SA520412483B1 - تكامل حراري متقدم بوحدة - safarclaus لاستخلاص الكبريت - Google Patents
تكامل حراري متقدم بوحدة - safarclaus لاستخلاص الكبريت Download PDFInfo
- Publication number
- SA520412483B1 SA520412483B1 SA520412483A SA520412483A SA520412483B1 SA 520412483 B1 SA520412483 B1 SA 520412483B1 SA 520412483 A SA520412483 A SA 520412483A SA 520412483 A SA520412483 A SA 520412483A SA 520412483 B1 SA520412483 B1 SA 520412483B1
- Authority
- SA
- Saudi Arabia
- Prior art keywords
- stream
- sulfur
- produce
- effluent
- acid gas
- Prior art date
Links
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 80
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 55
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 230000010354 integration Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 85
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 66
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 30
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 23
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 16
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 230000004224 protection Effects 0.000 claims description 2
- 241000511343 Chondrostoma nasus Species 0.000 claims 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 claims 1
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 230000004992 fission Effects 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 hydrogen sulfide (H2S) HYDROGEN Chemical class 0.000 description 1
- DALYXJVFSIYXMA-UHFFFAOYSA-N hydrogen sulfide dimer Chemical compound S.S DALYXJVFSIYXMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/02—Preparation of sulfur; Purification
- C01B17/04—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides
- C01B17/0404—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process
- C01B17/046—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process without intermediate formation of sulfur dioxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/002—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by condensation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J12/00—Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor
- B01J12/02—Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor for obtaining at least one reaction product which, at normal temperature, is in the solid state
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/0006—Controlling or regulating processes
- B01J19/0013—Controlling the temperature of the process
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/02—Preparation of sulfur; Purification
- C01B17/04—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides
- C01B17/0404—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/02—Preparation of sulfur; Purification
- C01B17/04—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides
- C01B17/0404—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process
- C01B17/0413—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process characterised by the combustion step
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
- B01J2219/00087—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Air Supply (AREA)
Abstract
