Описание схемы установки производства элементарной серы

Сероводородный газ в количестве ~96% от общего расхода на установку подаётся для сжигания в топку реактора-генератора РГ-1,2, количество воздуха для сжигания H₂S определяется соотношением: 1 объём H₂S / 2,0+2,5 объёма воздуха. В топке при t до 1200°С происходят основные реакции: 2H₂S+3O₂ 2SO₂+2H₂O+Q; 2H₂S+O₂ 2S+2H₂O+Q и 2H₂S+SO₂ 3S+2H₂O+Q (реакция Клауса). Далее газы из топки, проходя по трубкам, охлаждаются водой в котловой части РГ-1,2, где сера конденсируется и выводится в подземное хранилище. Степень конверсии H₂S в серу в термической ступени составляет ~75%. Выработанный в котле РГ-1,2 пар с Р=4 кгс/см используется на собственные нужды установки, для подогрева промтеплофикационной воды завода и охлаждённый для подпитки котлов РГ-1,2, КГ.

Технологические газы, содержащие не прореагировавший H₂S и капельную серу, с t=140-150°С поступают из РГ-1,2 в топку-подогреватель ТП-1, где нагреваются до t=220-280°С.

Для подогрева технологических газов в ТП-1 используется энергия полного сжигания сероводородного газа (в количестве ~2% от общего расхода на установку). Затем технологические газы поступают в конвектор КВ-1, где образование серы происходит по реакции Клауса на катализаторе АОА-активная окись алюминия, и далее с t = до 360°С в конденсатор-генератор 1-ой ступени КГ-1, где проходя по трубкам охлаждаются водой в котловой части, сера конденсируется и выводится в подземное хранилище. Из КГ-1 техн. газы с t =130-155°С поступают в топку-подогреватель ТП-2 аналогичную ТП-1, где нагреваются до t=220-280°С, затем в конвектор КВ-2 и далее с t до 300°С в конденсатор-генератор 2-ой ступени КГ-2, где проходя по трубкам охлаждаются водой в котловой части, сера конденсируется и выводится в подземное хранилище. В конденсаторе-генераторе вырабатывается пар с Р=2,5 кгс/см2, который затем охлаждается и используется для подпитки котлов РГ-1,2, КГ. Из КГ-2 техн. газы с t=130-155°С проходят через расположенный на выходном штуцере КГ-2 сероуловитель СУ, в котором капельная сера осаждается на струнных элементах и возвращается в КГ-2.

Далее техн. Газы поступают в печь дожига ПД в которой происходит дожиг остаточных H₂S и капельной серы до SO₂ при t=500-700°С путём использования энергии сжигания топливного газа. На входе в печь дожига газоанализатором контролируется содержание остаточного H₂S (не более 1,66%об.) и SO₂ (не более 0,83%об.), соотношение которых поддерживается в пределах с целью более эффективного и полного извлечения серы и сероводорода. Из печи дожита газы сбрасываются в атмосферу через дымовую трубу с содержанием не более 1,5 %об., сероводород в газе отсутствует. Жидкая сера из подогреваемого подземного хранилища откачивается на склад хранения, где после застывания ломается экскаватором и в комовом виде отгружается потребителю. Часть серы в жидком виде по серопроводу откачивается на завод ЛАБ-ЛАБС для производства ЛАБСК.

Установка элементарной серыпредназначена для получения элементарной серы. Основным сырьем процесса производства серы методом «Клауса» является сероводородсодержащий газ (кислый), полученный при очистке от серы природного газа, газов НПЗ и других промышленных производств.

Катализаторы.

В качестве катализатора процесса «Клауса» используют гранулированные бокситы, оксид алюминия, диоксид титана.

Химизм процесса «Клауса».

Двух-стадийный метод промышленного получения серы из сероводорода:

I стадия: термическое окисление сероводорода до диоксида серы. Ведут пламенное окисление сероводорода воздухом со стехиометрическим количеством кислорода при 900-1350°С:

+ (0,53—0,57) МДж/моль

В этой стадии расходуется до 70 % масс. сероводорода и при этом выделяется значительное количество тепла, которое перед стадией катализа должно быть утилизировано.

II стадия: каталитическое превращение сероводорода и диоксида серы. Процесс идет при 220-250°С, в роли катализаторов используют бокситы и оксид алюминия.

+ (0,087 — 0,154) МДж/моль

Относительно низкие температуры этой стадии обусловлены выделением тепла.

В процессе Клауса также возможно образование серы по реакции прямого окисления сероводорода:

+ 0,615 МДж/моль

Наличие примесей кислых газов в сероводороде ведет к развитию побочных реакций: