RU2800865C1 - Staged combustion device for sulfur recovery using pure oxygen and method for its recovery - Google Patents
Staged combustion device for sulfur recovery using pure oxygen and method for its recovery Download PDFInfo
- Publication number
- RU2800865C1 RU2800865C1 RU2022117946A RU2022117946A RU2800865C1 RU 2800865 C1 RU2800865 C1 RU 2800865C1 RU 2022117946 A RU2022117946 A RU 2022117946A RU 2022117946 A RU2022117946 A RU 2022117946A RU 2800865 C1 RU2800865 C1 RU 2800865C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- sulfur
- oxygen
- auxiliary
- main
- Prior art date
Links
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
[0001] Настоящее изобретение относится к области техники извлечения серы и, в частности, относится к устройству ступенчатого сжигания для извлечения серы с использованием чистого кислорода и способу ее извлечения.[0001] The present invention relates to the field of sulfur recovery and, in particular, relates to a staged combustion device for recovering sulfur using pure oxygen and a method for recovering it.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION
[0002] Эксплуатационную нагрузку установок для извлечения серы нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий регулярно осложняет содержание серы в закупаемой сырой нефти. В связи с изменением ранее существовавших типов нормирования некоторые предприятия вынуждены проводить расширение мощностей, реконструкцию действующих установок для извлечения серы и даже строить новые установки для извлечения серы. Однако функции установок для извлечения серы некоторых других предприятий используют не в полной мере. Соответственно, на повестке дня неизбежно стоит вопрос о том, как получить максимальное увеличение очистной мощности установки при одновременном снижении стоимости строительства установки или как внести небольшие модификации в уже существующую установку для обеспечения постоянной адаптации установки к частым изменениям содержания серы в сырой нефти.[0002] The operating load of refinery and petrochemical sulfur recovery units is regularly complicated by the sulfur content of purchased crude oil. Due to the change in previously existing types of rationing, some enterprises are forced to expand their capacities, reconstruct existing sulfur recovery units, and even build new sulfur recovery units. However, the functions of sulfur recovery units of some other enterprises are not fully used. Accordingly, the question is inevitably on the agenda of how to maximize the increase in treatment capacity of the plant while reducing the cost of building the plant, or how to make small modifications to an already existing plant to ensure that the plant constantly adapts to frequent changes in the sulfur content of crude oil.
[0003] Технология обогащения кислородом заключается в использовании кислорода для частичной или полной замены воздуха для выполнения реакции Клауса, что может предотвратить попадание в систему большого количества инертного газа, находящегося в воздухе. Таким образом, количество технологического газа значительно снижается до 1/2-2/3 от количества технологического газа в обычных конструкциях, а также значительно уменьшаются размеры как оборудования, так и трубопровода. Таким образом, стоимость строительства установки может быть значительно снижена, и предоставляется возможность улучшить очистную способность существующей установки за счет локальной модернизации.[0003] Oxygen enrichment technology is to use oxygen to partially or completely replace air to perform the Claus reaction, which can prevent a large amount of inert gas in the air from entering the system. Thus, the amount of process gas is significantly reduced to 1/2-2/3 of the amount of process gas in conventional designs, and the size of both equipment and pipeline is also significantly reduced. Thus, the construction cost of the plant can be significantly reduced, and it is possible to improve the treatment capacity of the existing plant through local upgrades.
[0004] Концентрация H2S в кислых отработанных газах традиционных нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий составляет около 80-85%, и продукты сгорания значительно уменьшаются после замены воздуха чистым кислородом в печи для сжигания для производства серы. Сильное выделение тепла вызывает резкое повышение температуры в печи, и температура в печи для сжигания для производства серы достигает 2200°С или более, что превышает предельную температуру огнеупорных материалов. Соответственно, чистый кислород не может быть использован в установках для извлечения серы традиционных нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий.[0004] The concentration of H 2 S in the sour exhaust gases of conventional refineries and petrochemical plants is about 80-85%, and the combustion products are significantly reduced after replacing the air with pure oxygen in the combustion furnace for sulfur production. The strong heat generation causes the temperature in the furnace to rise sharply, and the temperature in the combustion furnace for sulfur production reaches 2200° C. or more, which exceeds the limit temperature of refractory materials. Accordingly, pure oxygen cannot be used in sulfur recovery units of conventional refineries and petrochemical plants.
[0005] Таким образом, для решения вышеуказанных проблем на рынке имеется острая потребность в новой установке для извлечения серы с использованием чистого кислорода.[0005] Thus, in order to solve the above problems, there is an urgent need in the market for a new sulfur recovery unit using pure oxygen.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention
[0006] Задачей раскрытия настоящего изобретения является разработка устройства ступенчатого сжигания для извлечения серы с использованием чистого кислорода и способа ее извлечения для решения технических проблем известного уровня техники. Температура в печи для сжигания для производства серы может быть снижена за счет ступенчатого сжигания, что обеспечивает возможность применения насыщенного кислорода или даже чистого кислорода в установке для извлечения серы.[0006] It is an object of the disclosure of the present invention to provide a staged combustion apparatus for sulfur recovery using pure oxygen and a method for its recovery to solve the technical problems of the prior art. The temperature in the sulfur production incinerator can be lowered by staged combustion, allowing the use of saturated oxygen or even pure oxygen in the sulfur recovery unit.
[0007] Для решения указанной задачи в раскрытии настоящего изобретения предложены следующие решения.[0007] To solve this problem, the following solutions are proposed in the disclosure of the present invention.