يتعلق الاختراع الحالي بطريقة للتكامل الحراري heat integration بوحدة استخلاص كبريت sulfur recovery unit ، وتشتمل الطريقة على خطوات لتفاعل تيار الغاز الحمضي acid gas stream وتيار الهواء air stream بفرن التفاعل reaction furnace لإنتاج فائض تفاعل reaction effluent ، حيث يشتمل فائض التفاعل reaction effluent على كبريت عنصري elemental sulfur ، وخفض درجة حرارة فائض التفاعل في وصلة التسخين لإنتاج تيار فائض effluent stream ، وخفض درجة حرارة فائض التفاعل في مرجل الحرارة المتبددة waste heat boiler لإنتاج تيار فائض تم تبريده، وخفض درجة حرارة الفائض المُبرّد بمُكثف الكبريت لإنتاج تيار كبريت سائل وتيار غازات مُبردة cooled effluent stream ، حيث يشتمل تيار الكبريت السائل liquid sulfur stream على الكبريت العنصري elemental sulfur ، وزيادة درجة حرارة تيار الغازات المُبردة لإنتاج تيار غازات ساخنة hot gases stream ، حيث يتم تهيئة وصلة التسخين للإمساك بالحرارة من فائض التفاعل وإطلاق الحرارة إلى تيار الغازات المُبردة cooled gases stream. شكل 1.
Description
تكامل حراري متقدم )4 SAFARCLAUS 51a لاستخلاص الكبريت Advanced Heat Integration in Sulfur Recovery Unit — Safarclaus الوصف الكامل خلفية الاختراع يتم الكشف عن أنظمة وطرق لاستخلاص الطاقة الحرارية dass cheat energy يتم الكشف عن أنظمة وطرق لاستخلاص الطاقة الحرارية heat energy بعملية استخلاص كبريت sulfur .recovery process تتكون عملية كلاوس (Claus) تقليدية من وحدة حرارية thermal unit ووحدة حفزية catalytic unit تتكون الوحدة الحرارية thermal unit من فرن تفاعل reaction furnace ومرجل للحرارة المتبددة heat boiler 1/8516 ومُكثف كبريت sulfur condenser فى الوحدة hall thermal unit يتفاعل كبربتيد الهيدروجين hydrogen sulfide والأكسجين z wy oxygen الكبريت العنصري elemental sulfur وثانى أكسيد الكبريت sulfur dioxide يتم إزالة الكبريت 0 العنصري elemental sulfur فى مُكثف الكبريت condenser انآالا5. تتضمن الوحدة Lal) catalytic unit سلسلة من المفاعلات الحفزية catalytic reactors حيث يسبق كل مفاعل حفزي سخان مُعيد ويتبعه مُكثف. في المفاعلات الحفزية؛ يتم إنتاج الكبريت العنصري عن طريق التفاعل بين كبربتيد الهيدروجين hydrogen sulfide ثانى أكسيد الكبريت sulfur dioxide والأكسجين 07/9607. يُزيد السخان المُعيد من درجة الحرارة إلى درجة حرارة التفاعل فى المفاعلات 5 الحفزية ashy Catalytic reactors المُكثف بتكثيف الكبريت العنصري elemental sulfur لإنتاج تيار من الكبريت السائل. يعتبر السخان المٌعيد سخان تكرار للإطلاق المباشر الذي يحرق غاز الوقود لزيادة درجة حرارة تيار العملية. تتعلق البراءة الأمريكية رقم 2005238552 بمفاعل انشطاري بمحطة كلاوس؛ يشتمل على مرجل مبطن بمادة مقاومة للصهر؛ والذي يشتمل على غرفة احتراق بها فتحة تدفق لخليط من غاز 0 التسخين؛ الهواء والغاز الحمضي المحتوي على كبريتيد الهيدروجين (H2S) HYDROGEN
(SULFIDE غرفة محفز بها طبقة محفزء وغرفة على جانب التدفق الخارجي؛ بها مخرج غاز لغاز المعالجة الساخن المحتوي على الكبريت العنصري .elemental sulfur تتعلق البراءة الأوروبية رقم 0328820 بمعالجة تيارات الغاز streams 985. وبشكل (ald تتعلق بمعالجة تيارات الغاز المحتوية على كبربتيد الهيدروجين hydrogen sulfide الوصف العام للاختراع
يتم الكشف عن أنظمة وطرق لاستخلاص الطاقة الحرارية cheat energy تحديدًا؛ يتم الكشف عن أنظمة وطرق لاستخلاص الطاقة الحرارية heat energy بعملية لاستخلاص الكبريت. في جاتب أول ؛ يتم توفير طرقة لتكامل الحرارة بوحدة استخلاص كبريت sulfur recovery 5. تتضمن الطريقة خطوات إنتاج تيار غاز حمضي acid gas stream بفرن تفاعل
Cua reaction furnace 10 يتضمن تيار الغاز الحمضي acid gas stream كبريتيد الهيدروجين chydrogen sulfide تقديم تيار هواء air stream لفرن reaction Jelall furnace حيث يتضمن تيار الهواء air stream أكسجين oxygen وتفاعل تيار الغاز الحمضي وتيار الهواء بفرن التفاعل لإنتاج فائض تفاعل الذي يتضمن الكبريت العنصري celemental sulfur حيث يتفاعل كبريتيد الهيدروجين hydrogen sulfide والأكسجين
oxygen 5 لإنتاج الكبريت العنصري elemental sulfur وتقديم فائض التفاعل reaction effluent إلى وصلة تسخين cheating extension وخفض درجة حرارة فاتض التفاعل بوصلة التسخين heating extension لإنتاج تيار فائض؛ وتقديم تيار الفائض effluent stream إلى مرجل حرارة مبددة (waste heat boiler خفض درجة حرارة فائض التفاعل reaction effluent بمرجل الحرارة المبددة waste heat boiler لإنتاج تيار فائض مُرد cooled effluent
