2020-01-15
97
Печь F02
Газы, выходящие из котла-утилизатора Е01, поступают на подогрев во вспомогательную печь F02. В этой печи за счет сжигания кислого газа (2% от общего количества), основной поток технологического газа смешивается и подогревается до 240-280 оС. Соотношение воздух/кислый газ выдерживается 4:1, тем самым достигается избыточное содержание SО2 в газе, необходимое для проведения реакций гидролиза в конверторе R01.
Розжиг печи и ее разогрев производится на топливном газе по линии FG, снабженной отсекателем 51UV041 и механическим регулятором 51РCV071, снижающим давление топливного газа с 6кгс/см2 до 1кгс/см2.
Контроль за расходом топливного газа осуществляется датчиком 51FТ048(51FI048), установленным по месту (у печи).
При температуре 240оC (51T014) и устойчивом горении печь F02 переводится на кислый газ. Подача кислого газа осуществляется через отсекатель 51UV046. Регулирование расхода осуществляется регулятором 51FС018 (клапан 51FV018).
Температура на выходе из печи F02 240-280 оC поддерживается регулятором температуры 51ТС015 изменением расхода воздуха клапаном 51ТV015. Расход воздуха регистрируется на экране монитора 51F019. Соотношение воздух/кислый газ поддерживается регулятором 51FF019.
|
|
|
Визуальный контроль за пламенем и состоянием футеровки печи осуществляется через смотровые окна. Окна оборудованы постоянным обдувом технологическим воздухом в период работы печи и азотом в период остановки. Переключение осуществляется автоматически трехходовым краном 51UV010. Автоматический контроль за пламенем осуществляется датчиком 51BSL003.
Назначение
Установка предназначена для получения элементарной серы из кислого газа, выделенного в процессе сероочистки природного газа на установках У272, У241, установок стабилизации конденсата У221, а также газа выветривания с установок У-222, У-265.
Химические реакции
Технологический процесс преобразования содержащегося в кислом газе сероводорода в элементарную серу, т.е. конверсии, основан на реакции Клауса:
2Н2S + SО2 = 3/nS + 2H2O + X ккал/моль
где n-количество атомов серы в молекуле, зависящее от температуры реакции (от 2 до 8).
Эта реакция осуществляется в два этапа: на первом этапе (термическом) поток кислого газа подается в печь реакции, где смешивается с воздухом и сжигается, при этом происходит окисление примерно 1/3 Н2S до SО2 при высокой температуре (900-1350 0С)
Н2S + 3/2 O2 = Н2О + SО2 + 124-138 ккал/ч
В печах реакции наряду с основными идут побочные реакции:
СО2 + Н2S = СОS + Н2О
СН4 +2S2 = 2Н2S + СS2
Степень конверсии в печах F01,F11 составляет около 55%.
На втором этапе (каталитическом) газ проходит два последовательно установленных каталитических конвертора, где две трети неокисленного Н2S реагируют с образующимся SО2.
|
|
|
2Н2S + SО2 = 2Н2О + 3/nSn + 22,2 ккал/моль
Полученные на первом этапе сероорганические соединения подвергаются реакции гидролиза на катализаторе:
СS2 + 2Н2О = 2Н2S + СО2
СОS + Н2О = СО2 + Н2S
Степень конверсии после отделения Клаус увеличивается до 95%. Сера, получаемая на каждом этапе процесса, выделяется из реакционной среды путем конденсации, что позволяет перемещать равновесие реакции в направлении образования серы. Для очистки хвостовых газов отделения Клаус и увеличения степени конверсии по установке до 99,6% применяется процесс Сульфрин. Основой процесса является реакция Клауса на катализаторе (активированном глиноземе) при температуре 130-160 0С.
2Н2S+SO2 = 2Н2О + 3/nSn + 3500 ккал/моль
Описание установки У-251
Установка предназначена для получения элементарной серы из кислого газа, выделенного в процессе сероочистки природного газа на установках У272, У241, установок стабилизации конденсата У221, а также газа выветривания с установок У-222, У-265.
Установка состоит из:
1. Отделения Клаус, где путем прямого окисления в реакционных печах сероводорода до элементарной серы и SO2 (термическая часть) и дальнейших реакций Н2S и SO2 на слое катализатора (каталитическая часть) получается основной объем серы. В термической части выход достигает 55%, а в каталитической части - 40% от общего количества серы.
2. Отделения Сульфрин, где путем доочистки хвостовых газов на катализаторе (активированный глинозем высокого качества) достигается в целом по установке 99,6% извлечения серы из газа.
3. Печи дожига остаточных газов, где преобразуются в SO2 перед сбросом в атмосферу все сернистые соединения, имеющиеся на выходе отделения Сульфрин.
4. Узла дегазации жидкой серы, предназначенного для извлечения сероводорода, абсорбированного в сере, полученной в отделениях Клаус и Сульфрин.
Производительность каждой установки У-251 составляет:
77,17 т/час жидкой серы - номинальная, 88,77 т/час жидкой серы - максимальная.
Продукцией является сера техническая газовая, соответствующая ГОСТ 127-76.
Описание технологического процесса каталитической части Клауса
Конвертор R01.
Газы, подогретые в F02, проходят сверху вниз через слой катализатора конвертора R01, где происходят химические реакции с преобразованием Н2S и SО2 в серу и гидролиз COS, CS2. За счет реакций происходит повышение температуры до 350-365 оС.
Контроль за температурой катализатора по слоям - верхнем и нижнем, осуществляется термопарами с выводом показаний и регистрацией на щите операторной, точки ТR017, 018, 019, 020, 021, 022 и по цифровой консоли (ТI017, 018, 019, 020, 021, 022). Контроль за температурой газа на выходе из аппарата осуществляется датчиком (TI023).
На случай загорания серы и повышения температуры в аппарате предусмотрена подача пара VB во входной трубопровод R01.
