СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ ЖИДКОЙ СЕРЫ Российский патент 2009 года по МПК C01B17/02 

Изобретение относится к способам удаления сероводорода из жидкой серы и предназначено для использования на предприятиях нефтегазоперерабатывающей промышленности при производстве элементарной серы для ее дегазации.

Известен способ очистки жидкой серы от сероводорода и его полисульфидов в присутствии катализатора, например перигидро (1.3.5-диоксазин-5ил.) алкана (ПДА) [1].

Основными недостатками известного способа являются:

- быстрое забивание серой газоходов, соединяющих резервуары дегазации с дымовой трубой за счет присутствия паров серы и жидкого катализатора;

- значительное загрязнение атмосферы воздуха парами катализатора и необходимость создания дополнительной емкости для хранения катализатора.

Известен также способ дегазации жидкой серы непосредственно из емкости сбора установки Клауса, путем откачивания ее насосом в специальную емкость дегазации, в которой установлены насосы для перемешивания и разбрызгивания через форсунки. Далее серу рециркулируют и распыляют в течение нескольких часов, после чего откачивают в емкость для хранения. В качестве катализатора используют аммиак, подаваемый на вход насоса при рециркуляции. Данная технология фирмы «SNEA» (Австрия) используется в настоящее время на Астраханском газоперерабатывающем заводе [2].

Существенным недостатком данного способа, выбранного в качестве ближайшего аналога-прототипа заявляемого технического решения, является трудность дальнейшего использования серы, т.к. присутствие в ней солей аммиака нарушают технологические процессы дальнейшей переработки серы.

Техническим результатом заявляемого изобретения является сокращение времени дегазации без снижения ее качества с 14 часов до 10 секунд при содержании сероводорода менее 10 ppm.

Поставленная задача решается в изобретении за счет того, что жидкую серу, выводимую из технологических аппаратов, смешивают в колбе с катализатором, в качестве которого используют воздух, а колба, содержащая ферромагнитные смесительные элементы, установлена в пространстве статора с трехфазной обмоткой, подключенной к источнику переменного тока.

Кроме того, поставленная задача решается в изобретении за счет использования в качестве ферромагнитных элементов осколков магнитов фракции 3-5 мм.

Существенные признаки заявляемого изобретения из-за своей неочевидности являются новыми, а их совокупность с известными признаками полностью решают поставленную задачу, что можно отнести к наличию в данном решении критерия «изобретательский уровень».

Кроме того, известные существенные признаки в совокупности с общими признаками как для прототипа, так и заявляемого технического решения связаны с решаемой задачей причинно-следственной связью, при которой каждый существенный признак необходим, а все вместе достаточны для реализации поставленной задачи. При этом реализация совокупности существенных признаков является причиной для возникновения следствия в виде результатов решения данной задачи. Отсюда правомерен вывод о соответствии заявляемого решения критерию «промышленная применимость».

Заявляемое техническое решение апробировано в лабораторных условиях Астраханского газоперерабатывающего завода.

Ниже приводятся результаты этой апробации.

Пример

В нержавеющую колбу объемом 200 мл, размещенную в пространстве статора с трехфазной обмоткой, подключенной к источнику переменного тока, помещали ферромагнитные смесительные элементы в количестве 7 штук и наливали жидкую недегазированную серу в количестве 150 г, отобранную после выхода из аппарата коагулятора серы на установке Клаус. При подключении в каждой из обмоток статора под действием электрического тока, пульсирующего с частой 50 Гц, образовывалось переменное магнитное поле, вращающееся со скоростью 1500 об/мин.

При этом ферромагнитные смесительные элементы размером 3-5 мм под действием вращающегося магнитного поля начинали двигаться в течение от 30 до 10 сек. Вскоре движения ферромагнитных смесительных элементов становились беспорядочными из-за многократных соударений друг с другом и стенками рабочей зоны. В результате возникал вихревой слой, в котором ферромагнитные смесительные элементы принимали хаотичное движение, при этом образовывалась область максимально возможного (для данных условий) смешения, причем через нержавеющую трубку, соединенную с колбой снизу, подавали воздух для прохода его через серу расходом 1,5 л/ч. С верхней поверхности жидкой серы проводили отдув образовавшихся газов.

Ниже в таблице показаны данные о количественном содержании газов в сере до и после процесса дегазации в процессе опытно-лабораторных экспериментов проверки заявляемого способа.

Таблица Данные о количественном содержании газов до и после процесса дегазации Проведенные эксперименты Содержание общего (включая H₂S_x) H₂S в жидкой сере, ppm Без воздействия переменного магнитного поля 345 354 370 366 С воздействием переменного магнитного поля в течение 30 сек 55 45 43 41 С воздействием переменного магнитного поля в течение 20 сек 35 31 30 25 С воздействием переменного магнитного поля в течение 10 сек 10 8 5 следы

Предлагаемый способ дегазации серы имеет ряд явных преимуществ по сравнению с известными аналогичными способами, а именно:

- позволяет полностью отказаться от использования серных насосов для дегазации;

- отпадает необходимость непрерывного впрыскивания химического катализатора аммиака для ускорения разложения гидрополисульфидов H₂S_x;

- упрощение контроля температуры дегазации;

- снижение износа смесительных элементов в связи с хорошей смазывающей способностью серы;

- упрощение самого процесса дегазации;

- сокращение емкости серной ямы, а значит, и снижение капитальных затрат.

Источники информации

1. Патент РФ №2206497, МПК С01 В 17/02, 2000 г.

2. Грунвальд В.Р. Технология газовой серы. - М.: Химия, 1992. - 272 с.

Изобретение относится к способам удаления сероводорода из жидкой серы и предназначено для использования на предприятиях нефтегазоперерабатывающей промышленности в производстве элементарной серы. Жидкую серу дегазируют путем смешения жидкой серы с катализатором. В качестве катализатора используют воздух, при этом выводимую из технологических аппаратов серу смешивают с воздухом в колбе, содержащей ферромагнитные смесительные элементы, которую устанавливают в пространстве статора с трехфазной обмоткой, подключенной к источнику переменного тока. В качестве ферромагнитных элементов используют осколки магнитов фракции 3-5 мм. Изобретение позволяет сократить время дегазации без снижения ее качества. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ дегазации жидкой серы путем смешения жидкой серы с катализатором, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют воздух, при этом выводимую из технологических аппаратов серу смешивают с воздухом в колбе, содержащей ферромагнитные смесительные элементы, которую устанавливают в пространстве статора с трехфазной обмоткой, подключенной к источнику переменного тока.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве ферромагнитных элементов используют осколки магнитов фракции 3-5 мм.