stream 0 وتقديم الفائض المُرّد إلى مُكثف كبريت sulfur condenser وخفض درجة حرارة الفائض Shall بمكتف الكبريت sulfur condenser لإنتاج تيار كبريت سائل وتيار غازات Bayh حيث يتضمن تيار الكبريت السائل الكبريت العنصري celemental sulfur وتقديم تيار الغازات المُبردة إلى وصلة التسخين cheating extension وزيادة درجة حرارة تيار الغازات
الفبردة لإنتاج تيار من الغازات الساخنة؛ حيث يتم تهيئة وصلة التسخين للإمساك بالحرارة من فائض التفاعل reaction effluent وإطلاق الحرارة لتسخين تيار الغازات المُبردة. في بعض الجوانب؛ تتضمن الطريقة Wal خطوات لإنتاج تيار الغازات الساخنة hot gases da jay Stream حفزية؛ وإنتاج تيار كبربت وتيار غازات تفريغ بالمرحلة الحفزية catalytic stage 5 حيث يتضمن تيار الكبريت الكبريت العنصري elemental sulfur في بعض
الجوانب؛ تتضمن الطريقة Lal خطوات لإنتاج غاز حمضي مسبق التغذية بسخان مسبق لغاز حمضيء وزيادة درجة حرارة الغاز الحمضي مسبق التغذية 985 acid 006-1660 لإنتاج تيار الغاز الحمضي acid gas stream في بعض الجوانب؛ تتضمن الطريقة Wal خطوات لإنتاج هواء مسبق التغذية بسخان مسبق للهواء» وزيادة درجة حرارة الهواء مسبق التغذية لإنتاج تيار
0 الهواء .air stream في cals ثان؛ يتم توفير نظام لتكامل الحرارة بوحدة لاستخلاص الكبربت. يتضمن النظام فرن تفاعل reaction furnace مُهياً daly تفاعل بين تيار غاز حمضي acid gas stream وتيار هواء air stream لإنتاج فائض تفاعل الذي يتضمن كبريتيد الهيدروجين <hydrogen sulfide ووصلة تسخين heating extension متصلة بصورة مميعة مع فرن التفاعل reaction
furnace 5 حيث يتم تهيئة وصلة التسخين heating extension للإمساك بالحرارة من فائض التفاعل reaction effluent لإنتاج تيار (mild حيث يتم إطلاق الحرارة التي تم الإمساك بها إلى تيار غازات مُبردة لإنتاج تيار غازات dials ومرجل حرارة متبددة متصل بصورة مميعة بوصلة التسخين» ويكون مرجل الحرارة المتبددة Lge waste heat boiler لخفض درجة حرارة تيار الفائض effluent stream لإنتاج فائض مُأرّد؛ ومُكثف sulfur condenser cu
0 متصل بصورة مميعة بمرجل الحرارة المتبددة (Waste heat boiler وبكون مكثف الكبريت Lge sulfur condenser لخفض درجة حرارة الفائض المُبرّد لإنتاج تيار كبريت سائل وتيار الغازات المبردة؛ حيث يتضمن تيار الكبريت السائل الكبريت العنصري .elemental sulfur في بعض الجوانب؛ يتضمن النظام أيضًا مرحلة حفزية متصلة بصورة مميعة بمكثف الكبريت sulfur condenser وتكون المرحلة الحفزية catalytic stage مهيئة لتحويل تيار الغازات
5 الساخنة hot gases stream لإنتاج تيار من الكبربت وتيار تفريغ. في بعض الجوانب؛ يتضمن
النظام أيضًا سخان مسبق للغاز الحمضي مُهياً لزيادة درجة حرارة غاز حمضي مسبق التغذية لإنتاج تيار الغاز الحمضي .acid gas stream في بعض الجوانب؛ يتضمن النظام أيضًا سخان مسبق للغاز الحمضي مُهياً لزيادة درجة حرارة غاز حمضي مسبق التغذية لإنتاج تيار الغاز الحمضي. في بعض الجوانب»؛ يتضمن النظام أيضًا سخان هواء مسبق مُهياً لزيادة درجة حرارة هواء مسبق الغذية لإنتاج تيار الهواء air stream شرح مختصر للرسومات سوف تتضح تلك السمات؛ والجوانب والمزايا الخاصة بمنظور الاختراع إضافة إلى أخرى بشكل أفضل نسبة إلى الوصوف؛ عناصر الحماية والرسوم المصاحبة التالية. يُلاحظ» مع ذلك؛ أن الرسوم توضح فقط العديد من النماذج وبالتالي لا تعتبر مُحددة لمنظور الاختراع حيث يمكن 0 استعمالها بنماذج أخرى مساوية في الفاعلية. يمثل الشكل 1 مخطط دفق لعملية خاصة بنموذج لعملية تكامل حرارة. يمثل الشكل 2 مخطط دفق لعملية بنموذ z خاص بعملية تكامل حرارة . الوصف التفصيلي: بينما سيتم وصف منظور الجهاز والطريقة مع العديد من النماذج, يُفهم أن متوسط مهارة بالفن 5 بالفن ذي الصلة سوف يُقدر أن العديد من الأمثلة؛ التنويعات والتبديلات الخاصة بالجهاز والطرق الموصوفة هنا تكون بمنظور ومضمون النماذج. Lg لما سبق ؛ يتم ذكر النماذ z الموصوفة في دون أي تخلي عن العمومية؛ ودون فرض أي مُحددات؛ بالنماذج. يعي أصحاب المهارة بالفن أن المنظور يشتمل على كل التوليفات الممكنة يتم توفير أنظمة وطرق لعمليات التكامل الحراري بوحدة استخلاص كبريت sulfur recovery 5. بصورة مميزة؛ يمكن لعملية التكامل الحراري خفض حجم مرجل الحرارة المتبددة waste heat boiler بعد فرن التفاعل reaction furnace بينما يتم الحفاظ على درجات الحرارة الخاصة بفرن التفاعل. بصورة مميزة؛ تحد عملية التكامل الحراري من الحاجة إلى سخان
