг. 2 и 1), электродов с головкой 51 для захвата крюком 52 подъемного механизма и фланцевых соединений Объем дистиллированной воды в емкостях берут с учетом того, чтобы оказываемое ею статическое противодавление Р2 было меньше, чем давление P1 поступающего в емкость 4 H2S или сероводородсодержащего нефтяного газа, подаваемого по газоподводящей линии 13. Из источников информации также известно (см. также описание к патенту №2287617, стр. 5), что дистиллированная вода является единственным исходным химическим соединением, не изменяющим своих химических и физических свойств в ходе выделения элементарной серы из H2S и его содержащих газов и может быть использовано длительно. После окончания подготовительных работ к электродам 7 и 8 емкости 4 (см. фиг. 1), а также к электродам емкостей 5 и 6 подают постоянный электрический ток, открывают краны 19, 20 и 21 входных патрубков 16, 17 и 18, а затем и кран 15 газоподводящей линии 13 при закрытых кранах 25 и 26 обводной газовой линии 24, тем самым в емкость 4 подают дисоциируемый H2S или Н2С содержащий нефтяной газ. При этом происходит следующее. Газ H2S, проходя через фильтр 14, контактируя с водой емкости 4, частично увлажняется и растворяется и далее попадает в усилитель 22 контактирования газа с водой, где происходит максимальное его растворение и дальнейшая диссоциация с образованием ионов серы и водородаBefore turning on the installation, the presence of
H2S↔H++HS↔H++S2 H 2 S↔H + + HS↔H + + S 2
В усилителе H2S проходит несколько участков Б, В и Г, сначала попадая в участок Б с малым диаметром отверстий 29 (см Фиг. 3), затем он попадает в участок В с большим диаметром, чем в первом, и так в возрастающем порядке диаметров отверстий в других участках, что не позволяет газу всплыть и оказаться в пространстве над жидкостью. Известно, что из всех газов, входящих в состав нефтяного и попутного газов, только сероводород и сероуглерод растворимы в воде, превращая дистиллированную воду в электролит, при котором под действием электрического поля постоянного тока отрицательно заряженные ионы серы направленно перемещаются к положительному электроду 7 (аноду), образуя на нем нерастворимую в воде элементарную серу, а на отрицательно заряженном электроде 8 – катоде - выделяется нерастворимый в воде водород:In the amplifier H 2 S, several sections B, C and D pass, first falling into section B with a small diameter of holes 29 (see Fig. 3), then it enters into section B with a larger diameter than in the first, and so on in increasing order the diameters of the holes in other areas, which prevents the gas from floating up and being in space above the liquid. It is known that of all the gases that make up the oil and associated gases, only hydrogen sulfide and carbon disulfide are soluble in water, turning distilled water into an electrolyte, in which negatively charged sulfur ions under the influence of a direct current electric field move directionally to the positive electrode 7 (anode) , forming elemental sulfur insoluble in water on it, and hydrogen insoluble in water is released on the negatively charged electrode 8 - the cathode:
(2H++2e)+(S2-2е)→H2↑+S↓(2H + + 2e) + (S 2 -2e) → H2 ↑ + S ↓
и он всплывает на поверхность воды.and it floats to the surface of the water.
