УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРЫ Российский патент 2021 года по МПК C01B17/04 

Изобретение относится к устройствам для получения серы из сероводородсодержащих газов и может найти применение в различных отраслях промышленности.

Известен способ получения элементарной серы из газов [SU 856974, опубл. 23.08.1981 г., МПК С01В 17/04], осуществляемый на установке, включающей два каталитических блока, последовательно установленных на линии подачи газа, состоящих каждый из реактора прямого окисления, оснащенного линиями подачи газа и кислорода, и поглотительной емкости.

Основным недостатком известной установки является невозможность очистки газов, содержащих более 30% сероводорода.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения серы [RU 2508247, опубл. 27.02.2014 г., МПК С01В 17/04, B01D 53/86] осуществляемый на установке, включающей термосифонное устройство с паровым нагревателем сырьевого газа, по меньшей мере две каталитические секции, соединенные с термосифонным устройством линиями подачи жидкого теплоносителя и его паров, и холодильник-конденсатор серы, последовательно расположенные на линии подачи сырьевого газа.

Недостатками данной установки являются повышенное содержание паров серы в отходящем газе при температуре конденсации жидкой серы, что может привести к образованию пожаровзрывоопасных аэрозолей серы при сбрасывании отходящего газа в атмосферу, а также большой объем загрузки катализатора из-за снижения его активности во второй и последующих каталитических секциях из-за отсутствия системы отвода жидкой серы из каталитических секций по мере ее образования.

Задача изобретения - повышение пожаровзрывобезопасности установки и снижение объема загрузки катализатора.

Техническим результатом является повышение пожаровзрывоопасности установки за счет каталитического окисления паров серы, содержащихся в отходящем газе, или всего отходящего газа путем установки на линии отходящего газа узла каталитического окисления, а также снижение объема загрузки катализатора за счет оснащения каталитических секций сепарационными устройствами с линиями выводя жидкой серы. Кроме того, при каталитическом окислении всего отходящего газа может быть повышена энергоэффективность установки за счет возвращения в производственный цикл тепла, выделяющегося при окислении.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой установке, включающей термосифонное устройство с паровым нагревателем сырьевого газа, каталитическую секцию, соединенную с термосифонным устройством линиями подачи жидкого теплоносителя и его паров, последовательно расположенные на линии подачи сырьевого газа, особенностью является то, что установка включает по меньшей мере одну каталитическую секцию, оснащенную сепарационным устройством и линией выводя жидкой серы, на линии вывода отходящего газа из последней каталитической секции установлен узел каталитического окисления, оснащенный линией подачи воздуха, а термосифонное устройство оснащено линиями ввода/вывода балансового теплоносителя.

Количество каталитических секций определяется концентрацией сероводорода и требуемой степенью конверсии сероводорода в серу. Сепарационное устройство может быть выполнено в виде гравитационного или центробежного сепаратора. В качестве теплоносителя может быть использована вода или кипящий высокотемпературный органический теплоноситель.

При необходимости, например, при полном окислении всего отходящего газа, имеющего низкую калорийность, для поддержания температурного режима окисления, узел каталитического окисления оснащают линией ввода топливного газа. Установку целесообразно оснастить устройствами для нагрева катализаторов перед запуском, например, электронагревателями или огневыми/беспламенными нагревателями.

Оснащение каталитических секций сепарационными устройствами и линиями выводя жидкой серы исключает попадание на катализатор жидкой сера из предыдущих секций, что повышает активность катализатора и снижает требуемый объем его загрузки. Установка узла каталитического окисления на линии вывода отходящего газа из последней каталитической секции обеспечивает полное окисление по меньшей мере паров серы, что исключает возможность образования аэрозолей серы и повышает пожаровзрывобезопасность установки. Оснащение термосифонного устройства линиями ввода/вывода балансового теплоносителя позволяет использовать избыточное тепло, выделяющее при получении серы.

Предлагаемая установка включает термосифонное устройство 1 с паровым нагревателем, по меньшей мере одну каталитическую секцию 2 с сепарационным устройством (условно не показано) и узел каталитического окисления 3. При работе установки сероводородсодержащий газ, подаваемый по линии 4, нагревают парами теплоносителя в устройстве 1, смешивают с воздухом, подаваемым по линии 5, и направляют в каталитическую секцию 2, где сероводород окисляется до элементной серы, которую сепарируют и выводят по линии 6, а отходящий газ по линии 7 направляют в узел 3, где пары серы или весь отходящий газ окисляют воздухом, подаваемым по линии 8, газы окисления выводят по линии 9. Из устройства 1 избыток тепла выводят с помощью циркуляции балансового теплоносителя по линиям 10 и 11. При неполном окислении сероводорода газ перед подачей в узел 3 подают в дополнительные каталитические секции (условно пунктиром показана одна дополнительная каталитическая секция 12) после смешения, при необходимости, с дополнительным количеством воздуха, подаваемым по линии 13 (показано пунктиром). При необходимости, узел каталитического окисления оснащен линией ввода топливного газа 14 (показано пунктиром).

Таким образом, предлагаемая установка обладает повышенной пожаровзрывобезопасностью, характеризуется сниженным объемом загрузки катализатора и может быть использована в промышленности.

Изобретение относится к устройствам для получения серы из сероводородсодержащих газов и может найти применение в различных отраслях промышленности. Установка включает термосифонное устройство с паровым нагревателем сырьевого газа, по меньшей мере, одну каталитическую секцию с сепарационным устройством и узел каталитического окисления. При работе установки сероводородсодержащий газ нагревают парами теплоносителя в термосифонном устройстве, смешивают с воздухом и направляют в каталитическую секцию, где сероводород окисляется до элементной серы, которую сепарируют и выводят. Отходящий газ направляют в узел каталитического окисления, где пары серы или весь отходящий газ окисляется воздухом, а газы окисления выводят. Избыток тепла отводят с помощью циркуляции балансового теплоносителя. Технический результат состоит в повышении пожаровзрывобезопасности установки и снижении объема загрузки катализатора. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Установка для получения серы, характеризующаяся тем, что включает последовательно расположенные на линии подачи сырьевого газа термосифонное устройство с паровым нагревателем сырьевого газа, соединенное с, по меньшей мере, одной каталитической секцией линиями подачи жидкого теплоносителя и его паров, оснащенную сепарационным устройством и линией вывода жидкой серы, при этом на линии вывода отходящего газа из каталитической секции установлен узел каталитического окисления, оснащенный линией подачи воздуха, а термосифонное устройство оснащено линиями ввода/вывода балансового теплоносителя.

2. Установка по п. 1, характеризующаяся тем, что включает дополнительную каталитическую секцию, установленную между первой каталитической секцией и узлом каталитического окисления по линии отходящего газа, при этом линия подачи воздуха расположена на участке между указанными секциями.

3. Установка по п. 1, характеризующаяся тем, что узел каталитического окисления дополнительно оснащен линией ввода топливного газа.