مسبق قائم بذاته بين CBSA الكبريت sulfur condenser والمرحلة الحفزية catalytic stage . بصورة مميزة؛ يُخفض الحد من السخانات المسبقة من استهلاك غاز الوقود ويحد من تعقيد النظام بخفض عدد وحدات التشغيل. في إشارة للشكل 1؛ يتم تقديم تيار الغاز الحمضي acid gas stream 100 وتيار الهواء air stream 5 110 إلى فرن التفاعل reaction furnace 10. يمكن أن يكون فرن التفاعل 10 فرن مُطلق ذو قدرة على الوصول إلى درجات حرارة تبلغ ( 2200 درجة فهرنهايت درجات (F 1204 درجة مئوية (درجات (C لدعم تفاعلات الاحتراق الخاصة بمكونات تيار الغاز الحمضي acid gas stream 100. يمكن أن يكون الضغط بفرن الفاعل reaction furnace 10 أكبر من 4 ميجاباسكال بالقياس (0519). يمكن أن يعتمد زمن الاستقرار بفرن التفاعل reaction furnace 0 10 على حجم فرن التفاعل» مقياس وحدة استخلاص الكبريت sulfur recovery unit تركيز كبربتيد الهيدروجين sulfide 07200961 والبارامترات الأخرى. يمكن تصميم زمن الاستقرار لإتاحة تفاعل كبريتيد الهيدروجين hydrogen sulfide في ثاني أكسيد الكبريت sulfur dioxide والتفاعل اللاحق بين كبربتيد الهيدروجين hydrogen sulfide وثاني أكسيد الكبريت sulfur dioxide لإنتاج الكبريت العنصري .elemental sulfur يمكن أن يكون تيار الغاز الحمضي acid gas stream 100 تيار Sle يحتوي على كبربتيد الهيدروجين hydrogen sulfide يمكن أن يتضمن تيار الغاز الحمضي 100 كبربتيد الهيدروجين؛ ثاني أكسيد الكريون dioxide 08+000؛ وتوليفات منهم. يمكن أن يكون تيار الهواء air stream 110 عبارة عن تيار غاز يحتوي على الأكسجين 07. يمكن أن يجتوي تيار الهواء 110 على الهواء؛ الهواء الغني بالأكسجين oxygen 0 أكسجين pure oxygen i وتوليفات منهم. في فرن التفاعل reaction furnace 10< يتفاعل كبريتيد الهيدروجين hydrogen sulfide بتيار الغاز الحمضي acid gas stream 100 والأكسجين oxygen بتيار الهواء air stream 0 لإنتاج الكبريت العنصري elemental sulfur يمكن خروج الكبريت العنصري elemental sulfur من فرن التفاعل 10 بفائض التفاعل reaction effluent 120. يمكن أن
يتضمن فائض التفاعل 120 الكبريت العنصري sulfur [616016018؛ كبربتيد الهيدروجين <hydrogen sulfide ثاني أكسيد الكبريت sulfur dioxide والغازات الأخرى. يمكن مرور فائض التفاعل reaction effluent 120 عبر وصلة التسخين heating 607 20. يمكن أن تكون وصلة التسخين 20 وحدة مُصممة لتبادل الحرارة بين تياري
عملية دون خلط لمكونات (oli العملية. يمكن لوصلة التسخين Ja 20 heating extension الطاقة الحرارية heat energy من فائض التفاعل reaction effluent 120 إلى تيار الغازات المُبردّة .150coo0led gases stream يمكن ريط وصلة التسخين heating extension 20 بصورة طبيعية ومميعة بفرن التفاعل reaction furnace 10. في نموذج واحد على الأقل؛ تكون وصلة التسخين heating extension 20 عبارة عن نظام
0 . من أنابيب التبادل الحراري heat exchange tubing المرتبة بجوار الجدار الداخلي لفرن التفاعل Cus reaction furnace يمر تيار الغازات المُبردة 150cooled gases stream عبر أنابيب التبادل الحراري دون خلط أو تلامس لفائض التفاعل reaction effluent 120. يمكن تصميم حجم وعدد أنابي بالتبادل الحراري على أساس معدلات تدفق العملية؛ كمية الطاقة الحرارية heat energy المطلوب تقلها إلى تيار الغازات المُبردّة 150cooled gases stream
5 وحجم فرن التفاعل reaction furnace 10. في النماذج التي يتم بها وضع وصلة التسخين heating extension 20 بصورة طبيعية داخل فرن التفاعل reaction furnace 10؛ يمكن تصميم وصلة التسخين heating extension 20 بحيث يمكن تدفق فائض التفاعل reaction effluent 120 حول أنابيب التبادل الحراري heat exchange tubing بينما تظل إتاحة خلط الغاز في فرن التفاعل.
0 في نموذج واحد على الأقل؛ يمكن أن تكون وصلة التسخين heating extension 20 مبادل حراري Juaisheat exchanger طبيعيًا بفرن التفاعل reaction furnace 10. يمكن تصميم المبادل الحراري exchanger 2681ابناء على معدلات تدفق العملية وكمية الطاقة الحرارية heat energy الواجب تقلها إلى تيار الغازات المُبردة.
