Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Разработка энергосберегающей технологии производства элементной серы

Диссертация: Разработка энергосберегающей технологии производства элементной серы
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Поэтому актуальной задачей является разработка новых эффективных технологий, которые позволяли бы, с одной стороны, полностью утилизировать сероводородный газ с минимальными выбросами серосодержащих веществ в атмосферу, а, с другой стороны, позволяли увеличить рентабельность производства серы за счет эффективного использования тепла технологических потоков. Доказано, что в процессе длительных… Читать ещё >

Содержание

  • ВВЕДЕНИЕ '
  • 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
    • 1. 1. Классификация газов. Требования к процессам очистки у сероводородсодержащих газов
    • 1. 2. Классификация процессов очистки газов от сероводорода ^
      • 1. 2. 1. Методы абсорбционной и адсорбционной очистки газов ю
      • 1. 2. 2. Окислительные методы очистки газов ^
    • 1. 3. Промышленные процессы доочистки хвостовых газов ^
    • 1. 4. Процессы жидкофазного каталитического окисленияз сероводорода
    • 1. 5. Окисление сероводорода в кипящем слое катализатора
    • 1. 6. Катализаторы процессов доочистки отходящих газов ^
    • 1. 7. Выводы
  • 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
    • 2. 1. Физико-химические характеристики сырья
    • 2. 2. Физико-химические свойства катализаторов
    • 2. 3. Методика анализа реакционного газа и продуктов реакции
      • 2. 3. 1. Методика раздельного определения сероводорода и диоксида 42 серы при их совместном присутствии
      • 2. 3. 2. Методика определения концентрации сероводорода 44 ф’отоколориметрическим методом по реакции образования метиленового голубого
    • 2. 4. Методики анализов катализаторов
      • 2. 4. 1. Рентгеноструктурный анализ
      • 2. 4. 2. Определение состава катализаторов
      • 2. 4. 3. Рентгеновское рассеяние под малыми углами. 5]
      • 2. 4. 4. Термографический анализ
      • 2. 4. 5. Измерение общей удельной поверхности
      • 2. 4. 6. Измерение прочности
  • 3. РАСЧЕТНЫЙ РАЗДЕЛ
    • 3. 1. Физико-химические особенности реакции прямого окисления ^^
    • 3. 2. Расчет точки росы серы для условий протекания процесса ^^ прямого окисления сероводорода в серу
    • 3. 3. Модельный расчет состава отходящих газах процесса Клауса, прступающих на прямое окисление
    • 3. 4. Расчет процесса прямого окисления для заданных условий ^ работы каталитического реактора
    • 3. 5. Выводы
  • 4. ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ ОПЫ ГНО — ПРОМЫШЛЕННОЙ 66 УСТАНОВКИ ОЧИСТКИ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕМЕНТАРНОЙ СЕРЫ НА УФИМСКОМ ЩЗ
    • 4. 1. Описание технологической схемы
    • 4. 2. Цормы технологического режима процесса
    • 4. 3. Результаты опытно — промышленного пробега установки
    • 4. 4. Результаты анализов отработанного катализатора
    • 4. 5. Выводы gO
  • 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУР НА ФАЗОВЫЙ g j СОСТАВ И ПОРИСТО- СТРУКТУРНЫЕ СВОЙСТВА КАТАЛИЗАТОРА ПРЯМОГО ОКИСЛЕНИЯ
    • 5. 1. Результаты рентгеноструктурного анализа
    • 5. 2. Результаты термографического анализа образцов катализатора g^ ^ Результаты анализа поровых характеристик gj
    • 5. 4. Определение удельной поверхности и механической прочности
    • 5. 5. Выводы
  • 6. ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ КОНЦЕНТРИРОВАННОГО 90 СЕРОВОДОРОДА С ПОЛУЧЕНИЕМ ЭЛЕМЕНТАРНОЙ СЕРЫ С ВЫСОКОЙ СТЕПЕНЬЮ КОНВЕРСИИ СЕРОВОДОРОДА (СВЫШЕ 98%) И С ВЫРАБОТКОЙ ПЕРЕГРЕТОГО ПАРА СРЕДНЕГО ДАВЛЕНИЯ
    • 6. 1. Схема получения пара среднего давления
    • 6. 2. Схема получения пара среднего давления с замкнутой 92 циркуляцией пара низкого давления
    • 6. 3. Схема получения пара среднего давления и теплофикационной 95 воды с замкнутой циркуляцией пара низкого давления
    • 6. 4. Описание технологического процесса
    • 6. 5. Выводы 102 ОСНОВНЫЕ
  • ВЫВОДЫ
  • список ЛИТЕРАТУРЫ
  • ПРИЛОЖЕНИЯ

