УСТАНОВКА ОЧИСТКИ ГАЗА ОТ СЕРОВОДОРОДА
INSTALLATION OF GAS CLEANING FROM SULFUR HYDROGEN

Изобретение относится к устройствам для очистки газа от сероводорода и может найти применение в различных отраслях промышленности.
Известен 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 теплоносителя, и холодильник-конденсатор серы, последовательно расположенные на линии подачи сырьевого газа.
Недостатками известной установки является высокое содержание паров серы в отходящем газе, что при его сбросе в атмосферу может привести к образованию пожаровзрывоопасных аэрозолей, а также большой объем загрузки катализатора из-за отсутствия системы отвода жидкой серы из реакторов каталитических секций.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ очистки газа от сероводорода абсорбентом на основе хелатных комплексов железа [RU 2568213, опубл. 10.11.2015 г., МПК B01D 53/14], осуществляемый на установке хелатной очистки, оснащенной линиями подачи сероводородсодержащего газа, вывода очищенного газа и жидкой серы, включающей абсорбер, редуцирующее устройство, гидроциклонный дегазатор, сепаратор суспензии серы и сепаратор жидкой серы с нагревателем, а также регенератор абсорбента с системой подачи воздуха.
Недостатками данной установки являются высокая металлоемкость и высокие энергозатраты при очистке газа, содержащего большое количество сероводорода, из-за большой кратности циркуляции хелатного абсорбента, что не позволяет использовать установку для очистки газа, содержащего более 1-2 тонн сероводорода в сутки. Кроме того, получаемая при этом сера имеет низкую чистоту из-за примесей компонентов хелатного абсорбента.
Задача изобретения - снижение металлоемкости, энергозатрат и повышение чистоты серы.
Техническим результатом является снижение металлоемкости и энергозатрат за счет размещения узла прямого окисления сероводорода на линии подачи сероводородсодержащего газа, а также повышение чистоты серы за счет соединения линий вывода товарной серы и жидкой серы из установки хелатной очистки.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой установке, включающей установку хелатной очистки с линиями подачи сероводородсодержащего газа и воздуха, вывода очищенного газа, отработанного воздуха и жидкой серы, особенностью является то, что на линии подачи сероводородсодержащего газа перед установкой хелатной очистки размещены термосифонное устройство с паровым нагревателем сырьевого газа, оснащенное линиями ввода/вывода балансового теплоносителя, и узел прямого окисления сероводорода, состоящий из по меньшей мере одного каталитического реактора с линией подачи воздуха, расположенной перед ним, соединенного линиями подачи теплоносителя с термосифонным устройством и оснащенного линией вывода товарной серы, которая соединена с линией вывода жидкой серы.
Количество каталитических секций определяется концентрацией сероводорода и количеством отводимого тепла реакции. В качестве установки хелатной очистки может быть использована любая установка очистки сероводородсодержащего газа абсорбентом на основе хелатных комплексов железа, включающая устройство для плавления серы, известная из уровня техники. В качестве теплоносителя может быть использована вода или кипящий высокотемпературный органический теплоноситель.
Оснащение установки термосифонным устройством с паровым нагревателем сырьевого газа позволяет нагреть сероводородсодержащий газ до температуры реакции теплом, выделяющимся при окислении сероводорода, за счет чего снизить энергозатраты.
Оснащение установки узлом прямого окисления сероводорода позволяет превратить в товарную серу высокой чистоты основное количество сероводорода, более чем на порядок уменьшить нагрузку установки хелатной очистки, снизить циркуляцию хелатного абсорбента и количество серы, загрязненной примесями компонентов хелатного абсорбента, за счет чего снизить металлоемкость и энергозатраты.
Примыкание линии вывода жидкой серы из установки хелатной очистки к линии вывода товарной серы позволяет снизить концентрацию загрязняющих примесей и повысить чистоту получаемой серы.
Предлагаемая установка включает установку хелатной очистки 1, термосифонное устройство 2 с паровым нагревателем газа и узел прямого окисления сероводорода, состоящий из по меньшей мере одного каталитического реактора 3. При работе установки сероводородсодержащий газ, подаваемый по линии 4, нагревают парами теплоносителя в устройстве 2, смешивают с воздухом, подаваемым по линии 5, и направляют в каталитический реактор 3, в котором основную часть сероводорода окисляют с получением жидкой товарной серы, выводимой по линии 6, а газ с парами серы направляют на установку 1, где сероводород доокисляют в присутствии хелатных комплексов железа воздухом, подаваемым по линии 7, газы окисления выводят по линии 8, очищенный газ - по линии 9, а жидкую серу по линии 10 подают в линию 6. Тепло реакции из реактора 3 отводят в термосифонное устройство 2 путем циркуляции кипящего теплоносителя по линиям 11, а избыток тепла с установки выводят путем циркуляции балансового теплоносителя по линиям 12.
Таким образом, предлагаемая установка позволяет снизить металлоемкость и энергозатраты, повысить чистоту серы и может быть использована в промышленности.