[0008] В раскрытии настоящего изобретения также раскрыто устройство ступенчатого сжигания для извлечения серы с использованием чистого кислорода, включающее в себя:[0008] The present disclosure also discloses a staged combustion apparatus for sulfur recovery using pure oxygen, comprising:
[0009] основную печь для производства серы, которая соединена с первым трубопроводом транспортировки кислого газа и основным трубопроводом транспортировки кислорода;[0009] the main sulfur production furnace, which is connected to the first acid gas transport pipeline and the main oxygen transport pipeline;
[0010] основной блок охлаждения, газовпускное отверстие которого соединено с газовыпускным отверстием основной печи для сжигания для производства серы;[0010] the main cooling unit, the gas inlet of which is connected to the gas outlet of the main combustion furnace for sulfur production;
[0011] вспомогательную печь для сжигания для производства серы, газовпускное отверстие которой сообщается с газовыпускным отверстием основного блока охлаждения через трубопровод транспортировки технологического газа первой ступени, причем второй трубопровод транспортировки кислого газа соединен с трубопроводом транспортировки технологического газа первой ступени, а вспомогательный трубопровод транспортировки кислорода дополнительно соединен с вспомогательной печью для сжигания для производства серы;[0011] an auxiliary combustion furnace for sulfur production, the gas inlet of which communicates with the gas outlet of the main cooling unit through the first stage process gas transport pipeline, the second acid gas transport pipeline is connected to the first stage process gas transport pipeline, and the auxiliary oxygen transport pipeline additionally connected to an auxiliary combustion furnace for sulfur production;
[0012] вспомогательный блок охлаждения, газовпускное отверстие которого соединено с газовыпускным отверстием вспомогательной печи для сжигания для производства серы; и[0012] an auxiliary cooling unit, the gas inlet of which is connected to the gas outlet of the auxiliary combustion furnace for sulfur production; And
[0013][0013]
[0014] установку Клауса, газовпускное отверстие которой соединено с газовыпускным отверстием вспомогательного блока охлаждения, а газовыпускное отверстие которой соединено с трубопроводом транспортировки хвостового газа.[0014] a Claus plant, the gas inlet of which is connected to the gas outlet of the auxiliary cooling unit, and the gas outlet of which is connected to the tail gas transport pipeline.
[0015] В некоторых вариантах осуществления как основной блок охлаждения, так и вспомогательный блок охлаждения могут представлять собой котлы-утилизаторы.[0015] In some embodiments, both the main cooling unit and the auxiliary cooling unit may be waste heat boilers.
[0016] В некоторых вариантах осуществления один конец первого трубопровода транспортировки кислого газа, удаленный от основной печи для сжигания для производства серы, может быть выполнен с возможностью соединения с источником кислого газа, и первый трубопровод транспортировки кислого газа может быть снабжен первым клапаном регулировки потока кислого газа.[0016] In some embodiments, one end of the first acid gas transport pipeline remote from the main combustion furnace for sulfur production may be configured to connect to an acid gas source, and the first acid gas transport pipeline may be provided with a first acid flow control valve. gas.
[0017] В некоторых вариантах осуществления один конец второго трубопровода транспортировки кислого газа, удаленный от трубопровода транспортировки технологического газа первой ступени, может быть выполнен с возможностью соединения с источником кислого газа, и второй трубопровод транспортировки кислого газа может быть снабжен вторым клапаном регулировки потока кислого газа.[0017] In some embodiments, one end of the second acid gas transport pipeline remote from the first stage process gas transport pipeline may be configured to connect to an acid gas source, and the second acid gas transport pipeline may be provided with a second acid gas flow control valve .
[0018] В некоторых вариантах осуществления одна сторона основного трубопровода транспортировки кислорода, удаленная от основной печи для сжигания для производства серы, может быть выполнена с возможностью соединения с источником газообразного кислорода, и основной трубопровод транспортировки кислорода может быть снабжен первым клапаном регулировки потока кислорода.[0018] In some embodiments, one side of the main oxygen transport pipeline remote from the main combustion furnace for sulfur production may be configured to connect to a source of oxygen gas, and the main oxygen transport pipeline may be provided with a first oxygen flow control valve.
[0019] В некоторых вариантах осуществления один конец вспомогательного трубопровода транспортировки кислорода, удаленный от вспомогательной печи для сжигания для производства серы, может быть выполнен с возможностью соединения с источником газообразного кислорода, и вспомогательный трубопровод транспортировки кислорода может быть снабжен вторым клапаном регулировки потока кислорода.[0019] In some embodiments, one end of the auxiliary oxygen transport pipeline remote from the auxiliary combustion furnace for sulfur production may be configured to connect to a source of oxygen gas, and the auxiliary oxygen transport pipeline may be provided with a second oxygen flow control valve.
[0020] В некоторых вариантах осуществления установка Клауса может представлять собой двухступенчатую реакционную систему Клауса или трехступенчатую реакционную систему Клауса.[0020] In some embodiments, the Claus unit may be a two-stage Claus reaction system or a three-stage Claus reaction system.
[0021] В некоторых вариантах осуществления трубопровод транспортировки хвостового газа может сообщаться со вспомогательным трубопроводом транспортировки кислорода через циркуляционный трубопровод.[0021] In some embodiments, the tail gas transport pipeline may communicate with the auxiliary oxygen transport pipeline via a circulation pipeline.
[0022] В некоторых вариантах осуществления трубопровод транспортировки хвостового газа может быть снабжен резервуаром для отделения жидкости от хвостового газа.[0022] In some embodiments, the tail gas transport pipeline may be provided with a reservoir to separate the liquid from the tail gas.