Разработка энергосберегающей технологии производства элементной серы (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Одним из основных направлений развития нефтегазовой промышленности сегодня является рациональное использование, подготовка и утилизация серосодержащей углеводородной продукции. Необходимость переработки высокосернистых нефтей и ужесточение экологических нормативов по выбросам сернистых соединений в атмосферу предъявляют повышенные требования к эффективности работы всех процессов нефтеперерабатывающих заводов, предназначенных для выделения и переработки сернистых соединений. Ключевая роль в решении этой проблемы принадлежит процессу получения элементной серы из сероводорода по методу Клауса, который на сегодняшний день является неотъемлемой частью практически любого НПЗ и ГПЗ.

Основным недостатком процесса Клауса является низкая степень конверсии сероводорода в элементную серу (94−95%), обусловленная химической термодинамикой. Так, при производительности по сере 200 т/сут со степенью конверсии H2S в серу 95% выбрасывается в атмосферу диоксида серы около 3218 т/год. Кроме того установки Клауса характеризуются низкой степенью использования тепла технологических потоков: на них вырабатывается пар низкого давления, который не находит квалифицированного применения, что значительно снижает технико-экономические показатели процесса.

Поэтому актуальной задачей является разработка новых эффективных технологий, которые позволяли бы, с одной стороны, полностью утилизировать сероводородный газ с минимальными выбросами серосодержащих веществ в атмосферу, а, с другой стороны, позволяли увеличить рентабельность производства серы за счет эффективного использования тепла технологических потоков.

Работа выполнена в соответствии с межвузовской научно-технической программой «Технология добычи, транспорта и углубленной переработки нефти, газа и конденсата» (П.Т. 467), утверждено приказом министерства образования России № 865 от 03.04.98, указание № 747 — 19 от 22.12.97 (1998 — 2000 года) и в рамках единого заказ — наряда по тематическому плану НИР УГНТУ (1997 — 2000) министерства образования России.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.

1. Установлены оптимальные концентрационные пределы сероводорода и диоксида серы в отходящих газах, поступающих на узел доочистки методом прямого окисления: 1,5−2,8% об., 0,05−0,3% об, соответственно. Такое содержание обеспечивается при соотношении воздух: кислый газ 2,1−2,3 на термической ступени процесса производства элементной серы.

2. Разработана промышленная схема очистки отходящих газов производства элементной серы.

3. Разработаны исходные данные на основании которых выполнен проект опытно — промышленной установки очистки отходящих газов производства элементной серы для ОАО «Уфимский НПЗ». В соответствии с проектом была смонтирована установка. Проведены опытно-промышленные испытания процесса. Результаты испытаний подтвердили высокую эффективность процесса — суммарная степень конверсии сероводорода в серу (основной процесс + узел доочистки) 9799%.

4. Установлено, что при проведении процесса прямого окисления титанооксидный катализатор (ТОК-3) обеспечивает степень конверсии сероводорода в серу более 80% (при начальной температуре газов 250 °C, объемной скорости 3600 час" 1, концентрации H2S 1−3%).

5. Исследовано влияние темпеоатуры на физико-химические характеристики титанооксидного катализатора ТОК-3. Установлена граница термостабильности титанооксидного катализатора (600°С), до которой не наблюдается изменения фазового состава, снижения удельной I поверхности и прочности.

