RU34156U1

RU34156U1 - Elemental Sulfur Plant

Info

Publication number: RU34156U1
Application number: RU2003117189/20U
Authority: RU
Inventors: Н.А. Гафаров; З.В. Молчанова; А.М. Трынов; М.Ф. Чехонин; М.М. Морозов; Ю.М. Савин; С.А. Молчанов; Б.П. Золотовский; А.В. Гульбин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Оренбурггазпром"
Priority date: 2003-06-11
Filing date: 2003-06-11
Publication date: 2003-11-27

Description

Установка для получения элементарной серыElemental Sulfur Plant

Полезная модель относится к установкам для получения элементарной серы из сероводорода и газа, содержащего сернистые соединения и углеводороды, и может быть использована на газоперерабатывающих предприятиях.The utility model relates to installations for producing elemental sulfur from hydrogen sulfide and gas containing sulfur compounds and hydrocarbons, and can be used in gas processing enterprises.

Известна установка для получения серы из сероводородного газа и газа, содержащего сернистые соединения и углеводороды, включающая сепаратор, печь реакции, печи подогрева реакционной смеси, конверторы, конденсаторы-коагуляторы. Причем сепаратор этой установки соединен с входом печи реакции, выход которой через конденсатор-коагулятор соединен с входом первой печи подогрева реакционной смеси, а выход последней соединен с входом первого конвертора, соединенного посредством второго конденсатора-коагулятора с входом второй печи подогрева реакционной смеси, соединенной со вторым конвертором и конденсаторомкоагулятором. Технология переработки сернистого природного газа: Справочник/Под ред. А.И.Афанасьева.- М.: Педра, 1993. - стр. 88-89.A known installation for producing sulfur from hydrogen sulfide gas and a gas containing sulfur compounds and hydrocarbons, including a separator, reaction furnace, furnace for heating the reaction mixture, converters, condenser-coagulators. Moreover, the separator of this installation is connected to the input of the reaction furnace, the output of which through the condenser-coagulator is connected to the input of the first heating furnace of the reaction mixture, and the output of the latter is connected to the input of the first converter, connected by means of the second condenser-coagulator to the input of the second heating furnace of the reaction mixture, connected to second converter and condenser coagulator. Sulfur Natural Gas Processing Technology: Handbook / Ed. A.I. Afanasyeva .-- M .: Pedra, 1993 .-- pp. 88-89.

Педостатком известной установки является то, что для поддержания температуры перед конверторами используется сырьевой сероводородный газ на первой ступени и дорогостоящий топливный газ - на второй ступени, что приводит к повыщенным эксплуатационным затратам.A disadvantage of the known installation is that in order to maintain the temperature in front of the converters, raw hydrogen sulfide gas is used in the first stage and expensive fuel gas in the second stage, which leads to increased operating costs.

Паиболее близкой к заявляемой по совокупности существенных признаков и достигаемому результату является применяемая на газоперерабатывающем заводе ООО «Оренбурггазпром установка производства серы методом «Клауса Николаев В.В., Бусыгина Н.В., Бусыгин И.Г. Основные процессы физической и физико-химической переработки газа. - М.: ОАО «Издательство «Педра, 1998. - стр. 97-108. Установка содержит входной сепаратор, печь-реактор термической ступени, конденсаторы-коагуляторы, печи подогрева технологического газа, каталитические конверторы первой и второй ступени.Closest to the claimed in terms of essential features and the achieved result is the sulfur production method used at the gas processing plant of Orenburggazprom LLC Klaus Nikolaev V.V., Busygina N.V., Busygin I.G. The main processes of physical and physico-chemical gas processing. - M.: Publishing House Pedra OJSC, 1998. - pp. 97-108. The installation comprises an inlet separator, a thermal reactor furnace, condenser-coagulators, process gas heating furnaces, and catalytic converters of the first and second stages.

Кислый газ от установок очистки и осушки газа поступает во входной сепаратор, где от него отделяется капельная жидкость. Часть отсепарированного кислого газа из сепаратора подается в печь-реактор, а часть - по отдельным трубопроводам в печи подогрева технологического газа. В печиреакторе происходит неполное окисление сероводорода: частично до сернистого ангидрида, частично до элементарной серы. Из печи-реактора газ поступает в конденсатор-коагулятор и охлаждается в нем, при этом конденсируется сера, находящаяся в паровой фазе газовой смеси. Сера из аппарата выводится в жидком виде по трубопроводу, а технологический газ подается в первую печь подогрева. Подогретый технологический газ постзшает в первый конвертор, где из сернистого ангидрида и сероводорода технологиского газа на катализаторе происходит дальнейщее получение серы. После конвертора газ подается во второй конденсатор-коагулятор для охлажденияSour gas from gas purification and drying plants enters the inlet separator, where droplet liquid is separated from it. Part of the separated acid gas from the separator is fed to the reactor furnace, and part is fed through separate pipelines in the process gas heating furnace. In the furnace reactor, incomplete oxidation of hydrogen sulfide occurs: partially to sulfur dioxide, partially to elemental sulfur. From the reactor furnace, the gas enters the coagulator-condenser and is cooled in it, while the sulfur in the vapor phase of the gas mixture condenses. Sulfur from the apparatus is discharged in liquid form via a pipeline, and the process gas is supplied to the first heating furnace. The heated process gas enters the first converter, where further sulfur is produced from the sulfur dioxide and hydrogen sulfide of the process gas on the catalyst. After the converter, gas is supplied to the second condenser-coagulator for cooling

