СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ ЖИДКОЙ СЕРЫ
METHOD OF LIQUID SULPHUR DE-GASSING

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 H<sub>2</sub>S<sub>x</sub>) H<sub>2</sub>S 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;
2
x
- отпадает необходимость непрерывного впрыскивания химического катализатора аммиака для ускорения разложения гидрополисульфидов HS;
- 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.