6. Доказано, что в процессе длительных испытаний (2000 часов) не происходит изменение химического и фазового состава титанооксидного катализатора ТОК-3, т. е. он сохраняет высокую стойкость к кислым компонентам газа (H2S, S02, С02). Удельная поверхность катализатора за этот период работы снизилась на 20%, механическая прочность практически не изменилась.

7. Предложены оптимальные схемы утилизации тепла технологических потоков с получением водяного пара среднего давления и теплофикационной воды.

8. Разработана технология производства элементной серы со степенью конверсии сероводорода (не менее 98%) с получением перегретого пара среднего давления (16 атм). Выданы исходные данные для проектирования установки производства элементной серы на ОАО «Уфанефтехим». 'Ведутся проектные работы. Технико-экономическая оценка эффективности технологии показала, что при объеме производства элементной серы 32 тыс.т. в год прибыль от получения перегретого пара и предотвращенный экономический ущерб от выбросов диоксида серы составят более 9 млн. рублей.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Э. Коррозия сталей в сероводородной среде. Коррозия металлов в жидких и газообразных средах. -М.: Металлургиздат, 1964. С. 315−341.
  2. А.А. Коррозия нефтепромыслового оборудования и меры ее предупреждения. М.: Недра, 1976. — 229 с.
  3. А.И., Аюпова Г. С., Максимов В. М. Экология. Нефть и газ. -М: Наука, 1997, 598 с.
  4. Бекиров Т. М, Шаталов А. Г, Щугорев В. Д. и др. Современное состояние технологии сбора и подготовки к транспорту сернистых конденсатов. -М.: ВНИИгазпром, 1985. 54 с.
  5. Берлин М. А, Гореченков В. Г, Волков Н. П. Переработка нефтяных и природных газов. М.: Химия, 1981. — 472 с.
  6. Т.М. Первичная переработка природных газов. М.: Химия, 1987, — 256 с.
  7. Семенова Т. А, Лейтес И. Л, Аксерольд Ю. В. и др. Очистка технологических газов. — М.: Химия, 1977. -488 с.
  8. A.M. Очистка и переработка природных газов//Под ред. С. Ф. Гудкова. М.: Недра, 1977. — 349 с.
  9. Коуль А. Л, Ризенфельд Ф. С. Очистка газа // Под ред. И. И. Абрамсона.-М.: Недра, 1968. 394с.
  10. Афанасьев А.И.//Газовая промышленность, — 1996. № 5−6. -с. 52−53.
  11. И.Г., Бусыгина Н.В.// Газовая промышленность. — 1997. № 6. -с. 47−48.
  12. Справочник современных процессов переработки газов // Нефть, газ и нефтехимия за рубежом. 1994. — № 11 -12. — с. 41−55.
  13. Газ. Пром зар. стран, 1978. № 6,-с. 19−25.
  14. Переработка газа за рубежом. Сер.: Газовое дело. /М., ВНИИЭгазпром, 1972. с. 79.
  15. Е.Н. Извлечение сероводорода и углекислоты изIприродного газа и производства элементарной серы. Обзор. -М., ВНИИЭгазпром, 1969. 86 с.
  16. Garrison, J., et al., «Keyspan Energy Canada Rimbey acid gas enrichment with Flexsorb SE Plus technology», 2002 Laurance Reid Gas Conditioning Conference, Norman, Oklahoma.
  17. Adams-smith, J., et al., Chevon USA Production Company Carter Greek Gas Plant Flexsorb tail gas unit", 2002 GPA Annual Meeting Dallas