При этом периодически проверяют состав выделившегося газа водорода на присутствие H2S по показанию газоанализатора 11 сероводорода или путем взятия пробы для экспресс анализа через патрубок 53 с краном 54 для отвода Н2 к потребителю В случае обнаружения в составе выделившегося водорода H2S выше ПДК, предусмотренной в нормативных документах, тогда по газоотводящей линии 38, предварительно открыв кран 40 и усилитель контактирования 27, направляют в емкость 5 для более тонкого выделения S2, где осуществляется аналогичный процесс, что и в емкости 4. Если H2S в емкости 5 не обнаружится или в пределах ПДК, то через патрубок 53 для отвода газа Н2, открыв кран 54, направляют к потребителю.While periodically checking the composition of the released hydrogen gas in the presence of H 2 S, as indicated by
С течением времени из-за отложения на аноде 7 большого количества вязкой нерастворимой элементарной серы его действие ослабевает, в результате чего присутствие H2S в выделившимся водороде неизбежно и даже он может перестать выполнять свою функцию. В этом случае кран 19 на входе газа H2S в емкость 4 закрывают, открывают краны 20 и 24 и при закрытом кране 26 H2S направляют в емкость 5 по обводной линии 24. Далее осуществляют замену анода 7 с налипшей вязкой серой - S2 на новый. Для этого имеющийся над уровнем воды в емкости газ - Н2 - вытесняют в емкость 5 по газоподводящей линии 38 при открытом кране 40 (вместо крана желательно установить обратный клапан) с помощью сжатого инертного газа, поступающего из баллона 31 открытием крана 35 отводного патрубка 32. Затем втулку 55 (см. фиг. 2) отвинчивают от фланцевого соединения и зацепляют головку 51 электрода-анода 7 крюком 52 (см. Фиг. 1 и 2) подъемного механизма и извлекают из емкости 4 и направляют его для очистки от налипшей серы, Тем временем в емкость 4 спускают запасной электрод и закрепляют его втулку 55 к флацевыму соединению. После окончания монтажа H2S снова направляют в емкость 4. Для этого кран 19 открывают, а кран 25 обводной газовой линии 24 закрывают и далее цикл повторяется.Over time, due to the deposition of a large amount of viscous insoluble elemental sulfur on the anode 7, its action weakens, as a result of which the presence of H 2 S in the released hydrogen is inevitable and even it can cease to fulfill its function. In this case, the valve 19 at the inlet of the H 2 S gas into the
Технико-экономическое преимущество предложения заключается в следующем.The technical and economic advantage of the proposal is as follows.
Предлагаемая установка в сравнении с аналогами обладает повышенной эффективностью и надежностью в работе, не требует больших энергозатрат и использования сложного комплектующего оборудования, проще и безопасен в обслуживании оператором. Установка обеспечивает отделение элементарной серы не только из сероводорода, но и из сероводород- и сероуглеродсодержащих нефтяных и природных газов, что позволит защитить нефтепромысловое технологическое оборудование от коррозии, приведет к оздоровлению экологии на нефтяных промыслах, положительно скажется и на здоровье населения, проживающего в районах нефтегазодобычи, поскольку сероводород и сероуглерод являются сильнодействующими ядовитыми веществами нервно-паралитического действия. Кроме того, в процессе электролиза выделенный водород или водород в смеси с очищенным нефтяным газом от серы можно использовать как топливо и как ценное сырье для нефтегазоперерабатывающей и химической промышленности. Использование предлагаемой установки позволит получить ощутимые экономические выгоды.The proposed installation, in comparison with analogs, has increased efficiency and reliability in operation, does not require large energy costs and the use of sophisticated component equipment, is simpler and safer to maintain by the operator. The installation ensures the separation of elemental sulfur not only from hydrogen sulfide, but also from hydrogen sulfide and carbon disulfide containing oil and natural gases, which will protect oilfield processing equipment from corrosion, will lead to environmental improvement in the oil fields, and will positively affect the health of the population living in oil and gas production areas , since hydrogen sulfide and carbon disulfide are potent toxic substances of nerve agent. In addition, in the process of electrolysis, the separated hydrogen or hydrogen mixed with purified oil gas from sulfur can be used as fuel and as a valuable raw material for the oil and gas refining and chemical industries. Using the proposed installation will provide tangible economic benefits.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016131054A RU2642861C1 (en) | 2016-07-27 | 2016-07-27 | Unit for producing elemental sulphur from hydrogen sulphide |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016131054A RU2642861C1 (en) | 2016-07-27 | 2016-07-27 | Unit for producing elemental sulphur from hydrogen sulphide |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2642861C1 true RU2642861C1 (en) | 2018-01-29 |
