WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

I-отходящие газы установки “Клаус”; II- очищенные газы в печь дожига; III-выход серы; 1-ректификационная колонна; 2-резервуар насосов; 3-мешалка; 4-раствороотделитель В состав второй очереди входила установка (У13) дегазации и грануляции серы. Дегазация происходит за счет перемешивания серы погружными насосами и подачей аммиака. Грануляция производилась подачей жидкой серы в среду воздуха, где, застывая, сера превращается в гранулы.

Установка грануляции неоднократно готовилась к пуску, но из-за частых взрывов на установке и во избежание несчастных случаев так и не была пущена в работу.

Установки «Клин-Эр» дважды готовились к пуску (декабрь 1975г. и декабрь 1979г.). После двух попыток пуска коррозионный износ был настолько велик, что было принято решение отказаться от восстановительных работ.

В апреле 1984г. Оренбургским ГПЗ было выдано задание на проектирование установок доочистки отходящих газов по принципу сухого процесса «Сульфрен» (совместно с установками доочистки первой очереди ГПЗ).

Установки производительностью 20 тыс. т/год введены в эксплуатацию в 1990г.

Одной из особенностей установок Клауса второй очереди являлось также то, что вместо второй топки-подогревателя использовался теплообменник «газ-газ». Однако процесс регенерации катализатора был затруднен. Обобщив опыт эксплуатации установок Клауса, специалистами завода было принято решение заменить теплообменник «газ-газ» на топкуподогреватель с кислым газом, что позволило снизить сопротивление на пути технологических газов, увеличить пропускную способность установок с 19 до 26-28 тыс. м3/ч.

Оптимизация процесса Клауса первоначально была реализована по принципу системы с обратной связью.

В 1985 году была внедрена система оптимизации с обратной связью, предложенная фирмой «Elf.Equitaine» (Франция) на установках второй очереди.

Дальнейшая модернизация печей подогрева и печи реакции в настоящее время нецелесообразна в связи с тем, что концентрация сероводорода на установках Клауса второй очереди остается высокой.

В каталитических конвекторах второй очереди применяется как проектный импортный катализатор, так и отечественный.

Установки Клауса второй очереди обеспечивают максимальную степень конверсии по сравнению с другими очередями завода благодаря применению схемы Клаус процесса с тремя каталитическими реакторами.

4. Развитие процессов производства серы на третьей очереди Оренбургского ГПЗ Производство серы на третьей очереди ОГПЗ первоначально состояло из двух установок; установки Клауса (У351) и установки доочистки хвостовых газов Клауса по методу «Сульфрен» (У355). Общая производительность установки Клауса 1У351/355 - 320тыс.т/год, степень конверсии установки Клаус-94,8%, Сульфрен – 92%, а общая степень конверсии обеих установок – 99,6%. Установка пущена в 1979 году.

Сырьем установки Клауса являлся кислый газ после установок сероочистки с содержанием сероводорода 64-66%.

В процессе Клауса используется схема, состоящая из термической и двух каталитических.

В 1984 году на установке Клауса У351 проведены исследования системы оптимизации, предложенной фирмой «Elf.Equitaine» (Франция).

Испытываемая система оптимизации технологического режима на III очереди ГПЗ работала устойчиво, обеспечивая стабилизацию соотношения H2S/SO2 на уровне 2,16-2,22 ед., что позволяет получать среднемесячную степень конверсии 93-93,5%.

Промышленное освоение КГКМ, начатое в 1984 году, поставило задачу утилизации сероводорода из смеси кислых газов Оренбургского и Карачаганакского месторождений на установке Клауса (У351) и Сульфрен (У355) ОГПЗ. Оценка состава кислого газа с учетом коллекторной схемы его подачи показала, что с приемом газа КГКМ содержание сероводорода в кислом газе уменьшилось с 64-68 до 48-51 об.(1988г). Изменились также количество и состав углеводородов в смеси кислых газов.

Эффективность процессов Клауса в значительной степени зависит от характера сгорания сероводорода и углеводородов в печи РГ. Чем меньше содержание сероводорода в кислом газе, тем более низкая температура достигается в печи РГ. При содержании сероводорода в кислом газе 65% температура в печи РГ 12000С, а при содержании 51% температура 10000С.

Проведенное обследование работы установки в 1988 г. показало значительное ухудшение горения кислого газа в печи реакции. При повышении в летнее время температуры кислого газа до 54,4-65,8°С возрастает содержание в нем метанола, следовательно, углеводородов, паров воды. В смотровое стекло печи по цвету пламени видно, что в голове печи низкая температура. Сероводород не успевает сгорать в печи и с технологическими газами уносится в конвертора, перегружая их.

Снижение степени конверсии для установок «Клауса» и «Сульфрен» связано, кроме того, с дезактивацией катализатора.

Это вызвано тем, что наибольшее количество газа КГКМ перерабатывалось на третьей очереди ОГПЗ.