يمكن أن تُخفض الوصلة الحرارية heating extension 20 من درجة حرارة فائض التفاعل reaction effluent 120 لإنتاج تيار الفاتئض effluent stream 130. يمكن تصميم كمية الطاقة الحرارية heat energy المنقولة من فائض التفاعل reaction effluent 120 بناء على الطاقة المطلوية بوحدة استخلاص الكبريت sulfur recovery unit برمتها. في نموذج واحد على الأقل؛ تكون درجة حرارة تيار الفاتئض effluent stream 130 أقل من 815 درجة مئوية (1500 درجة فهرنهايت). يمكن تقديم تيار الفائض effluent stream 130 إلى مرجل الحرارة المتبددة waste heat boiler 30. يمكن ريط مرجل الحرارة المتبددة 30 طبيعيًا وبصورة مميعة بوصلة التسخين heating extension 20. يمكن لمرجل الحرارة المتبددة waste heat boiler 30 خفض 0 درجة حرارة تيار الفائض 130 لإنتاج فائض He 140. يمكن أن يكون مرجل الحرارة المتبددة 0 أي نوع من المبادل الحراري exchanger 1681القادر على إزالة الطاقة الحرارية heat energy من تيار الفائض effluent stream 130. في نموذج واحد على الأقل؛ يكون مرجل الحرارة المتبددة waste heat boiler 130 مرجل مُصمم Jal الطاقة الحرارية heat energy من تيار الفائتض 130 إلى تبار ele لإنتاج البخار. في نموذج واحد على الأقل؛ يكون البخار 5 الناتج بمرجل الحرارة المتبددة 130 عند درجة حرارة تبلغ 204 درجة agi )450 درجة فهرنهايت) وضغط يبلغ 2.76 ميجاباسكال بالقياس. نظرًا لتوليفة وصلة التسخين heating extension 20 ومرجل الحرارة المتبددة waste heat boiler 30 يُمكن أن يتسم مرجل الحرارة المتبددة 30 بحجم أصغر من مرجل حرارة متبددة بعملية كلاوس تقليدية. يُمكن تقديم الفائض المُرّد 140 إلى مُكثف الكبريت sulfur condenser 40. يُمكن لمُكثف 0 الكبريت 40 خفض درجة حرارة الفائض dl 140 لإنتاج تيار الكبريت السائل 152 وتيار الغازات المُبردة 150. يُمكن أن يتضمن تيار الكبريت السائل 152 الكبريت العنصري elemental sulfur الناتج بفرن التفاعل reaction furnace 10. يمكن أن يتضمن تيار الغازات المُبردة 150 تلك الغازات التي لا تتكتف بمُكتف الكبريت sulfur condenser 40. يمكن أن يكون لتيار الغازات المبردة 150 درجة حرارة مساوية ل أو أقل من 121 درجة مئوية 5 (250 درجة فهرنهايت).
يمكن تقديم تيار الغازات المبردة 150 لوصلة التسخين heating extension 20. يمكن زيادة درجة sha تيار الغازات المُبردة 150 بوصلة التسخين 20 لإنتاج تيار الغازات الساخنة hot gases stream 160. يمكن أن تتراوح درجة حرارة تيار الغازات الساخنة 160 ما بين 148 درجة مئوية )300 درجة فهرنهايت) و 232 درجة مئوية )450 درجة فهرنهايت)؛ Gals بين
176 درجة مثوية )350 درجة فهرنهايت) و204 درجة مثوية (400 درجة فهرنهايت)؛ وتبادليًا بين 185 درجة مئوية )365 درجة فهرنهايت) و 196 درجة مئوية (385 درجة فهرنهايت). يمكن اختيار درجة الحرارة الخاصة بتيار الغازات الساخنة hot gases stream 160 على أساس ظروف التشغيل المطلوية بالمرحلة الحفزية (Ka Cua S50 catalytic stage اختياردرجة الحرارة للوصول إلى التفاعلات الأمثل واستخلاص الكبربت الذي يحدث بالمرحلة الحفزية 50.
يمكن تقديم تيار الغازات الساخنة hot gases stream 160 إلى المرحلة الحفزية catalytic stage 50. يمكن لمرحلة الحفزية 50 تقديم تيار الكبريت 172 وتيار التفريغ 170. يمكن أن يتضمن تيار الكبريت 172 الكبربت العنصري sulfur ا16016018©. يمكن أن يتضمن تيار التفريغ 170 ثاني أكسيد الكبريت sulfur dioxide كبربتيد الهيدروجين <hydrogen sulfide الهواء؛ وتوليفات منهم. (Sa أن تتضمن المرحلة الحفزية catalytic stage 40 واحد أو أكثر
5 من المحولات الحفزية مع كون كل محول حفزي متبوعًا بمُكثف. يمكن للمحولات الحفزية تفاعل المكونات بتيار الغازات الساخنة hot gases stream 160 لإنتاج الكبريت العنصري sulfur ا616016012. يمكن تكثيف الكبريت العنصري بالمُكثفات لإنتاج تيار من الكبريت. في إشارة للشكل 2؛ يمكن تقديم الغاز الحمضي مسبق التغذية pre—feed acid gas 200 إلى السخان المسبق للغاز الحمضي acid gas preheater 60. يكون السخان المسبق للغاز
0 الحمضي acid gas preheater 60 عبارة عن وحدة تسخين قادرة على التوصل إلى Glan الحرارة بفائض يبلغ 537 درجة Die )1000 درجة فهرنهايت) بينما يتم تبادل الحرارة بين تياري العملية دون خلط لمكونات تياري العملية. يمكن زيادة درجة حرارة الغاز الحمضي مسبق التغذية acid gas 016-1860 200 لإنتاج تيار الغاز الحمضي acid gas stream 100. في نموذج واحد على الأقل» تكون درجة حرارة تيار الغاز الحمضي 100 عبارة عن 260 درجة مثوية )500
5 درجة فهرنهايت). يمكن تقديم الهواء مسبق التغذية 210 إلى سخان الهواء المُسبق 70. يعتبر
— 1 0 —
سخان الهواء المُسبق 70 وحدة تسخين ذات قدرة على التوصل إلى درجات حرارة أكثر من 537
درجة مئوية (1000 درجة فهرنهايت) بينما يتم تبادل الحرارة بين تياري العملية دون خلط
لمكونات تياري العملية. يمكن زيادة درجة حرارة الهواء مسبق التغذية لإنتاج تيار الهواء air
0 110. في نموذج واحد على الأقل» تكون درجة حرارة تيار الهواء air stream 110
عبارة عن 371 درجة مئوية (700 درجة فهرنهايت).