Family
ID=61173319
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016131054A RU2642861C1 (en) | 2016-07-27 | 2016-07-27 | Unit for producing elemental sulphur from hydrogen sulphide |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2642861C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3933608A (en) * | 1974-08-27 | 1976-01-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior | Method for the decomposition of hydrogen sulfide |
FR2620436A1 (en) * | 1987-09-11 | 1989-03-17 | Bp France | Process for the electrical conversion of hydrogen sulphide to hydrogen and sulphur and equipment for implementing this process |
RU2110472C1 (en) * | 1992-12-28 | 1998-05-10 | Владимир Андреевич Редин | Method and installation for scrubbing gases to remove hydrogen sulfide |
US6241871B1 (en) * | 1998-04-16 | 2001-06-05 | Ethyl Tech Inc. | Electrochemical oxidation of hydrogen sulfide |
RU2287617C1 (en) * | 2005-04-08 | 2006-11-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Method of refining of the petroleum gas from sulfur-containing compounds like hydrogen sulfide or carbon disulfide |
RU2545285C1 (en) * | 2013-11-27 | 2015-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Экопромгаз" | Method of oil gas cleaning of hydrogen sulphide |
-
2016
- 2016-07-27 RU RU2016131054A patent/RU2642861C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3933608A (en) * | 1974-08-27 | 1976-01-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior | Method for the decomposition of hydrogen sulfide |
FR2620436A1 (en) * | 1987-09-11 | 1989-03-17 | Bp France | Process for the electrical conversion of hydrogen sulphide to hydrogen and sulphur and equipment for implementing this process |
RU2110472C1 (en) * | 1992-12-28 | 1998-05-10 | Владимир Андреевич Редин | Method and installation for scrubbing gases to remove hydrogen sulfide |
US6241871B1 (en) * | 1998-04-16 | 2001-06-05 | Ethyl Tech Inc. | Electrochemical oxidation of hydrogen sulfide |
RU2287617C1 (en) * | 2005-04-08 | 2006-11-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Method of refining of the petroleum gas from sulfur-containing compounds like hydrogen sulfide or carbon disulfide |
RU2545285C1 (en) * | 2013-11-27 | 2015-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Экопромгаз" | Method of oil gas cleaning of hydrogen sulphide |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8574327B2 (en) | Molten metal reactors | |
CN101886271B (en) | Rotational-flow electrolysis method and device thereof | |
Schmittinger | Chlorine: principles and industrial practice | |
CN1325145C (en) | Electrolytic cell effluent treatment method and device for the production of aluminium | |
RU2642861C1 (en) | Unit for producing elemental sulphur from hydrogen sulphide | |
CN103952657B (en) | Ferrous sulfide gas phase passivation device | |
CN204918800U (en) | Column type spiral flow electrolytic device | |
CN103508547A (en) | Supercritical water oxidation reaction device for high-salinity corrosive organic wastewater | |
CN105463365A (en) | Spontaneous-combustion active ferrous sulfide gaseous phase passivation device and method | |
RU2287617C1 (en) | Method of refining of the petroleum gas from sulfur-containing compounds like hydrogen sulfide or carbon disulfide | |
CN211051514U (en) | Experimental synthesizer of active iron sulfur compound | |
CN111252741B (en) | Steady-state device and method for industrially synthesizing hydrogen sulfide gas | |
CN115968415A (en) | Apparatus and method for operating electrolysis | |
CN217988839U (en) | Chlor-alkali system for photolyzing nitrogen trichloride by ultraviolet light | |
CN204898026U (en) | Middle and low voltage oxygen boosting directly leaches device that leaches that vulcanizes in zinc ore zinc | |
CN206157237U (en) | A vapour and liquid separator for sodium chlorate electrolysis system | |
CN205199281U (en) | Dangerous device of nitrogen trichloride in production of reduction chlor -alkali | |
US3030296A (en) | Apparatus for treating process streams | |
CN104003447B (en) | Ferrous sulfide gas phase passivation method | |
CN205115583U (en) | Active ferrous sulfide gaseous phase passivating device of spontaneous combustion | |
MX2013008153A (en) | Method and device for sequestering hydrogen sulphide acid from gas in oil wells. | |
CN215428940U (en) | High-efficient acid-dissolving device | |
CN219737453U (en) | Refining monitoring system of primary brine | |
CN213171788U (en) | Integrated device for combined demercuration in chemical high-acidity high-mercury-containing acid liquor | |
CN106011915A (en) | Gas-liquid separator applied to sodium chlorate electrolysis system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180728 |