  18. А.И., Титов В. И., Медведев В. Ф. и др. Сбор, транспорт и хранение природных углеводородных газов. -М.: Недра, 1978. 405 с. I
  19. К.С. Промысловая подготовка нефти и газа. // М.: Недра, 1973.-376 с. I
  20. В.Г., Капустин М. А., Домбровский Е.В, Коломин С. А, Попов В.Т.// Химия твердого топлива. № 2. — 1992. — с. 90−95.
  21. Petrochem. Technol. 1995.-№ 10.-p. 716−721.
  22. А.Ю., Астахов В. А., Ясьян Ю. П. и др.// Нефтяное хозяйство.- 1991.-№ 11. -с.8−10.
  23. Tennyson R.N., SchaafR. P.-Oil and Gas J., 1977, vol 75, № 2, p. 7880,85−86.
  24. В.П. Промысловая подготовка нефти за рубежом. М.: Недра, 1983.- 224 с. I
  25. Jl.С., Рамшоу Д.Е.//Нефть, газ и нефтехимия за рубежом. -1992. -№ 6. -с.86−87.
  26. Современные методы очистки газов от кислых компонентов: Обзор./ Хабибуллин P.P., Рогозин В. И., Вышеславцев Ю. Ф. М., 1988. -60 с. — (Сер. Нефтехимия и сланцепереработка: Обзорн. информ. / ЦНИИТЭнефтехим- Вып. 3).
  27. В.Ю. Техника производства газовой серы на газоперерабатывающих заводах: Обзор. / Газовая промышленность. (Сер. Подготовка и переработка газа и газ. конденсата. Вып. З). М.: ВНИИЭгазпром, 1980. 38 с.
  28. В.Л. Промышленная и санитарная очистка газов. -М: ЦИНТИхимнефтемаш, 1979. № 4. — с. 15.
  29. В.Р. Технология газовой серы. М.: Химия, 1992. -272 с.
  30. G., Lyddon L. //Petroleum Technology Quarterly Spring, 1997. p.57−61
  31. Karl W. Mattsson-boze, Lili G. Lyddon. //Sulphur, 1997 Jan/Feb, p. 3741.35. ' Подшивалин А. В., Жданов Т.P., Мухамедова A.P. Тезисы Российской конф. «Актуальные проблемы нефтехимии». Москва, 2001. -с. 349.
  32. Zdanov T.R., Mukhamedova, A.R., A.V. Podshivalin. XV International Conference on Chemical Reactors CHEMREACTOR 15. Helsinki, Finland, June 5−8, 2001, Novosibirsk, 2001, p. 289−293.
  33. Stevens D.K., l.H. Stern and W. Nehb, «OxyClaus technology for sulfur recovery», Laurance reid gas Conditioning Conference, Norman, Oklahoma, 1996.
  34. Нефтегазовые технологии, 2002. № 6, ноябрь — декабрь.-с. 104.
  35. P.Morris.// Hydrocarbon Proc., 1988, v.67, № 4, p. 58
  36. Kunkel, J. and M. Heiserl, «Clinsulf-SDP makes its debut», Sulfur, №. 243,-p. 256−258
  37. Process for removing sulfur compounds from a gas stream: Заявка 633 219 C01 В 17/04, B01 D 53/3444. Пат. 5 139 765 США45. Патент 61−219 704 Япония46. «Goward R.S., Barron J.G.//Oil and gas J, 1983, v.81.- № 35, — p. 54−56.
  38. O., Jeager P. Труды семинара Санкт Петербург, 13−16 сентября 1994, Новосибирск, 1994, ч. 1−2. — с.228
  39. Д. А. Вышеславцев Ю.Ф. Гусейнов Н. М. Современные процессы и катализаторы получения элементарной серы. //Обзорная информация, серия «Подготовка и переработка газа и газового конденсата».- М.: ВНИИЭгазпром, 1988, вып. 11. 34 с.
  40. Fischer Н. Claus plants prove flexible. // Hydrocarbon Process, 1985. -№ 4 p. 79−8150. 1 Гринше П. // Химия и переработка углеводородов, 1978. № 10. -с. 54−60.
  41. P.P., Подшивалин А. В. и др. // Нефтепереработка и нефтехимия. 1998. — № 4. — с. 24−29.