[0023] В раскрытии настоящего изобретения также раскрыт способ извлечения устройства ступенчатого сжигания для извлечения серы с использованием чистого кислорода, причем способ включает в себя следующие этапы:[0023] The disclosure of the present invention also discloses a method for recovering a staged combustion device for sulfur recovery using pure oxygen, the method including the following steps:
[0024] S1, введение первой части кислого газа из источника кислого газа и первой части кислорода из источника газообразного кислорода в основную печь для сжигания для производства серы, обеспечение частичной реакции первой части кислого газа и использование непрореагировавшей части первой части кислого газа в качестве носителя технологического газа для выравнивания температуры в основной печи для сжигания для производства серы;[0024] S1, introducing the first part of acid gas from the source of acid gas and the first part of oxygen from the source of oxygen gas into the main combustion furnace for sulfur production, allowing partial reaction of the first part of acid gas, and using the unreacted part of the first part of acid gas as a process carrier gas for temperature equalization in the main combustion furnace for sulfur production;
[0025] S2, охлаждение первого технологического газа из основной печи для сжигания для производства серы при помощи основного блока охлаждения;[0025] S2, cooling the first process gas from the main combustion furnace for sulfur production with the main cooling unit;
[0026] S3, транспортировка первого технологического газа от основного блока охлаждения к вспомогательной печи для сжигания для производства серы по трубопроводу транспортировки технологического газа первой ступени, смешивание в трубопроводе транспортировки технологического газа первой ступени первого технологического газа со второй частью кислого газа из источника кислого газа, введение второй части кислорода из источника газообразного кислорода во вспомогательную печь для сжигания для производства серы для вступления в реакцию с кислым газом;[0026] S3, transporting the first process gas from the main cooling unit to the auxiliary combustion furnace for producing sulfur through the first stage process gas transport pipeline, mixing in the first stage process gas transport pipeline the first process gas with the second part of the acid gas from the acid gas source, introducing a second portion of oxygen from the source of oxygen gas into an auxiliary combustion furnace for producing sulfur to react with acid gas;
[0027] S4, охлаждение второго технологического газа из вспомогательной печи для сжигания для производства серы при помощи вспомогательного блока охлаждения;[0027] S4, cooling the second process gas from the auxiliary combustion furnace for sulfur production with the auxiliary cooling unit;
[0028] S5, введение второго технологического газа, выходящего из вспомогательного блока охлаждения, в установку Клауса для проведения реакции; и[0028] S5, introducing the second process gas exiting the auxiliary cooling unit into the Claus apparatus for carrying out the reaction; And
[0029] S6, выпуск третьего технологического газа из установки Клауса через трубопровод для транспортировки хвостового газа.[0029] S6, discharging the third process gas from the Claus plant through the tail gas transport pipeline.
[0030] По сравнению с известным уровнем техники в вариантах осуществления достигнуты следующие технические результаты.[0030] Compared with the prior art, the embodiments achieve the following technical results.
[0031] Сжигание кислого газа с регулируемой температурой может быть достигнуто за счет поэтапного добавления как кислого газа, так и кислорода, что позволяет избежать чрезмерной температуры в печи для сжигания для производства серы. Когда технологический газ поступает во вспомогательную печь для сжигания для производства серы, вторая часть кислого газа может быть добавлена дополнительно для увеличения концентрации технологического газа и, таким образом, использования технологического газа в качестве исходного газа вспомогательной печи для сжигания для производства серы. Кроме того, за счет использования установки в качестве новой установки для извлечения серы инвестиционные затраты на установку могут быть снижены на 40%, а очистная способность установки может быть увеличена на 220%.[0031] Temperature controlled acid gas combustion can be achieved by adding both acid gas and oxygen in stages, avoiding excessive temperatures in the sulfur production combustion furnace. When the process gas enters the auxiliary combustion furnace for sulfur production, a second portion of the acid gas may be added further to increase the concentration of the process gas and thus use the process gas as the auxiliary combustion furnace feed gas for sulfur production. In addition, by using the plant as a new sulfur recovery plant, the investment cost of the plant can be reduced by 40% and the treatment capacity of the plant can be increased by 220%.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
[0032] Для более ясного описания технических решений в вариантах осуществления раскрытия настоящего изобретения или известном уровне техники далее кратко представлены чертежи, которые необходимо использовать в описаниях вариантов осуществления. Очевидно, что прилагаемые чертежи в следующих описаниях являются лишь некоторыми вариантами осуществления раскрытия настоящего изобретения. Для специалистов в данной области техники другие чертежи могут быть получены в соответствии с этими чертежами без творческих усилий.[0032] For a clearer description of the technical solutions in the embodiments of the disclosure of the present invention or the prior art, the following is a summary of the drawings to be used in the descriptions of the embodiments. Obviously, the accompanying drawings in the following descriptions are only some embodiments of the disclosure of the present invention. For those skilled in the art, other drawings can be made in accordance with these drawings without creative effort.
[0033] На ФИГ. 1 приведена структурная схема устройства ступенчатого сжигания для извлечения серы с использованием чистого кислорода в соответствии с вариантом осуществления раскрытия настоящего изобретения.[0033] FIG. 1 is a block diagram of a staged combustion apparatus for sulfur recovery using pure oxygen in accordance with an embodiment of the disclosure of the present invention.
[0034] Ссылочные позиции на чертежах: [0034] Reference numbers in the drawings:
1 - основная печь для сжигания для производства серы; 1 - main combustion furnace for sulfur production;
11 - первый трубопровод транспортировки кислого газа; 11 - the first pipeline for transporting acid gas;
12 - основной трубопровод транспортировки кислорода; 12 - the main pipeline for transporting oxygen;
2 - основной блок охлаждения; 2 - main cooling unit;
3 - вспомогательная печь для сжигания для производства серы; 3 - auxiliary combustion furnace for sulfur production;
31 - трубопровод транспортировки технологического газа первой ступени; 31 - pipeline for transporting process gas of the first stage;
32 - вспомогательный трубопровод транспортировки кислорода; 32 - auxiliary pipeline transporting oxygen;
33 - второй трубопровод транспортировки кислого газа; 33 - the second pipeline for transporting acid gas;
4 - вспомогательный блок охлаждения; 4 - auxiliary cooling unit;
5 - установка Клауса; 5 - Claus installation;
51 - трубопровод транспортировки технологического газа второй ступени; 51 - pipeline for transporting process gas of the second stage;
52 - трубопровод транспортировки хвостового газа.52 - tail gas transportation pipeline.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯIMPLEMENTATION OF THE INVENTION
[0035] Технические решения в вариантах осуществления раскрытия настоящего изобретения ясно и полностью описаны ниже со ссылкой на чертежи в вариантах осуществления раскрытия настоящего изобретения. Очевидно, что описанные варианты осуществления являются лишь частью, а не всеми вариантами осуществления раскрытия настоящего изобретения. На основании вариантов осуществления раскрытия настоящего изобретения все другие варианты осуществления, полученные специалистом в данной области техники без творческих усилий, подпадают под объем защиты раскрытия настоящего изобретения.[0035] The technical solutions in the embodiments of the disclosure of the present invention are clearly and fully described below with reference to the drawings in the embodiments of the disclosure of the present invention. Obviously, the described embodiments are only a part and not all of the embodiments of the disclosure of the present invention. Based on the embodiments of the disclosure of the present invention, all other embodiments obtained by a person skilled in the art without creative effort fall within the protection scope of the disclosure of the present invention.
