ระบบนำซัลเฟอร์กลับคืนที่ NMZ วิธีการที่มีประสิทธิภาพในการแปรรูปไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่โรงกลั่นน้ำมัน (การผลิตกรดซัลฟิวริก ธาตุซัลเฟอร์ ฯลฯ) หลังทำปฏิกิริยากับไนโตรเจนออกไซด์ในสถานะของเหลว

ที่โรงกลั่นน้ำมัน ซัลเฟอร์ได้มาจากไฮโดรเจนซัลไฟด์ทางเทคนิค ที่โรงกลั่นภายในประเทศ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ส่วนใหญ่จะถูกแยกออกโดยใช้สารละลายโมโนเอทานอลลามีนที่เป็นน้ำ 15% จากกระแสที่สอดคล้องกันจากหน่วยบำบัดด้วยพลังน้ำและหน่วยไฮโดรแคร็กกิ้ง หน่วยฟื้นฟูไฮโดรเจนซัลไฟด์จากสารละลายโมโนเอทานอลเอมีนอิ่มตัวได้รับการติดตั้งในโรงบำบัดด้วยไฮโดรทรีตสำหรับเชื้อเพลิงดีเซล น้ำมันก๊าดหรือน้ำมันเบนซิน ไฮโดรแคร็กกิ้ง หรือที่โรงงานผลิตซัลเฟอร์โดยตรง ซึ่งมีการรวบรวมสารละลายโมโนเอทานอลเอมีนที่มีไฮโดรเจนซัลไฟด์จากพืชกลุ่มใหญ่ โมโนเอทานอลเอมีนที่นำกลับมาใช้ใหม่จะถูกส่งกลับไปยังหน่วยบำบัดด้วยไฮโดรทรีต ซึ่งจะถูกนำมาใช้อีกครั้งเพื่อนำไฮโดรเจนซัลไฟด์กลับคืนมา

โรงงานผลิตซัลเฟอร์ที่สร้างขึ้นตามโครงการของสถาบัน Giprogazoochistka ใช้ก๊าซที่ประกอบด้วยไฮโดรเจนซัลไฟด์ ซึ่งมีไฮโดรเจนซัลไฟด์อย่างน้อย 83.8% (โดยปริมาตร) ปริมาณก๊าซไฮโดรคาร์บอนในวัตถุดิบไม่ควรเกิน 1.64% (ปริมาตร) ไอน้ำ (ที่ 40 ° C และ 0.05 MPa) ไม่เกิน 5% (ปริมาตร) และคาร์บอนไดออกไซด์ไม่เกิน 4.56% ( ปริมาณ). .).

การติดตั้งผลิตกำมะถันคุณภาพสูงโดยมีเนื้อหาตาม GOST 127-76 อย่างน้อย 99.98% (น้ำหนัก) ส่วนพันธุ์อื่นๆ มีกำมะถันอย่างน้อย 99.0 และ 99.85% (น้ำหนัก) ผลผลิตของซัลเฟอร์จากปริมาณที่เป็นไปได้ในไฮโดรเจนซัลไฟด์คือ 92–94% (น้ำหนัก) ด้วยการเพิ่มความเข้มข้นของไฮโดรเจนซัลไฟด์ในวัตถุดิบเช่นสูงถึง 90% (โดยปริมาตร) ผลผลิตของซัลเฟอร์จากศักยภาพจะเพิ่มขึ้นเป็น 95-96% (มวล)

ขั้นตอนหลักของกระบวนการผลิตซัลเฟอร์จากไฮโดรเจนซัลไฟด์ทางเทคนิค: ออกซิเดชันทางความร้อนของไฮโดรเจนซัลไฟด์กับออกซิเจนในบรรยากาศเพื่อผลิตซัลเฟอร์และซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ปฏิกิริยาระหว่างซัลเฟอร์ไดออกไซด์กับไฮโดรเจนซัลไฟด์ในเครื่องปฏิกรณ์ (ตัวแปลง) ที่เต็มไปด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา

กระบวนการออกซิเดชั่นด้วยความร้อนเกิดขึ้นในเตาเผาหลัก ซึ่งติดตั้งอยู่ในหน่วยเดียวกันกับหม้อต้มความร้อนเหลือทิ้ง

การผสมและให้ความร้อนของไฮโดรเจนซัลไฟด์และซัลเฟอร์ไดออกไซด์จะดำเนินการในเตาเผาเสริม โดยทั่วไปการผลิตกำมะถันตัวเร่งปฏิกิริยาจะดำเนินการในสองขั้นตอน เช่นเดียวกับความร้อน การผลิตกำมะถันแบบเร่งปฏิกิริยาจะดำเนินการที่ความดันส่วนเกินเล็กน้อย แผนภาพการไหลของเทคโนโลยีของโรงงานผลิตกำมะถันตามโครงการของสถาบันบริสุทธิ์ Giprogazo แสดงไว้ในรูปที่ XI 1-4

วัตถุดิบ - ก๊าซที่ประกอบด้วยไฮโดรเจนซัลไฟด์ (ไฮโดรเจนซัลไฟด์ทางเทคนิค) - ปลอดจากโมโนเอทานอลเอมีนที่กักขังและน้ำในตัวรับ / และให้ความร้อนถึง 45-50 ° C ในเครื่องทำความร้อนด้วยไอน้ำ 2 จากนั้น 89% (น้ำหนัก) ของจำนวนทั้งหมด ของก๊าซที่ประกอบด้วยไฮโดรเจนซัลไฟด์จะถูกส่งผ่านหัวฉีดนำทางเข้าไปในเรือนไฟหลัก 4. อากาศจะถูกส่งเข้าไปในเรือนไฟผ่านหัวฉีดเดียวกันกับเครื่องเป่าลม 5 ปริมาณการใช้วัตถุดิบและอัตราส่วนปริมาตรอากาศ: ก๊าซที่ระบุเท่ากับ (2-3) : 1 จะถูกรักษาโดยอัตโนมัติ อุณหภูมิที่ทางออกของก๊าซในกระบวนการออกจากเตาเผาหลักวัดด้วยเทอร์โมคัปเปิลหรือไพโรมิเตอร์ จากนั้นก๊าซจะถูกทำให้เย็นลงตามลำดับภายในลำแรกและลำแสงพาความร้อนที่สองของหม้อต้มความร้อนเหลือทิ้งของเตาเผาหลัก คอนเดนเสท (น้ำบริสุทธิ์ทางเคมี) จะเข้าสู่หม้อต้มความร้อนเหลือทิ้งจากเครื่องกำจัดอากาศ 3 จากด้านบนซึ่งไอน้ำที่เกิดขึ้นจะถูกกำจัดออกไป ในหม้อต้มความร้อนเหลือทิ้งของเตาหลัก ไอน้ำจะถูกสร้างขึ้นด้วยแรงดัน 0.4-0.5 MPa ไอน้ำนี้ถูกใช้ในร่องรอยไอน้ำของท่อที่ติดตั้ง ในท่อที่มีการขนส่งกำมะถันตลอดจนในการจัดเก็บกำมะถันเหลวจะรักษาอุณหภูมิไว้ที่ 130-150 °C กำมะถันที่ควบแน่นในหม้อไอน้ำสำหรับการกู้คืนจะไหลผ่านวาล์วไฮดรอลิก 7 เข้าไปในที่เก็บใต้ดิน 20 ก๊าซกระบวนการที่เสริมด้วยซัลเฟอร์ไดออกไซด์จากหม้อไอน้ำสำหรับการกู้คืนจะถูกส่งไปยังห้องผสมของเตาเสริม I ระยะตัวเร่งปฏิกิริยา 11 ไปยังห้องเผาไหม้ ของเตาโดย-ฉัน - ก๊าซที่ประกอบด้วยไฮโดรเจนซัลไฟด์ (^ 6 wt.% ของจำนวนทั้งหมด) และอากาศจากเครื่องเป่าลม 5 เข้าไป

อัตราส่วนปริมาตรของอากาศ: ก๊าซเท่ากับ (2 - 3) : 1 จะถูกรักษาไว้โดยอัตโนมัติที่นี่ ส่วนผสมของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้จากห้องผสมของเตาเสริม 11 ไหลจากบนลงล่างสู่เครื่องปฏิกรณ์แนวตั้ง (ตัวแปลง) ของระยะแรก 8 ในเครื่องปฏิกรณ์ตัวเร่งปฏิกิริยาจะถูกโหลดลงบนตะแกรงที่มีรูพรุน - อลูมิเนียมออกไซด์ที่ใช้งานอยู่ เมื่อตัวเร่งปฏิกิริยาผ่านไป อุณหภูมิของก๊าซจะเพิ่มขึ้น ซึ่งจำกัดความสูงของชั้น เนื่องจากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ความน่าจะเป็นที่ตัวเร่งปฏิกิริยาจะหยุดทำงานจะเพิ่มขึ้น ก๊าซในกระบวนการจากเครื่องปฏิกรณ์ 8 จะถูกส่งไปยังส่วนที่แยกต่างหากของเครื่องกำเนิดคอนเดนเซอร์ 10 กำมะถันที่ควบแน่นจะไหลผ่านซีลไฮดรอลิก 9 เข้าไปในที่เก็บกำมะถันใต้ดิน 20 และก๊าซจะถูกส่งไปยังห้องผสมของเตาเสริมที่สอง ตัวเร่งปฏิกิริยาขั้นที่ 14 ไอน้ำที่เกิดขึ้นในความดันคอนเดนเซอร์-เครื่องกำเนิดไฟฟ้า 0.5 หรือ 1.2 MPa ถูกใช้ในการติดตั้งหรือระบายออกสู่ท่อไอน้ำของโรงงาน ห้องเผาไหม้ของเตาเผา 14 ได้รับก๊าซที่ประกอบด้วยไฮโดรเจนซัลไฟด์ (5% ของมวลทั้งหมด) และอากาศจากเครื่องเป่าลม 5 (ในอัตราส่วนปริมาตร 1:2-3) ส่วนผสมของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ของก๊าซที่ประกอบด้วยไฮโดรเจนซัลไฟด์และก๊าซในกระบวนการจากห้องผสมของเตาเสริม 14 จะเข้าสู่เครื่องปฏิกรณ์ (ตัวแปลง) ของระยะ II 16 ซึ่งโหลดอลูมิเนียมออกไซด์ที่ใช้งานอยู่ด้วย จากเครื่องปฏิกรณ์ ก๊าซจะเข้าสู่ส่วนที่สองของเครื่องกำเนิดคอนเดนเซอร์ 10 โดยที่กำมะถันควบแน่นและไหลลงสู่ที่จัดเก็บใต้ดิน 20 ผ่านทางซีลไฮดรอลิก 17 ก๊าซในกระบวนการผ่านกับดักกำมะถัน 15 ซึ่งกำมะถันที่กักเก็บโดยกลไกจะหยดลง จะถูกเก็บรักษาไว้ด้วยชั้นของฝาเซรามิก ซัลเฟอร์ไหลผ่านวาล์วไฮดรอลิก 18 ไปยังที่เก็บ 20 ก๊าซจะถูกส่งไปยังเตาเผาหลังการเผาไหม้ 12 ซึ่งจะถูกให้ความร้อนถึง 580–600 °C โดยการเผาไหม้ก๊าซเชื้อเพลิง อากาศสำหรับการเผาไหม้เชื้อเพลิงและการเผาไหม้ภายหลังของไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่ตกค้างไปเป็นซัลเฟอร์ไดออกไซด์จะถูกฉีดด้วยก๊าซเชื้อเพลิงเนื่องจากร่างของปล่องไฟ 13

กำมะถันเหลวจากที่เก็บใต้ดิน 20 ถูกสูบออกโดยปั๊ม 19 ถึง เปิดโกดังกำมะถันเป็นก้อนซึ่งจะแข็งตัวและเก็บไว้ก่อนที่จะบรรจุลงในตู้รถไฟ บางครั้งกำมะถันเหลวจะถูกส่งผ่านถังพิเศษซึ่งได้รับกำมะถันเกล็ดจากการทำความเย็นอย่างรวดเร็วจากนั้นจึงเทลงในรถยนต์

โหมดเทคโนโลยีของโรงงานผลิตกำมะถัน:

ปริมาณก๊าซที่ประกอบด้วยไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่จ่ายให้กับการติดตั้ง, m 3 /ชม ความดันส่วนเกิน MPa ก๊าซที่มีไฮโดรเจนซัลไฟด์จ่ายให้กับเตาเผา อากาศจากเครื่องเป่าลม ในเตาเผา ในเครื่องกำจัดอากาศ อุณหภูมิแก๊ส°C ในปล่องไฟหลัก ที่ทางออกของหม้อต้มความร้อนทิ้ง ที่ทางเข้าเครื่องปฏิกรณ์ (ตัวแปลง) ที่ทางออกจากเวที ฉัน เครื่องปฏิกรณ์ ที่ทางออกจากเครื่องปฏิกรณ์ระยะที่ 2 ก๊าซที่ทางออกของเครื่องควบแน่น-เครื่องกำเนิดไฟฟ้าในกับดักกำมะถัน ที่ทางออกของ afterburner ดูดฝุ่นในปล่องไฟ Pa ออกซิเจน ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ไฮโดรเจนซัลไฟด์

360-760 0,04-0,05 0,05-0,06 0,03-0,05 0,4-0,5 1100-1300 155-165 230-250 290-310 240-260 140-160 390-490 4,5-6 1,45 ขาด

ซัลเฟอร์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายใน เศรษฐกิจของประเทศ— ในการผลิตกรดซัลฟิวริก สีย้อม ไม้ขีด เป็นตัวแทนวัลคาไนซ์ในอุตสาหกรรมยาง ฯลฯ การใช้กำมะถันที่มีความบริสุทธิ์สูงกำหนดไว้ล่วงหน้าและ คุณภาพสูงผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้น การปรากฏตัวของไฮโดรคาร์บอนในก๊าซที่ประกอบด้วยไฮโดรเจนซัลไฟด์และการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ทำให้เกิดการก่อตัวของคาร์บอนในขณะที่คุณภาพของกำมะถันลดลงและผลผลิตลดลง

การวิเคราะห์องค์ประกอบของก๊าซในกระบวนการในขั้นตอนต่างๆ ของการผลิตกำมะถัน ทำให้สามารถปรับการกระจายตัวของก๊าซที่มีไฮโดรเจนซัลไฟด์ในเตาเผา อัตราส่วนของออกซิเจนและวัตถุดิบที่ทางเข้าเตาเผาได้ ดังนั้นการเพิ่มขึ้นของสัดส่วนของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในก๊าซไอเสียหลังการเผาไหม้ที่สูงกว่า 1.45% (ปริมาตร) บ่งชี้ว่ามีปริมาณไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่ไม่ทำปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นในกระบวนการผลิตกำมะถัน ในกรณีนี้ มีการปรับการไหลของอากาศเข้าสู่เรือนไฟหลัก หรือกระจายก๊าซที่มีไฮโดรเจนซัลไฟด์ไปยังเรือนไฟใหม่

เงื่อนไขที่สำคัญที่สุดสำหรับการดำเนินการติดตั้งอย่างต่อเนื่องคือการรักษาอุณหภูมิไอเอสโอ กำมะถันเหลว -150°C ในท่อ อุปกรณ์ และที่เก็บใต้ดิน เมื่อละลาย ซัลเฟอร์จะกลายเป็นของเหลวสีเหลืองเคลื่อนที่ แต่เมื่ออุณหภูมิ 160 °C จะกลายเป็นสีน้ำตาล และที่อุณหภูมิประมาณ 190 °C ก็จะกลายเป็นมวลสีน้ำตาลเข้มที่มีความหนืด และเมื่อได้รับความร้อนมากขึ้นเท่านั้น ความหนืดของกำมะถันจึงลดลง

รูปแบบเทคโนโลยีพื้นฐานของการติดตั้ง Claus มักจะประกอบด้วยสามขั้นตอนที่แตกต่างกัน: ความร้อน ตัวเร่งปฏิกิริยา และการเผาไหม้ภายหลัง ขั้นตอนการเร่งปฏิกิริยาสามารถแบ่งออกเป็นหลายขั้นตอนที่แตกต่างกัน สภาพอุณหภูมิ- ระยะการเผาไหม้อาจเป็นได้ทั้งความร้อนหรือตัวเร่งปฏิกิริยา แต่ละขั้นตอนที่คล้ายกันของการติดตั้ง Klaus แม้ว่าจะมีฟังก์ชันทางเทคโนโลยีที่เหมือนกัน แต่ก็แตกต่างกันทั้งในการออกแบบอุปกรณ์และในการวางท่อการสื่อสาร ตัวบ่งชี้หลักที่กำหนดการออกแบบและโหมดของการติดตั้งของ Claus คือองค์ประกอบของก๊าซกรดที่จ่ายสำหรับการแปรรูป ก๊าซกรดที่เข้าสู่เตาเผาของสถานประกอบการของซานตาคลอสควรมีไฮโดรคาร์บอนน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เมื่อถูกเผา ไฮโดรคาร์บอนจะก่อตัวเป็นเรซินและเขม่า ซึ่งเมื่อผสมกับธาตุกำมะถัน จะทำให้คุณภาพลดลง นอกจากนี้สารเหล่านี้ซึ่งสะสมอยู่บนพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยาจะลดการทำงานของสารเหล่านี้ ประสิทธิภาพของกระบวนการคลอสได้รับผลกระทบทางลบอย่างยิ่งจากอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน

ปริมาณน้ำในก๊าซกรดขึ้นอยู่กับโหมดการควบแน่นของผลิตภัณฑ์ส่วนบนของเครื่องกำเนิดใหม่จากโรงงานฟอกก๊าซ ก๊าซที่เป็นกรด นอกเหนือจากความชื้นสมดุลที่สอดคล้องกับความดันและอุณหภูมิในหน่วยควบแน่นแล้ว อาจมีไอเมทานอลและความชื้นแบบหยดด้วย เพื่อป้องกันไม่ให้ของเหลวหยดเข้าไปในเครื่องปฏิกรณ์ของโรงงานผลิตกำมะถัน ก๊าซกรดจะต้องได้รับการแยกเบื้องต้น

ต้นทุนของกำมะถันที่ผลิตในโรงงานของ Claus ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของ H 2 S ในก๊าซกรดเป็นหลัก

เฉพาะเจาะจง เงินลงทุนที่การติดตั้ง Claus จะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนที่ลดลงของปริมาณ H 2 S ในก๊าซกรด ต้นทุนในการบำบัดก๊าซกรดที่มี H 2 S 50% สูงกว่าต้นทุนในการบำบัดก๊าซที่มี H 2 S 90% 25%

ก่อนที่จะถูกส่งไปยังห้องเผาไหม้ของระยะระบายความร้อน ก๊าซจะผ่านตัวแยกทางเข้า C-1 ซึ่งจะถูกแยกออกจากของเหลวหยด เพื่อควบคุมความเข้มข้นของ H 2 S ในก๊าซกรด มีการติดตั้งเครื่องวิเคราะห์ก๊าซอินไลน์ที่ทางออกของตัวแยก C-1

เพื่อให้แน่ใจว่ามีการเผาไหม้ของก๊าซกรด อากาศในบรรยากาศจะถูกสูบเข้าไปในห้องเผาไหม้โดยใช้เครื่องเป่าลม ซึ่งจะผ่านตัวกรองและเครื่องทำความร้อนก่อน อากาศถูกทำให้ร้อนเพื่อกำจัดการเผาไหม้แบบหุนหันพลันแล่นของก๊าซกรดและป้องกันการกัดกร่อนของท่อเนื่องจากการเผาไหม้ของ H 2 S อาจก่อให้เกิด SO 3 ซึ่งที่อุณหภูมิต่ำต่อหน้าไอน้ำสามารถก่อให้เกิดกรดซัลฟิวริกได้

การไหลของอากาศจะถูกควบคุมโดยขึ้นอยู่กับปริมาณของก๊าซกรดและอัตราส่วนของ H 2 S: SO 2 ในก๊าซที่ทางออกของ HRSG

ก๊าซเผาไหม้ของเตาปฏิกิริยา (RF) จะผ่านมัดท่อของหม้อต้มความร้อนทิ้ง ซึ่งจะถูกทำให้เย็นลงถึง 500 °C ในกรณีนี้จะเกิดการควบแน่นของกำมะถันบางส่วน กำมะถันที่เกิดขึ้นจะถูกลบออกจากอุปกรณ์ผ่านการปิดผนึกกำมะถัน เนื่องจากการกำจัดความร้อนของปฏิกิริยาในหม้อไอน้ำบางส่วนด้วยน้ำ จึงได้ไอน้ำแรงดันสูง (P = 2.1 MPa)

หลังจากหม้อไอน้ำ ก๊าซปฏิกิริยาจะเข้าสู่เครื่องปฏิกรณ์ตัวเร่งปฏิกิริยา R-1 ซึ่งคาร์บอนไดซัลไฟด์และคาร์บอนซัลไฟด์ผ่านการไฮโดรไลซิส

เนื่องจากธรรมชาติของปฏิกิริยาคายความร้อนที่เกิดขึ้นในคอนเวอร์เตอร์ อุณหภูมิบนพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยาจึงสูงขึ้นประมาณ 30-60 °C วิธีนี้จะช่วยป้องกันการก่อตัวของการตกตะกอนของกำมะถันเหลว ซึ่งหากตกตะกอนบนพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยา ก็จะลดการทำงานของมันลง การควบคุมอุณหภูมิในคอนเวอร์เตอร์ไปพร้อมๆ กันยังช่วยให้มั่นใจได้ถึงการสลายตัวของผลิตภัณฑ์ที่เกิดปฏิกิริยาข้างเคียง - COS และ CS 2

ส่วนหลักของก๊าซ (ประมาณ 90%) จากเครื่องปฏิกรณ์จะเข้าสู่พื้นที่ท่อของคอนเดนเซอร์ X-1 เพื่อระบายความร้อน จากนั้นถูกส่งไปยังเครื่องปฏิกรณ์ R-2 การระบายความร้อนในคอนเดนเซอร์ X-1 เกิดขึ้นเนื่องจากการระเหยของน้ำในพื้นที่ระหว่างท่อเพื่อผลิตไอน้ำแรงดันต่ำ (P = 0.4 MPa) เมื่อก๊าซใน X-1 ถูกทำให้เย็นลง ซัลเฟอร์จะควบแน่น กำมะถันเหลวจะถูกปล่อยผ่านประตูกำมะถันเข้าสู่หน่วยกำจัดก๊าซ

ส่วนหนึ่งของก๊าซปฏิกิริยา (ประมาณ 10%) ซึ่งผ่านคอนเดนเซอร์ X-1 ถูกผสมกับก๊าซที่เย็นกว่าโดยปล่อยให้คอนเดนเซอร์ตัวเดียวกัน อุณหภูมิของของผสมก่อนเข้าสู่เครื่องปฏิกรณ์ R-1 คือประมาณ 225°C

เพื่อควบคุมอุณหภูมิในเครื่องปฏิกรณ์ R-1, R-2, R-3 (ในช่วงเริ่มต้นและในกรณีที่เกิดเพลิงไหม้กำมะถัน) จะมีการจ่ายไอน้ำแรงดันต่ำและไนโตรเจน

ในระหว่างการทำงานปกติ อุณหภูมิของก๊าซที่ทางออกของ X-2 และ R-1 คือ 191 และ 312°C ตามลำดับ

การระบายความร้อนในอุปกรณ์ X-2 ทำได้โดยการระเหยน้ำในพื้นที่ระหว่างท่อเพื่อผลิตไอน้ำแรงดันต่ำ

ก๊าซไอเสียจากเครื่องปฏิกรณ์ R-2 จะถูกจ่ายเพื่อระบายความร้อนไปยังคอนเดนเซอร์ตัวที่สาม X-3 จากจุดที่ถูกจ่ายสำหรับการบำบัดหลังที่อุณหภูมิ 130°C

เพื่อควบคุมความเข้มข้นของ H 2 S และ SO 2 ในก๊าซไอเสีย มีการติดตั้งเครื่องวิเคราะห์ก๊าซอินไลน์ที่ทางออกของ X-3

เพื่อป้องกันการพากำมะถันเหลวไปพร้อมกับก๊าซไอเสียจึงมีการติดตั้งตัวจับตะกอนบนสายของมัน

เพื่อป้องกันไม่ให้กำมะถันแข็งตัวจะมีการจ่ายไอน้ำให้กับตัวแข็งตัวเป็นระยะ

กระแสซัลเฟอร์เหลวที่ปล่อยออกมาจากคอนเดนเซอร์ประกอบด้วยไฮโดรเจนซัลไฟด์ 0.02-0.03% (มวล) หลังจากกำจัดกำมะถันแล้วความเข้มข้นของ H 2 S ในนั้นจะลดลงเหลือ 0.0001%

การกำจัดก๊าซซัลเฟอร์จะดำเนินการในบล็อกพิเศษ - หลุมกำมะถัน นี้ให้ สภาวะปกติการจัดเก็บการบรรจุและการจัดเก็บก๊าซซัลเฟอร์

ก๊าซกรดในปริมาณหลัก (~98%) จะถูกส่งไปยังเครื่องปฏิกรณ์-เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ซึ่งเป็นหม้อต้มไอน้ำชนิดท่อแก๊ส ประมวลผลก๊าซ - ผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้ - ตามลำดับผ่านส่วนท่อของหม้อไอน้ำและเครื่องกำเนิดคอนเดนเซอร์ ซึ่งจะถูกทำให้เย็นลงที่ 350 และ 185°C ตามลำดับ

ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากความร้อนที่ปล่อยออกมาในอุปกรณ์เหล่านี้ ไอน้ำจึงเกิดขึ้นที่ความดัน 2.2 และ 0.48 MPa ตามลำดับ

ระดับของการแปลง H2S เป็นกำมะถันในเครื่องปฏิกรณ์เครื่องกำเนิดไฟฟ้าคือ 58-63% การแปลงสารประกอบกำมะถันเพิ่มเติมเป็นธาตุกำมะถันจะดำเนินการในเครื่องฟอกไอเสีย

ตารางที่ 1.1 - องค์ประกอบของสตรีมการติดตั้ง Claus, % (vol.):

ตารางที่ 1.2 - ระยะเวลาคงอยู่ (f S) ของก๊าซในกระบวนการในอุปกรณ์ที่อัตราการไหลของก๊าซกรดต่างๆ G:

ในตาราง 1.1 และ 1.2 แสดงผลการตรวจสอบการติดตั้ง

ระดับของการแปลง H2S เป็นกำมะถันในเตาเผาเครื่องปฏิกรณ์ - เครื่องกำเนิดไฟฟ้าคือ 58-63.8 ในตัวแปลงตัวแรกและตัวที่สองคือ 64-74 และ 43% ตามลำดับ หลังจากขั้นตอนสุดท้ายของการควบแน่นของกำมะถัน ก๊าซในกระบวนการจะเข้าสู่เครื่องเผาทำลายคาร์บอน

ที่อัตราการไหลของก๊าซ 43-61,000 ลบ.ม./ชม. เครื่องเผาทำลายสารคาร์บอนทำให้มั่นใจได้ว่าการออกซิเดชันของ H 2 S ถึง SO 2 เกือบจะสมบูรณ์ หากก๊าซยังคงอยู่ในเตาเผาเป็นเวลานาน ไม่รับประกันการแปลง H 2 S เป็น SO 2 โดยสมบูรณ์: ที่ทางออกของเตาเผา ความเข้มข้นของ H 2 S ในก๊าซคือ 0.018-0.033%

ตัวชี้วัดหลักของก๊าซซัลเฟอร์ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของ GOST 126-76

ปัจจุบันมีการพัฒนาโครงร่างการติดตั้ง Claus เวอร์ชันดัดแปลงหลายสิบเวอร์ชัน ขอบเขตของการใช้แผนงานเหล่านี้ขึ้นอยู่กับทั้งเนื้อหาของไฮโดรเจนซัลไฟด์ในก๊าซกรดและการมีสิ่งเจือปนต่าง ๆ ในนั้นซึ่งส่งผลเสียต่อการดำเนินงานของโรงงานผลิตกำมะถัน

สำหรับก๊าซที่มีปริมาณกำมะถันต่ำ (จาก 5 ถึง 20%) จะมีการวิเคราะห์การติดตั้ง Claus ที่ปรับปรุงแล้วสี่รูปแบบ

ตัวเลือกแรกเกี่ยวข้องกับการจ่ายออกซิเจนแทนอากาศไปยังห้องเผาไหม้ (CC) ของเตาเผาตามรูปแบบมาตรฐาน เพื่อให้ได้เปลวไฟที่เสถียร เมื่อปริมาณ H2S ในก๊าซป้อนลดลง ก๊าซกรดจะไหลเข้าไปในห้องเผาไหม้โดยผ่านหัวเผา Flow jet ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการผสมที่ดีของก๊าซเผาไหม้กับก๊าซที่จ่ายให้กับระบบ โดยผ่านหัวเผา ขนาดเตาเผาและอัตราการไหลถูกเลือกเพื่อให้มีเวลาสัมผัสเพียงพอสำหรับการโต้ตอบระหว่างส่วนประกอบของก๊าซทั้งสองกระแส หลังจากห้องเผาไหม้ ขั้นตอนต่อไปของกระบวนการจะคล้ายกับกระบวนการของซานตาคลอสทั่วไป

ในตัวเลือกที่สอง ก๊าซดิบจะถูกให้ความร้อนก่อนที่จะถูกส่งไปยังการเผาไหม้ เนื่องจากการนำความร้อนบางส่วนของการไหลของก๊าซออกจากห้องเผาไหม้กลับมาใช้ใหม่ ในกรณีที่การอุ่นเครื่องไม่เพียงพอเพื่อให้ได้อุณหภูมิที่ต้องการในห้องเผาไหม้จะมีการจ่ายก๊าซเชื้อเพลิงเข้าไป

ตัวเลือกที่สามเกี่ยวข้องกับการเผากำมะถัน ส่วนหนึ่งของการไหลของก๊าซป้อนจะถูกส่งไปยังห้องเผาไหม้ซึ่งผสมกับอากาศไว้ล่วงหน้า ก๊าซกรดที่เหลือจะถูกนำเข้าไปในห้องเผาไหม้โดยแยกไอพ่นออกจากกันผ่านทางท่อบายพาส เพื่อรักษาอุณหภูมิที่ต้องการและทำให้กระบวนการมีเสถียรภาพในห้องเผาไหม้ ซัลเฟอร์เหลวที่เกิดขึ้นจะถูกเผาเพิ่มเติมในหัวเผาพิเศษที่ติดตั้งอยู่ในห้องเผาไหม้

หากมีความร้อนไม่เพียงพอในระบบ CS จะถูกส่งไป ปริมาณที่ต้องการก๊าซเชื้อเพลิง

ในตัวเลือกที่สี่ ซึ่งต่างจากตัวเลือกก่อนหน้านี้ กระบวนการนี้ไม่จำเป็นต้องมีห้องเผาไหม้: ก๊าซกรดจะถูกให้ความร้อนในเตาเผาแล้วป้อนเข้าไปในตัวแปลง ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่จำเป็นสำหรับการเปลี่ยนตัวเร่งปฏิกิริยาจะถูกสร้างขึ้นในห้องเผาไหม้กำมะถัน ซึ่งมีการจ่ายอากาศเพื่อให้แน่ใจว่ากระบวนการเผาไหม้ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์จากห้องเผาไหม้จะไหลผ่านหม้อต้มความร้อนเหลือทิ้ง จากนั้นผสมกับก๊าซกรดที่ให้ความร้อน และเข้าสู่เครื่องฟอกไอเสีย

การวิเคราะห์ข้อมูลตารางช่วยให้เราสามารถสรุปผลได้ดังต่อไปนี้:

• - การใช้กระบวนการที่มีการอุ่นแก๊สป้อนล่วงหน้าจะดีกว่าเมื่อต้นทุนออกซิเจนสูง
• - การใช้กระบวนการออกซิเจนจะทำกำไรได้เมื่อราคาออกซิเจนน้อยกว่า 0.1 เครื่องหมาย 1 ลบ.ม.

