RU2791257C1 - Plant for the utilization of sulfuric-alkaline wastewater without the use of reagents from outside - Google Patents

Plant for the utilization of sulfuric-alkaline wastewater without the use of reagents from outside Download PDF

Info

Publication number
RU2791257C1
RU2791257C1 RU2022133476A RU2022133476A RU2791257C1 RU 2791257 C1 RU2791257 C1 RU 2791257C1 RU 2022133476 A RU2022133476 A RU 2022133476A RU 2022133476 A RU2022133476 A RU 2022133476A RU 2791257 C1 RU2791257 C1 RU 2791257C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
line
column
flue gas
air
supply line
Prior art date
Application number
RU2022133476A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Васильевич Акулов
Андрей Владиславович Курочкин
Искандер Равилевич Сунгатуллин
Алена Геннадиевна Чиркова
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью научно-исследовательский и проектный институт "ПЕГАЗ"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью научно-исследовательский и проектный институт "ПЕГАЗ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью научно-исследовательский и проектный институт "ПЕГАЗ"
Application granted granted Critical
Publication of RU2791257C1 publication Critical patent/RU2791257C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: oil industry.
SUBSTANCE: invention relates to installations for the treatment of sulphurous-alkaline effluents generated during alkaline purification of oil products, oil refining and other industries. The installation includes a contact column 5, an oxidizing reactor 2, a pressurized furnace 1. The furnace 1 is connected to the column by a supply line for exhausted sulfur-containing gas 10 and is equipped with fuel supply lines 12, air 11 and a flue gas outlet line 13. The column 5 is made of two sections. On the flue gas outlet line 13, an abutment of the second air flow supply line 14 is located to form a flue gas/air mixture supply line. This line is divided into two. On the first line, a gas-phase reactor 2 with a catalyst for the oxidation of sulfur dioxide is installed as an oxidizing reactor. The reactor 2 is connected by an oxidation gas supply line 7, equipped with a first cooler 3, to the intersection space of the column. A second cooler 4 is installed on the second line. After the second cooler 4, the second line is divided into a line 16 for outputting the balance flow of the flue gas/air mixture and a line 8 for supplying the circulating flue gas/air mixture. Line 8 is connected to the lower part of the column 5. The column 5 is equipped with a line 6 for the supply of sulphurous-alkaline effluents and a line 9 for the output of treated effluents.
EFFECT: simplification of installation.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к установкам очистки сернисто-щелочных стоков, образующихся при щелочной очистке продуктов нефтедобычи, нефтепереработки и в других отраслях промышленности.The invention relates to installations for the treatment of sulphurous-alkaline effluents generated during alkaline treatment of oil products, oil refining and other industries.

Известна установка, используемая в способе обезвреживания сульфидно-щелочных стоков [RU 2587437, опубл. 20.06.2016 г., МПК C02F 1/72, C10G 53/14, C10G 27/12], содержащая механический фильтр, объемный расходомер, насос-дозатор, узел смешения с технической водой, трубчатый реактор каталитического окисления водным раствором пероксида водорода в присутствии гомогенного катализатора и емкостный реактор.Known installation used in the method of neutralization of sulfide-alkaline effluents [RU 2587437, publ. 06/20/2016, IPC C02F 1/72, C10G 53/14, C10G 27/12], containing a mechanical filter, a volumetric flow meter, a dosing pump, a mixing unit with technical water, a tubular reactor for catalytic oxidation with an aqueous solution of hydrogen peroxide in the presence of homogeneous catalyst and capacitive reactor.

Недостатками известной установки является загрязнение стоков катализатором и использование в качестве окислителя дорогостоящего взрывоопасного реагента - пероксида водорода.The disadvantages of the known installation is the contamination of waste water with a catalyst and the use of an expensive explosive reagent, hydrogen peroxide, as an oxidizing agent.

