СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ ЖИДКОЙ СЕРЫ
METHOD OF DEGASSING LIQUID SULPHUR

Изобретение относится к области нефтяной и газоперерабатывающей промышленности и предназначено для очистки жидкой серы от сероводорода и его полисульфидов.
Известен способ дегазации жидкой серы непосредственно из емкости сбора установки Клаус, откачивая ее насосом в специальную емкость дегазации, в которой установлены насосы для перемешивания и разбрызгивания ее через форсунки. В качестве катализатора используют аммиак, который подают на всас насоса. Данная технология используется на Астраханском газоперерабатывающем заводе [1].
Основными существенными недостатками известного способа являются:
- использование аммиака как катализатора для дегазации, который увеличивает количество выбросов в окружающую среду;
- соли аммиака, являясь абразивными частицами, выводят из строя погружные насосы и распылители для дегазации серы;
- трудность дальнейшего использования серы, т.к. присутствие в ней солей аммиака нарушают технологические процессы дальнейшей переработки серы.
Известен также способ дегазации жидкой серы от сероводорода и его полисульфидов в присутствии жидкостного катализатора, например пергидро (1.3.5 - диоксазин - 5 ил.) алканы [2].
Данное техническое решение является ближайшим аналогом к заявленному изобретению и выбран авторами в качестве прототипа.
Основными существенными недостатками известного аналога 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;
- создание дополнительной емкости для хранения катализатора;
- высокая стоимость катализатора.
Главной задачей, решаемой заявляемым техническим решением, является значительное снижение времени дегазации серы (до моментального).
Поставленная задача решается в изобретении за счет проведения дегазации серы в колонне с насадочным слоем, в котором в качестве катализатора используют носитель с нанесенным на него дисульфофталоцианином кобальта при температуре серы, равной 160°С. Кроме того, в насадочной колонне предлагается использование насыпного катализатора.
Ни из патентно-технической литературы, ни из опыта практической работы в области дегазации серы не было известно о существовании способа, идентичного предлагаемому. Предлагаемый в качестве изобретения способ имеет новую указанную выше совокупность существенных признаков, что соответствует критерию «Новизна» для квалификации представленного решения изобретением.
Совокупность заявляемых существенных признаков связана с решаемой задачей причинно-следственной связью, где каждый из существенных признаков необходим, а вместе взятые достаточны для решения данной задачи, при этом существенные признаки являются причиной для возникновения следствия при решении поставленной задачи.
Предлагаемое техническое решение соответствует другому критерию изобретения - изобретательский уровень (неочевидность).
Заявляемая совокупность существенных признаков позволяет реализовать предлагаемое решение неоднократно и полностью решать поставленную авторами задачу. Таким образом, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «промышленная применимость».
Предлагаемая сущность технического решения апробирована авторами в опытно-промышленных условиях Астраханского газоперерабатывающего завода на блоке дегазации жидкой серы.
Результаты этой апробации с использованием принципиальной схемы блока дегазации показаны ниже в примере.
Пример
Выводимую из технологических аппаратов жидкую серу собирали в яму дегазации серы 5, состоящую из двух секций, одна из которых (I) служит для сбора недегазированной серы, а вторая (II) для отдегазированной серы. Из первой секции (I) погружным насосом 1 серу подавали в насадочную колонну 2, сера проходила через насадочный слой 3, который является носителем катализатора дисульфофталоцианина кобальта. Далее серу при температуре 160°С направляли в секцию (II), где с ее поверхности паровым эжектором 6 удаляли выделяющийся в процессе дегазации на насыпном слое катализатора сероводород. Выделившийся сероводород направляли в печь дожига отходящих газов. Сера, находящаяся во второй секции блока дегазации, является отдегазированной, ее погружным насосом 4 откачивают на отгрузку потребителям.
Ниже в таблице показана стабильность работы катализатора по времени его использования.
Таблица
Дисульфофталоцианин кобальта на носителе
Время работы носителя
Содержание общего (включая H<sub>2</sub>S<sub>x</sub>) H<sub>2</sub>S в жидкой сере, ppm
Без катализатора
363,75
1 час
54,6
2 часа
46,9
3 часа
44,1
4 часа
68,6
Заявляемый способ дегазации серы имеет ряд преимуществ по сравнению с прототипом:
2
x
- отпадает необходимость непрерывного впрыскивания химического катализатора аммиака для ускорения разложения гидрополисульфидов HS;
- снижение образивного износа перекачивающих насосов и трубопроводов в связи с хорошей смазывающей способностью серы без присутствия в ней аммонийных солей, т.к. не применяется аммиак;
- сокращается количество погружных серных насосов, что обеспечивает экономию электроэнергии и снижение капитальных затрат;
- сокращается количество серных ям (оставляется лишь одна двухсекционная);
- имеется возможность непрерывной откачки готовой серы без ее дополнительной многочасовой циркуляции;
- расход используемого катализатора весьма незначительный, т.к. он подвергается регенерации и используется повторно.
Источники информации
1. Грунвальд В.Р. Технология газовой серы. - М.: Химия, 1992. - 272 с.
2. Патент РФ №2206497, МПК C01B 17/02, 2000 г.