[0036] Задачей раскрытия настоящего изобретения является разработка устройства ступенчатого сжигания для извлечения серы с использованием чистого кислорода и способа ее извлечения для решения технических проблем известного уровня техники. Температура в печи для сжигания для производства серы может быть снижена за счет ступенчатого сжигания, что может обеспечить возможность применения насыщенного кислорода или даже чистого кислорода в установке для извлечения серы.[0036] It is an object of the disclosure of the present invention to provide a staged combustion device for sulfur recovery using pure oxygen and a method for its recovery to solve the technical problems of the prior art. The temperature in the sulfur production incinerator can be lowered by staged combustion, which can allow the use of saturated oxygen or even pure oxygen in the sulfur recovery unit.
[0037] Для обеспечения большего понимания задачи, признаков и преимуществ раскрытия настоящего изобретения, оно подробно описано ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи и конкретные варианты осуществления.[0037] To provide a greater understanding of the objectives, features and advantages of the disclosure of the present invention, it is described in detail below with reference to the accompanying drawings and specific embodiments.
[0038] Как показано на ФИГ. 1, в соответствии с вариантом осуществления предложено устройство ступенчатого сжигания для извлечения серы с использованием чистого кислорода, включающее в себя основную печь 1 для производства серы, основной блок 2 охлаждения, вспомогательную печь 3 для сжигания для производства серы, вспомогательный блок 4 охлаждения и установку 5 Клауса.[0038] As shown in FIG. 1, according to an embodiment, a staged combustion apparatus for sulfur recovery using pure oxygen is provided, including a main sulfur production furnace 1, a main cooling unit 2, an auxiliary combustion furnace 3 for sulfur production, an auxiliary cooling unit 4, and a plant 5 Klaus.
[0039] Основная печь 1 для производства серы представляет собой существующую печь для сжигания для производства серы, и уравнение реакции, происходящей в ней, выражается как 2H2S+O2=S2+2H2O. Первый трубопровод 11 транспортировки кислого газа и основной трубопровод 12 транспортировки кислорода соединены с основной печью 1 для сжигания для производства серы и выполнены с возможностью соединения с источником кислого газа и источником газообразного кислорода соответственно.[0039] The main sulfur production furnace 1 is an existing sulfur production combustion furnace, and the equation of the reaction occurring therein is expressed as 2H 2 S+O 2 =S 2 +2H 2 O. The first acid gas conveying pipeline 11 and the main oxygen transport pipeline 12 is connected to the main combustion furnace 1 for sulfur production, and is configured to be connected to an acid gas source and an oxygen gas source, respectively.
[0040] Основной блок 2 охлаждения может представлять собой существующий блок охлаждения, а газовпускное отверстие основного блока 2 охлаждения соединено с газовыпускным отверстием основной печи 1 для сжигания для производства серы.[0040] The main cooling unit 2 may be an existing cooling unit, and the gas inlet of the main cooling unit 2 is connected to the gas outlet of the main combustion furnace 1 for sulfur production.
[0041] Вспомогательная печь 3 для сжигания для производства серы имеет ту же конструкцию, что и основная печь 1 для сжигания для производства серы. Газовпускное отверстие вспомогательной печи 3 для сжигания для производства серы сообщается с газовыпускным отверстием основного блока 2 охлаждения через трубопровод 31 транспортировки технологического газа первой ступени. Второй трубопровод 33 транспортировки кислого газа соединен с трубопроводом транспортировки технологического газа первой ступени. Кроме того, вспомогательный трубопровод 32 транспортировки кислорода соединен с вспомогательной печью 3 для сжигания для производства серы.[0041] The auxiliary combustion furnace 3 for sulfur production has the same structure as the main combustion furnace 1 for sulfur production. The gas inlet of the auxiliary combustion furnace 3 for sulfur production communicates with the gas outlet of the main cooling unit 2 through the first stage process gas conveyance line 31 . The second acid gas conveyance line 33 is connected to the first stage process gas conveyance line. In addition, the auxiliary oxygen conveying pipeline 32 is connected to the auxiliary combustion furnace 3 for sulfur production.
[0042] Вспомогательный блок 4 охлаждения имеет ту же конструкцию, что и основной блок 2 охлаждения. Газовпускное отверстие вспомогательного блока 4 охлаждения соединено с газовыпускным отверстием вспомогательной печи 3 для сжигания для производства серы.[0042] The auxiliary cooling unit 4 has the same structure as the main cooling unit 2. The gas inlet of the auxiliary cooling unit 4 is connected to the gas outlet of the auxiliary combustion furnace 3 for sulfur production.
[0043] Газовпускное отверстие установки 5 Клауса соединено с газовыпускным отверстием вспомогательного блока 4 охлаждения через трубопровод 51 транспортировки технологического газа второй ступени. И газовыпускное отверстие установки 5 Клауса соединено с трубопроводом 52 транспортировки хвостового газа.[0043] The gas inlet of the Claus apparatus 5 is connected to the gas outlet of the auxiliary cooling unit 4 via the second stage process gas conveyance line 51 . And the gas outlet of the Claus plant 5 is connected to the tail gas transportation pipeline 52 .