Наиболее близким по технической сущности является способ очистки сульфидно-щелочных стоков [RU 2460692, опубл. 10.09.2012 г., МПК C02F 1/24, C02F 9/14, B01D 3/38, C02F 103/18], осуществляемый на установке, включающей теплообменник нагрева стоков, смесители стоков с углекислым газом и серной кислотой и отпарную (десорбционную) колонну, оснащенную линией вывода сернистого газа с холодильником и сепаратором.The closest in technical essence is a method of purification of sulfide-alkaline wastewater [RU 2460692, publ. 09/10/2012, IPC C02F 1/24, C02F 9/14, B01D 3/38, C02F 103/18], carried out on a plant that includes a wastewater heating heat exchanger, wastewater mixers with carbon dioxide and sulfuric acid and stripping (desorption) a column equipped with a line for the removal of sulfur dioxide with a cooler and a separator.

Недостатками известного способа являются: использование водяного пара и реагентов (углекислого газа и серной кислоты), а также получение отхода - сернистого газа, требующего дальнейшей утилизации.The disadvantages of this method are: the use of steam and reagents (carbon dioxide and sulfuric acid), as well as the production of waste - sulfur dioxide, requiring further disposal.

Наиболее близкой по технической сущности является установка безреагентного обезвреживания сернисто-щелочных стоков (варианты) [RU 2738579, опубл. 23.11.2020 г., МПК C02F 1/72], включающая две колонны карбонизации (контактных колонны), жидкофазный окислительный реактор, горелку (топку под давлением), сепаратор, два теплообменника, холодильник и сепарационное устройство.The closest in technical essence is the installation of reagent-free neutralization of sulfuric-alkaline effluents (options) [RU 2738579, publ. November 23, 2020, IPC C02F 1/72], including two carbonization columns (contact columns), a liquid-phase oxidizing reactor, a burner (pressure furnace), a separator, two heat exchangers, a refrigerator and a separation device.

Недостатками данной установки являются ее сложность, поскольку установка включает 9 единиц основного технологического оборудования.The disadvantages of this installation are its complexity, since the installation includes 9 units of the main process equipment.

Задачей настоящего изобретения является упрощение установки.The aim of the present invention is to simplify the installation.

Техническим результатом является упрощение установки за счет оснащения установки газофазным реактором с катализатором окисления диоксида серы, содержащегося в дымовом газе, до триоксида серы, который при растворении в сернисто-щелочных стоках, подаваемых в двухсекционную контактную колонну, образует серную кислоту, снижающую рН стоков до значения, позволяющего осуществить полную отдувку сероводорода и меркаптанов.The technical result is to simplify the installation by equipping the installation with a gas-phase reactor with a catalyst for the oxidation of sulfur dioxide contained in the flue gas to sulfur trioxide, which, when dissolved in sulfur-alkaline effluents supplied to a two-section contact column, forms sulfuric acid, which reduces the pH of the effluents to the value allowing complete stripping of hydrogen sulfide and mercaptans.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемой установке, включающей контактную колонну, окислительный реактор, топку под давлением, соединенную с колонной линией подачи отдутого серосодержащего газа, и оснащенную линиями подачи топлива и воздуха, и линией вывода дымового газа, а также холодильник, особенностью является то, что в качестве линии подачи воздуха размещена линия подачи первого потока воздуха, колонна выполнена двухсекционной, на линии вывода дымового газа расположено примыкание линии подачи второго потока воздуха с образованием линии подачи смеси дымового газа с воздухом, которая разделена на две линии, на первой линии в качестве окислительного реактора установлен газофазный реактор с катализатором окисления диоксида серы, соединенный линией подачи газа окисления, оснащенной первым холодильником, с межсекционным пространством колонны, на второй линии установлен второй холодильник, после которого вторая линия разделена на линию вывода балансового потока смеси дымового газа с воздухом, которую выводят, и линию подачи циркулирующей смеси дымового газа с воздухом, соединенную с нижней частью колонны, кроме того, колонна оснащена линией подачи сернисто-щелочных стоков и линией вывода очищенных стоков.The technical result is achieved by the fact that in the proposed installation, which includes a contact column, an oxidizing reactor, a pressurized furnace connected to the column by an exhausted sulfur-containing gas supply line, and equipped with fuel and air supply lines, a flue gas outlet line, as well as a refrigerator, the feature is the fact that the supply line of the first air flow is placed as the air supply line, the column is made of two sections, on the flue gas outlet line there is an adjoining supply line of the second air flow with the formation of a supply line for a mixture of flue gas with air, which is divided into two lines, on the first line as an oxidizing reactor, a gas-phase reactor with a catalyst for the oxidation of sulfur dioxide is installed, connected by an oxidation gas supply line equipped with a first refrigerator, with an intersection space of the column, a second refrigerator is installed on the second line, after which the second line is divided into a line for outputting the balance flow of the mixture of smoke flue gas with air, which is discharged, and a circulating flue gas-air mixture supply line connected to the bottom of the column, in addition, the column is equipped with a sour-alkaline effluent supply line and a treated effluent output line.