ในเวลาเดียวกัน ราคาของกำมะถันยังได้รับอิทธิพลอย่างดีจากความเข้มข้นของ H2S ในก๊าซกรดที่ค่อนข้างต่ำ

• - ในแง่ของต้นทุนของกำมะถันกระบวนการเร่งปฏิกิริยาที่มีการผลิตซัลเฟอร์ไดออกไซด์จากกำมะถันมีตัวชี้วัดที่ดีที่สุด
• - กระบวนการที่แพงที่สุดคือการเผาไหม้ของกำมะถัน กระบวนการนี้สามารถนำไปใช้ในกรณีที่ไม่มีไฮโดรคาร์บอนในก๊าซป้อนโดยสิ้นเชิง เนื่องจากการมีอยู่ของไฮโดรคาร์บอนในก๊าซทำให้เกิดการก่อตัวและการสะสมของคาร์บอนและเรซินบนตัวเร่งปฏิกิริยา ส่งผลให้คุณภาพของกำมะถันลดลง

รูปที่ 1.4 - อิทธิพลของราคาออกซิเจน y ต่อต้นทุนของซัลเฟอร์ CS ที่ความเข้มข้นต่างๆ ของ H2S ในก๊าซ:

ตารางที่ 1.3 - ตัวบ่งชี้เฉลี่ยของตัวเลือกสำหรับการประมวลผลก๊าซซัลเฟอร์ต่ำที่โรงงาน Claus:

มีความเป็นไปได้ที่จะปรับปรุงกระบวนการของซานตาคลอสผ่านการแปลง H 2 S สองขั้นตอนให้เป็นธาตุกำมะถัน: ส่วนหนึ่งของก๊าซจะถูกส่งไปยังเครื่องปฏิกรณ์ตามรูปแบบปกติและอีกส่วนหนึ่งจะถูกส่งไปยังเตาปฏิกิริยา ขั้นตอนการแปลงที่สอง

เมื่อใช้โครงร่างนี้ คุณสามารถแปรรูปก๊าซกรดที่มีความเข้มข้นของไฮโดรเจนซัลไฟด์น้อยกว่า 50% (ปริมาตร) ยิ่งปริมาณ H 2 S ในวัตถุดิบต่ำลง ส่วนที่ใหญ่กว่าจะถูกส่งไปยังขั้นตอนคอนเวอร์เตอร์ โดยผ่านห้องปฏิกิริยา

อย่างไรก็ตามคุณไม่ควรละเลยการเลี่ยงก๊าซปริมาณมาก ยิ่งปริมาณก๊าซที่เลี่ยงผ่านมากขึ้น อุณหภูมิในคอนเวอร์เตอร์ก็จะสูงขึ้น ส่งผลให้ปริมาณไนโตรเจนออกไซด์และไตรซัลเฟอร์ออกไซด์ในผลิตภัณฑ์การเผาไหม้เพิ่มขึ้น หลังไฮโดรไลซิสจะเกิดกรดซัลฟิวริกซึ่งจะลดการทำงานของตัวเร่งปฏิกิริยาเนื่องจากซัลเฟต ปริมาณไนโตรเจนออกไซด์และ SO3 ในก๊าซจะเพิ่มขึ้นเป็นพิเศษที่อุณหภูมิสูงกว่า 1350°C VNIIGAZ ยังได้พัฒนาเทคโนโลยีในการผลิตโพลีเมอร์กำมะถัน พอลิเมอร์ซัลเฟอร์แตกต่างจากการดัดแปลงซัลเฟอร์ทั่วไปเนื่องจากมีน้ำหนักโมเลกุลสูง นอกจากนี้ไม่เหมือนกับซัลเฟอร์ทั่วไปตรงที่ไม่ละลายในคาร์บอนไดซัลไฟด์ คุณสมบัติหลังทำหน้าที่เป็นพื้นฐานในการกำหนดองค์ประกอบของพอลิเมอร์กำมะถันซึ่งเป็นข้อกำหนดด้านคุณภาพซึ่งแสดงไว้ในตารางที่ 1.4 โพลีเมอร์ซัลเฟอร์ส่วนใหญ่ใช้ในอุตสาหกรรมยางรถยนต์

สมบัติ การใช้งาน วัตถุดิบ และวิธีการผลิตกรดซัลฟิวริก เทคโนโลยีการผลิตกรดซัลฟิวริกจากก๊าซเปียก WSA และ SNOX-ควบคุมการปล่อยก๊าซซัลเฟอร์และไนโตรเจนออกไซด์ การพัฒนาและการเพิ่มประสิทธิภาพของเทคโนโลยี การผลิตกำมะถันโดยใช้วิธีซานตาคลอส

การส่งผลงานที่ดีของคุณไปยังฐานความรู้เป็นเรื่องง่าย ใช้แบบฟอร์มด้านล่าง

งานที่ดีไปที่ไซต์">

นักศึกษา นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ ที่ใช้ฐานความรู้ในการศึกษาและการทำงาน จะรู้สึกขอบคุณเป็นอย่างยิ่ง

โพสต์เมื่อ http://www.allbest.ru/

กระทรวงศึกษาธิการแห่งสาธารณรัฐเบลารุส

สถาบันการศึกษา

"มหาวิทยาลัยแห่งรัฐ POLOTSK"

ภาควิชาเคมีและ TPNG

ทดสอบ

ในสาขาวิชา “นิเวศวิทยาอุตสาหกรรม”

วิธีที่มีประสิทธิภาพการประมวลผลไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่โรงกลั่น (การผลิตกรดซัลฟิวริก ธาตุซัลเฟอร์ ฯลฯ)

โนโวโปโลตสค์

• 1. คุณสมบัติของกรดซัลฟิวริก
• 2. การใช้กรดซัลฟิวริก
• 3. ฐานวัตถุดิบสำหรับการผลิตกรดซัลฟิวริก
• 5.1 การคั่ววัตถุดิบที่มีกำมะถัน
• 5.2 การล้างแก๊สหลังการยิง
• 5.3 ออกซิเดชันของซัลเฟอร์ไดออกไซด์
• 5.4 การดูดซึมซัลเฟอร์ไตรออกไซด์
• 5.5 ระบบสัมผัสคู่และระบบดูดซับคู่ (DC/DA)
• 6. เทคโนโลยีการผลิตกรดซัลฟิวริกจากก๊าซเปียก WSA และ SNOX™ - ควบคุมการปล่อยก๊าซซัลเฟอร์และไนโตรเจนออกไซด์
• 6.1 การวิจัยขั้นพื้นฐาน
• 6.2 การพัฒนาเทคโนโลยีและการเพิ่มประสิทธิภาพ
• 6.3 เทคโนโลยี SNOX™
• 7.การผลิตกำมะถันโดยใช้วิธีซานตาคลอส

ออกไซด์ของกรดซัลฟิวริก

1. คุณสมบัติของกรดซัลฟิวริก

กรดแอนไฮดรัสซัลฟิวริก (โมโนไฮเดรต) เป็นของเหลวมันหนักที่ผสมกับน้ำทุกสัดส่วนเพื่อปลดปล่อย ปริมาณมากความร้อน. ความหนาแน่นที่ 0 °C คือ 1.85 g/cm3 เดือดที่อุณหภูมิ 296 °C และกลายเป็นน้ำแข็งที่ - 10 °C กรดซัลฟิวริกไม่เพียงเรียกว่าโมโนไฮเดรตเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสารละลายที่เป็นน้ำด้วย () เช่นเดียวกับสารละลายของซัลเฟอร์ไตรออกไซด์ในโมโนไฮเดรต () ที่เรียกว่าโอเลี่ยม Oleum “ควัน” ในอากาศเนื่องจากการดูดซับออกไป กรดซัลฟิวริกบริสุทธิ์ไม่มีสี ในขณะที่กรดซัลฟิวริกทางเทคนิคจะมีสีเข้มเนื่องจากสิ่งเจือปน

คุณสมบัติทางกายภาพกรดซัลฟิวริก เช่น ความหนาแน่น อุณหภูมิในการตกผลึก จุดเดือด ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของกรดนั้น ในรูป รูปที่ 1 แสดงแผนภาพการตกผลึกของระบบ ค่าสูงสุดในนั้นสอดคล้องกับองค์ประกอบของสารประกอบหรือการมีอยู่ของค่าต่ำสุดนั้นอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าอุณหภูมิการตกผลึกของส่วนผสมของสารทั้งสองนั้นต่ำกว่าอุณหภูมิการตกผลึกของสารแต่ละตัว

ข้าว. 1 อุณหภูมิการตกผลึกของกรดซัลฟิวริก

กรดซัลฟิวริก 100% ชนิดไม่มีน้ำมีอุณหภูมิการตกผลึกค่อนข้างสูงที่ 10.7 °C เพื่อลดความเป็นไปได้ของการแช่แข็งผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ในระหว่างการขนส่งและการเก็บรักษา จึงมีการเลือกความเข้มข้นของกรดซัลฟิวริกทางเทคนิคให้เพียงพอ อุณหภูมิต่ำการตกผลึก อุตสาหกรรมผลิตกรดซัลฟิวริกเชิงพาณิชย์สามประเภท

กรดซัลฟูริกมีฤทธิ์มาก มันละลายออกไซด์ของโลหะและโลหะบริสุทธิ์ส่วนใหญ่ อุณหภูมิสูงขึ้นกรดอื่นๆ ทั้งหมดมาจากเกลือ กรดซัลฟูริกผสมกับน้ำได้อย่างตะกละตะกลามเป็นพิเศษเนื่องจากความสามารถในการสร้างไฮเดรต โดยนำน้ำออกจากกรดอื่นๆ จากผลึกไฮเดรตของเกลือ และแม้แต่อนุพันธ์ของออกซิเจนของไฮโดรคาร์บอน ซึ่งไม่มีน้ำเช่นนี้ แต่มีไฮโดรเจนและออกซิเจนอยู่รวมกัน H:O = 2 ไม้และเนื้อเยื่อพืชและสัตว์อื่นๆ ที่มีเซลลูโลส แป้งและน้ำตาลถูกทำลายในกรดซัลฟิวริกเข้มข้น น้ำจับกับกรดและเหลือเพียงคาร์บอนที่กระจัดกระจายอย่างประณีตเท่านั้นที่เหลืออยู่จากเนื้อเยื่อ ในกรดเจือจาง เซลลูโลสและแป้งจะแตกตัวเป็นน้ำตาล หากกรดซัลฟิวริกเข้มข้นสัมผัสกับผิวหนังของมนุษย์จะทำให้เกิดแผลไหม้ได้

2. การใช้กรดซัลฟิวริก

มีฤทธิ์สูงของกรดซัลฟิวริกร่วมกับค่อนข้างมาก ต้นทุนต่ำการผลิตถูกกำหนดไว้ล่วงหน้าด้วยขนาดอันมหาศาลและความหลากหลายในการใช้งาน (รูปที่ 2) เป็นการยากที่จะหาอุตสาหกรรมที่กรดซัลฟิวริกหรือผลิตภัณฑ์ที่ทำจากกรดซัลฟิวริกไม่ได้ใช้ในปริมาณที่แตกต่างกัน

ข้าว. 2 การใช้กรดซัลฟิวริก

ผู้บริโภคกรดซัลฟิวริกรายใหญ่ที่สุดคือการผลิต ปุ๋ยแร่: ซูเปอร์ฟอสเฟต แอมโมเนียมซัลเฟต ฯลฯ กรดหลายชนิด (เช่น ฟอสฟอริก อะซิติก ไฮโดรคลอริก) และเกลือส่วนใหญ่ผลิตโดยใช้กรดซัลฟิวริก กรดซัลฟูริกถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตโลหะที่ไม่ใช่เหล็กและโลหะหายาก ในอุตสาหกรรมงานโลหะ กรดซัลฟิวริกหรือเกลือของกรดซัลฟิวริกถูกนำมาใช้ในการดองผลิตภัณฑ์เหล็กก่อนการพ่นสี การชุบดีบุก การชุบนิกเกิล การชุบโครเมี่ยม ฯลฯ มีการใช้กรดซัลฟิวริกจำนวนมากในการกลั่นผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม การผลิตสีย้อมหลายชนิด (สำหรับผ้า) วาร์นิชและสี (สำหรับอาคารและเครื่องจักร) สารที่ใช้รักษาโรค และพลาสติกบางชนิดก็เกี่ยวข้องกับการใช้กรดซัลฟิวริกเช่นกัน การใช้กรดซัลฟูริก เอทิล และแอลกอฮอล์อื่นๆ อีเทอร์บางชนิด สังเคราะห์ ผงซักฟอก, ยาฆ่าแมลงหลายชนิดสำหรับการควบคุมศัตรูพืช เกษตรกรรมและวัชพืช สารละลายเจือจางของกรดซัลฟิวริกและเกลือของมันถูกใช้ในการผลิตเรยอน ในอุตสาหกรรมสิ่งทอเพื่อบำบัดเส้นใยหรือผ้าก่อนการย้อม เช่นเดียวกับในอุตสาหกรรมอื่น ๆ อุตสาหกรรมเบา- ใน อุตสาหกรรมอาหารกรดซัลฟิวริกใช้ในการผลิตแป้ง ​​กากน้ำตาล และผลิตภัณฑ์อื่นๆ อีกหลายชนิด การขนส่งใช้แบตเตอรี่ตะกั่วกรดซัลฟิวริก กรดซัลฟูริกใช้สำหรับการอบแห้งก๊าซและทำให้กรดเข้มข้น สุดท้ายนี้ กรดซัลฟิวริกถูกใช้ในกระบวนการไนเตรตและในการผลิตวัตถุระเบิดส่วนใหญ่

3. ฐานวัตถุดิบสำหรับการผลิตกรดซัลฟิวริก

ฐานวัตถุดิบสำหรับการผลิตกรดซัลฟิวริกคือสารประกอบที่ประกอบด้วยซัลเฟอร์ซึ่งสามารถรับซัลเฟอร์ไดออกไซด์ได้ ในอุตสาหกรรม ประมาณ 80% ของกรดซัลฟิวริกได้มาจากกำมะถันธรรมชาติและแร่ไพไรต์ของเหล็ก (ซัลเฟอร์) ซัลเฟอร์ไพไรต์ประกอบด้วยแร่ไพไรต์และสิ่งสกปรก ไพไรต์บริสุทธิ์ () ประกอบด้วยกำมะถัน 53.5% และเหล็ก 46.5% ปริมาณกำมะถันในซัลเฟอร์ไพไรต์อาจแตกต่างกันไปตั้งแต่ 35 ถึง 50% สถานที่สำคัญถูกครอบครองโดยก๊าซเสียของโลหะวิทยาที่ไม่ใช่เหล็กซึ่งได้มาจากการคั่วซัลไฟด์ของโลหะที่ไม่ใช่เหล็กและมีซัลเฟอร์ไดออกไซด์ อุตสาหกรรมบางแห่งใช้ไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นวัตถุดิบซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการทำให้ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมบริสุทธิ์จากกำมะถัน

4. วิธีการผลิตกรดซัลฟิวริก

ปัจจุบันกรดซัลฟิวริกผลิตได้สองวิธี: ไนตรัสซึ่งมีมานานกว่า 20 ปีและการสัมผัสซึ่งพัฒนาในอุตสาหกรรมเมื่อปลายศตวรรษที่ 19 และต้นศตวรรษที่ 20 วิธีการสัมผัสจะแทนที่วิธีไนตรัส (ทาวเวอร์) ขั้นตอนแรกของการผลิตกรดซัลฟิวริกไม่ว่าจะด้วยวิธีใดก็ตามคือการผลิตซัลเฟอร์ไดออกไซด์โดยการเผาวัตถุดิบที่มีกำมะถัน หลังจากทำให้ซัลเฟอร์ไดออกไซด์บริสุทธิ์ (โดยเฉพาะในวิธีการสัมผัส) จะถูกออกซิไดซ์เป็นซัลเฟอร์ไตรออกไซด์ ซึ่งรวมกับน้ำเพื่อผลิตกรดซัลฟิวริก ออกซิเดชันภายใต้สภาวะปกติจะเกิดขึ้นช้ามาก ตัวเร่งปฏิกิริยาใช้เพื่อเร่งกระบวนการ

ในวิธีการสัมผัสเพื่อการผลิตกรดซัลฟิวริกจะทำปฏิกิริยาออกซิเดชันของซัลเฟอร์ไดออกไซด์เป็นไตรออกไซด์บนมวลสัมผัสที่เป็นของแข็ง ด้วยการปรับปรุงวิธีการผลิตแบบสัมผัส ต้นทุนของกรดซัลฟิวริกสัมผัสที่มีความเข้มข้นสูงที่บริสุทธิ์กว่าจึงสูงกว่ากรดทาวเวอร์เพียงเล็กน้อยเท่านั้น ดังนั้นจึงมีการสร้างเฉพาะร้านค้าที่ติดต่อเท่านั้น ปัจจุบันกรดมากกว่า 80% ผลิตโดยวิธีสัมผัส