7МПК com 17/04 7MPK com 17/04

и конденсации серы, откуда поступает во вторую печь подогрева технологического газа. В камере смешения происходит подогрев технологических газов за счет смешивания их с продуктами сгорания кислого газа. Нагретые технологические газы поступают во второй конвертор, проходят сверху вниз слой катализатора, на поверхности которого происходят реакция Клауса и гидролиз COS и CS2. После конвертора газ подается в третий конденсатор-коагулятор.and sulfur condensation, from where it enters the second process gas heating furnace. In the mixing chamber, the process gases are heated by mixing them with the products of combustion of acid gas. Heated process gases enter the second converter, pass from top to bottom a catalyst bed, on the surface of which the Claus reaction and the hydrolysis of COS and CS2 occur. After the converter, gas is supplied to the third capacitor-coagulator.

Одним из факторов, влияющих на процесс Клауса, является состав кислого газа, в частности, присутствие в нем водной фазы. Избыток водной фазы (более 2%) в кислом газе снижает выход серы, сдвигая равновесие реакции Клауса в обратную сторону.One of the factors influencing the Klaus process is the composition of the acid gas, in particular, the presence of an aqueous phase in it. Excess water phase (more than 2%) in acid gas reduces the yield of sulfur, shifting the equilibrium of the Klaus reaction in the opposite direction.

Практика работы с)ш;ествуюш;ей установки получения серы показала, что в результате нарушений технологических показателей на предыдущих стадиях очистки сероводородсодержащего газа кислый газ, поступаюпщй на установку, может содержать до 10% влаги (капельной и диспергированной). Входной сепаратор не справляется с отделением такого количества влаги из кислого газа. Капельная жидкость, поступившая в печь-реактор, интенсивно испаряясь на поверхности расположенных внутри футеровки и защитной керамической плитки, способствует зосудшению температурного режима и, соответственно, уменьшению степени конверсии серы, а также приводит к разрушению футеровки и плитки и необходимости проведения ремонтных работ.The practice of c) w; existing; the sulfur production unit showed that as a result of technological violations at the previous stages of the treatment of hydrogen sulfide-containing gas, the acid gas supplied to the installation may contain up to 10% moisture (droplet and dispersed). The inlet separator can not cope with the separation of such an amount of moisture from acid gas. The droplet liquid entering the reactor furnace, intensively evaporating on the surface of the lining and protective ceramic tiles inside, contributes to the temperature reduction and, consequently, to a decrease in the degree of sulfur conversion, and also leads to the destruction of the lining and tile and the need for repair work.

Задачей заявляемой полезной модели является увеличение степени конверсии серы и улучшение эксплуатационных характеристик установки.The objective of the claimed utility model is to increase the degree of conversion of sulfur and improve the operational characteristics of the installation.

Поставленная задача решается установкой для получения элементарной серы, включающей входной сепаратор, печь-реактор термической ступени, конденсаторы-коагуляторы серы, два из которых соединены через печи подогрева технологического газа с каталитическими конверторами первой и второй ступеней, которая дополнительно содержит фильтр-сепаратор, включенный последовательно с входным сепаратором.The problem is solved by the installation for the production of elemental sulfur, including an inlet separator, a thermal stage reactor furnace, sulfur coagulator condensers, two of which are connected through process gas heating furnaces to catalytic converters of the first and second stages, which additionally contains a filter separator connected in series with inlet separator.

Технический результат от установки фильтра-сепаратора последовательно с входным сепаратором состоит в обеспечении возможности отделения из кислого газа не только пленочной и крупнодисперсной жидкости во входном сепараторе, но и мелкодисперсной за счет коалесценщш капельной жидкости. Это позволяет выделить из кислого газа максимальное количество капельной жидкости и, тем самым, исключить разрущающее воздействие излишка влаги в кислом газе на печь-реактор термической ступени.The technical result from the installation of a filter separator in series with the inlet separator is to provide the possibility of separating from acid gas not only film and coarse liquid in the inlet separator, but also finely dispersed due to coalescing droplet liquid. This allows you to select the maximum amount of droplet liquid from acid gas and, thereby, eliminate the destructive effect of excess moisture in acid gas on the thermal reactor furnace.

Па чертеже представлена схема установки для получения элементарной серы.PA drawing shows the installation diagram for the production of elemental sulfur.