В каталитическом реакторе размещен неподвижный слой ванадиевого катализатора окисления диоксида серы. В качестве топлива может быть использовано любое газообразное или жидкое топливо, преимущественно сернистое. Колонны карбонизации могут быть оснащены насадочными или тарельчатыми контактными устройствами, а горелка может быть выполнена в виде устройства для каталитического окисления или огневого сжигания топлива. Холодильники могут быть выполнены, например, в виде аппаратов воздушного охлаждения. Остальные элементы установки могут представлять собой любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.A fixed bed of a vanadium catalyst for the oxidation of sulfur dioxide is placed in the catalytic reactor. Any gaseous or liquid fuel, preferably sulphurous, can be used as fuel. The carbonization towers can be equipped with packed or tray contact devices, and the burner can be made as a device for catalytic oxidation or combustion of fuel. Refrigerators can be made, for example, in the form of air coolers. The remaining elements of the installation can be any device for the appropriate purpose, known from the prior art.

Выполнение колонны с двумя секциями позволяет в верхней секции произвести полную отдувку сернистых соединений, включая сероводород и меркаптаны за счет снижения рН стоков благодаря растворению триоксида серы, содержащемуся в газе окисления, а в нижней секции довести рН очищенных стоков да заданного за счет растворения углекислого газа и диоксида серы, содержащихся в циркулирующем отходящем газе. Примыкание линии подачи второго потока воздуха к линии вывода дымового газа позволяет снизить температуру дымового газа до оптимальной температуры работы ванадиевого катализатора. Установка на первой линии подачи смеси дымового газа со вторым потоком воздуха газофазного реактора с катализатором окисления диоксида серы позволяет получить газ окисления, содержащий пары триоксида серы. Все указанные признаки в целом обеспечивают упрощение установки, позволяя сократить количество единиц оборудования с 9 до 5.The execution of the column with two sections allows in the upper section to carry out a complete stripping of sulfur compounds, including hydrogen sulfide and mercaptans by reducing the pH of the effluents due to the dissolution of sulfur trioxide contained in the oxidation gas, and in the lower section to bring the pH of the treated effluents to the specified value by dissolving carbon dioxide and sulfur dioxide contained in the circulating off-gas. Connecting the supply line of the second air stream to the flue gas outlet line makes it possible to reduce the temperature of the flue gas to the optimum operating temperature of the vanadium catalyst. The installation of a gas-phase reactor with a sulfur dioxide oxidation catalyst in the first line for supplying a mixture of flue gas with a second air flow makes it possible to obtain an oxidation gas containing sulfur trioxide vapor. All of these features add up to simplify installation by reducing the number of pieces of equipment from 9 to 5.

Предлагаемая установка показана на прилагаемом чертеже и включает топку под давлением 1, газофазный каталитический реактор 2, первый и второй холодильники 3 и 4, и двухсекционную колонну карбонизации 5.The proposed plant is shown in the attached drawing and includes a pressure furnace 1, a gas-phase catalytic reactor 2, the first and second coolers 3 and 4, and a two-section carbonization column 5.