ในวิธีไนตรัส ไนโตรเจนออกไซด์ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ออกซิเดชันส่วนใหญ่เกิดขึ้นในสถานะของเหลวและดำเนินการในอาคารที่อัดแน่น ดังนั้นวิธีไนตรัสจึงเรียกว่าวิธีทาวเวอร์ตามฮาร์ดแวร์ สาระสำคัญของวิธีการทาวเวอร์คือซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่ได้จากการเผาวัตถุดิบซัลเฟอร์ซึ่งมีประมาณ 9% และ 9-10% จะถูกทำให้บริสุทธิ์จากอนุภาคของถ่านไพไรต์และเข้าสู่ระบบหอคอยที่ประกอบด้วยหอคอยหลายแห่ง (สี่ถึงเจ็ด) ที่มี หัวฉีด หอคอยที่อัดแน่นทำงานบนหลักการของการกระจัดที่เหมาะสมในโหมดโพลีเทอร์มอล อุณหภูมิก๊าซที่ทางเข้าหอคอยแรกอยู่ที่ประมาณ 350 °C กระบวนการดูดซับ-ขจัดการดูดซึมที่ซับซ้อนจากการเปลี่ยนแปลงทางเคมี เกิดขึ้นในหอคอย ในอาคารสองหรือสามอาคารแรก บรรจุภัณฑ์จะถูกชลประทานด้วยไนโตรส ซึ่งไนโตรเจนออกไซด์ที่ละลายจะถูกจับทางเคมีในรูปของกรดไนโตรซิลซัลฟิวริก ที่อุณหภูมิสูง กรดไนโตรซิลซัลฟูริกจะไฮโดรไลซ์ตามสมการ:

หลังทำปฏิกิริยากับไนโตรเจนออกไซด์ในสถานะของเหลว:

เมื่อถูกน้ำดูดซับก็จะผลิตกรดซัลฟิวริกด้วย:

ไนโตรเจนออกไซด์จะถูกดูดซับโดยกรดซัลฟิวริกในอาคารสามถึงสี่แห่งถัดไปตามปฏิกิริยาผกผันกับสมการ 15.1 ในการทำเช่นนี้หอคอยจะถูกป้อนด้วยกรดซัลฟิวริกเย็นซึ่งมีปริมาณไนโตรสต่ำซึ่งไหลจากหอคอยแรก เมื่อดูดซับออกไซด์จะได้กรดไนโตรซิลซัลฟิวริกซึ่งเกี่ยวข้องกับกระบวนการนี้ ดังนั้นไนโตรเจนออกไซด์จึงไหลเวียนและในทางทฤษฎีไม่ควรบริโภค ในทางปฏิบัติ เนื่องจากการดูดซึมไม่สมบูรณ์ จึงมีการสูญเสียไนโตรเจนออกไซด์ ปริมาณการใช้ไนโตรเจนออกไซด์คือ 12-20 กิโลกรัมต่อตันของโมโนไฮเดรต วิธีไนตรัสจะผลิตกรดซัลฟิวริกที่ปนเปื้อนสิ่งเจือปนและเจือจาง 75-77% ซึ่งส่วนใหญ่ใช้สำหรับการผลิตปุ๋ยแร่

5. แผนภาพการทำงานของการผลิตกรดซัลฟิวริก

โครงการเคมีประกอบด้วยปฏิกิริยา:

หากสารตั้งต้น (วัตถุดิบ) มีสิ่งเจือปน แผนภาพการทำงาน (รูปที่ 15.4) จะรวมขั้นตอนการทำให้ก๊าซบริสุทธิ์หลังการยิงด้วย ขั้นตอนแรก - การคั่ว (การเผาไหม้) - เป็นขั้นตอนเฉพาะสำหรับวัตถุดิบแต่ละประเภท และต่อไปจะถือว่าไพไรต์และกำมะถันเป็นวัสดุเริ่มต้นที่พบบ่อยที่สุด ขั้นตอนการเกิดออกซิเดชันและการดูดซึมโดยพื้นฐานแล้วจะเหมือนกัน ในรูปแบบที่แตกต่างกันได้รับกรดซัลฟิวริก เราจะดำเนินการพิจารณาตามลำดับของขั้นตอนที่ระบุ (ระบบย่อยของ CTS ของการผลิตกรดซัลฟิวริก) จากจุดยืนของโซลูชันทางเทคโนโลยี เครื่องมือ และการปฏิบัติงานขั้นพื้นฐาน

ข้าว. 4 แผนภาพการทำงานสำหรับการผลิตกรดซัลฟิวริกจากซัลเฟอร์ (a) และซัลเฟอร์ไพไรต์ (b) 1 - การคั่ววัตถุดิบที่มีกำมะถัน 2 - การทำความสะอาดและล้างแก๊สย่าง 3 - ออกซิเดชัน; 4 - การดูดซึม

5.1 การคั่ววัตถุดิบที่มีกำมะถัน

การเผาไพไรต์ (ไพไรต์) เป็นกระบวนการทางกายภาพและเคมีที่ซับซ้อน และรวมถึงปฏิกิริยาหลายอย่างตามลำดับหรือพร้อมกัน:

การแยกตัวจากความร้อน
การเผาไหม้ของกำมะถันในเฟสก๊าซ
การเผาไหม้ของไพโรไทต์

ปฏิกิริยาทั้งหมด:

เมื่อเกินหรือขาดออกซิเจนเล็กน้อย จะเกิดเหล็กออกไซด์ผสมขึ้น:

.

ปฏิกิริยาเคมีแทบจะย้อนกลับไม่ได้และมีคายความร้อนสูง

หากใช้การกลั่นน้ำมันเป็นวัตถุดิบ การเผาไหม้ในเฟสก๊าซจะมีรูปแบบของปฏิกิริยาเคมี:

,

เหล่านั้น. ในทางปฏิบัติกลับไม่ได้ คายความร้อน และมาพร้อมกับปริมาตรที่ลดลง

การสลายตัวด้วยความร้อนของไพไรต์เริ่มต้นที่อุณหภูมิประมาณ 200 ° C และในเวลาเดียวกันกำมะถันก็ติดไฟ ที่อุณหภูมิสูงกว่า 680 °C ปฏิกิริยาทั้งสามจะเกิดขึ้นอย่างเข้มข้น ในอุตสาหกรรม การเผาจะดำเนินการที่อุณหภูมิ 850-900 °C ขั้นตอนที่จำกัดของกระบวนการคือการถ่ายโอนมวลของผลิตภัณฑ์ที่สลายตัวไปยังสถานะก๊าซและตัวออกซิไดเซอร์ไปยังตำแหน่งที่เกิดปฏิกิริยา ที่อุณหภูมิเดียวกันนี้ ส่วนประกอบที่เป็นของแข็งจะอ่อนตัวลง ซึ่งส่งเสริมการรวมตัวของอนุภาค ปัจจัยเหล่านี้จะกำหนดวิธีดำเนินการกระบวนการและประเภทของเครื่องปฏิกรณ์

เริ่มแรก มีการใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบชั้นวาง (เตาแบบห้อง) (รูปที่ 5, a) หนาแน่นจะไหลจากด้านบนไปยังชั้นวางอย่างต่อเนื่อง และอากาศจากด้านล่างจะไหลผ่านชั้นที่คงที่ โดยธรรมชาติแล้ว ไพไรต์มีลักษณะเป็นก้อน (บดละเอียดจะสร้างความต้านทานไฮดรอลิกอย่างมีนัยสำคัญและสามารถเกาะติดกันได้ง่าย ซึ่งจะทำให้เกิดการเผาไหม้ที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน) ยิง - กระบวนการต่อเนื่องวัสดุที่เป็นของแข็งจะถูกเคลื่อนย้ายโดยไม้พายพิเศษที่หมุนอยู่บนเพลาที่อยู่ตามแนวแกนของอุปกรณ์ ใบพายจะเคลื่อนชิ้นส่วนของไพไรต์ไปทั่วแผ่นจากบนลงล่าง สลับจากแกนของอุปกรณ์ไปที่ผนังและด้านหลัง ดังแสดงในรูปด้วยลูกศร การผสมนี้จะช่วยป้องกันไม่ให้อนุภาคเกาะติดกัน ถ่านจะถูกเอาออกจากด้านล่างของเครื่องปฏิกรณ์อย่างต่อเนื่อง เครื่องปฏิกรณ์รับประกันความเข้มข้นของกระบวนการ โดยวัดจากปริมาณไพไรต์ที่ผ่านหน้าตัดของหน่วยของเครื่องปฏิกรณ์ - ไม่เกิน 200 กก./(ม.2 ·ชม.) ในเครื่องปฏิกรณ์ดังกล่าว การเคลื่อนย้ายเครื่องขูดในโซนอุณหภูมิสูงทำให้การออกแบบมีความซับซ้อน ทำให้เกิดสภาวะอุณหภูมิที่ไม่สม่ำเสมอบนชั้นวาง ทำให้ยากต่อการจัดระเบียบการนำความร้อนออกจากโซนปฏิกิริยา ความยากลำบากในการกำจัดความร้อนไม่อนุญาตให้ได้ก๊าซย่างที่มีความเข้มข้นมากกว่า 8-9% ข้อจำกัดหลักคือการไม่สามารถใช้อนุภาคขนาดเล็กได้ ในขณะที่สำหรับกระบวนการที่ต่างกัน วิธีหลักในการเร่งอัตราการแปลงคือการบดขยี้อนุภาค

ข้าว. เครื่องปฏิกรณ์แบบเผาไพไรต์ 5 เครื่อง

a - ชั้นวาง (1 - ตัว, 2 - ชั้นวางสำหรับ pyrite, 3 - เครื่องขูดแบบหมุน, 4 - แกนขับเคลื่อนของมีดโกน); b - เตาฟลูอิไดซ์เบด (1 - ตัว, 2 - ตัวแลกเปลี่ยนความร้อน) ลูกศรภายในอุปกรณ์บ่งบอกถึงการเคลื่อนที่ของของแข็งไพไรต์ในเครื่องปฏิกรณ์

อนุภาคขนาดเล็กสามารถแปรรูปได้ในฟลูอิไดซ์เบด (ฟลูอิไดซ์เบด) ซึ่งใช้ใน KS - เตาฟลูอิไดซ์เบด (รูปที่ 15.5, b) ไพไรต์ที่บดแล้วจะถูกป้อนผ่านตัวป้อนเข้าไปในเครื่องปฏิกรณ์ สารออกซิไดซ์ (อากาศ) จะถูกส่งจากด้านล่างผ่านตะแกรงกระจายด้วยความเร็วเพียงพอที่จะระงับอนุภาคของแข็ง การลอยอยู่ในชั้นป้องกันการเกาะติดและส่งเสริมการสัมผัสที่ดีกับก๊าซ ปรับสนามอุณหภูมิให้เท่ากันทั่วทั้งชั้น ช่วยให้มั่นใจในการเคลื่อนย้ายของวัสดุแข็งและการไหลลงในท่อทางออกเพื่อนำผลิตภัณฑ์ออกจากเครื่องปฏิกรณ์ องค์ประกอบการแลกเปลี่ยนความร้อนสามารถวางในชั้นของอนุภาคที่เคลื่อนที่ได้ ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนจากฟลูอิไดซ์เบดเทียบได้กับค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนจากของเหลวที่กำลังเดือด และด้วยเหตุนี้จึงรับประกันการระบายความร้อนอย่างมีประสิทธิผลจากโซนปฏิกิริยา การควบคุมอุณหภูมิ และการใช้ความร้อนของปฏิกิริยา ความเข้มข้นของกระบวนการเพิ่มขึ้นเป็น 1,000 กก./(ลบ.ม. ·ชม.) และความเข้มข้นในแก๊สย่างจะเพิ่มขึ้นเป็น 13-15% ข้อเสียเปรียบหลักของเตา KS คือปริมาณฝุ่นที่เพิ่มขึ้นของก๊าซย่างเนื่องจากการกัดเซาะทางกลของอนุภาคของแข็งที่กำลังเคลื่อนที่ ซึ่งจำเป็นต้องมีการทำให้ก๊าซบริสุทธิ์จากฝุ่นอย่างละเอียดมากขึ้น - ในไซโคลนและเครื่องตกตะกอนด้วยไฟฟ้า ระบบย่อยการยิงไพไรต์แสดงโดยแผนภาพเทคโนโลยีที่แสดงในรูปที่ 1 6.

ข้าว. 6 แผนภาพเทคโนโลยีของการยิงไพไรต์

1 - ตัวป้อนแผ่นดิสก์; 2 - เตาฟลูอิไดซ์เบด (เครื่องปฏิกรณ์); 3 - หม้อต้มความร้อนเหลือทิ้ง; 4 - พายุไซโคลน; 5 - เครื่องตกตะกอนไฟฟ้า

ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้ กำมะถันสามารถใช้เป็นวัตถุดิบได้ (กำมะถันพื้นเมือง (กำมะถันพื้นเมืองเคยแสดงเป็นวัตถุดิบ) สามารถใช้เป็นวัตถุดิบในรูปที่ 15.6.. จากของเหลวเดือดจึงจัดเตรียม) ซัลเฟอร์เป็นสารละลายต่ำ: มีจุดหลอมเหลว 113 °C ก่อนเผาจะละลายโดยใช้ไอน้ำที่ได้จากการใช้ความร้อนจากการเผาไหม้ กำมะถันหลอมเหลวจะถูกจับตัวและกรองเพื่อขจัดสิ่งเจือปนที่มีอยู่ในวัตถุดิบธรรมชาติ และถูกปั๊มเข้าไปในเตาเผาไหม้ ซัลเฟอร์จะเผาไหม้ในระยะไอเป็นส่วนใหญ่ เพื่อให้แน่ใจว่ามีการระเหยอย่างรวดเร็วจึงจำเป็นต้องกระจายไปตามการไหลของอากาศ เพื่อจุดประสงค์นี้จึงใช้เตาหัวฉีดและไซโคลน

ข้าว. 8 แผนภาพเทคโนโลยีของการเผาไหม้กำมะถัน

1 - ตัวกรองกำมะถัน; 2 - การสะสมของกำมะถันเหลว 3 - เตาเผาไหม้; 4 - หม้อต้มความร้อนเหลือทิ้ง

ในระหว่างการเผาไหม้กำมะถันตามปฏิกิริยาส่วนหนึ่งของออกซิเจนจะถูกแปลงเป็นซัลเฟอร์ไดออกไซด์อย่างเท่าเทียมกันดังนั้นความเข้มข้นรวมจึงคงที่และเท่ากับความเข้มข้นของออกซิเจนในก๊าซต้นทาง () ดังนั้นเมื่อกำมะถันถูกเผาใน อากาศ

ก๊าซจากการเผาไหม้กำมะถันจะมีออกซิเจนมากกว่าการเผาไหม้ของไพไรต์

5.2 การล้างแก๊สหลังการยิง

ก๊าซจากการเผาไพไรต์ประกอบด้วยสารประกอบของฟลูออรีน ซีลีเนียม เทลลูเรียม สารหนู และอื่นๆ ในรูปของสิ่งเจือปนซึ่งเกิดจากสิ่งเจือปนในวัตถุดิบ ความชื้นตามธรรมชาติของวัตถุดิบก็กลายเป็นก๊าซเช่นกัน การเผาไหม้ทำให้เกิดไนโตรเจนออกไซด์บางส่วนและอาจเกิดขึ้นได้ สิ่งเจือปนเหล่านี้นำไปสู่การกัดกร่อนของอุปกรณ์หรือพิษของตัวเร่งปฏิกิริยาและยังส่งผลต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ - กรดซัลฟิวริก พวกเขาจะถูกลบออกในช่องซักผ้าซึ่งเป็นแผนภาพแบบง่ายซึ่งแสดงไว้ในรูปที่ 1 9.