[0044] Во время использования часть всего кислого газа и часть кислорода сначала вводят в основную печь 1 для сжигания для производства серы для вступления в реакцию друг с другом. Часть кислого газа сжигают лишь частично, а остаточную часть части кислого газа используют в качестве носителя технологического газа из-за недостатка кислорода, так чтобы обеспечить выравнивание температуры в основной печи 1 для сжигания для производства серы. Затем первый технологический газ из основной печи 1 для сжигания для производства серы вводят в основной блок 2 охлаждения для охлаждения, а затем вводят в трубопровод 31 транспортировки технологического газа первой ступени. Затем газ в трубопроводе 31 транспортировки технологического газа первой ступени вводят во вспомогательную печь 3 для сжигания для производства серы. Перед введением остаточную часть кислого газа вводят в трубопровод 31 транспортировки технологического газа первой ступени для повышения концентрации кислого газа в технологическом газе и, таким образом, используют технологический газ в качестве исходного газа. Между тем, остаточную часть кислорода вводят во вспомогательную печь 3 для сжигания для производства серы для повторного проведения реакции во вспомогательной печи 3 для сжигания для производства серы. После того, как второй технологический газ из вспомогательной печи 3 для сжигания для производства серы поступает во вспомогательный блок 4 охлаждения для повторного охлаждения, второй технологический газ вводят в установку Клауса 5. Третий технологический газ отводят по трубопроводу 52 транспортировки хвостового газа после реакции Клауса, а затем собирают.[0044] At the time of use, a part of the total acid gas and a part of oxygen are first introduced into the main combustion furnace 1 for producing sulfur to react with each other. A portion of the acid gas is only partially combusted, and the remainder of a portion of the acid gas is used as a process gas carrier due to lack of oxygen, so as to achieve temperature equalization in the main combustion furnace 1 for sulfur production. Then, the first process gas from the main combustion furnace 1 for sulfur production is introduced into the main cooling unit 2 for cooling, and then introduced into the first stage process gas conveyance line 31 . Then, the gas in the first stage process gas conveying line 31 is introduced into the auxiliary combustion furnace 3 to produce sulfur. Before the introduction, the residual part of the acid gas is introduced into the first stage process gas conveyance line 31 to increase the concentration of the acid gas in the process gas, and thus the process gas is used as the source gas. Meanwhile, the residual portion of oxygen is introduced into the auxiliary combustion furnace 3 for sulfur production to re-react in the auxiliary combustion furnace 3 for sulfur production. After the second process gas from the auxiliary combustion furnace 3 for sulfur production enters the auxiliary cooling unit 4 for recooling, the second process gas is introduced into the Claus plant 5. The third process gas is discharged through the tail gas transport pipeline 52 after the Claus reaction, and then collected.
[0045] В этом варианте осуществления как основной блок 2 охлаждения, так и вспомогательный блок 4 охлаждения представляют собой котлы-утилизаторы. Котел-утилизатор представляет собой существующий общий блок охлаждения, который может отводить отработанное тепло туда, где оно необходимо, и при этом поглощать тепло, выделяемое из основной печи 1 для сжигания для производства серы и вспомогательной печи 3 для сжигания для производства серы. Таким образом достигается цель утилизации отработанного тепла.[0045] In this embodiment, both the main cooling unit 2 and the auxiliary cooling unit 4 are waste heat boilers. The waste heat boiler is an existing common cooling unit that can take waste heat to where it is needed and still absorb the heat released from the main combustion furnace 1 for sulfur production and the auxiliary furnace 3 for combustion for sulfur production. Thus, the goal of waste heat recovery is achieved.
[0046] В этом варианте осуществления один конец первого трубопровода 11 транспортировки кислого газа, удаленный от основной печи 1 для сжигания для производства серы, выполнен с возможностью соединения с источником кислого газа. Первый трубопровод 11 транспортировки кислого газа снабжен первым клапаном регулировки потока кислого газа. Количеством кислого газа, подаваемого в основную печь 1 для сжигания для производства серы, можно управлять посредством первого клапана регулировки потока кислого газа, в частности около 60% всего кислого газа.[0046] In this embodiment, one end of the first acid gas transport pipeline 11 remote from the main combustion furnace 1 for sulfur production is configured to be connected to an acid gas source. The first acid gas transport pipeline 11 is provided with a first acid gas flow control valve. The amount of acid gas supplied to the main combustion furnace 1 for sulfur production can be controlled by means of the first acid gas flow control valve, in particular about 60% of the total acid gas.
[0047] В этом варианте осуществления один конец второго трубопровода 33 транспортировки кислого газа, удаленный от трубопровода 31 транспортировки технологического газа первого этапа, выполнен с возможностью соединения с источником кислого газа. Второй трубопровод 33 транспортировки кислого газа снабжен вторым клапаном регулировки потока кислого газа. Количеством кислого газа, подаваемого в трубопровод 31 транспортировки технологического газа первой ступени, можно управлять посредством второго клапана регулировки потока кислого газа, в частности около 40% всего кислого газа.[0047] In this embodiment, one end of the second acid gas pipeline 33 remote from the first stage process gas pipeline 31 is configured to be connected to an acid gas source. The second acid gas conveyance line 33 is provided with a second acid gas flow control valve. The amount of acid gas supplied to the first stage process gas transfer line 31 can be controlled by the second acid gas flow control valve, in particular about 40% of the total acid gas.
[0048] В этом варианте осуществления одна сторона основного трубопровода 12 транспортировки кислорода, удаленная от основной печи 1 для сжигания для производства серы, выполнена с возможностью соединения с источником газообразного кислорода. И основной трубопровод 12 транспортировки кислорода снабжен первым клапаном регулировки потока кислорода. Количеством кислорода, подаваемого в основную печь 1 для сжигания для производства серы, можно управлять посредством первого клапана регулировки потока кислорода.[0048] In this embodiment, one side of the main oxygen transport pipeline 12 remote from the main combustion furnace 1 for sulfur production is configured to be connected to a source of oxygen gas. And the main oxygen transport conduit 12 is provided with a first oxygen flow adjustment valve. The amount of oxygen supplied to the main combustion furnace 1 for sulfur production can be controlled by the first oxygen flow control valve.
[0049] В этом варианте осуществления один конец вспомогательного трубопровода 32 транспортировки кислорода, удаленный от вспомогательной печи 3 для сжигания для производства серы, выполнен с возможностью соединения с источником газообразного кислорода. И вспомогательный трубопровод 32 транспортировки кислорода снабжен вторым клапаном регулировки потока кислорода. Количеством кислорода, подаваемого во вспомогательную печь 3 для сжигания для производства серы, можно управлять посредством второго клапана регулировки потока кислорода.[0049] In this embodiment, one end of the auxiliary oxygen transport pipeline 32 remote from the auxiliary combustion furnace 3 for sulfur production is configured to be connected to a source of oxygen gas. And, the auxiliary oxygen conveying line 32 is provided with a second oxygen flow adjustment valve. The amount of oxygen supplied to the auxiliary combustion furnace 3 for sulfur production can be controlled by the second oxygen flow control valve.