При работе установки сернисто-щелочные стоки, подаваемые по линии 6, продувают сначала в верхней секции колонны 5 газом окисления, подаваемым по линии 7 из реактора 2 через холодильник 3, затем циркулирующей смесью дымового газа с воздухом, подаваемой по линии 8 после холодильника 4. Очищенные стоки выводят из низа колонны 5 по линии 9, а отдутый серосодержащий газ из верха колонны 5 по линии 10 подают в топку 1, в которую подают также воздух по линии 11 и топливо по линии 12. Дымовой газ, содержащий в том числе остаточный кислород, диоксиды углерода и серы, выводят из топки 1 по линии 13, охлаждают путем смешения с воздухом, подаваемым по линии 14, и разделяют на две части. Первую часть смеси дымового газа с воздухом по линии 15 направляют в реактор 2, в котором большая часть диоксида серы окисляется до триоксида серы с образованием газа окисления, который выводят из реактора 2 по линии 7, охлаждают в холодильнике 3 и направляют в колонну 2 между первой и второй секциями. Вторую часть смеси дымового газа с воздухом охлаждают в холодильнике 4 и разделяют на два потока, первый, балансовый, поток выводят по линии 16, второй, циркулирующий, поток подают в нижнюю часть колонны 5.During operation of the plant, sulfuric-alkaline effluents supplied through line 6 are first purged in the upper section of column 5 with oxidation gas supplied through line 7 from reactor 2 through cooler 3, then with a circulating mixture of flue gas with air supplied through line 8 after cooler 4. The treated effluents are removed from the bottom of the column 5 through line 9, and the blown sulfur-containing gas from the top of the column 5 through line 10 is fed into the furnace 1, which is also supplied with air through line 11 and fuel through line 12. Flue gas containing, among other things, residual oxygen , carbon dioxide and sulfur are removed from the furnace 1 through line 13, cooled by mixing with air supplied through line 14, and divided into two parts. The first part of the mixture of flue gas with air through line 15 is sent to reactor 2, in which most of the sulfur dioxide is oxidized to sulfur trioxide with the formation of oxidation gas, which is removed from the reactor 2 through line 7, cooled in a cooler 3 and sent to column 2 between the first and second sections. The second part of the mixture of flue gas with air is cooled in the refrigerator 4 and divided into two streams, the first, balance, stream is removed through line 16, the second, circulating, stream is fed into the lower part of the column 5.

Работоспособность установки подтверждается примером.The operability of the installation is confirmed by an example.

2,0 т/час сернисто-щелочных стоков с рН 12,4, содержащих 3,31 % масс. сульфидной серы (в пересчете на серу) и 0,3% масс. меркаптидной серы (в пересчете на серу), при 40°С подают в верхнюю секцию колонны 5, в середину которой подают 280 нм3/час газа окисления, а в нижнюю часть - 140 нм3/час циркулирующей смеси дымового газа с воздухом, предварительного охлажденных в холодильниках 3 и 4 до 50°С. При этом рН стоков сначала снижается 9,0 а затем до 7,0, что приводит в полной отдувке сероводорода и меркаптанов и образованию очищенных стоков: раствора смеси нетоксичных карбоната, сульфита и сульфата натрия, содержащих менее 0,003 % масс. сульфидной серы (в пересчете на серу) и менее 0,0001 % масс. меркаптидной серы (в пересчете на серу). 420 нм3/час серосодержащего газа с верха колонны 5 подают в топку 1, в которую подают также 210 нм3/час воздуха и 15 нм3/час попутного нефтяного газа в качестве топлива. Полученные 660 нм3/час дымового газа смешивают с 650 нм3/час воздуха для снижения температуры до 480°С, 281 нм3/час полученной смеси подают в реактор 2, в котором в присутствии ванадиевого катализатора осуществляют окисление диоксида серы с получением газа окисления, остальную часть газа разделяют на балансовый поток, который выводят, и циркулирующую смесь дымового газа с воздухом, который подают в колонну 5. Всего использовано 5 единиц оборудования.2.0 t/h of sulphurous-alkaline effluents with a pH of 12.4, containing 3.31% wt. sulfide sulfur (in terms of sulfur) and 0.3% of the mass. mercaptide sulfur (in terms of sulfur), at 40°C is fed into the upper section of the column 5, in the middle of which 280 nm 3 /hour of oxidation gas is supplied, and in the lower part - 140 nm 3 /hour of the circulating mixture of flue gas with air, preliminary chilled in refrigerators 3 and 4 to 50°C. In this case, the pH of the effluents first decreases to 9.0 and then to 7.0, which leads to the complete stripping of hydrogen sulfide and mercaptans and the formation of treated effluents: a solution of a mixture of non-toxic carbonate, sulfite and sodium sulfate containing less than 0.003% wt. sulfide sulfur (in terms of sulfur) and less than 0.0001% wt. mercaptide sulfur (in terms of sulfur). 420 Nm 3 /h of sulfur-containing gas from the top of the column 5 is fed into the furnace 1, which is also fed with 210 Nm 3 /h of air and 15 Nm 3 /h of associated petroleum gas as fuel. Received 660 nm 3 /hour of flue gas is mixed with 650 nm 3 /hour of air to reduce the temperature to 480°C, 281 nm 3 /hour of the resulting mixture is fed into reactor 2, in which, in the presence of a vanadium catalyst, sulfur dioxide is oxidized to obtain an oxidation gas , the rest of the gas is divided into the balance stream, which is removed, and the circulating mixture of flue gas with air, which is fed into the column 5. A total of 5 pieces of equipment were used.