ข้าว. 9 โครงการแผนกซักผ้าเพื่อผลิตกรดซัลฟิวริก

1, 2 - หอซักล้าง; 3 - ตัวกรองแบบเปียก; 4 - หออบแห้ง

5.3 ออกซิเดชันของซัลเฟอร์ไดออกไซด์

ปฏิกิริยา

ตามกฎแห่งการกระทำของมวล ณ ภาวะสมดุล

นิพจน์แสดงการเปลี่ยนแปลงสัมพัทธ์ (ลดลง) ในปริมาตรของของผสมปฏิกิริยา สมการ 15.11 ถูกกำหนดโดยปริยายและแก้ได้โดยการปรับให้เหมาะสม องศาการแปลงที่ต้องการ (ประมาณ 99%) สามารถทำได้ที่อุณหภูมิ 400-420 °C ความดันไม่มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้นในอุตสาหกรรม กระบวนการจึงดำเนินการที่ความดันใกล้กับบรรยากาศ

ตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันจัดทำขึ้นบนพื้นฐานของวานาเดียมออกไซด์ () ด้วยการเติมโลหะอัลคาไลที่สะสมอยู่บนซิลิคอนออกไซด์ อัตราการเกิดปฏิกิริยาอธิบายโดยสมการ Boreskov-Ivanov:

ค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยาอยู่ที่ไหน

=0.8 - ค่าคงที่;

, - แรงกดดันบางส่วนของส่วนประกอบที่เกี่ยวข้อง, atm

ขีด จำกัด อุณหภูมิและค่าอาจแตกต่างกันไปตามตัวเร่งปฏิกิริยาที่แตกต่างกัน สำหรับตัวเร่งปฏิกิริยา IK-1-6 และ SVD kJ/mol ที่ K สิ่งเหล่านี้คือตัวเร่งปฏิกิริยาที่อุณหภูมิต่ำ กิจกรรม ตัวเร่งปฏิกิริยาทางอุตสาหกรรมที่อุณหภูมิต่ำกว่า 680 K จะมีขนาดเล็กมากและสูงกว่า 880 K จะเกิดการปิดใช้งานความร้อน ดังนั้น ช่วงอุณหภูมิการทำงานของตัวเร่งปฏิกิริยาส่วนใหญ่คือ 580-880 K และระดับการแปลงในเครื่องปฏิกรณ์ซึ่งกำหนดโดยขีดจำกัดล่างของช่วงนี้คือ 98%

,

ข้าว. 11 แผนผังของเครื่องปฏิกรณ์ออกซิเดชัน

1 - ชั้นตัวเร่งปฏิกิริยา; 2 - เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนระดับกลาง; 3 - มิกเซอร์; 4 - เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนภายนอก X g - อินพุตก๊าซเย็น

ความเข้มข้นเริ่มต้นของก๊าซที่ผ่านการแปรรูปจะถูกเลือกเพื่อให้โหมดกระบวนการอยู่ภายในอุณหภูมิการทำงานของตัวเร่งปฏิกิริยา คุ้มค่ามากที่ K ทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาลดลงอย่างรวดเร็วเมื่ออุณหภูมิลดลง เพื่อให้กระบวนการอะเดียแบติกในชั้นแรกพัฒนาอย่างเข้มข้น อุณหภูมิเริ่มต้นจะต้องไม่ต่ำกว่า 713 เคลวิน เรียกว่า “อุณหภูมิจุดติดไฟ” (สำหรับตัวเร่งปฏิกิริยาที่อุณหภูมิต่ำจะมีค่าต่ำกว่า) ในแผนภาพ "" กระบวนการอะเดียแบติกจะแสดงเป็นเส้นตรง ความชันของมันถูกกำหนดโดยขนาดของความร้อนแบบอะเดียแบติก สำหรับออกซิเดชั่นประมาณ 1% องศา ยิ่งสูง (หรือความเข้มข้นเริ่มต้น -) ความร้อนก็จะยิ่งมากขึ้น กระบวนการนี้สามารถพัฒนาไปสู่สภาวะสมดุลได้ และอุณหภูมิสูงสุด (สมดุล) ไม่ควรเกินค่าที่อนุญาต ในรูป 10 ซึ่งสอดคล้องกับความเข้มข้นเริ่มต้นที่ 7-8% ตัวเร่งปฏิกิริยาที่อุณหภูมิต่ำช่วยให้คุณเพิ่มความเข้มข้นเป็น 9-10% อุณหภูมิในชั้นที่เหลือถูกกำหนดจากการปรับโหมดเครื่องปฏิกรณ์ให้เหมาะสมที่สุด

5.4 การดูดซึมซัลเฟอร์ไตรออกไซด์

การดูดซึมซัลเฟอร์ไตรออกไซด์เป็นขั้นตอนสุดท้ายของกระบวนการที่เกิดกรดซัลฟิวริก การมีปฏิสัมพันธ์กับ

ดำเนินไปค่อนข้างเข้มข้นทั้งในสถานะของเหลวและก๊าซ (ไอ) นอกจากนี้ยังสามารถละลายได้เองทำให้เกิดเป็นโอเลี่ยม สินค้านี้ง่ายต่อการขนส่งเพราะไม่กัดกร่อนแม้แต่เหล็กธรรมดา สารละลายกรดซัลฟูริกมีความลุกลามอย่างมาก Oleum เป็นผลิตภัณฑ์หลักในการผลิตกรดซัลฟิวริก

สมดุลของก๊าซ-ของเหลวสำหรับระบบ "" แสดงในรูปที่ 1 3. คุณลักษณะของระบบนี้คือ ในช่วงความเข้มข้นของสารละลายที่หลากหลาย จะมีไอน้ำบริสุทธิ์เกือบอยู่ในเฟสไอ (ด้านซ้ายของกราฟ) และอยู่เหนือโอเลี่ยม (สารละลาย c) ไอน้ำจะมีอิทธิพลเหนือกว่าในเฟสแก๊ส (ด้านขวา ด้านข้างของกราฟ) องค์ประกอบเดียวกันของเฟสของเหลวและไอ (จุดอะซีโอโทรปิก) จะอยู่ที่ความเข้มข้นของกรดซัลฟิวริก 98.3% หากคุณดูดซับสารละลายที่มีความเข้มข้นต่ำกว่าปฏิกิริยา 5 ก็จะเกิดขึ้นในช่วงไอเช่นกัน - จะเกิดหมอกของกรดซัลฟิวริกซึ่งจะทำให้ตัวดูดซับมีเฟสก๊าซ และนี่หมายถึงการสูญเสียผลิตภัณฑ์ การกัดกร่อนของอุปกรณ์ และการปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ หากดูดซึมโดยโอเลียม การดูดซึมจะไม่สมบูรณ์

จากคุณสมบัติเหล่านี้จะมีรูปแบบการดูดซึมแบบสองขั้นตอน (สองหอคอย) (รูปที่ 12) ก๊าซที่ประกอบด้วยก๊าซจะผ่านตัวดูดซับโอเลียม 1 และโมโนไฮเดรต 2 อย่างต่อเนื่องหลังจากเครื่องปฏิกรณ์ ส่วนประกอบของปฏิกิริยาอื่น () ถูกป้อนทวนกระแสเข้าไปในตัวดูดซับโมโนไฮเดรต เนื่องจากความเข้มข้นของการไหลเวียนของของเหลว (ตัวดูดซับ) จึงเป็นไปได้ที่จะรักษาความเข้มข้นให้ใกล้เคียงกับค่าที่เหมาะสมที่สุด - 98.3% (ความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้นต่อการผ่านของของเหลวไม่เกิน 1-1.5%) ชื่อทางเทคนิคของกรดดังกล่าวคือโมโนไฮเดรต จึงเป็นชื่อของตัวดูดซับ สภาวะความเข้มข้นของการดูดซึมช่วยให้มั่นใจได้ว่าการดูดซึมจะสมบูรณ์และเกิดหมอกของกรดซัลฟิวริกน้อยที่สุด กรดจากตัวดูดซับโมโนไฮเดรตจะเข้าสู่ตัวดูดซับโอเลียม สารละลาย 20% ไหลเวียนอยู่ในนั้นซึ่งถูกรวบรวมบางส่วนเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย - oleum กรดจากตัวดูดซับก่อนหน้า - โมโนไฮเดรต - ก็สามารถเป็นผลิตภัณฑ์ได้เช่นกัน

การก่อตัวของกรดซัลฟิวริกและการดูดซับซัลเฟอร์ไตรออกไซด์เป็นกระบวนการคายความร้อน ความร้อนของพวกเขาจะถูกลบออกในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนชลประทาน 3 บนเส้นไหลเวียนของของเหลวในตัวดูดซับ ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 100 °C จะถูกดูดซับได้เกือบ 100% ซัลเฟอร์ไดออกไซด์จะไม่ถูกดูดซึมในทางปฏิบัติ

ข้าว. 12 โครงการแยกการดูดซึมในการผลิตกรดซัลฟิวริก

1 - ตัวดูดซับโอเลียม; 2 - ตัวดูดซับโมโนไฮเดรต; 3 - ตู้เย็น; 4 - ตัวสะสมกรด; 5 - ตัวแยกสาด

5.5 ระบบสัมผัสคู่และระบบดูดซับคู่ (DC/DA)

แม้จะมีระดับการเปลี่ยนแปลงที่ค่อนข้างสูง - 98% แต่ระบบกรดซัลฟิวริกที่ทรงพลังซึ่งผลิตผลิตภัณฑ์ได้มากถึง 540 ตันต่อวัน จะปล่อยซัลเฟอร์ไดออกไซด์มากกว่า 300 กิโลกรัมออกสู่ชั้นบรรยากาศทุก ๆ ชั่วโมง จากข้อมูลสมดุลของปฏิกิริยาออกซิเดชัน ระดับของการแปลงสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการลดอุณหภูมิในชั้นสุดท้ายให้ต่ำกว่า 610 K หรือเพิ่มความดันให้มากกว่า 1.2 MPa ความสามารถในการลดอุณหภูมิถูกจำกัดโดยกิจกรรมของตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีอยู่ การเพิ่มความดันทำให้วิศวกรรมของกระบวนการยุ่งยากขึ้น ดังนั้นวิธีการเหล่านี้จึงยังไม่ได้รับการประยุกต์ทางอุตสาหกรรม

วิธีที่มีประสิทธิภาพในการเพิ่มการเปลี่ยนแปลงของปฏิกิริยาที่ผันกลับได้คือการถอดผลิตภัณฑ์ออก แผนภาพเทคโนโลยีของวิธีนี้แสดงในรูปที่ 1 13. ในระยะแรกของการเกิดออกซิเดชันจะใช้เครื่องปฏิกรณ์สามชั้น 1 ความเข้มข้นในก๊าซที่เข้ามาคือ 9.5-10.5% ระดับของการแปลงที่ทางออกของเครื่องปฏิกรณ์คือ 90-95% การดูดซึมระดับกลางประกอบด้วยตัวดูดซับโอเลี่ยม 2 และโมโนไฮเดรต 3 หลังจากนั้นก๊าซจะมีเพียง 0.6-1% เพื่อให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิปฏิกิริยา (690-695 K) ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนจะถูกใช้หลังจากชั้นที่สองของเครื่องปฏิกรณ์ 1 เครื่องปฏิกรณ์ของขั้นตอนออกซิเดชันที่หนึ่งและที่สองจะรวมกันอย่างมีโครงสร้างในตัวเครื่องเดียว ระดับการแปลงของส่วนที่เหลืออยู่ที่ประมาณ 95% ระดับการแปลงรวมคือ 99.6-99.8% ลองเปรียบเทียบกัน: หากไม่มีการดูดซึมระดับกลาง ระดับการเปลี่ยนแปลงของ 1-0.6% ที่เหลือต่อหน้าจะไม่เกิน 50% สิ่งที่ก่อตัวขึ้นจำนวนเล็กน้อยจะถูกดูดซึมอย่างสมบูรณ์ในตัวดูดซับโมโนไฮเดรตตัวที่สอง 3

ดังที่เราเห็น ปริมาณของก๊าซที่ไม่ถูกแปลง (และดังนั้น การปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ) ในระบบ DC/DA จะลดลงเกือบ 10 เท่าเมื่อเทียบกับระบบหน้าสัมผัสเดี่ยว แต่สำหรับสิ่งนี้จำเป็นต้องเพิ่มพื้นผิวของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน 1.5-1.7 เท่า

ข้าว. 13 แผนภาพเทคโนโลยีของขั้นตอนการสัมผัสและการดูดซับในระบบ "การสัมผัสสองครั้ง - การดูดซับสองครั้ง"

I, III - ระยะที่หนึ่งและสองของการเกิดออกซิเดชัน; II, IV - ระบบการดูดซึมน้ำที่หนึ่งและสอง 1 - เครื่องปฏิกรณ์ (ระยะออกซิเดชันที่หนึ่งและที่สองซึ่งอยู่ในตัวเรือนเดียวกันจะแสดงแยกกัน) 2 - ตัวดูดซับโอเลียม; 3 - ตัวดูดซับโมโนไฮเดรต; 4 - เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนของเครื่องปฏิกรณ์ระยะไกล 5 - เครื่องทำความเย็นกรด

6. เทคโนโลยีการผลิตกรดซัลฟิวริกจากก๊าซเปียก WSA และ SNOX™ - ควบคุมการปล่อยก๊าซซัลเฟอร์และไนโตรเจนออกไซด์

การพัฒนาเทคโนโลยี WSA ของ Topsoe สำหรับการกำจัดสารประกอบกำมะถันจากก๊าซไอเสียเพื่อผลิตกรดซัลฟิวริกเริ่มขึ้นในปลายทศวรรษ 1970 เทคโนโลยี WSA ขึ้นอยู่กับประสบการณ์ที่กว้างขวางของ Topsoe ในอุตสาหกรรมกรดซัลฟิวริก และความมุ่งมั่นอย่างต่อเนื่องที่จะผลักดันตัวเร่งปฏิกิริยาและการพัฒนากระบวนการต่อไป งานวิจัยหลักๆ ได้แก่ การออกซิเดชันของ SO2 บนตัวเร่งปฏิกิริยาของกรดซัลฟิวริกและกระบวนการควบแน่นของกรด

6.1 การวิจัยขั้นพื้นฐาน

ความสามารถในการควบแน่นไอของกรดซัลฟิวริกเพื่อผลิตกรดซัลฟิวริกเข้มข้นโดยไม่ปล่อยละอองกรดออกมาเป็นคุณลักษณะเฉพาะของเทคโนโลยี WSA ซึ่งทำได้สำเร็จจากการทดลองขั้นพื้นฐานและ งานทางทฤษฎีทำโดย Topsoe

ในระหว่างการระบายความร้อนของไอกรดซัลฟิวริกที่มีอยู่ในเฟสก๊าซ การก่อตัวของศูนย์ควบแน่นที่เป็นเนื้อเดียวกันโดยธรรมชาติ การควบแน่นและการควบแน่นต่างกันบนผนังเกิดขึ้นพร้อมกัน ห้องปฏิบัติการ Topsoe ดำเนินการในการพัฒนาและปรับปรุงตัวเก็บประจุ WSA การวิจัยขั้นพื้นฐานเกี่ยวกับกลไกการควบแน่นที่สำคัญขั้นพื้นฐานเหล่านี้

รูปที่ 4. เทคโนโลยีหลอดแก้วที่พัฒนาโดย Topsoe ถูกนำมาใช้ที่ WSA เพื่อควบแน่นไอระเหยของกรดซัลฟิวริก

6.2 การพัฒนาเทคโนโลยีและการเพิ่มประสิทธิภาพ

การทดสอบระดับนำร่องและโรงงาน พร้อมด้วยการสร้างแบบจำลองโดยละเอียดของตัวเก็บประจุ WSA ใช้เพื่อศึกษาผลกระทบของการออกแบบและการทำงานของตัวเก็บประจุต่อประสิทธิภาพของตัวเก็บประจุ เพื่อสร้างเกณฑ์การออกแบบและการควบคุมกระบวนการ

อีกหนึ่งประเด็นสำคัญของเรา การพัฒนาทางเทคนิคคือการปรับปรุงเทคโนโลยีหลอดแก้ว WSA และการปรับปรุงคุณภาพวัสดุก่อสร้างอย่างต่อเนื่อง ความท้าทายหลังต้องใช้ประสบการณ์ของเราในการทดสอบวัสดุสำหรับสภาวะการทำงานที่ท้าทายของโรงงานกรดซัลฟิวริก

เพื่อใช้ประโยชน์จากศักยภาพของเทคโนโลยี WSA ได้อย่างเต็มที่ เราใช้วิธีการที่เป็นนวัตกรรมเพื่อสร้างไดอะแกรมผังกระบวนการ ขณะเดียวกันก็ใช้เครื่องมือการคำนวณของ Topsoe เพื่อแก้ไขปัญหาทางอุตสาหกรรมต่างๆ อย่างเหมาะสม ปัจจัยขับเคลื่อนประการหนึ่งสำหรับการพัฒนานี้คือการมุ่งเน้นที่การใช้พลังงานและการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นทั่วโลก ซึ่งต้องการการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่สูงสุด

6.3 เทคโนโลยี SNOX™

ในการกำจัดซัลเฟอร์และไนโตรเจนออกไซด์ออกจากก๊าซไอเสีย Topsoe ได้พัฒนาเทคโนโลยี SNOX™ ซึ่งรวมเทคโนโลยี WSA เข้ากับเทคโนโลยีการกำจัดไนโตรเจนออกไซด์ SCR เพื่อให้เกิดการบูรณาการที่เหมาะสมที่สุดสำหรับอุตสาหกรรมพลังงาน

7. การผลิตกำมะถันโดยใช้วิธีซานตาคลอส

Premium Engineering LLC สามารถนำเสนอวิธีการหลักสี่วิธีของกระบวนการของ Claus สำหรับการผลิตธาตุกำมะถันจากส่วนประกอบที่เป็นกรด ก๊าซธรรมชาติและก๊าซโรงกลั่นน้ำมัน:

กระแสตรง (เปลวไฟ)