[0050] В этом варианте осуществления установка 5 Клауса представляет собой двухступенчатую реакционную систему Клауса или трехступенчатую реакционную систему Клауса. Двухступенчатая реакционная система Клауса и трехступенчатая реакционная система Клауса являются существующими технологиями. И в качестве примера для иллюстрации этого варианта осуществления взята двухступенчатая реакционная система Клауса. Двухступенчатая реакционная система Клауса включает в себя три конденсатора серы, два нагревателя и два конвертера. Конкретный производственный процесс в двухступенчатой реакционной системе Клауса выглядит следующим образом. Первый технологический газ вводят в конденсатор серы первой ступени для дальнейшего охлаждения до 160°С, и в конденсаторе серы первой ступени образуется насыщенный пар с низким давлением 0,4 МПа (изб.) для рекуперации отработанного тепла. Элементарная сера, образующаяся в результате реакции, конденсируется в жидкую серу, и жидкую серу после улавливания и отделения подают в уплотнительный резервуар для серы. В соответствии с требованием к температуре реакции первый технологический газ из конденсатора серы первой ступени вводят в нагреватель первой ступени для нагрева до 240°С, а затем вводят в конвертер H2S и SO2 первой ступени в первый технологический газ и подвергают реакции Клауса под действием катализатора, так чтобы преобразовать его в элементарную серу. Высокотемпературный технологический газ (около 358,6°С) из конвертера первой ступени вводят в конденсатор серы второй ступени. Второй технологический газ охлаждают до 160°С через конденсатор серы второй ступени, и в конденсаторе серы второй ступени образуется насыщенный пар с низким давлением 0,4 МПа (изб.) для рекуперации отработанного тепла. Элементарная сера, образующаяся в результате реакции, конденсируется в жидкую серу, и жидкую серу после улавливания и отделения подают в уплотнительный резервуар для серы. Второй технологический газ из конденсатора серы второй ступени вводят в нагреватель второй ступени для нагрева до 220°С, а затем вводят в конвертер второй ступени. Остаточный H2S и SO2 во втором технологическом газе далее подвергают каталитическому преобразованию, и второй высокотемпературный технологический газ (около 256,4°С) из конвертера второй ступени вводят в конденсатор серы третьей ступени. Третий технологический газ охлаждают до 160°С через конденсатор серы третьей ступени, и в конденсаторе серы третьей ступени образуется насыщенный пар с низким давлением 0,4 МПа (изб.) для рекуперации отработанного тепла. Элементарная сера, образующаяся в результате реакции, конденсируется в жидкую серу, и жидкую серу после улавливания и отделения подают в уплотнительный резервуар для серы.[0050] In this embodiment, the Claus unit 5 is a two-stage Claus reaction system or a three-stage Claus reaction system. The two-stage Claus reaction system and the three-stage Claus reaction system are existing technologies. And as an example, a two-stage Claus reaction system is taken to illustrate this embodiment. The two-stage Claus reaction system includes three sulfur condensers, two heaters and two converters. The specific production process in the two-stage Claus reaction system is as follows. The first process gas is introduced into the first stage sulfur condenser for further cooling to 160° C., and the first stage sulfur condenser generates low pressure 0.4 MPa(g) saturated steam to recover waste heat. The elemental sulfur generated from the reaction is condensed into liquid sulfur, and the liquid sulfur, after being captured and separated, is fed into the sulfur seal tank. In accordance with the reaction temperature requirement, the first process gas from the first stage sulfur condenser is introduced into the first stage heater to heat up to 240°C, and then introduced into the first stage H 2 S and SO 2 converter into the first process gas, and subjected to the Claus reaction under the action of catalyst so as to convert it to elemental sulfur. The high temperature process gas (about 358.6° C.) from the first stage converter is introduced into the second stage sulfur condenser. The second process gas is cooled to 160° C. through the second stage sulfur condenser, and low pressure 0.4 MPa(g) saturated steam is generated in the second stage sulfur condenser to recover waste heat. The elemental sulfur generated from the reaction is condensed into liquid sulfur, and the liquid sulfur, after being captured and separated, is fed into the sulfur seal tank. The second process gas from the second stage sulfur condenser is introduced into the second stage heater to heat up to 220° C. and then introduced into the second stage converter. The residual H 2 S and SO 2 in the second process gas is further subjected to catalytic conversion, and the second high temperature process gas (about 256.4° C.) from the second stage converter is introduced into the third stage sulfur condenser. The third process gas is cooled to 160° C. through the third stage sulfur condenser and the third stage sulfur condenser generates low pressure 0.4 MPa(g) saturated steam to recover waste heat. The elemental sulfur generated from the reaction is condensed into liquid sulfur, and the liquid sulfur, after being captured and separated, is fed into the sulfur seal tank.
[0051] В этом варианте осуществления трубопровод 52 транспортировки хвостового газа снабжен резервуаром для отделения жидкости от хвостового газа, и хвостовой газ для производства серы из конденсатора серы третьей ступени в установке 5 Клауса вводят в резервуар для отделения жидкости от хвостового газа. Резервуар для отделения жидкости от хвостового газа улавливает небольшое количество жидкой серы, переносимой хвостовым газом, и подает его в бассейн жидкой серы через уплотнительный резервуар для серы. Третий технологический газ из верхней части резервуара для отделения хвостового газа вводят в установку для очистки хвостового газа, а затем отводят через установку для очистки хвостового газа после достижения нормы выбросов газа.[0051] In this embodiment, the tail gas transport pipeline 52 is provided with a liquid/tail gas separation tank, and the tail gas for sulfur production from the third stage sulfur condenser in the Claus plant 5 is introduced into the liquid/tail gas separation tank. The tail gas liquid separation tank captures a small amount of liquid sulfur carried by the tail gas and feeds it to the liquid sulfur pool through the sulfur seal tank. The third process gas from the top of the tail gas separation tank is introduced into the tail gas scrubber and then discharged through the tail gas scrubber after the gas emission rate is reached.
[0052] Способ извлечения, осуществляемый при помощи устройства ступенчатого сжигания для извлечения серы с использованием чистого кислорода, дополнительно обеспечен этим вариантом осуществления, включающим в себя следующие этапы.[0052] A recovery method carried out by a staged combustion apparatus for recovering sulfur using pure oxygen is further provided by this embodiment, including the following steps.