بالرغم من وصف النماذج تفصيليًا» يجب فهم أنه يمكن إجراء العديد من التغييرات» الاحلالات؛
والتبديلات هنا دون البُعد عن المبدأ والمنظور. وفقًا لذلك» يجب تحديد منظور النماذج بعناصر
الحماية التالية ومكافئاتها المشروعة المناسبة.
يمكن استخدام العناصر المختلفة الموصوفة في توليفة مع كل العناصر الأخرى الموصوفة ما لم تتم الإشارة لخلاف ذلك.
تتضمن الأشكال المفردة "8 "» the’ an’ " الإشارات الجمعية؛ ما لم يتم توضيح خلاف
ذلك بوضوح.
تعنى اختياري أو بصورة اختيارية أن الحدث أو الظروف الموصوفة Bay يمكن حدوثها أو عدم
حدوثها. يتضمن الوصف اللحظات التى تحدث فيها الظروف أو الحدث وتلك التى لا يحدث فيها 5 ذلك.
يمكن التعبير عن المعدلات هنا كما من قيمة محددة واحدة إلى قيمة أخرى محددة وتكون شاملة
ما لم يتم تحديد خلاف ذلك. عند التعبير عن مُعدل كهذا؛ يجب فهم أن نموذج AT يكون من
القيمة الواحدة المُحددة إلى القيمة الأخرى المحددة؛ مع كل التوليفات بالمعدل المذكور.
كما تم الاستخدام هنا وفى عناصر الحماية المرفقة؛ يُقصد من الكلمات 'يشتمل" له" و'يتضمن" 0 وكل التغييرات النحوية من كل منهم أن يكون لهم معنى مفتوح وغير مُحدد لا يستثني العناصر
الإضافية أو الخطوة الإضافية.
Claims (1)
- عناصر الحماية 1- طريقة للتكامل الحراري heat integration بوحدة استخلاص كبربت sulfur recovery unit وتشتمل الطريقة على خطوات: تقديم تيار غاز حمضي acid gas stream (100) بفرن تفاعل reaction furnace )10(« حيث يتضمن تيار الغاز الحمضي acid gas stream (100) كبريتيد الهيدروجين hydrogen 5 6#وان5؛ تقديم تيار هواء air stream )110( لفرن التفاعل reaction furnace (10)؛ حيث يتضمن تيار الهواء air stream )110( أكسجين toxygen وتفاعل تيار الغاز الحمضي acid gas stream )100( وتيار الهواء air stream )110( بفرن التفاعل reaction furnace )10( لإنتاج فائض reaction effluent Jeli )120(« 0 حيث يشتمل فائض التفاعل reaction effluent )120( على الكبريت العنصري elemental sulfur حيث يتفاعل كبريتيد الهيدروجين hydrogen sulfide والأكسجين 07 لإنتاج الكبريت العنصري telemental sulfur وتقديم فائض التفاعل reaction effluent )120( إلى وصلة تسخين theating extension وخفض درجة حرارة فائض التفاعل reaction effluent )120( بوصلة التسخين heating extension 5 لإنتاج تيار فاتض effluent stream (130)؛ وتقديم تيار الفائض effluent stream )130( إلى مرجل حرارة مبددة waste heat boiler (30)؛ خفض درجة حرارة فائض التفاعل reaction effluent )120( بمرجل الحرارة المبددة waste heat boiler )20( لإنتاج تيار فائض مُرّد cooled effluent stream (140)؛ 0 وتقديم الفائض المُرّد cooled effluent )140( إلى مُكثف < sulfur condenser cu, )40(¢ وخفض درجة حرارة الفائض المُبرّد cooled effluent )140( بمكثف الكبريت sulfur condenser (40) لإنتاج تيار كبريت سائل liquid sulfur stream (152) وتيار غازات مُبردة cooled gases stream (150)؛ حيث يتضمن تيار الكبريت السائل liquid sulfur 70 (152) الكبريت العنصري telemental sulfurوتقديم تيار الغازات المُبردة cooled gases stream (150) إلى وصلة التسخين heating 07 (20)؛ و وزيادة درجة حرارة تيار الغازات المُبردة cooled gases stream (150) لإنتاج تيار من الغازات الساخنة hot gases stream (160)؛ حيث يتم تهيئة وصلة التسخين heating extension 5 )20( للإمساك بالحرارة من فائض التفاعل reaction effluent )120( وإطلاقالحرارة لتسخين تيار الغازات المُبردة cooled gases stream (150). 2- الطريقة وفقًا لعنصر الحماية 1؛ حيث تشتمل أيضًا على الخطوات التي تتمثل في: إنتاج تيار الغازات الساخنة hot gases stream )160( بمرحلة حفزية catalytic stage0 )50(¢ وإنتاج تيار كبريت sulfur stream )172( وتيار غازات تفريغ discharge gases stream )170( بالمرحلة الحفزية catalytic stage )50( حيث يتضمن تيار الكبريت sulfur stream )172( الكبريت العنصري sulfur [616016018.3- الطريقة وفقاً لعنصر الحماية 1؛ حيث تشتمل أيضًا على الخطوات التي تتمثل في: إنتاج غاز حمضي مسبق التغذية acid gas 016-1860 )200( بسخان مسبق لغاز حمضي acid gas preheater )60(« وزيادة درجة حرارة الغاز الحمضي مسبق التغذية acid gas 016-1860 )200( لإنتاج تيار