При этом технический результат - упрощение установки достигается за счет оснащения установки газофазным реактором с катализатором окисления диоксида серы и двухсекционной колонной, обвязанных указанным выше образом.At the same time, the technical result - the simplification of the installation is achieved by equipping the installation with a gas-phase reactor with a sulfur dioxide oxidation catalyst and a two-section column tied in the above manner.

Таким образом, предлагаемая установка проще, позволяет осуществлять безотходную очистку сернисто-щелочных стоков без использования реагентов со стороны и может быть использована в промышленности.Thus, the proposed installation is simpler, allows for waste-free treatment of sulphurous-alkaline effluents without the use of external reagents and can be used in industry.

Claims (1)

Установка утилизации сернисто-щелочных стоков без использования реагентов со стороны, включающая контактную колонну, окислительный реактор, топку под давлением, соединенную с колонной линией подачи отдутого серосодержащего газа и оснащенную линиями подачи топлива и воздуха и линией вывода дымового газа, а также холодильник, отличающаяся тем, что в качестве линии подачи воздуха размещена линия подачи первого потока воздуха, колонна выполнена двухсекционной, на линии вывода дымового газа расположено примыкание линии подачи второго потока воздуха с образованием линии подачи смеси дымового газа с воздухом, которая разделена на две линии, на первой линии в качестве окислительного реактора установлен газофазный реактор с катализатором окисления диоксида серы, соединенный линией подачи газа окисления, оснащенной первым холодильником, с межсекционным пространством колонны, на второй линии установлен второй холодильник, после которого вторая линия разделена на линию вывода балансового потока смеси дымового газа с воздухом, которую выводят, и линию подачи циркулирующей смеси дымового газа с воздухом, соединенную с нижней частью колонны, кроме того, колонна оснащена линией подачи сернисто-щелочных стоков и линией вывода очищенных стоков.Installation for the utilization of sulphurous-alkaline effluents without the use of reagents from the side, including a contact column, an oxidizing reactor, a pressurized furnace connected to the column by a line for supplying exhausted sulfur-containing gas and equipped with fuel and air supply lines and a flue gas outlet line, as well as a refrigerator, characterized in that that the supply line of the first air flow is placed as the air supply line, the column is made two-section, on the flue gas outlet line there is an adjunction of the second air flow supply line with the formation of a flue gas-air mixture supply line, which is divided into two lines, on the first line in as an oxidizing reactor, a gas-phase reactor with a catalyst for the oxidation of sulfur dioxide is installed, connected by an oxidation gas supply line equipped with a first cooler to the intersection space of the column, a second cooler is installed on the second line, after which the second line is divided into a balance flow output line, see a flue gas-air system that is discharged, and a circulating flue gas-air mixture supply line connected to the lower part of the column, in addition, the column is equipped with a sour-alkaline effluent supply line and a treated effluent discharge line.
RU2022133476A 2022-12-20 Plant for the utilization of sulfuric-alkaline wastewater without the use of reagents from outside RU2791257C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2791257C1 true RU2791257C1 (en) 2023-03-06