[0053] На этапе S1 первую часть кислого газа из источника кислого газа и первую часть кислорода из источника газообразного кислорода вводят для сжигания в основную печь 1 для сжигания для производства серы, причем первая часть кислого газа составляет 60% от всего кислого газа, и идеальная пропорция потока кислорода к потоку кислого газа составляет около 0,2-0,25. Реакционное количество H2S в кислом газе может быть увеличено или уменьшено за счет увеличения или уменьшения подачи кислорода, и, тем самым, может быть изменена температура основной печи 1 для сжигания для производства серы. Температура основной печи 1 для сжигания для производства серы является ключевым параметром для управления подачей кислорода в основную печь 1 для сжигания для производства серы, и температуру печи для сжигания для производства серы следует контролировать на уровне 1300-1350°С. После сжигания углеводородное органическое вещество и другие органические вещества в кислом газе полностью распадаются, и основное уравнение реакции имеет вид 2H2S+O2=S2+2H2O. Первая часть кислого газа лишь частично вступает в реакцию в основной печи 1 для сжигания для производства серы, в частности происходит реакция 58-65% (об.) H2S. А непрореагировавший кислый газ используют в качестве носителя технологического газа для выравнивания температуры в основной печи 1 для сжигания для производства серы.[0053] In step S1, the first part of the acid gas from the acid gas source and the first part of the oxygen from the oxygen gas source are introduced for combustion into the main combustion furnace 1 for sulfur production, the first part of the acid gas being 60% of the total acid gas, and the ideal the proportion of oxygen flow to acid gas flow is about 0.2-0.25. The reaction amount of H 2 S in the acid gas can be increased or decreased by increasing or decreasing the oxygen supply, and thus the temperature of the main combustion furnace 1 for producing sulfur can be changed. The temperature of the main sulfur production incinerator 1 is a key parameter for controlling the oxygen supply to the main sulfur production incinerator 1, and the temperature of the sulfur production incinerator should be controlled at 1300-1350°C. After combustion, the hydrocarbon organic matter and other organic matter in the acid gas are completely decomposed, and the basic reaction equation is 2H 2 S+O 2 =S 2 +2H 2 O. The first part of the acid gas is only partially reacted in the main combustion furnace 1 for sulfur production, in particular, the reaction of 58-65% (v/v) of H 2 S takes place. And the unreacted acid gas is used as a process gas carrier for temperature equalization in the main combustion furnace 1 for sulfur production.
[0054] На этапе S2 первый технологический газ из основной печи 1 для сжигания для производства серы охлаждают при помощи основного блока 2 охлаждения, и температуру технологического газа снижают до 320°С.[0054] In step S2, the first process gas from the main combustion furnace 1 for sulfur production is cooled by the main cooling unit 2, and the temperature of the process gas is reduced to 320°C.
[0055] На этапе S3 первый технологический газ из основного блока 2 охлаждения подают к вспомогательной печи 3 для сжигания для производства серы по трубопроводу 31 транспортировки технологического газа первой ступени. Первый технологический газ смешивают в трубопроводе 31 транспортировки технологического газа первой ступени со второй частью кислого газа (остаточные 40%) из источника кислого газа. Вторую часть кислорода из источника газообразного кислорода вводят во вспомогательную печь 3 для сжигания для производства серы для вступления в реакцию с кислым газом. Между тем, количество кислорода во вспомогательной печи 3 для сжигания для производства серы строго контролируется при помощи данных обратной связи онлайн-анализатора, который анализирует H2S/SO2, так чтобы количество кислорода во вспомогательной печи 3 для сжигания для производства серы достигало коэффициента эквивалентности, при котором H2S может быть полностью преобразован в S2.[0055] In step S3, the first process gas from the main cooling unit 2 is supplied to the auxiliary combustion furnace 3 for sulfur production through the first stage process gas transportation pipeline 31 . The first process gas is mixed in the first stage process gas transport line 31 with the second part of the acid gas (residual 40%) from the acid gas source. The second part of the oxygen from the oxygen gas source is introduced into the auxiliary combustion furnace 3 to produce sulfur to react with the acid gas. Meanwhile, the amount of oxygen in the auxiliary combustion furnace 3 for sulfur production is strictly controlled by the feedback data of the online analyzer, which analyzes H 2 S/SO 2 , so that the oxygen amount in the auxiliary combustion furnace 3 for sulfur production reaches the equivalence ratio , at which H 2 S can be completely transformed into S 2 .
[0056] На этапе S4 второй технологический газ из вспомогательной печи 3 для сжигания для производства серы охлаждают при помощи вспомогательного блока 4 охлаждения, и температуру второго технологического газа снижают до 320°С.[0056] In step S4, the second process gas from the auxiliary combustion furnace 3 for sulfur production is cooled by the auxiliary cooling unit 4, and the temperature of the second process gas is reduced to 320°C.
[0057] На этапе S5 второй технологический газ, выходящий из вспомогательного блока 4 охлаждения, направляют в установку 5 Клауса для проведения вышеуказанного реакционного процесса в трехступенчатом реакторе Клауса.[0057] In step S5, the second process gas exiting the auxiliary cooling unit 4 is sent to the Claus unit 5 to carry out the above three-stage Claus reactor reaction process.
[0058] На этапе S6 хвостовой газ (т.е. третий технологический газ) из установки Клауса выпускают через трубопровод 52 транспортировки хвостового газа.[0058] In step S6, the tail gas (ie, the third process gas) from the Claus unit is discharged through the tail gas transport pipeline 52 .
[0059] Конкретные примеры использованы для иллюстрации принципов и способов реализации раскрытия настоящего изобретения. Описание вышеупомянутых вариантов осуществления использовано лишь для обеспечения изображения способа и его основной идеи в соответствии с раскрытием настоящего изобретения. Кроме того, специалисты в данной области техники могут выполнять различные модификации в отношении конкретных вариантов осуществления и области применения в соответствии с идеями раскрытия настоящего изобретения. В заключение, содержание этого описания не следует рассматривать как ограничение раскрытия настоящего изобретения.[0059] Specific examples are used to illustrate the principles and methods of implementing the disclosure of the present invention. The description of the above embodiments is used only to provide a depiction of the method and its main idea in accordance with the disclosure of the present invention. In addition, various modifications may be made by those skilled in the art with respect to specific embodiments and applications in accordance with the teachings of the disclosure of the present invention. In conclusion, the contents of this description should not be construed as limiting the disclosure of the present invention.