الغاز الحمضي acid gas stream (100).4- الطريقة وفقاً لعنصر الحماية 1؛ حيث تشتمل أيضًا على الخطوات التي تتمثل في: تقديم هواء مسبق التغذية air 016-1860 )210( بسخان مسبق للهواء air pre—heater )70(« وزيادة درجة حرارة الهواء مسبق التغذية air 016-1660 )210( لإنتاج تيار الهواء air stream (110).5- نظام لتكامل الحرارة system of heat integration بوحدة لاستخلاص الكبريت sulfur recovery unit ويتضمن النظام: فرن تفاعل reaction furnace )10( ويكون فرن التفاعل Lex (10) reaction furnace Je lis daly بين تيار غاز حمضي acid gas stream )100( وتيار هواء air stream )110( لإنتاج فائض تفاعل reaction effluent )120( الذي يتضمن كبريتيد الهيدروجين sulfide 170100©0؛ ووصلة تسخين heating extension )20( متصلة بصورة مميعة مع فرن التفاعل reaction furnace (100)؛ Cua يتم تهيئة وصلة التسخين heating extension )20( للإمساك بالحرارة من فائض التفاعل reaction effluent )120( لإنتاج تيار فاتض effluent stream (130)؛ 0 حيث يتم إطلاق الحرارة التي تم الإمساك بها إلى تيار غازات مُبردة cooled gases stream (150) لإنتاج تيار غازات ساخنة hot gases stream (160)؛ ومرجل حرارة متبددة waste heat boiler )30( متصل بصورة مميعة بوصلة التسخين heating extension (20)؛ ويكون مرجل الحرارة المتبددة waste heat boiler )30( مهيا لخفض درجة حرارة تيار الفائض effluent stream (130) لإنتاج فائض cooled ju effluent 5 )140(« ومُكثف كبريت sulfur condenser )40( متصل بصورة مميعة بمرجل الحرارة المتبددة waste heat boiler (30)؛ ويكون مكثف الكبربت sulfur condenser )40( مهيا لخفض درجة حرارة الفائض المُرّد cooled effluent )140( لإنتاج تيار كبريت سائل liquid sulfur stream )152( وتيار الغازات المبردة cooled gases stream (150)؛ حيث يتضمن تيار الكبريت 0 السائل liquid sulfur stream )152( الكبريت العنصري .elemental sulfur 6- النظام وفقًا لعنصر الحماية 5 حيث يشتمل Wad على: مرحلة حفزية catalytic stage )50( متصلة بصورة مميعة بمكتف الكبريت sulfur condenser )40( وتكون المرحلة الحفزية catalytic stage )50( مهيئة لتحويل تيار الغازات 5 الساخنة hot gases stream (160) لإنتاج تيار من الكبريت sulfur stream )172( وتيار تفريغ discharge stream (170).— 4 1 — 7- النظام Gy لعنصر الحماية 5 حيث يشتمل Wal على سخان مسبق للغاز الحمضي 8060 Les (60) gas preheater لزيادة درجة حرارة غاز حمضي مسبق التغذية pre-feed acid gas )200( لإنتاج تيار الغاز الحمضي acid gas stream (100). 8- النظام وفقاً لعنصر الحماية 5 حيث يشتمل أيضًا على سخان هواء مسبق air preheater )70( مُهياً لزيادة درجة Hla هواء مسبق التغذية pre—feed air (210) لإنتاج تيار الهواء air 0 (110).نب و 5 > ; 73 : .. wi] ا oT 3 : م w > a سا نس pa 2 Be =. علد و x taal Ta 0 > 7 = ع i. ! { م & * ٍ يا بت ِ م ٍ | شيل 3 تت ال يرز : حي TERN, المي a > : ّ ~~ > ae . ex rey oF ta§ . Fr ف ل د Ea 5 ; * 3 a. ات # ! ¥ pol Ea : شن احير : 3 oh ل Ses) #0 « Fou ° fe ل AN Lo a i i 1 4 } 5 | 1 0 | { 25 or 2 13 Fe*. - a + ٍ = 5 8 الع a. - SR fod a 1 1 ل : # ا الس * a + | 2 7 و 5 § a + ب سل reالحاضهة الهيلة السعودية الملضية الفكرية Swed Authority for intallentual Property pW RE .¥ + \ ا 0 § ام 5 + < Ne ge ”بن اج > عي كي الج دا لي ايام TEE ببح ةا Nase eg + Ed - 2 - 3 .++ .* وذلك بشرط تسديد المقابل المالي السنوي للبراءة وعدم بطلانها of سقوطها لمخالفتها ع لأي من أحكام نظام براءات الاختراع والتصميمات التخطيطية للدارات المتكاملة والأصناف ع النباتية والنماذج الصناعية أو لائحته التنفيذية. »> صادرة عن + ب ب ٠. ب الهيئة السعودية للملكية الفكرية > > > ”+ ص ب 101١ .| لريا 1*١ uo ؛ المملكة | لعربية | لسعودية SAIP@SAIP.GOV.SA
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US15/901,522 US10358349B1 (en) | 2018-02-21 | 2018-02-21 | Advanced heat integration in sulfur recovery unit—SafarClaus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SA520412483B1 true SA520412483B1 (ar) | 2023-01-16 |
Family