  42. Г. В., Леденев Г. М. Новые достижения в области очистки отходящих газов производства серы. ВНИИЭгазпром. 1985, 60 с. (Обз. информ. сер. Подготовка и переработка газа и газового конденсата, вып.).
  43. Е., Fischer Н. //Chern Ind. (Dusseldorf). 1975. № 27. — p. 379−383.
  44. Barrure Tricca C., et al., «Thirty years of operating experience with a wet subdewpoint TGT process» GPA Europe Annual Conference, Amsterdam, sept. 26−28, 2001
  45. Pascal. H. Gas-chemie. 1972. v. 40. № 429. — p. 59−61, 63
  46. H. //Sulpfur. 1972. № 102. p. 41−4557. 1 The Ultra process: adjusting tail gas composition improves sulfur recovery. // Sulfur, 1984. № 173. — p. 34−35
  47. А.В., Грунвальд В.P. Достижения в области сероочистки природного газа и доочистки отходящих газов установок Клауса. М.: ВНИИЭгазпром, 1985. — 30 с
  48. From Claus to Superclaus improved sulfur recovery paper presented. // Energy Processing Canada. — 1988, XI-XII.-v.81, № 2. — p. 51−52.
  49. Lagas J.A., B’ransboom J., Berben P.H. // Oil & Gas Journal. -1988. -v. 86, № 41. p.68−71.61. 1 Lagas J.A.//Sulphur, 1991-№ 212-p. 32−36.
  50. J.A., Bransboom J., Berben P.H. // Petrol Informations. -1988. -№ 1647. -p. 105−107.
  51. Hoksberg, et al., «Sulfur recovery for the new millennium», Hydrocarbon Engineering, November 1999
  52. C. //Hydrocarbon Processing, 1978. v. 57. № 4. p. 89−94
  53. I.E., Wesselingh I.A., Groenendaal W. //Chem. Eng. Prog. 1983. v. 69. -№ 12. -p. 29−34.
  54. Т.П., Оразбаев Б. Б. Технологические схемы переработки нефти и газа в Казахстане (часть 1): под. ред. акад. З. И. Сюняева. Учебное пособие для вузов. Атырау, 1993. -116 с.
  55. ConnockL., Sulfur, March/April 2001I
  56. F., Gaunand A., Richon D. и др. // J Chem. and Eng Data, 1997.-№ 5- p. 865−870.
  57. Климов В.Я.// Газовая промышленность, 1998. № 7. — с. 33−36.
  58. R., Liermann N. // Oil & Gas Journal, 1988. -№ 2. p. 63−66.
  59. Kettner R., Liermann N.//Erdoel.Erdgas. Kohle. 1987, XII.-Bd.103, № 12. -S. 520−524.
  60. Hydrocarbon Proc., 1988, v. 67, № 4 p.67.
  61. J. //Chemical and Engineering News. 1987. -65. — № 19. — p.29.30i
  62. M.B., Ладыженская Т. Е. //Химия и технология топлив и масел, 1981, № 8- с. 53−57.
  63. Gas Process Handbook. // Hydrocarbon Process, 1986. № 4. — p. 85.
  64. Газовая промышленность. -1930. -№ 10. -с. 55−56. ' 77. Pascal H.//Sulphur, 1982, № 160. p.58−45.
  65. Gene Goar B. // Oil & Gas J., 1982. v.80. № 17- p. 124−125.
  66. J.A., Bransboom J., Heijkoop G. // Hydrocarbon Processing. -1989 -v. 68, № 4. p.40−42.
  67. P.X. и др. // Нефть, газ и нефтехимия за рубежом. -М.: Недра, 1981. — № 5.-с. 109−112.
  68. R.V. //Oil & Gas J., 2001 ,-v.35.№ 35.- p. 44−46, 48,50,52,53
  69. R. «Sulphur recovery by the Claus and Maxisulf processes,» //Sulphur, 1985. -v. 178. -p. 29−33
  70. Hardison L.C., D.C. Ramshaw // Hydrocarbon Processing, v. 71, Jan. 1992- p. 89−90.
  71. Dennis Leppin, Dennis A. Dalyrimple //1995 International gas research conference. 1995, November 6−9, Cannes, france. p. 259−270
  72. JI.С. //Нефть, газ и нефтехимия за рубежом, 1985, № 4- с. 32−35.
  73. Sulfur, May June 1994, № 232- p. 42−45.