Claims (15)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111231425.X | 2021-10-22 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2800865C1 true RU2800865C1 (en) | 2023-07-31 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117658079A (en) * | 2023-12-01 | 2024-03-08 | 兴化市高性能金属材料制品研究院 | Equipment for preparing sulfur solid in chemical laboratory |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3880986A (en) * | 1973-07-09 | 1975-04-29 | Parsons Co Ralph M | Process for the conversion of hydrogen sulfide in gas streams of low hydrogen sulfide concentration to sulfur |
US5028409A (en) * | 1988-07-26 | 1991-07-02 | American Combustion, Inc. | Method and apparatus for recovering sulfur from gases containing hydrogen sulfide |
RU80451U1 (en) * | 2008-06-02 | 2009-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Оренбург" (ООО "Газпром добыча Оренбург") | INSTALLING PRODUCTION OF ELEMENTARY SULFUR |
RU2383385C2 (en) * | 2004-03-03 | 2010-03-10 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Method for high-efficiency extraction of sulphur from acidic gas stream |
RU2430014C1 (en) * | 2010-03-31 | 2011-09-27 | Открытое акционерное общество "Гипрогазоочистка" | Method of producing sulphur from acid gases with low content of hydrogen sulphide |
RU2478567C2 (en) * | 2011-07-21 | 2013-04-10 | Открытое акционерное общество "Гипрогазоочистка" | Method of producing sulphur from sulphur dioxide-containing flue gases |
US8518366B2 (en) * | 2009-12-01 | 2013-08-27 | Bayer Intellectual Property Gmbh | Device and method for the combustion of sulfur and sulfur-containing compounds |
RU2562481C2 (en) * | 2014-01-29 | 2015-09-10 | Игорь Анатольевич Мнушкин | Method and apparatus for producing elementary sulphur with tail gas post-treatment |
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3880986A (en) * | 1973-07-09 | 1975-04-29 | Parsons Co Ralph M | Process for the conversion of hydrogen sulfide in gas streams of low hydrogen sulfide concentration to sulfur |
US5028409A (en) * | 1988-07-26 | 1991-07-02 | American Combustion, Inc. | Method and apparatus for recovering sulfur from gases containing hydrogen sulfide |
RU2383385C2 (en) * | 2004-03-03 | 2010-03-10 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Method for high-efficiency extraction of sulphur from acidic gas stream |
RU80451U1 (en) * | 2008-06-02 | 2009-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Оренбург" (ООО "Газпром добыча Оренбург") | INSTALLING PRODUCTION OF ELEMENTARY SULFUR |
US8518366B2 (en) * | 2009-12-01 | 2013-08-27 | Bayer Intellectual Property Gmbh | Device and method for the combustion of sulfur and sulfur-containing compounds |
RU2430014C1 (en) * | 2010-03-31 | 2011-09-27 | Открытое акционерное общество "Гипрогазоочистка" | Method of producing sulphur from acid gases with low content of hydrogen sulphide |
RU2478567C2 (en) * | 2011-07-21 | 2013-04-10 | Открытое акционерное общество "Гипрогазоочистка" | Method of producing sulphur from sulphur dioxide-containing flue gases |
RU2562481C2 (en) * | 2014-01-29 | 2015-09-10 | Игорь Анатольевич Мнушкин | Method and apparatus for producing elementary sulphur with tail gas post-treatment |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117658079A (en) * | 2023-12-01 | 2024-03-08 | 兴化市高性能金属材料制品研究院 | Equipment for preparing sulfur solid in chemical laboratory |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102910593B (en) | System and method for treating waste acid gas | |
US20190076776A1 (en) | Gas treatment processes and systems for reducing tail gas emissions | |
RU2438764C2 (en) | High-efficiency method to recover sulfur from sulfur-containing gases | |
JP2020011229A (en) | Acid gas treatment | |
CN110155953B (en) | Device and process for treating low-concentration acid gas to recover sulfur | |
US8506917B2 (en) | Gas treatment method and apparatus for circulating fluidized-bed gasification system | |
CN111285335A (en) | System for preparing sulfuric acid by using sulfur foam and desulfurization waste liquid semidry method and acid preparation method | |
CN110621389A (en) | Optimizing Claus tail gas treatment by sulfur dioxide selective membrane technology and sulfur dioxide selective absorption technology | |
EP3962859A1 (en) | Revamping of a claus plant with a sulfuric acid plan | |
EA034697B1 (en) | Process for production of sulfuric acid | |
US20140377165A1 (en) | Process for degassing condensed sulfur from a claus sulfur recovery system | |
US20150132213A1 (en) | Sulfur recovery unit | |
KR20170008238A (en) | Method and apparatus for sulfur recovery | |
CN210973883U (en) | Sulfur recovery device is blown in circulation | |
RU2562481C2 (en) | Method and apparatus for producing elementary sulphur with tail gas post-treatment | |
RU2800865C1 (en) | Staged combustion device for sulfur recovery using pure oxygen and method for its recovery | |
US4478811A (en) | Method for preventing sulfur emissions from vessels containing molten sulfur | |
CN202864918U (en) | Waste gas treatment system of acid gas | |
US20150376007A1 (en) | Process for degassing condensed sulfur from a claus sulfur recovery system | |
WO2019105956A1 (en) | Method for production of sulfur and sulfuric acid | |
US3709976A (en) | Gas desulfurization process | |
CN113735067A (en) | Staged combustion device for recovering pure oxygen sulfur and recovery method thereof | |
CN113264508B (en) | Sulfur recovery method and device | |
EA026172B1 (en) | Staged combustion of combustible sulphur-containing effluents with recovery of the sulphur in the claus process | |
CN114180534A (en) | Circulating cooling device and circulating cooling method applied to pure oxygen sulfur recovery process |