ID=65686082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SA520412483A SA520412483B1 (ar) | 2018-02-21 | 2020-07-22 | تكامل حراري متقدم بوحدة - safarclaus لاستخلاص الكبريت |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10358349B1 (ar) |
| EP (1) | EP3743373B1 (ar) |
| SA (1) | SA520412483B1 (ar) |
| WO (1) | WO2019165020A1 (ar) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10676356B2 (en) * | 2018-02-21 | 2020-06-09 | Saudi Arabian Oil Company | Advanced heat integration in sulfur recovery unit—SafarClaus |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4042340A (en) | 1974-05-06 | 1977-08-16 | Amoco Production Company | Apparatus for using reheat gas in sulfur recovery systems |
| US4391791A (en) | 1981-04-09 | 1983-07-05 | Standard Oil Company (Indiana) | Low temperature sulfur recovery |
| FR2509192A1 (fr) * | 1981-07-10 | 1983-01-14 | Krupp Koppers Gmbh | Procede pour eliminer, en obtenant simultanement du soufre elementaire, les eaux residuaires se formant lors de la desulfuration du gaz de cokerie avec une solution de lavage renfermant des vecteurs d'oxygene |
| GB8509393D0 (en) * | 1985-04-12 | 1985-05-15 | Boc Group Plc | Treatment of gases |
| US4756900A (en) | 1987-01-14 | 1988-07-12 | Amoco Corporation | Recycling of waste heat boiler effluent to an oxygen-enriched Claus reaction furnace |
| GB8729956D0 (en) * | 1987-12-23 | 1988-02-03 | Boc Group Plc | Treatment of gas streams |
| US5397556A (en) | 1992-12-16 | 1995-03-14 | The Regents Of The Unviversity Of California | Process for recovery of sulfur from acid gases |
| DE10233820A1 (de) * | 2002-07-25 | 2004-02-12 | Thyssenkrupp Encoke Gmbh | Spaltreaktor für eine Claus-Anlage |
| US7722852B2 (en) | 2007-07-05 | 2010-05-25 | Worleyparsons Group, Inc. | Process for the thermal reduction of sulfur dioxide to sulfur |
| WO2012133904A1 (ja) * | 2011-03-31 | 2012-10-04 | 日揮株式会社 | 硫黄回収装置及び硫黄回収方法 |
-
2018
- 2018-02-21 US US15/901,522 patent/US10358349B1/en active Active
-
2019
- 2019-02-21 EP EP19709297.6A patent/EP3743373B1/en active Active
- 2019-02-21 WO PCT/US2019/018873 patent/WO2019165020A1/en unknown
-
2020
- 2020-07-22 SA SA520412483A patent/SA520412483B1/ar unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3743373B1 (en) | 2021-11-10 |
| US10358349B1 (en) | 2019-07-23 |
| EP3743373A1 (en) | 2020-12-02 |
| WO2019165020A1 (en) | 2019-08-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9873635B2 (en) | Method and device for producing cement clinker | |
| EP1851170B1 (en) | Process and plant for the production of sulphuric acid | |
| EP3160632B1 (en) | Steam methane reformer system and method of performing a steam methane reforming process | |
| US20160002035A1 (en) | Steam methane reformer system and method of performing a steam methane reforming process | |
| RU2551367C1 (ru) | Совмещенный способ производства водорода и воды | |
| EP4001211A1 (en) | Recovery of sulfur trioxide heat of absorption | |
| CN103339058A (zh) | 蒸汽甲烷转化工艺方法 | |
| SA520412483B1 (ar) | تكامل حراري متقدم بوحدة - safarclaus لاستخلاص الكبريت | |
| EP2711337B1 (en) | Removal of dissolved gases for boiler feed water preparation | |
| US11925900B2 (en) | Process for reducing the content of NOx and N2O from a tail gas of a nitric acid process | |
| EP3649076B1 (en) | A method for inter-bed cooling in wet gas sulfuric acid plants | |
| JP3977840B2 (ja) | クラウスプラント用廃熱ボイラー | |
| ZA200500278B (en) | Fission reactor for a claus plant | |
| US10954126B2 (en) | Advanced heat integration in sulfur recovery unit—SafarClaus | |
| EP4048437B1 (en) | Process and reactor for catalytic oxidation of ammonia | |
| JPS5936197B2 (ja) | 多通路式耐腐食空気加熱装置 |