· แตกสาขา

· แยกแขนงด้วยก๊าซกรดและการทำความร้อนด้วยอากาศ

ออกซิเดชันโดยตรง

1. กระบวนการซานตาคลอสไหลตรง (วิธีเปลวไฟ) ใช้เมื่อสัดส่วนปริมาตรของไฮโดรเจนซัลไฟด์ในก๊าซกรดสูงกว่า 50% และไฮโดรคาร์บอนน้อยกว่า 2% ในกรณีนี้ ก๊าซกรดทั้งหมดจะถูกส่งไปเพื่อการเผาไหม้ไปยังเตาปฏิกรณ์ของระยะระบายความร้อนของการติดตั้ง Claus ซึ่งผลิตในตัวเรือนเดียวกันกับหม้อต้มความร้อนเหลือทิ้ง ในเตาหลอม-เตาปฏิกรณ์ อุณหภูมิจะสูงถึง 1100-1300°C และผลผลิตกำมะถันสูงถึง 70% การเปลี่ยนไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นซัลเฟอร์เพิ่มเติมจะดำเนินการในสองหรือสามขั้นตอนบนตัวเร่งปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ 220-260°C หลังจากแต่ละขั้นตอน ไอระเหยของกำมะถันที่เกิดขึ้นจะถูกควบแน่นในคอนเดนเซอร์ที่พื้นผิว ความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้ของไฮโดรเจนซัลไฟด์และการควบแน่นของไอกำมะถันถูกนำมาใช้เพื่อผลิตไอน้ำแรงดันสูงและต่ำ ผลผลิตกำมะถันในกระบวนการนี้สูงถึง 96-97%

2. ที่เศษส่วนปริมาตรต่ำของไฮโดรเจนซัลไฟด์ในก๊าซกรด (30-50%) และเศษส่วนปริมาตรของไฮโดรคาร์บอนสูงถึง 2% จะใช้โครงร่างกระบวนการของ Claus แบบแยกส่วน (หนึ่งในสามถึงสองในสาม) ตามโครงการนี้ หนึ่งในสามของก๊าซกรดถูกเผาเพื่อผลิตซัลเฟอร์ไดออกไซด์ และสองในสามของการไหลของก๊าซกรดจะเข้าสู่ระยะตัวเร่งปฏิกิริยา โดยผ่านเครื่องปฏิกรณ์ของเตาเผา ซัลเฟอร์ผลิตขึ้นในขั้นตอนการเร่งปฏิกิริยาของกระบวนการโดยทำปฏิกิริยาซัลเฟอร์ไดออกไซด์กับไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่มีอยู่ในส่วนที่เหลือ (2/3) ของก๊าซกรดดั้งเดิม ผลผลิตกำมะถันอยู่ที่ 94-95%

3. เมื่อสัดส่วนปริมาตรของไฮโดรเจนซัลไฟด์ในก๊าซกรดอยู่ที่ 15-30% เมื่อใช้รูปแบบหนึ่งในสามถึงสองในสาม อุณหภูมิขั้นต่ำที่อนุญาตในเตาเผาเตาปฏิกรณ์ (930°C) จะไม่บรรลุผล ให้ใช้ รูปแบบที่มีการอุ่นแก๊สกรดหรืออากาศก่อน

4. เมื่อสัดส่วนปริมาตรของไฮโดรเจนซัลไฟด์ในก๊าซกรดอยู่ที่ 10-15% จะใช้รูปแบบออกซิเดชันโดยตรงซึ่งไม่มีขั้นตอนการเกิดออกซิเดชันของก๊าซที่อุณหภูมิสูง (การเผาไหม้) ก๊าซกรดผสมกับอากาศในปริมาณสัมพันธ์และจ่ายโดยตรงไปยังขั้นตอนการแปลงตัวเร่งปฏิกิริยา ผลผลิตกำมะถันถึง 86%

เพื่อให้บรรลุอัตราการนำกำมะถันกลับมาที่ 99.0-99.7% จึงมีการใช้วิธีการสามกลุ่มในการทำให้ก๊าซเสียหลังการทำให้บริสุทธิ์จากกระบวนการของ Claus:

· กระบวนการที่อยู่บนพื้นฐานของความต่อเนื่องของปฏิกิริยาของซานตาคลอส เช่น ในการเปลี่ยน H2S และ SO2 เป็นซัลเฟอร์บนตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นของแข็งหรือของเหลว

· กระบวนการขึ้นอยู่กับการลดสารประกอบซัลเฟอร์ทั้งหมดให้เป็นไฮโดรเจนซัลไฟด์ด้วยการสกัดในภายหลัง

· กระบวนการขึ้นอยู่กับการออกซิเดชันของสารประกอบซัลเฟอร์ทั้งหมดกับ SO2 หรือกับธาตุซัลเฟอร์ด้วยการสกัดในภายหลัง

โพสต์บน Allbest.ru

เอกสารที่คล้ายกัน

คุณสมบัติของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ คำอธิบายผลกระทบของสารประกอบนี้ต่อ สิ่งแวดล้อม- การกำจัดกำมะถันในโรงกลั่นน้ำมัน การทำผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ให้บริสุทธิ์จากซัลเฟอร์ออกไซด์ การเลือกและเหตุผลของวิธีการ วิธีการ และอุปกรณ์ในการทำความสะอาดและปรับสมดุลการปล่อยมลพิษ

งานหลักสูตร เพิ่มเมื่อ 12/21/2011


การพิจารณาปัญหาการจำกัดการปล่อยก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในการผลิตพลังงาน ศึกษาวิธีการลดปริมาณกำมะถันในน้ำมันเชื้อเพลิง ศึกษาวิธีการทางเคมีกายภาพในการทำให้ก๊าซบริสุทธิ์จากซัลเฟอร์ออกไซด์ ลดการปล่อยออกไซด์ออกสู่ชั้นบรรยากาศ

บทคัดย่อเพิ่มเมื่อ 18/04/2558


การวิเคราะห์แหล่งน้ำมันและก๊าซคอนเดนเสทของ Karachaganak และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม เทคโนโลยีการทำให้ก๊าซธรรมชาติบริสุทธิ์และการแปรรูปก๊าซกรดเพื่อผลิตกำมะถัน การคำนวณคอลัมน์การดูดซึมและปริมาตรการปล่อยสารอันตรายสู่ชั้นบรรยากาศ

วิทยานิพนธ์เพิ่มเมื่อ 09/07/2010


แหล่งกำเนิดมลภาวะในบรรยากาศตามธรรมชาติที่มีสารประกอบกำมะถัน: การระเบิดของภูเขาไฟ, พื้นผิวมหาสมุทร กระบวนการทำลายล้างของชีวมณฑลเป็นผลตามมา กิจกรรมการผลิต. ปัญหาระหว่างประเทศการปล่อยสารประกอบที่ก่อให้เกิดมลพิษของกำมะถันและไนโตรเจน

บทคัดย่อเพิ่มเมื่อ 28/04/2558


การลดมลภาวะในบรรยากาศด้วยส่วนประกอบที่เป็นก๊าซ กำจัดกำมะถันออกจากเชื้อเพลิงเหลวและของแข็ง การแปรสภาพเป็นแก๊สของถ่านหินและน้ำมันเชื้อเพลิงที่มีกำมะถัน ซัลเฟอร์จับตัวระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงในฟลูอิไดซ์เบดของอนุภาคหินปูน การทำก๊าซให้บริสุทธิ์จากไนโตรเจนออกไซด์

บทคัดย่อเพิ่มเมื่อ 26/08/2013


การคำนวณการปล่อยก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ ซัลเฟอร์ออกไซด์ คาร์บอนมอนอกไซด์ และสารมลพิษที่เป็นของแข็ง การจัดเขตคุ้มครองสุขาภิบาล การพัฒนามาตรการลดการปล่อยมลพิษสู่ชั้นบรรยากาศ การกำหนดตารางการควบคุมการปล่อยก๊าซเรือนกระจก

งานหลักสูตร เพิ่มเมื่อ 05/02/2012


ความสำคัญทางเศรษฐกิจของการผลิตกรดซัลฟิวริก ประเภทของวัตถุดิบที่ใช้ในการผลิต ลักษณะของการผลิตโค้กสมัยใหม่และการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสู่สิ่งแวดล้อม ปัญหาการปกป้องอากาศในชั้นบรรยากาศและสิ่งแวดล้อมทางธรรมชาติ

ทดสอบเพิ่มเมื่อ 02/03/2554


วิธีการและเทคโนโลยีในการทำความสะอาดก๊าซไอเสียจากซัลเฟอร์ออกไซด์ การจำแนกประเภทของวิธีการกำจัดซัลเฟอร์ไรเซชัน ปฏิกิริยาหลักที่เกิดขึ้นระหว่างการลดไนโตรเจนออกไซด์ในสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจน การคำนวณปล่องไฟ บทบาทของพิธีสารเกียวโตต่อเศรษฐกิจรัสเซีย

การนำเสนอเพิ่มเมื่อ 29/01/2014


ศึกษาคุณลักษณะของกระบวนการทางเทคโนโลยี การรับรองคุณภาพของผลิตภัณฑ์และบริการ การรับรองตัวชี้วัดด้านสิ่งแวดล้อม การกำหนดมาตรฐานและการควบคุมคุณภาพ พื้นฐานของการใช้เอกสารทางกฎหมายในด้านการอนุรักษ์พลังงานและทรัพยากร

รายงานการปฏิบัติ เพิ่มเมื่อ 31/10/2557


องค์กรติดตามมลพิษทางอากาศในชั้นบรรยากาศ คุณสมบัติทางกายภาพของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ซึ่งเป็นพิษต่อร่างกายมนุษย์ การวิเคราะห์ตัวอย่างอากาศที่จุดตรวจในเยคาเตรินเบิร์กเพื่อหาปริมาณซัลเฟอร์ไดออกไซด์ การประเมินสถานการณ์ในเมือง

4.1 การติดตั้ง ELOU-AVT

การติดตั้งนี้ได้รับการออกแบบเพื่อกรองน้ำมันจากความชื้นและเกลือ และสำหรับการกลั่นน้ำมันเบื้องต้นให้เป็นเศษส่วนที่ใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับกระบวนการแปรรูปต่อไป ในตาราง 4.1. และ 4.2 มีการระบุยอดคงเหลือวัสดุของหน่วย ELOU และ AVT ตามลำดับ

การติดตั้งประกอบด้วยสามช่วงตึก: 1. การแยกเกลือและการคายน้ำ 2. การกลั่นบรรยากาศ 3. การกลั่นน้ำมันเชื้อเพลิงแบบสุญญากาศ

วัตถุดิบของกระบวนการคือน้ำมัน

ผลิตภัณฑ์: แก๊ส, เศษส่วน 28-70 o C, 70-120 o C, 120-180 o C, 180-230 o C, 230-280 o C, 280-350 o C, 350-500 o C และเศษส่วน เดือดที่อุณหภูมิสูงกว่า 500 o C

ตารางที่ 4.1

ความสมดุลของวัสดุของหน่วย ELOU

ตารางที่ 4.2

ความสมดุลของวัสดุในการติดตั้ง AVT

รายการในงบดุล	เนื้อหาที่มีศักยภาพ	การคัดเลือกจากศักยภาพเศษส่วนของความสามัคคี	การคัดเลือกจริง
				พันตัน/ปี
ได้รับ:
เศษส่วน 28-70 °C
เศษส่วน 85-120 °C
เศษส่วน 120-180 °C
เศษส่วน 180-230 °C
เศษส่วน 230-280 °C
เศษส่วน 280-350 °C
เศษส่วน 350-485 °C
เศษส่วน >485 °C

4.2 การปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยา

ที่โรงกลั่นที่นำเสนอ กระบวนการปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยาได้รับการออกแบบเพื่อเพิ่มความต้านทานการน็อคของน้ำมันเบนซิน

ในการปฏิรูปวัตถุดิบ เราใช้สัดส่วนน้ำมันเบนซินที่วิ่งตรงเป็นวงกว้างที่ 70 – 180 ºС จากหน่วย ELOU-AVT เช่นเดียวกับน้ำมันเบนซินที่มีลักษณะวิสเบรกกิ้ง ถ่านโค้ก และก๊าซที่ผ่านการบำบัดด้วยไฮโดรทรีต

โหมดการทำงานของหน่วยการปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับชนิดของตัวเร่งปฏิกิริยา วัตถุประสงค์ของหน่วย และประเภทของวัตถุดิบ ในตาราง 4.3 แสดงตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพของหน่วยการปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยาที่เลือกจาก UOP “แพลตฟอร์ม CCR” พร้อมการสร้างตัวเร่งปฏิกิริยาอย่างต่อเนื่อง

ตารางที่ 4.3

โหมดเทคโนโลยีของหน่วยการปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยา fr 70 – 180 องศาเซลเซียส

การติดตั้งเหล่านี้ประหยัดมากขึ้นโดยการลดแรงกดดันในการทำงานในขณะเดียวกันก็เพิ่มความลึกของการแปลงวัตถุดิบไปพร้อมๆ กัน การปฏิรูปแท่นเคลื่อนย้ายเป็นรูปแบบที่ทันสมัยที่สุดของกระบวนการทางอุตสาหกรรม และให้ผลผลิตน้ำมันเบนซินและค่าออกเทนสูงอย่างสม่ำเสมอ ตลอดจนผลผลิตไฮโดรเจนสูงสุดโดยมีความรุนแรงของกระบวนการต่ำ

ที่หน่วยการปฏิรูป เราจะใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา Axens HR-526 ตัวเร่งปฏิกิริยาคืออะลูมิเนียมออกไซด์ที่ส่งเสริมด้วยคลอรีน โดยมีแพลตตินัม (0.23 wt.%) และรีเนียม (0.3 wt. %) กระจายอย่างเท่าเทียมกันตลอดปริมาตร เส้นผ่านศูนย์กลางของลูกบอลตัวเร่งปฏิกิริยาคือ 1.6 มม. พื้นผิวจำเพาะคือ 250 ม. 2 /ก.

เพื่อให้มั่นใจถึงวงจรการทำงานในระยะยาวของตัวเร่งปฏิกิริยานี้ วัตถุดิบจะต้องถูกกำจัดออกจากสารประกอบกำมะถัน ไนโตรเจน และออกซิเจน ซึ่งรับประกันได้โดยการรวมหน่วยไฮโดรทรีตติ้งไว้ในหน่วยรีฟอร์ม

ผลิตภัณฑ์ของหน่วยปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยาคือ:

ก๊าซไฮโดรคาร์บอน – ประกอบด้วยมีเทนและอีเทนเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งทำหน้าที่เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเตาเผาโรงกลั่นน้ำมัน

หัวปรับเสถียร (ไฮโดรคาร์บอน C 3 – C 4 และ C 3 – C 5) – ใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับก๊าซอิ่มตัวของ HFC

ตัวเร่งปฏิกิริยาซึ่งให้ผลผลิต 84% โดยน้ำหนัก ใช้เป็นส่วนประกอบของเครื่องยนต์เบนซิน ประกอบด้วยน้ำหนัก 55 - 58% อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน และมีค่าออกเทน (IM) = 100 คะแนน

4.3 การบำบัดด้วยไฮโดรทรีต

กระบวนการนี้ได้รับการออกแบบเพื่อให้มีคุณสมบัติด้านประสิทธิภาพในระดับที่ต้องการของสารกลั่นแบบเบาและวัตถุดิบตั้งต้นในการแตกตัวด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งในปัจจุบันถูกกำหนดโดยข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมเป็นหลัก คุณภาพของผลิตภัณฑ์ไฮโดรทรีตติ้งเพิ่มขึ้นอันเป็นผลมาจากการใช้ปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันแบบทำลายล้างของสารประกอบซัลเฟอร์ ไนโตรเจน และออกซิเจน และไฮโดรจิเนชันของไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัว

เราส่งเชื้อเพลิงดีเซลจำนวนหนึ่งซึ่งมีจุดเดือดภายในช่วง 180 – 350 ºС ไปยังหน่วยบำบัดด้วยพลังน้ำ วัตถุดิบตั้งต้นของหน่วยบำบัดน้ำด้วยเชื้อเพลิงดีเซลยังรวมถึงน้ำมันแก๊สโค้กเบาด้วย โดยอ้างอิงจากข้อมูลในตาราง 1.6 ปริมาณกำมะถันในส่วนนี้คิดเป็น 0.23% โดยน้ำหนัก เช่นเดียวกับในส่วน 200 – 350ºС

พารามิเตอร์หลักของระบอบการปกครองทางเทคโนโลยีของหน่วยบำบัดน้ำเสียด้วยเชื้อเพลิงดีเซลแสดงไว้ในตาราง 1 4.4.

