Исследование влияния технологических параметров на процессы низкотемпературной сепарации (стр. 4 из 9)

Одним из перспективных направлений переработки кислых газов регенерации абсорбента в условиях промысловой очистки является каталитическое окисление сероводорода в элементарную серу .

Краткое описание. Суть метода заключается в проведении реакции неполного окисления сероводорода (реакция Клауса)

H₂S + 0,50₂ (l/n) Sn + НзО

на специальном катализаторе в таком режиме, чтобы свести к минимуму побочную реакцию окисления сероводорода до диоксида серы:

H₂S + 1,5 0₂ S0₂ + Н₂О.

Установка состоит из каталитического реактора 2 (рисунок), в который подается предварительно подогретая до температуры 200 ⁰С смесь кислый газ - воздух. Выходная температура не должна превышать 350 ⁰С, так как это приводит к резкому снижению селективности и степени конверсии процесса. Регулировка температуры осуществляется дозированной подачей воздуха на вход в каталитический реактор.

Эффективность. В случае соблюдения условий высокой селективности катализатора процесс может обеспечивать степень конверсии 80 - 90 % и выше. Это объясняется отсутствием термодинамических ограничений на процесс.

Область применения. Процесс используется для одноступенчатой переработки кислого газа в серу с концентрацией сероводорода до 5 %. Разновидность данного процесса в сочетании с прямым Клаус - процессом, известная под названием СуперКлаус, применяется для увеличения степени конверсии сероводорода.

Промышленные установки. В настоящее время в мире эксплуатируется более десятка установок по переработке кислого газа методом прямого окисления сероводорода; в том числе одна - в СНГ (Узбекистан).

Абсорбент	t, 0С	р, МПа	Объемная доля H2S		Глубина очистки, %
			в сыром газе	в очищенном газе
1	40	3	0.841	0.1134	86.51
40	6	0.841	0.0541	93.57
2	40	3	0.841	0.2060	75.51
40	6	0.841	0.0723	91.41

Таблица 1

Абсорбент	t, 0С	р, МПа	Объемная доля RSH		Глубина очистки, %	Содержание RSH в очищенном газе , мг/м3
			в сыром газе	в очищенном газе
1	40	3	0.009	0.00036	95.99	7.8
40	6	0.009	0.00026	97.09	5,7
2	40	3	0.009	0.00106	88.17	24.0
40	6	0.009	0.00069	92.30	15.9

Таблица 2

Абсорбент	t, 0С	р, Мпа	Объемная доля H2S	Глубина очистки, %	Молярная доля СО2 в очищенном газе, %	Глубина очистки %
			в сыром газе
1	40	3	0.229	86.51	0.1295	43.33
40	6	0.229	93.57	0.108	52.58
2	40	3	0.229	75.51	0.1471	35.64
40	6	0.229	91.41	0.1157	49.40

Таблица 3

Абсорбент	t, 0С	р, Мпа	Массовая доля алканов в насыщенном абсорбенте, %
				1	40	3	0.231
40	6	0.404
2	40	3	0.029
40	6	0.056

Таблица 4

Абсорбент	t, 0С	р, Мпа	Объемная доля H2О в очищенном газе, г/м	Объемная доля H2О в очищенном газе, %	Точка росы, 0С
						1	40	3	0.426	0.053	12
40	6	0.185	0.023	7
2	40	3	0.455	0.057	13
40	6	0.225	0.028	9
[1]	40	6	0.0788	0.010	-8

Таблица 5

3.3. Повышение эффективности переработки газового сырья.

Реализация разработанного проекта позволит улучшить экономические показатели переработки углеводородного сырья и расширить ассортимент выпускаемой продукции, поскольку развитие газохимических производств является одной из стратегических задач 000 «Газпром добыча Оренбург». Рост доли продукции высокой степени переработки - это ватная составляющая устойчивого экономического развития Оренбургского комплекса.

Установка У-335 газоперерабатывающего завода (ГПЗ) предназначена для щелочной очистки пропан-бутановой фракции (СПБТ), вырабатываемой на установках аминовой очистки природного газа (1, 2, ЗУ-370), от сернистых соединений. Проектная мощность установки по сырью - 100 т/ч.

Индивидуальный состав сернистых соединений, содержащихся в СПБТ (в ppm), приведен ниже (данные испытательного центра ОАО «ВНИИУС»).

Серооксид углерода 3

Сероводород 6

Метилмеркаптан 8000

Этилмеркаптан 1650

Изопропилмеркаптан 40

Основную часть вредных примесей составляют метил- и этилмеркаптан.

Принципиальная технологическая схема У-335 приведена на рис. 3.

Очистка СПБТ проводится в четыре ступени: три последовательно работающие ступени - 10%-м раствором щелочи NaOH , с последующей отмывкой от щелочи водой на 4-й ступени. Процесс основан на способности серосодержащих соединений (меркаптаны, сероводород) вступать в реакцию со щелочью с образованием растворимых в воде и нерастворимых в углеводородах соединений.

Каждая ступень очистки состоит из контактора - смесителя, разделителя и циркуляционного насоса. Контакторы смесители U-образные, тарельчатого типа. На 1, 2 и 3-й ступенях по четыре контактора-смесителя. На 4-й ступени - два контактора-смесителя.

Очищенная от сероводорода и меркаптанов СПБТ после водной промывки от щелочи из разделителя В-03 направляется на осушку в один из работающих в режиме осушки адсорберов, загруженных цеолитом NaA. Проходящая снизу вверх через адсорбер пропан-бутановая фракция освобождается от воды и по коллектору направляется в товарный парк.

Первоначальной проектной схемой был предусмотрен физический способ восстановления свойств отработанного щелочного раствора .

Этот способ основывался на термической регенерации раствора щелочи и отличался повышенным расходом водяного пара, электроэнергии и топливного газа. Кроме того, образующиеся при регенерации щелочного раствора легкие меркаптаны вызывали значительную коррозию оборудования.

Улучшить первоначальное проектное решение (блока регенерации отработанного щелочного раствора) удалось благодаря внедрению процесса «ВНИИУС-12», испытанного и внедренного на различных промышленных установках демеркаптанизации углеводородного сырья.