Установка для получения элементарной серы включает входной сепаратор 1, фильтр-сепаратор 2, печь-реактор термической ступени 3, каталитические конверторы 4 и 5 соответственно первой и второй ступени, печи подогрева технологического газа 6 и 7, конденсаторы-коагуляторы 8-10.The plant for producing elemental sulfur includes an inlet separator 1, a filter separator 2, a thermal reactor-furnace 3, catalytic converters 4 and 5, respectively, of the first and second stages, process gas heating furnaces 6 and 7, and coalescing condensers 8-10.

Кислый сероводородсодержащий газ от установок очистки и осушки газа (иа схеме не показаны) ностзшает во входной сенаратор 1, где за счет снижения скорости и отбойной сетки, установленной в верхней части, от него отделяется капельная влага, а именно пленочная и крушюдисперсная жидкость. Предварительно осзпшенный газ попадает в фильтр-сепаратор 2, в котором происходит дальнейшее отделение капельной жидкости - сепарация мелкодисперсной и тонкодисперсной туманообразной жидкости. Из фильтра-сепаратора большая часть кислого газа подается на сжигание в печь-реактор термической ступени 3, а часть по отдельным трубопроводам подается в печи подогрева технологического газа 6 и 7. В печи-реакторе происходит неполное окисление сероводорода: частично до сернистого с1нгидрида, частично до элементарной серы. Продукты сгорания, содержащие пары серы, охлаждаются в котловой части печи-реакторе и поступают в конденсатор-коагулятор 8, в котором в результате дальнейшего охлаждения пары серы конденсируются. Жидкая сера из аппарата отводится по отдельному трубопроводу, а технологический газ (непрореагировавшие продукты реакции) направляется в камеру смешения печи подогрева 6. Подогрев технологического газа происходит за счет сжигания части кислого газа, проходящего мимо термической ступени. После печи подогрева 6 технологические газы тремя потоками входят в каталитический конвертор 4 первой ступени и проходят сверху вниз слой катализатора, на поверхности которого происходят реакция Клауса и гидролиз COS и CS2. В результате реакции превращения температура технологического газа повышается (на 60-100°С выше, чем на входе в конвертор), причем сера находится в парообразном состоянии. Для конденсации паров серы и выделения ее в жидком виде технологические газы охлаждаются в конденсаторе-коагуляторе 9 до температуры ниже температуры конденсации серы и, далее, постзппают в печь подогрева 7. Процесс, протекаюищй в печи подогрева 7, каталитическом конверторе 5, конденсаторе-коагуляторе 10, аналогичен описанному.Acid hydrogen sulfide-containing gas from gas purification and drying plants (not shown in the diagram) is located in the inlet separator 1, where, due to a decrease in the speed and a breaker screen installed in the upper part, droplet moisture is separated from it, namely, film and dew-dispersed liquid. The pre-refined gas enters the filter separator 2, in which there is a further separation of the droplet liquid - the separation of finely dispersed and finely dispersed misty liquid. From the filter-separator, most of the acid gas is fed to the thermal reactor 3 for combustion, and part through separate pipelines is supplied to the process gas heating furnace 6 and 7. In the furnace reactor, the hydrogen sulfide is partially oxidized: partially to sulfur dioxide, partially to elemental sulfur. Combustion products containing sulfur vapor are cooled in the boiler part of the reactor furnace and fed to the condenser-coagulator 8, in which sulfur vapor condenses as a result of further cooling. Liquid sulfur is discharged from the apparatus through a separate pipeline, and the process gas (unreacted reaction products) is sent to the mixing chamber of the heating furnace 6. The process gas is heated by burning part of the acid gas passing by the thermal stage. After the heating furnace 6, the process gases in three streams enter the catalytic converter 4 of the first stage and pass from top to bottom a catalyst layer on the surface of which the Claus reaction and hydrolysis of COS and CS2 occur. As a result of the conversion reaction, the temperature of the process gas rises (60-100 ° C higher than at the inlet to the converter), and sulfur is in a vaporous state. In order to condense sulfur vapor and to isolate it in liquid form, the process gases are cooled in a condenser-coagulator 9 to a temperature below the sulfur condensation temperature and, then, are charged to a heating furnace 7. The process proceeding in a heating furnace 7, a catalytic converter 5, and a condenser-coagulator 10 is similar to that described.

Таким образом, использование полезной модели позволяет оптимизировать работу установки полз чения серы за счет максимального извлечения жидкости из кислого газа перед термической ступенью, упрощения температурных режимов по всем стадиям процесса Клауса, обеспечивающих более высокую степень извлечения серы.Thus, the use of a utility model makes it possible to optimize the operation of the sulfur creep unit due to the maximum extraction of liquid from acid gas in front of the thermal stage, simplification of temperature regimes at all stages of the Klaus process, providing a higher degree of sulfur recovery.

Claims

Installation for producing elemental sulfur, including an inlet separator, a thermal stage furnace reactor, sulfur coagulators-condensers, two of which are connected through heating furnaces with catalytic converters of the first and second stages, characterized in that it further comprises a filter separator connected in series with input separator.