ตารางที่ 4.4

ระบอบเทคโนโลยีของหน่วยบำบัดน้ำด้วยเชื้อเพลิงดีเซล

ในทางปฏิบัติทั่วโลก กระบวนการไฮโดรจิเนชันที่ใช้กันอย่างแพร่หลายคืออะลูมิเนียม-โคบอลต์-โมลิบดีนัม (ACM) และอะลูมิเนียม-นิกเกิล-โมลิบดีนัม (ANM) ตัวเร่งปฏิกิริยาไฮโดรทรีต AKM และ ANM มี 2 – 4% โดยน้ำหนัก Co หรือ Ni และ 9 – 15% โดยน้ำหนัก MoO 3 บน γ-อลูมินาที่แอ็คทีฟ ในขั้นตอนของการดำเนินการเริ่มต้นหรือที่จุดเริ่มต้นของวัฏจักรวัตถุดิบพวกมันจะถูกซัลไฟด์ (ซัลเฟอร์ไรเซชัน) ในกระแสของ H 2 S และ H 2 และกิจกรรมการเร่งปฏิกิริยาของพวกมันจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ในโครงการของเราที่โรงงานบำบัดน้ำเสียด้วยเชื้อเพลิงดีเซล เราจะใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาในประเทศของแบรนด์ GS-168sh โดยมีลักษณะดังต่อไปนี้:

ความหนาแน่นรวม ÷ 750 กก./ลบ.ม. 3 ;

ผู้ให้บริการ KW อลูมิโนซิลิเกต;

เส้นผ่านศูนย์กลางของเม็ดเล็ก 3 – 5 มม.

ระยะเวลาการฟื้นฟูระหว่างกัน 22 เดือน;

อายุการใช้งานรวม 36 – 48 เดือน

สินค้าติดตั้งได้แก่

น้ำมันดีเซลที่ผ่านการบำบัดด้วยน้ำ

น้ำมันเบนซินกลั่น - ใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับหน่วยปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยามีค่าออกเทนต่ำ (50 - 55)

ไฮโดรเจนซัลไฟด์ – ถูกส่งไปยังโรงงานผลิตธาตุกำมะถันเป็นวัตถุดิบ

ก๊าซเชื้อเพลิง

แนวปฏิบัติทางการแพทย์แนะนำว่าวัตถุดิบ 100% จากหน่วยบำบัดน้ำด้วยเชื้อเพลิงดีเซลให้ผลผลิตดังต่อไปนี้:

น้ำมันดีเซลที่ผ่านการบำบัดด้วยน้ำ – 97.1% โดยน้ำหนัก;

น้ำมันเบนซินกลั่น – 1.1% โดยน้ำหนัก

ผลผลิตไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็น % โดยน้ำหนัก สำหรับวัตถุดิบจะถูกกำหนดโดยสูตร

x i – ผลผลิตของผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการไฮโดรทรีตเป็นเศษส่วนของหน่วย

32 – มวลอะตอมของกำมะถัน

เศษส่วน 230-350 o C มีกำมะถัน 0.98 % โดยน้ำหนัก วัตถุดิบตั้งต้นของหน่วยบำบัดน้ำด้วยเชื้อเพลิงดีเซลยังรวมถึงน้ำมันแก๊สโค้กแบบเบาด้วย ปริมาณกำมะถันในน้ำมันดีเซลที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมคือ 0.01% โดยน้ำหนัก

ผลผลิตผลิตภัณฑ์:

สูง 2 ส = 0.98-(0.01*0.971+0.01*0.011)*34/32 = 0.97%

4.4 หน่วยแยกก๊าซ (GFU)

การติดตั้งได้รับการออกแบบมาเพื่อผลิตไฮโดรคาร์บอนเบาหรือเศษส่วนของไฮโดรคาร์บอน มีความบริสุทธิ์สูงจากก๊าซโรงกลั่น

โรงแยกก๊าซจะถูกแบ่งตามประเภทของวัตถุดิบที่แปรรูปเป็นก๊าซอิ่มตัวของ HFC และก๊าซไม่อิ่มตัวของ HFC

วัตถุดิบของก๊าซจำกัด HFC คือก๊าซและหัวรักษาเสถียรภาพ AVT ผสมกับหัวรักษาเสถียรภาพสำหรับการปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยาของเศษน้ำมันเบนซินและการไฮโดรแคร็กของน้ำมันแก๊สสุญญากาศ

ในตาราง 4.5 แสดงโหมดเทคโนโลยีของก๊าซจำกัด HFC

ตารางที่ 4.5

โหมดเทคโนโลยีของการกลั่นคอลัมน์ของก๊าซ HFC จำกัด

คอลัมน์การกลั่น	ส่วนประกอบที่ใช้ร่วมกัน	อุณหภูมิด้านล่าง°C	อุณหภูมิสูงสุด°C	ความดัน, MPa
K-1 (ดีเทนไนเซอร์)	ค 2 ชม. 6 / ค 3 ชม. 8 +
K-2 (โพรเพน)	ค 3 ชม. 8 / ΣC 4 ชม. 10 +
K-3 (บิวเทน)	ΣC 4 N 10 / ΣC 5 N 12 +
K-4 (ไอโซบิวเทน)	ไอโซ-ค 4 ชั่วโมง 10 / ไม่มีค 4 ชม. 10
K-5 (เพนเทน)	ΣC 5 ชม. 12 / C 6 ชม. 14 +
K-6 (ไอโซเพนเทน)	ไอโซ-ค 5 ชม. 12 / ไม่มีค 5 ชม. 12

ผลิตภัณฑ์ HFC ของก๊าซจำกัด – เศษส่วนไฮโดรคาร์บอนแคบ:

อีเทน – ใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับการผลิตไฮโดรเจน เช่นเดียวกับเชื้อเพลิงสำหรับเตาเผาทางเทคโนโลยี

โพรเพน – ใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับไพโรไลซิสในครัวเรือน ก๊าซเหลว, สารทำความเย็น;

ไอโซบิวเทน – ใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับโรงงานอัลคิเลชั่นและการผลิตยางสังเคราะห์

บิวเทน – ใช้เป็นก๊าซเหลวในครัวเรือน วัตถุดิบสำหรับการผลิตยางสังเคราะห์ เวลาฤดูหนาวเพิ่มลงในน้ำมันเบนซินเชิงพาณิชย์เพื่อให้แน่ใจว่าแรงดันไออิ่มตัวที่ต้องการ

ไอโซเพนเทน – ใช้เป็นส่วนประกอบของน้ำมันเบนซินออกเทนสูง

เพนเทน – เป็นวัตถุดิบสำหรับกระบวนการเร่งปฏิกิริยาไอโซเมอไรเซชัน

เมื่อแยกก๊าซไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัว จะใช้หน่วย AGFU (หน่วยแยกส่วนการดูดซึมและก๊าซ) คุณสมบัติที่โดดเด่นคือการใช้เทคโนโลยีการดูดซึมไฮโดรคาร์บอน C 3 และสูงกว่าโดยส่วนประกอบไฮโดรคาร์บอนที่หนักกว่า (เศษส่วน C 5 +) เพื่อแยกก๊าซแห้ง (C 1 - C 2) ในคอลัมน์ K-1 การใช้เทคโนโลยีนี้ทำให้สามารถลดอุณหภูมิในคอลัมน์ได้ และลดโอกาสการเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันของไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัว วัตถุดิบของก๊าซไม่อิ่มตัวของ AGFU คือก๊าซจากกระบวนการทุติยภูมิ กล่าวคือ การแตกตัวของตัวเร่งปฏิกิริยา การแตกวิสแตก และถ่านโค้ก

พารามิเตอร์หลักของโหมดเทคโนโลยีของการติดตั้ง AGFU ของก๊าซไม่อิ่มตัวแสดงอยู่ในตาราง 1 4.6.

ตารางที่ 4.6

ระบอบเทคโนโลยีของการกลั่นคอลัมน์ของก๊าซไม่อิ่มตัว AGFU

คอลัมน์การกลั่น	ส่วนประกอบที่ใช้ร่วมกัน	อุณหภูมิด้านล่าง°C	อุณหภูมิการจ่าย°C	อุณหภูมิสูงสุด°C	ความดัน, MPa
K-1 (ตัวดูดซับแบบแยกส่วน)	ค 2 – / ΣC 3 +
K-2 (คอลัมน์รักษาเสถียรภาพ)	ΣC 3 – ΣC 5 / ΣC 6 +
K-3 (โพรเพน)	ΣC 3 / ΣC 4 +
K-4 (บิวเทน)	ΣC 4 / ΣС 5 +

ผลิตภัณฑ์จากการแปรรูปวัตถุดิบไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวเป็นเศษส่วนต่อไปนี้:

โพรเพน-โพรพิลีน – ใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับโรงงานโพลิเมอไรเซชันและอัลคิเลชัน การผลิตผลิตภัณฑ์ปิโตรเคมี

บิวเทน-บิวทิลีน - ใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับหน่วยอัลคิเลชั่นเพื่อผลิตอัลคิเลต (ส่วนประกอบออกเทนสูงของน้ำมันเบนซินเชิงพาณิชย์)

4.5 ตัวเร่งปฏิกิริยาไอโซเมอไรเซชันของเศษส่วนน้ำมันเบนซินเบา

หน่วยไอโซเมอไรเซชันแบบเร่งปฏิกิริยาได้รับการออกแบบเพื่อเพิ่มค่าออกเทนของเศษส่วนน้ำมันเบนซินเบา 28 - 70°С ของหน่วยกลั่นลำดับที่สองของน้ำมันเบนซิน โดยการแปลงพาราฟินที่มีโครงสร้างปกติให้เป็นไอโซเมอร์ที่มีเลขออกเทนสูงกว่า

มีหลายทางเลือกสำหรับกระบวนการเร่งปฏิกิริยาไอโซเมอไรเซชันของพาราฟินไฮโดรคาร์บอน ความแตกต่างเหล่านี้เนื่องมาจากคุณสมบัติของตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ เงื่อนไขของกระบวนการ ตลอดจนรูปแบบทางเทคโนโลยีที่นำมาใช้ ("ต่อรอบ" หรือการรีไซเคิลไฮโดรคาร์บอนปกติที่ยังไม่แปลง)

ไอโซเมอไรเซชันของพาราฟินไฮโดรคาร์บอนจะมาพร้อมกับปฏิกิริยาข้างเคียงของการแตกร้าวและความไม่สมส่วน เพื่อระงับปฏิกิริยาเหล่านี้และรักษาการทำงานของตัวเร่งปฏิกิริยาให้อยู่ในระดับคงที่ กระบวนการนี้จะดำเนินการที่ความดันไฮโดรเจน 2.0 - 4.0 MPa และการไหลเวียนของก๊าซที่มีไฮโดรเจน

โรงกลั่นที่นำเสนอใช้กระบวนการไอโซเมอไรเซชันที่อุณหภูมิต่ำ พารามิเตอร์ของโหมดเทคโนโลยีของไอโซเมอไรเซชันของเศษส่วน 28 - 70ºСแสดงไว้ในตาราง 4.7.

ตารางที่ 4.7

โหมดเทคโนโลยีของการติดตั้งตัวเร่งปฏิกิริยา

ไอโซเมอไรเซชันของเศษส่วนน้ำมันเบนซินเบา

ระหว่างไอโซเมอไรเซชัน ไม่มีอัลเคนใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบสองฟังก์ชันสมัยใหม่ ซึ่งใช้แพลตตินัมและแพลเลเดียมเป็นส่วนประกอบของโลหะ และใช้อะลูมิเนียมออกไซด์ที่มีฟลูออริเนตหรือคลอรีนเป็นตัวพา เช่นเดียวกับอะลูมิโนซิลิเกตหรือซีโอไลต์ที่ใส่เข้าไปในเมทริกซ์อะลูมิเนียมออกไซด์

ขอเสนอให้ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาไอโซเมอไรเซชันอุณหภูมิต่ำโดยใช้เซอร์โคเนียมไดออกไซด์ CI-2 ซัลเฟตที่มีแพลทินัม 0.3-0.4 % โดยน้ำหนักที่สะสมอยู่บนอะลูมิเนียมออกไซด์

ผลิตภัณฑ์หลักของการติดตั้งคือไอโซเมอไรเซท (NOM 82 - 83 คะแนน) ซึ่งใช้เป็นส่วนประกอบออกเทนสูงของน้ำมันเบนซินซึ่งมีหน้าที่รับผิดชอบในลักษณะการเริ่มต้น

เมื่อรวมกับไอโซเมอเรต กระบวนการนี้จะผลิตก๊าซจำกัดความแห้ง ซึ่งใช้ในโรงงานเป็นเชื้อเพลิงและวัตถุดิบสำหรับการผลิตไฮโดรเจน

4.6 การผลิตน้ำมันดิน

การติดตั้งที่โรงกลั่นที่ได้รับการออกแบบนี้ออกแบบมาเพื่อผลิตยางมะตอยสำหรับถนนและการก่อสร้าง

วัตถุดิบสำหรับโรงงานผลิตน้ำมันดินคือสารตกค้างจากการกลั่นน้ำมันเชื้อเพลิงแบบสุญญากาศ (ทาร์)

วิธีการต่อไปนี้ใช้สำหรับการผลิตน้ำมันดิน:

การกลั่นสุญญากาศแบบลึก (วัตถุดิบที่เหลือ);

ออกซิเดชันของผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมด้วยอากาศที่อุณหภูมิสูง (การผลิตน้ำมันดินออกซิไดซ์)

การผสมน้ำมันดินที่เหลือและออกซิไดซ์

ระบอบเทคโนโลยีของการติดตั้งสำหรับการผลิตน้ำมันดินโดยการเกิดออกซิเดชันของน้ำมันดิน (เศษส่วน > 500 ºС) แสดงไว้ในตาราง 1 4.8.

ตารางที่ 4.8

โหมดเทคโนโลยีของโรงงานผลิตน้ำมันดินที่มีคอลัมน์ออกซิเดชัน

น้ำมันดินที่ใช้ในการก่อสร้างถนนเพื่อเตรียมส่วนผสมแอสฟัลต์คอนกรีต

ยางมะตอยที่ใช้ในการก่อสร้างต่างๆ งานก่อสร้างโดยเฉพาะการกันซึมฐานรากอาคาร

4.7 การแตกตัวด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยการเตรียมไฮโดรทรีตติ้งล่วงหน้า

กระบวนการแคร็กด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นหนึ่งในกระบวนการกลั่นน้ำมันขั้นสูงที่มีขนาดใหญ่ที่สุด และเป็นตัวกำหนดตัวชี้วัดทางเทคนิคและเศรษฐกิจของโรงกลั่นน้ำมันเชื้อเพลิงที่ทันสมัยและมีแนวโน้มเป็นส่วนใหญ่

กระบวนการนี้ออกแบบมาเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมเบาในปริมาณเพิ่มเติม ได้แก่ น้ำมันเบนซินค่าออกเทนสูงและเชื้อเพลิงดีเซล โดยการย่อยสลายเศษน้ำมันหนักต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยา

วัตถุดิบสำหรับการติดตั้งที่โรงกลั่นที่คาดการณ์ไว้นั้นใช้น้ำมันแก๊สสุญญากาศของการกลั่นน้ำมันโดยตรง (เศษส่วน 350 - 500ºС) หลังจากการอัพเกรดเบื้องต้นซึ่งใช้สำหรับการเร่งปฏิกิริยาไฮโดรทรีตจากสิ่งสกปรกที่เป็นอันตราย - ซัลเฟอร์, ไนโตรเจนและโลหะ

กระบวนการแคร็กตัวเร่งปฏิกิริยาได้รับการวางแผนให้ดำเนินการที่หน่วยแคร็กในประเทศซึ่งมีเครื่องปฏิกรณ์แบบไรเซอร์ประเภท G-43-107 บนตัวเร่งปฏิกิริยาที่ประกอบด้วยซีโอไลต์ระดับไมโครสเฟียร์

ปัจจัยหลักที่มีอิทธิพลต่อกระบวนการแคร็กตัวเร่งปฏิกิริยา ได้แก่ คุณสมบัติของตัวเร่งปฏิกิริยา คุณภาพของวัตถุดิบ อุณหภูมิ ระยะเวลาการสัมผัสระหว่างวัตถุดิบกับตัวเร่งปฏิกิริยา อัตราการไหลเวียนของตัวเร่งปฏิกิริยา

อุณหภูมิในกระบวนการนี้จะควบคุมความลึกของกระบวนการแคร็กตัวเร่งปฏิกิริยา เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ผลผลิตก๊าซจะเพิ่มขึ้น และปริมาณของผลิตภัณฑ์อื่นๆ ทั้งหมดจะลดลง ในขณะเดียวกันคุณภาพของน้ำมันเบนซินก็เพิ่มขึ้นเล็กน้อยเนื่องจากการอะโรมาติก

