После каждой стадии конверсии сера конденсируется и удаляется из горячих потоков, в результате чего происходит постепенное снижение концентрации H2S и SO2 в газовом потоке.
По мере увеличения концентрации водяного пара, образующегося в реакции (1) и (2), происходит снижение степени конверсии.
Температура в реакторах должна быть выше точки росы серы во избежание ее конденсации на катализаторе.
Паровой поток, выходящий из каждого конденсатора, должен быть нагрет до температуры, достаточной для предотвращения конденсации серы в следующем слое катализатора.
Серу, получаемую в секции производства серы, направляют в узел дегазации по технологии компании "Shell" для снижения содержания сероводорода до менее 10 масс. ррm.
Исходный сероводородсодержащий газ может содержать углеводороды, в результате окисления которых образуется углекислый газ. Сероокись углерода образуется при наличии в сероводородсодержащем газе углекислоты, в высокотемпературной стадии процесса:
2С2Н6 + 7О2 = 4СО2 + 6Н2О + 2,85 МДж
H2S + CO2 = COS + Н2О - 0,025 МДж
Чем выше объемная доля углеводородов в исходном газе, тем больше образуется сероокиси углерода и сероуглерода. Образование этих соединений, трудно поддающихся разложению, можно уменьшить, снизив объемную долю углеводородов в сероводородсодержащем газе.
Разложение сероокиси углерода и сероуглерода достигается на катализаторе - активной окиси алюминия.
При этом протекают реакции:
2COS + SO2 ®3/6S6 + 2CO2 + 0,07 МДж
2COS + SO2 ®3/8S8 + 2CO2 + 0,078 МДж
Так как в исходном сырье, кроме серосодержащих соединений присутствует аммиак, очень важно, чтобы весь аммиак окислился. Непрореагировавший аммиак может вступать в реакцию с триоксидом серы с образованием отложений сульфата аммония, которые ухудшают работу катализаторов каталитической секции. Неконвертированный аммиак также может образовывать отложения полисульфидов аммония в более холодных частях установки, вызывающих закупорку в конденсаторах серы или трубопроводах.
В конструкции реакционной печи компании Parsons предусмотрены специальные горелки для сжигания аммиака.
В процессе Parsons сжигание аммиака, присутствующего в сырьевом газе, заключается в термическом разложении аммиака в восстановительной среде. Такой процесс практически устраняет проблемы, связанные с присутствием аммиака и образованием солей аммония.
При этом проходит реакция:
2NH3+3/2 O2 ® N2+3H2O
В секции гидрогенизации происходит восстановление всех соединений серы, включая пары серы, до сероводорода, который удаляется в секции очистки хвостового газа. Хвостовой газ из последнего конденсатора поступает в секцию гидрогенизации через генератор восстанавливающего газа.
Генератор восстанавливающего газа предназначен для нагрева хвостового газа до температуры, которая обеспечит протекание в реакторе необходимых реакций гидрогенизации и гидролиза, а также для подачи восстанавливающих газов (Н2 и СО).
Реакции гидрогенизации и гидролиза четырех основных соединений серы имеют следующий вид:
S + H2 ® H2S
SO2 + 3H2 ® H2S + 2H2O
CS2 + 2H2O ® 2H2S + CO2
COS + H2O ® H2S + CO2
Горячие продукты сгорания с хвостовым газом поступают в реактор гидрогенизации. Газ, выходящий из реактора, охлаждается в холодильнике и в контактном конденсаторе.
Контактный конденсатор является двухступенчатой колонной, в которой производится удаление воды и охлаждение хвостового газа перед его подачей в абсорбер амина.
В секции охладителя (нижней) хвостовой газ охлаждается путем противоточного контакта с циркулирующим щелочным раствором на каскадных тарелках. Щелочной раствор абсорбирует диоксид серы, поступление которого возможно из реактора гидрогенизации.
В секции контактного конденсатора (верхней) хвостовой газ охлаждается путем противоточного контакта с потоком охлаждающей воды.
Для извлечения сероводорода хвостовой газ направляется в абсорбер - двухсекционную колонну.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.