После проведенных испытаний на первой очереди ОГПЗ, специалистами завода было принято решение применить на установке Клауса 1У351 технические решения по улучшению горения кислого газа в головной печи.

На трубу кислого газа в печи реакции 1У351F01 в 1989 году установлен конический стабилизатор горения. Горение в печи реакции стало идти ровнее, содержание сероводорода и диоксида серы в отходящих газах уменьшилось почти в два раза. Порог в печи реакции интенсифицировал перемешивание газов и воспламенение их в голове печи. Печь реакции приблизилась к реактору идеального смешения.

Печь подогрева У351 F03 переведена на кислый газ и совместно с печью У351 F02 переоборудована на печи с форкамерными горелками и снабжены пережимами, что позволило сжигать кислый газ в печах подогрева в основном до паров серы, а не до диоксида серы.

Соответственно в печи реакции увеличили удельный расход воздуха, улучшилась газификация тяжелых углеводородов, концентрация свободного кислорода в технологических газах снизилась до 0,2 %, что нормализовало работу установки доочистки отходящих газов У(Сульфрен).

Новое поколение катализаторов Клауса – это системы на основе диоксида титана – CRS- 31 (Франция), CRS - 3 (Япония), S - 708 (США), которые выгодно отличаются от алюмооксидных по конверсии COS и CSи по стойкости к сульфатному отравлению.

С целью разработки отечественного титаноксидного катализатора ВНИИПИГазом (г. Баку) в 1986-1987 гг.(руководитель темы Т.К.

Ханмамедов) проведено систематическое исследование и предложена рецептура его приготовления на основе дешевого и доступного сырья – рудного концентрата Ярегского месторождения Коми АССР.

Опытно-промышленная партия титаноксидного катализатора была загружена в атомный отсек («колодец») промышленного конвектора УВ04 ОГПЗ в количестве 0,4 м3 в августе 1989г.

В период испытаний наблюдалось некоторое снижение активности испытываемого катализатора по сравнению с промышленными образцами импортного производства. Это обусловлено отклонением физикохимических свойств опытно-промышленной партии титаноксидного катализатора от оптимальных величин.

Тем не менее конверсия сероводорода в процессе Клауса практически находилась на уровне равновесной, при этом предложенный титаноксидный катализатор превосходил по механической прочности французский аналог СRS -31.В табл.8 представлены результаты анализов технологического газа при испытаниях титаноксидного катализатора в автономном отсеке У350 В04 ОГПЗ.

Таблица 8.

Анализ технологического газа при испытаниях титаноксидного катализатора, загруженного в 1У350 ВВход % об. Выход % об. Конверсия H2S SO2 H2S SO5.27 2.08 1.76 0.68 5.25 2.44 1.84 0.85 5.77 2.86 1.93 0.89 Титаноксидный катализатор обеспечивает проектную степень конверсии для первого каталитического реактора. Проведенные исследования и полученные при этом результаты являются весьма важным этапом решения актуальной проблемы отрасли – разработки отечественного катализатора.

В 1992 году на основании проекта, выполненного институтом Гипрогазочистка (Москва), была пущена в эксплуатацию 2У351/355, включающая в себя установку получения серы методом Клауса и доочистки отходящих газов по методу «Сульфрен» общей производительностью 30283 кг/ч и 1466 кг/ч.

В начале 1992 года установка Клауса 2У351 была подготовлена к пуску, однако пустить в работу реактор-генератор конструкции Техноэнергохимпрома оказалось невозможным, и завод признал его неработоспособным.

В связи с этим заводом было принято решение реконструировать реактор по способу, предложенному ВНИИГазом и НИИОГАЗом с установкой двух встречных горелок. В проекте реконструкции, наряду с основными горелками, были предусмотрены горелки с форкамерами конструкции Г.И.Алимбаева. Впервые на ОГПЗ на установке 2Упостроен реактор с применением нового принципа создания двух встречных вращающихся пламен, взаимодействие которых в начале реактора должно обеспечить затухание вращения и создание на основной длине реактора режима идеального вытеснения. Реактор обеспечивает взаимодействие кислого газа с воздухом в две стадии. Первая стадия - интенсивное смешение кислого газа с воздухом и осуществление экзотермической реакции кислородом. Вторая стадия - экзотермическая реакция взаимодействия сероводорода с диоксидом серы. При этом в первой части идет затухание вращающихся потоков, вытекающих из внешних горелок, а во второй части обеспечивается режим течения, близкий к идеальному вытеснению. Это позволяет эффективно использовать объем реактора и уменьшает время, необходимое для достижения термодинамического равновесия.

Новый реактор был создан в результате реконструкции существующего реактора с тангенциальными горелками. Реконструкция была выполнена силами ОГПЗ. Новый реактор был пущен в работу в сентябре 1992 года.