  74. Smit, C.J. and E.C. Heyman, «Present status SulFerox process», Proc. GRI Sulfur Recovery Conf. 9th meeting, 1999.88. ' Oostwouder, S. P, «SulFerox Process Update», Proc. GRI Sulfur Recovery Conf. 8th meeting, 1997.
  75. Manning W.P.Chemsweet, a new process for sweetening low-value sour gas //Oil and Gas Journal, Oct 15, 1979, v. 77, No42, pp. 122−124
  76. A.M., Фахриев A.M., Вильданов А. Ф. //Нефтехимия и нефтепереработка, 1983, № 12, с. 31−33.
  77. Фахриев А. М, Кашеваров Л. А, Латыпова М. М. и др. //Газовая промышленность, 1989, № 11- с. 56−57.
  78. Сахабутдинов Р. З, Гарифуллин P.M., Васильев А. И. и др. //Нефтяное хозяйство, 1997. № 5-с. 43−44.
  79. З.А. Обеспечение безопасности производства элементарной серы. /Автореферат канд. дис. Уфа. 2000, 24 с.
  80. Исмагилов Ф. Р, Плечев А. В, Гайнуллина З. А. и др. //Нефтепереработка и нефтехимия. Москва, 2000, № 9- с.47−50.
  81. А.с. 882 589, СССР, В 01 J 21/00, С 01 В 17/04. Катализатор для окисления сероводорода в серу. / БИ. 1981. — № 43.96. Пат. 2 070 089 России, 199 697. Пат 2 094 114 России, 199 798.: Пат. 2 103 058 Франции, 1995.
  82. Пат. 2 070 086 России, 1996.
  83. Т.Р., Подшивалин А. В., Мухамедова А. Р. «Нефтепереработка и нефтехимия» Сборник научных трудов. Выпуск XXXIII, Уфа, 2001 с. 64−69
  84. А.В. Очистка технологических и отходящих газов производства элементарной серы от сероводорода / Дис. на соиск. уч. ст. к.т.н. Уфа, 1997. — 151 с.
  85. Н.А. Основные понятия структурного анализа. М.: Издательство АН СССР, 1961. — с. 366.
  86. Свергун Д’И., Фейгин Л. А. Рентгеновское и нейтронное малоугловое рассеяние. -М.: Наука, 1986.- с. 279.1041 Порай-Кошиц Е. А. Диффузионное рассеяние рентгеновских лучей под малыми углами. УФН, 1949. — вып.4. — с. 573 — 611.
  87. У.Уэндлант. Термические методы анализа. М.: Мир. 1978. -527 с.
  88. Берг. Введение в термографию. -М.: Мир. 1969. -397 с.
  89. Т.Г., Амиргулян Н. С. Сернистые соединения природных газов нефтей. М: Недра, 1989. — 152 с.
  90. Ф.Р., Волыдов А. А., Аминов О. Н. и др. Экология и новые технологий очистки сероводородсодержащих газов. -Уфа: изд-во «Экология», -2000. 214 с. 109.' Авдеева А. В. Получение серы из газа М.: Металлургия, 1971. -173 с.
  91. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Справочное издание: В 4-х т./ Л. В. Гурвич, И. В. Вейц, В. А. Медведев и др. 3-е изд., перераб. и расширен. — Т. 1. Кн. 2. — М.: Наука, 1978. — 328 с.
  92. Rau Н., Kutty T.R.N., Guedes de Caevalho J.R.F. Thermodinamics of Sulfu Vapour // J. Chem Thermodinamics, 1973, — № 35. p. 833−844.
  93. Рубинштейн M.A. M: Успехи химии, 1972. -1287 с. I
  94. В.Н., Платонов О. И., Тарасов Н. А., Чистяков Н. П. //Катализ в промышленности. 2002.- № 1.- с. 17−22.
  95. М.А., Шумяцкий Ю. И., Торочешников Н. С. //Газовое дело. 1970. № 10. -с. 23−26.115. ! Нефть, газ и нефтехимия за рубежом. 1985. № 2. С. 80−96.
  96. К. Мейер. Физико-химическая кристаллография. М.: Металлургия. 1972.-480 с.
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!