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1721023A1 (en) * 1989-09-27 1992-03-23 Башкирское специальное конструкторско-технологическое бюро Научно-производственного объединения "Грознефтехим" Method of processing sulfur-containing alkaline sewage
EP1016632A1 (en) * 1998-12-29 2000-07-05 Carboxyque Française Process and apparatus for treating alkaline waste streams from desulphurisation plants
CN100558658C (en) * 2007-02-09 2009-11-11 中国石油化工股份有限公司 A kind of treatment process of sulfur-containing waste water
CN103523836A (en) * 2013-10-12 2014-01-22 宁夏宝塔石化科技实业发展有限公司 Method for treating waste lye containing sulfur
RU2017140033A (en) * 2017-11-16 2019-05-16 Ассоциация инженеров-технологов нефти и газа "Интегрированные технологии" INSTALLATION OF DISPOSAL OF SULFUR-ALKALINE DRAINS
RU2738579C2 (en) * 2019-05-21 2020-12-14 Андрей Владиславович Курочкин Reagentless neutralization of sulphurous alkali wastes apparatus (versions)

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1721023A1 (en) * 1989-09-27 1992-03-23 Башкирское специальное конструкторско-технологическое бюро Научно-производственного объединения "Грознефтехим" Method of processing sulfur-containing alkaline sewage
EP1016632A1 (en) * 1998-12-29 2000-07-05 Carboxyque Française Process and apparatus for treating alkaline waste streams from desulphurisation plants
CN100558658C (en) * 2007-02-09 2009-11-11 中国石油化工股份有限公司 A kind of treatment process of sulfur-containing waste water
CN103523836A (en) * 2013-10-12 2014-01-22 宁夏宝塔石化科技实业发展有限公司 Method for treating waste lye containing sulfur
RU2017140033A (en) * 2017-11-16 2019-05-16 Ассоциация инженеров-технологов нефти и газа "Интегрированные технологии" INSTALLATION OF DISPOSAL OF SULFUR-ALKALINE DRAINS
RU2738579C2 (en) * 2019-05-21 2020-12-14 Андрей Владиславович Курочкин Reagentless neutralization of sulphurous alkali wastes apparatus (versions)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1524023B1 (en) Process for the removal of NOx, SOx and contaminants from gas streams
JPH0255095B2 (en)
RU2472563C1 (en) Waste flow treatment plant
UA61060C2 (en) A method for sulphur degassing (variants) and an apparatus for realizing the same
CA3059554C (en) Systems and processes for removing hydrogen sulfide from gas streams
CN108722148B (en) Method and device for treating hydrogen gas containing carbon dioxide and sulfureted hydrogen
JP2007098307A (en) Circulation type carbon dioxide fixation system
WO2020225061A1 (en) Method for production of elemental sulfur and sulfuric acid
CA2043389C (en) Method of removing hydrogen sulfide from liquid sulfur
Lancia et al. Catalytic oxidation of calcium bisulfite in the wet limestone–gypsum flue gas desulfurization process
WO2008100317A1 (en) Scrubber system for the desulfurization of gaseous streams
CN101254392B (en) Energy-saving type sodium sulphite circulation desulfurizing device and method
WO2016142018A1 (en) High efficiency process for degassing of hydrogen sulfide from liquid sulfur
RU2791257C1 (en) Plant for the utilization of sulfuric-alkaline wastewater without the use of reagents from outside
RU2795605C1 (en) Unit for non-reagent utilization of sulphur-alkaline waste
JP4987237B2 (en) Combustion waste gas purification method
US6676918B2 (en) Hydrogen sulfide removal from liquid sulfur
US9770689B2 (en) Method for processing acid gas and apparatus thereof
EP0787690A2 (en) Wet oxidizing process of waste soda
RU2749595C2 (en) Plant for reagent-free purification of sulfur-alkaline effluents (options)
RU2750044C2 (en) Sulphuric-alkaline waste purification unit (variants)
RU2708005C1 (en) Method of purifying sulphurous alkali waste water
RU2743436C2 (en) Installation for reagent-free disposal of sulfur-alkaline effluents (options)
RU2738579C2 (en) Reagentless neutralization of sulphurous alkali wastes apparatus (versions)
RU2749593C2 (en) Plant for purification of sulfur-alkaline effluents