Достижение равновесия реакции было доказано прямым измерением расхода жидкой серы. При производительности по кислому газу 40 м3/г и содержании в кислом газе 51 - 52 % сероводорода расход серы составил 157 л в минуту. Степень конверсии реактора составила 61%, время контакта при этом составляет 1,1 секунду. В реакторе с тангенциальным факелом степень конверсии составляет 48%. Таким образом, новый реактор обеспечивает повышение степени конверсии на 30%. Уменьшение концентрации серы, поступающей на каталитические реакторы, привело к уменьшению температурного перепада по каталитическим реакторам. Суммарный температурный перепад уменьшился от 110-120 до 80-850С. При максимальной производительности реактора 60 000 м3/ч перепад температур по каталитическим реакторам не изменился. Следовательно, при времени контакта 0,7 секунд термодинамическое равновесие также достигается термодинамическое равновесие. Обнаружено значительно меньшее содержание сероокиси углерода (COS) (табл. 9) в продуктах горения.

Таблица 9.

Анализ продуктов горения после термических реакторов ОГПЗ Тип реактора Содержание SOC,% С осевым факелом 0,9- С тангенциальным факелом 0, Новый 0,Повышение выхода серы в термической ступени на 30% приводит к снижению перепада температур в первом каталитическом реакторе на 3040 С. Кроме того, уменьшение концентрации серы на выходе в первый конвектор позволяет несколько уменьшить температуру газа на выходе в реактор. То и другое приводит к повышению степени конверсии по установке Клауса на 1-2 %.

Достигаемое уменьшение выбросов в окружающую среду диоксида серы по сравнению с реакторами с факельными горелочными устройствами может составить 30-50 %.

Перестройка факельных горелочных устройств с встроенными вихревыми горелками является несложным и недорогим мероприятием, которое дает заметный экологический и экономический эффект.

5. Решение проблемы повышения качества газовой молотой серы На установках «Клауса» и «Сульфрен» получают жидкую и комовую серу, сбыт которой затруднен. Поэтому на заводе совместно со специализированными институтами был начат поиск процессов производства других видов товарной серы.

ВНИИГазом разработана технология производства газовой молотой серы применительно к ОГПЗ.

При разработке технологии учитывали следующие факторы. К молотой сере предъявляются требования по ограничению содержания металлических примесей, влаге, летучих и пр. Исследован ряд аппаратов, используемых в промышленности для измельчения твердых веществ.

После анализа проведенных экспериментов на модельных аппаратах по измельчению в них газовой серы был выбран вариант с использованием струйно-роторной мельницы. Измельчение серы в таких мельницах происходит не за счет истирания серы о стенки аппарата, а за счет соударения частиц серы друг с другом в среде инертного энергоносителя.

Это позволяет получить максимально чистый конечный продукт. Для опытно-промышленной установки рекомендован струйно-роторный измельчитель, позволяющий существенно снизить расход инертного газа в процессе по сравнению со струйным измельчителем, не снижая при этом основных характеристик получаемого продукта.

В настоящее время на территории ОГПЗ совместно с АО «Сера» создана опытно- промышленная установка получения ГМС мощностью до 5 тыс.т/год.

Примышленные партии серы прошли успешные испытания в лабораторных и опытных условиях в Научно-исследовательском институте шинной промышленности, Научно-исследовательском институте эластомерных материалов, на АО «Курскрезинотехника» и АО «Балаковорезинотехника», а также на Нижнекамском шинном заводе.

6.Решение проблем охраны окружающей среды на Оренбургском ГПЗ При переработке природного газа и производства серы из сероводорода высока вероятность выделения вредных веществ в окружающую среду.

Наибольший вклад в загрязнение атмосферного воздуха вносят установки получения серы. Через их дымовые трубы в атмосферу поступает от 89 до 95% общезаводского выброса.

Низкая эффективность работы установок доочистки отходящих газов газоперерабатывающего завода оказала негативное влияние на экологическую обстановку. Особенно неблагоприятная экологическая обстановка в районе ГПЗ сложилась в 1982-1987 годах (максимальные выбросы загрязняющих веществ в 1982 г. составили 131,58 тыс. т., в том числе SO2 129,65 тыс.т.).

В этот период газохимическим комплексом перерабатывалось около 48 млрд. м3 газа в год, при этом выбросы в атмосферу загрязняющих веществ превышали 100 тысяч тонн. Для нормализации экологической обстановки в районе ГПЗ требовалось принятие кардинальных мер по снижению выбросов диоксида серы.

Изучив опыт эксплуатации установок доочистки отходящих газов, НИИ предложили отказаться от применения на I и II очередях ГПЗ жидкофазных процессов доочистки отходящих газов. В феврале 1984 года на отраслевом совещании принимается решение о необходимости реконструкции вышеназванных установок с применением «сухого» процесса «Сульфрен».

Pages:     | 1 | 2 || 4 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.