ความดันในระบบเครื่องปฏิกรณ์-รีเจนเนอเรเตอร์จะคงที่เกือบคงที่ ความดันที่เพิ่มขึ้นค่อนข้างทำให้ความสามารถในการแตกร้าวแย่ลงและนำไปสู่การก่อตัวของก๊าซและโค้กเพิ่มขึ้น

ในตาราง 4.9 แสดงตัวชี้วัดของระบบการปกครองทางเทคโนโลยีของการติดตั้งตัวเร่งปฏิกิริยาแคร็กด้วยเครื่องปฏิกรณ์ไรเซอร์

ตารางที่ 4.9

โหมดเทคโนโลยีของหน่วยแคร็กตัวเร่งปฏิกิริยา

เงื่อนไขกระบวนการ	กำหนดบรรทัดฐานแล้ว
อุณหภูมิ เซลเซียส
ในเครื่องปฏิกรณ์
ในรีเจนเนอเรเตอร์
ความดัน, MPa
ในเครื่องปฏิกรณ์
ในรีเจนเนอเรเตอร์
อัตราการป้อนมวลของวัตถุดิบ h -1
อัตราการไหลเวียนของตัวเร่งปฏิกิริยา

ตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับกระบวนการแคร็กตัวเร่งปฏิกิริยาสมัยใหม่ที่ดำเนินการที่อุณหภูมิสูงคือระบบหลายองค์ประกอบที่ซับซ้อน ซึ่งประกอบด้วยเมทริกซ์ (พาหะ) ส่วนประกอบออกฤทธิ์ - ซีโอไลต์ และสารเติมแต่งออกฤทธิ์เสริมและไม่ทำงาน วัสดุเมทริกซ์ของตัวเร่งปฏิกิริยาสมัยใหม่ส่วนใหญ่เป็นอะลูมิโนซิลิเกตอสัณฐานสังเคราะห์ที่มีพื้นที่ผิวจำเพาะสูงและโครงสร้างรูพรุนที่เหมาะสมที่สุด โดยทั่วไปแล้ว ในอะลูมิโนซิลิเกตอสัณฐานทางอุตสาหกรรม ปริมาณอะลูมิเนียมออกไซด์จะอยู่ในช่วง 6–30% โดยน้ำหนัก ส่วนประกอบออกฤทธิ์ของตัวเร่งปฏิกิริยาแคร็กคือซีโอไลต์ซึ่งเป็นอะลูมิโนซิลิเกตที่มีโครงสร้างผลึกสามมิติตามสูตรทั่วไปต่อไปนี้

ฉัน 2/n โอ อัล 2 O 3 x SiO2 ที่เอช 2 โอ

ซึ่งช่วยให้เกิดการเปลี่ยนแปลงตัวเร่งปฏิกิริยาทุติยภูมิของไฮโดรคาร์บอนของวัตถุดิบด้วยการก่อตัวของผลิตภัณฑ์เป้าหมายสุดท้าย สารเติมแต่งเสริมช่วยปรับปรุงหรือให้คุณสมบัติทางเคมีกายภาพและทางกลเฉพาะบางอย่างแก่ตัวเร่งปฏิกิริยาการแตกร้าว (CSC) ที่มีอะลูมิโนซิลิเกตที่มีซีโอไลต์ แพลตตินัมที่สะสมอยู่ในความเข้มข้นต่ำมักถูกใช้เป็นโปรโมเตอร์ที่เร่งการงอกใหม่ของตัวเร่งปฏิกิริยาโค้ก (<0,1 %мас.) непосредственно на ЦСК или на окись алюминия с использованием как самостоятельной добавки к ЦСК.

ที่หน่วยแคร็กตัวเร่งปฏิกิริยา เราจะใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาในประเทศของแบรนด์ KMTs-99 โดยมีลักษณะดังต่อไปนี้:

อัตราผลตอบแทนน้ำมันเบนซิน 52 – 52.5 wt.%;

หมายเลขออกเทน (IM) 92;

การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา 0.4 กก./ตันของวัตถุดิบ

ขนาดอนุภาคเฉลี่ย 72 ไมครอน;

ความหนาแน่นรวม ÷ 720 กก./ลบ.ม.

ผลิตภัณฑ์ของหน่วยแคร็กตัวเร่งปฏิกิริยาคือ:

ในโครงการนี้ วัตถุดิบตั้งต้นสำหรับหน่วยแคร็กตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นส่วนหนึ่งของเศษส่วนน้ำมันที่วิ่งตรงที่อุณหภูมิ 350 – 500 °C โดยมีปริมาณกำมะถัน 1.50% โดยน้ำหนัก

ในการคำนวณผลผลิตของไฮโดรเจนซัลไฟด์ในระหว่างกระบวนการไฮโดรทรีตของน้ำมันแก๊สสุญญากาศ เราจะถือว่าปริมาณซัลเฟอร์ในผลิตภัณฑ์และผลผลิตของผลิตภัณฑ์ดังต่อไปนี้:

น้ำมันก๊าซสุญญากาศที่ผ่านการไฮโดรทรีต – 94.8% โดยน้ำหนัก;

น้ำมันเบนซินกลั่น – 1.46% โดยน้ำหนัก

ผลิตภัณฑ์ไฮโดรทรีตติ้งยังรวมถึง: ก๊าซเชื้อเพลิง ไฮโดรเจนซัลไฟด์ และการสูญเสีย

ที่ไหน ส 0 – ปริมาณกำมะถันในวัตถุดิบตั้งต้น, โดยน้ำหนัก %;

ส ฉัน– ปริมาณกำมะถันในผลิตภัณฑ์สุดท้ายของกระบวนการ โดยน้ำหนัก %;

เอ็กซ์ ฉัน– ผลผลิตของผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการไฮโดรทรีตเป็นเศษส่วนของหน่วย

34 – น้ำหนักโมเลกุลของไฮโดรเจนซัลไฟด์

32 – มวลอะตอมของกำมะถัน

สูง 2 ส = (1.50– (0.2*0.948+0.2*0.014)*34/32 = 1.26%

4.8 โค้ก

การติดตั้งดังกล่าวได้รับการออกแบบมาเพื่อผลิตปิโตรเลียมโค้กและผลิตผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมเบาในปริมาณเพิ่มเติมจากกากปิโตรเลียมหนัก

วัตถุดิบของหน่วยถ่านโค้กเป็นส่วนหนึ่งของน้ำมันดิน (สารตกค้างจากการกลั่นน้ำมันเชื้อเพลิงแบบสุญญากาศ) โดยมีความจุถ่านโค้ก 9.50% โดยน้ำหนัก และปริมาณกำมะถัน 0.76% โดยน้ำหนัก

ที่โรงกลั่นที่ออกแบบไว้ กระบวนการถ่านโค้กจะดำเนินการโดยใช้หน่วยถ่านโค้ก (DC) แบบหน่วงเวลา (กึ่งต่อเนื่อง)

ในตาราง 4.10 แสดงโหมดเทคโนโลยีของการติดตั้งการทดสอบอัลตราโซนิก

ตารางที่ 4.10

โหมดเทคโนโลยีของการติดตั้งการทดสอบอัลตราโซนิก

สินค้าติดตั้งได้แก่

โค้กปิโตรเลียม - ใช้ในการผลิตแอโนดสำหรับการถลุงอลูมิเนียมและอิเล็กโทรดกราไฟท์สำหรับการผลิตเหล็กอิเล็กโทรไลต์ที่ใช้ในการผลิตเฟอร์โรอัลลอยด์, แคลเซียมคาร์ไบด์;

หัวก๊าซและการทำให้เสถียร – ประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวเป็นส่วนใหญ่ และใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัว HFC

น้ำมันเบนซิน - ประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวมากถึง 60% ไม่มีความเสถียรทางเคมีเพียงพอ NMM = 60 - 66 คะแนน หลังจากทำปฏิกิริยาไฮโดรทรีตแบบลึกแล้วจะใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับหน่วยปฏิกริยาตัวเร่งปฏิกิริยา

น้ำมันแก๊สเบา - ทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบของเชื้อเพลิงดีเซล

น้ำมันแก๊สหนักเป็นส่วนประกอบของเชื้อเพลิงหม้อไอน้ำ

4.9 การสั่นสะเทือน

การติดตั้งได้รับการออกแบบเพื่อลดความหนืดของคราบน้ำมันหนักเพื่อให้ได้ส่วนประกอบเชื้อเพลิงหม้อไอน้ำที่เสถียร

วัตถุดิบสำหรับการเจาะทะลุด้วยน้ำมันดิน (เศษส่วน > 500 °C) จากบล็อกสุญญากาศของการติดตั้ง ELOU-AVT

ที่โรงกลั่นที่ได้รับการออกแบบ เราใช้หน่วยทำลายความหนืดพร้อมห้องปฏิกิริยาภายนอก ในการทำลายทิศทางนี้ ระดับการแปลงวัตถุดิบที่ต้องการสามารถทำได้ที่อุณหภูมิที่ต่ำกว่า (430 - 450 ° C) ความดันไม่เกิน 3.5 MPa และเวลาพักที่ยาวนาน (10 - 15 นาที)

สินค้าติดตั้งได้แก่

ก๊าซ - ใช้เป็นก๊าซเชื้อเพลิง

น้ำมันเบนซิน - ลักษณะ: ORM = 66 - 72 คะแนน, ปริมาณกำมะถัน - 0.5 - 1.2% โดยน้ำหนัก, มีไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวจำนวนมาก

ใช้เป็นวัตถุดิบในการปฏิรูป

สารตกค้างจากการแตกร้าว - ใช้เป็นส่วนประกอบของเชื้อเพลิงหม้อไอน้ำ มีค่าความร้อนสูงกว่า จุดไหลเท และความหนืดต่ำกว่าน้ำมันเชื้อเพลิงแบบวิ่งตรง

4.10 อัลคิเลชัน

วัตถุประสงค์ของกระบวนการนี้คือเพื่อให้ได้เศษส่วนของน้ำมันเบนซินที่มีความเสถียรสูงและทนต่อการระเบิดโดยใช้ปฏิกิริยาของไอโซบิวเทนกับโอเลฟินส์ต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยา

วัตถุดิบในการติดตั้ง ได้แก่ เศษไอโซบิวเทนและบิวเทต-บิวทิลีนจากหน่วย HFC สำหรับก๊าซไม่อิ่มตัว

ที่โรงกลั่นที่ได้รับการออกแบบ เราใช้หน่วยอัลคิเลชันของกรดซัลฟูริก ในทางอุณหพลศาสตร์ อัลคิเลชันเป็นปฏิกิริยาที่อุณหภูมิต่ำ ขีดจำกัดอุณหภูมิสำหรับอัลคิเลชันของกรดซัลฟิวริกทางอุตสาหกรรมอยู่ที่ตั้งแต่ 0°C ถึง 10°C เนื่องจากที่อุณหภูมิสูงกว่า 10 – 15°C กรดซัลฟิวริกจะเริ่มออกซิไดซ์ไฮโดรคาร์บอนอย่างเข้มข้น

เราเลือกความดันในเครื่องปฏิกรณ์ในลักษณะที่วัตถุดิบตั้งต้นไฮโดรคาร์บอนทั้งหมดหรือส่วนหลักของเครื่องอยู่ในสถานะของเหลว ความดันในเครื่องปฏิกรณ์อุตสาหกรรมเฉลี่ย 0.3 – 1.2 MPa

เราใช้กรดซัลฟูริกเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาอัลคิเลชัน การเลือกใช้สารนี้เกิดจากการเลือกสรรที่ดี ความง่ายในการจัดการตัวเร่งปฏิกิริยาของเหลว ความประหยัด และรอบการทำงานที่ยาวนานของการติดตั้ง เนื่องจากความเป็นไปได้ในการฟื้นฟูหรือการเติมเต็มกิจกรรมตัวเร่งปฏิกิริยาอย่างต่อเนื่อง สำหรับอัลคิเลชันของไอโซบิวเทนกับบิวทิลีน เราใช้ H2SO4 96–98% สินค้าติดตั้งได้แก่

4.11 การผลิตซัลเฟอร์

ไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่ปล่อยออกมาจากก๊าซในกระบวนการของกระบวนการเทอร์โมไฮโดรคาตาไลติกของการกลั่นน้ำมันที่กำหนด จะถูกนำมาใช้ในโรงกลั่นเพื่อผลิตธาตุกำมะถัน วิธีการทางอุตสาหกรรมที่ใช้กันทั่วไปและมีประสิทธิภาพมากที่สุดในการผลิตกำมะถันคือกระบวนการแปลงตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของ Claus ของไฮโดรเจนซัลไฟด์

กระบวนการของซานตาคลอสดำเนินการในสองขั้นตอน:

ขั้นตอนของการเกิดออกซิเดชันทางความร้อนของไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในเครื่องปฏิกรณ์แบบเตาเผา

ขั้นตอนการเปลี่ยนตัวเร่งปฏิกิริยาของไฮโดรเจนซัลไฟด์และซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในเครื่องปฏิกรณ์ R-1 และ R-2

โหมดเทคโนโลยีของการติดตั้งแสดงไว้ในตาราง 1 4.12.

ตารางที่ 4.12

โหมดเทคโนโลยีของโรงงานผลิตกำมะถัน

เงื่อนไขกระบวนการ	กำหนดบรรทัดฐานแล้ว
ความดันส่วนเกิน MPa
อุณหภูมิ,องศาเซลเซียส
ในเตาปฏิกรณ์
ที่ทางออกของหม้อต้มความร้อนเหลือทิ้ง
ที่ทางเข้าเครื่องปฏิกรณ์ R-1
ที่ทางออกจากเครื่องปฏิกรณ์ R-1
ที่ทางเข้าเครื่องปฏิกรณ์ R-2
ที่ทางออกจากเครื่องปฏิกรณ์ R-1

เราใช้อะลูมิเนียมออกไซด์แบบแอคทีฟเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา โดยมีอายุการใช้งานเฉลี่ย 4 ปี

ซัลเฟอร์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเศรษฐกิจของประเทศ - ในการผลิตกรดซัลฟิวริก, สีย้อม, ไม้ขีดไฟ, เป็นตัวแทนการวัลคาไนซ์ในอุตสาหกรรมยาง ฯลฯ

4.12 การผลิตไฮโดรเจน

การนำกระบวนการไฮโดรจิเนชันและไฮโดรคะตาไลติกมาใช้อย่างแพร่หลายในโรงกลั่นน้ำมันที่นำเสนอนั้นจำเป็นต้องใช้ไฮโดรเจนจำนวนมาก นอกเหนือจากที่มาจากตัวปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยา

ความสมดุลของไฮโดรเจนสำหรับโรงกลั่นที่คาดการณ์ไว้พร้อมการประมวลผลขั้นสูงของน้ำมัน Teplovskaya แสดงไว้ในตาราง 1 4.13.

ตารางที่ 4.13

สมดุลไฮโดรเจนสำหรับโรงกลั่นที่มีความล้ำลึก

การแปรรูปน้ำมัน Teplovskaya จากขอบฟ้าที่มีถ่านหิน

ในการผลิตไฮโดรเจน เราใช้วิธีการแปลงตัวเร่งปฏิกิริยาไอน้ำของวัตถุดิบตั้งต้นเป็นก๊าซ ซึ่งเป็นวิธีที่คุ้มค่าที่สุด

ปฏิกิริยาระหว่างมีเธน (หรือความคล้ายคลึงกัน) กับไอน้ำจะเกิดขึ้นตามสมการ

ตารางที่ 4.14

การกระจายตัวของเศษส่วนวิ่งตรงของน้ำมัน Teplovskaya โดย กระบวนการทางเทคโนโลยี,% น้ำหนัก

ชื่อ	การเลือกจริง % น้ำหนัก สำหรับน้ำมัน			ตัวเร่งปฏิกิริยา ไอโซเมอไรเซชัน	ตัวเร่งปฏิกิริยา การปฏิรูปเพื่อให้ได้มา น้ำมันเบนซินออกเทนสูง		การบำบัดด้วยไฮโดรทรีตติ้งของเชื้อเพลิงดีเซล	ตัวเร่งปฏิกิริยาแคร็ก	โค้กล่าช้า	สั่นสะเทือน	การผลิตน้ำมันดิน
เศษส่วนน้ำมัน:
แก๊ส+กรดไหลย้อน
เศษส่วน 28-70 °C
เศษส่วน 70-120 °C
เศษส่วน 120-180 °C
เศษส่วน 180-230 °C
เศษส่วน 230-280 °C
เศษส่วน 280-350 °C
เศษส่วน 350-500 °C
เศษส่วนมากกว่า 500 °C
ผลผลิตสำหรับวัตถุดิบเดินตรงพันตัน ต่อปี

โครงการโรงกลั่น