Экологическая оптимизация технологии производства серы

• Автор: Зинченко, Татьяна Олеговна
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 214 с. : ил.

1. СОВРЕМЕННЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ УТИЛИЗАЦИИ СЕРНИСТЫХ ГАЗОВ ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.
1.1.Установки Клауса как основные процессы производства серы и источники загрязнения атмосферного воздуха.

1.1.1.Загрязнение атмосферного воздуха на предприятиях

нефтеперерабатывающей и газовой промышленности.

1.1.2. Загрязнение атмосферного воздуха предприятиями по переработке сероводородсодержащих газов

1.2. Экологическая ситуация в городе Оренбурге и Оренбургской области

1.3. Особенности технологии получения элементарной серы на установках Клауса из сероводорода кислых газов.
1.3.1. Химизм, теоретические основы н технология получения серы из сероводорода кислых газов

1.3.2. Технология процесса Клауса.

1.3.3. Существующие технологии доочистки хвостовых газов Клауса.

1.3.4. Основные факторы, влияющие на эффективность работы

установок производства серы.
Выводы по первой главе
2. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ НА АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ ПРОЦЕССОВ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТАРНОЙ СЕРЫ НА ГПЗ ООО ГАЗПРОМ ДОБЫЧА ОРЕНБУРГ. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ ПРОЦЕССОВ
2.1. Оценка современного состояния атмосферного воздуха в районе расположения ГПЗ ООО Газпром добыча Оренбург
2.1.1. Характеристика источников загрязнения атмосферного воздуха.
2.1.2. Уровень загрязнения атмосферного воздуха в районе расположения ГПЗ
2.2. Исследования особенностей промышленного освоения и эксплуатации ГПЗ в условиях развития Оренбургского газохимического комплекса ОГХК
2.2.1. Условия промышленного освоения
сероводородсодержащего Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения ОНГКМ.
2.2.2. Сырьевая база ГПЗ
2.2.3. Сырьевая база процесса Клауса
2.2.4. Технические данные установок по переработке кислых газов
на ГПЗ
2.2.5. Технологические схемы промышленного синтеза серы на ГПЗ.
2.3. Экологическая эффективность модернизации в период освоения установок получения серы
2.4. Прогноз изменения экологической ситуации при увеличении объемов переработки газа КГКМ на ГПЗ
2.5. Исследования по определению минимально допустимой концентрации ВУЗ в кислом газе при увеличении объемов переработки
газа КГКМ до ,6 млрд.м3 в год.
Выводы по второй главе
3. ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ УСТАНОВОК ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕМЕ1ТАРНОЙ СЕРЫ НА ГПЗ.
3.1. Основные факторы эффективности процесса .
3.2. Эффективность работы установок Клауса и Сульфрин по результатам фактических данных и результатов обследований,
проведенных совместно с научноисследовательскими институтами
3.2.1. Исследование технологической эффективности.
3.2.2. Исследования экологической эффективности.
3.2.3. Оценка состояния катализаторов, загруженных в реакторы Клауса и Сульфрин, и пх влияние на эффективность процесса.
3.3. Анализ эффективности работы установок синтеза серы на ГПЗ по
результатам обследования
Выводы по третьей главе
4. УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОЦЕССОВ КЛАУСА И СУЛЬФРИН С ЦЕЛЬЮ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОДНОВРЕМЕННОГО СНИЖЕНИЯ УРОВНЯ ТОКСИЧНОСТИ И ОБЪЕМОВ ВЫДЕЛЯЕМЫХ В АТМОСФЕРУ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ
4.1. Повышение концентрации сероводорода в кислом газе с использованием физического абсорбента
4.2. Модернизация установки Сульфрин
4.2.1. Исследование реакции прямого селективного окисления сероводорода хвостового газа процесса Клауса в элементарную серу
4.2.2. Применение многослойного реактора с промежуточным охлаждением реакционного потока
4.2.3. Технологическая схема модернизированной установки
Сульфрин с измененной последовательностью стадий.
Выводы по четвертой главе
ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Клауса можно достичь эффективности ,9 5, , . Это значение возрастает изза опасности для окружающей среды. Сжигание угля с высоким содержанием серы для производства электричества, очистка сырой серосодержащей нефти и переработка кислого природного газа увеличивают эмиссию окислов серы. Серосодержащие соединения этих процессов не только являются загрязнителями, по и составляют значительную часть общих объемов элементарной серы на мировых рынках, поскольку традиционные природные источники истощаются. Мировая потребность в сере прогнозируется в объемах, превышающих известные запасы по год 2. По этой причине сера диктует высокие цены и стала очень важным побочным продуктом при утилизации сернистых соединений из природного газа, нефти и угля табл. Таблица 1. Современное производство и экспорт серы в 6 т. Япония 3,2 1. Китай 7,3 0,4 1,6 Сауд. Аравия 1. Россия 4,9 3,7 Мексика 1. Крупнейшие производители , ОАО Газпром. Сектора применения сельское хозяйство, производство капролактаме, металлургия, производство пигментов, алкилирование бензинов, производство ПАВ, корм скоту, производство бумаги и др. Потребление элементарной серы млн. США ,7 Россия 4,8 Марокко 2,6. Таблица 1. Источник Объемы производства элементарной серы тю годам, тыс. В перспективе можно ожидать только увеличения мощностей производства газовой серы. Доля элементарной серы, произведенной при десульфироваиии природного газа и нефтезаводского газа, постоянно увеличивается, что говорит о возрастающем значении процесса Клауса . Ii в Германии. Модифицированный процесс Клауса усовершенствовался настолько, что стало возможно извлечение элементарной серы из потоков, содержащих сероводород, с эффективностью до ,0 на непрерывной основе, в зависимости от качества сырьевого потока. Даже эти низкие значения эмиссии модифицированных линий Клауса часто считаются слишком большими, и законодательство во многих территориях требует степени извлечения, превышающей возможности этого процесса табл. В то время как процесс Клауса еще оставался основным способом извлечения серы как побочного продукта, в определенных областях уже требовалась степень извлечения ее и были установлены уровни эмиссии . Эти более строгие стандарты неизбежно повлекли развитие процессов доочистки хвостовых газов с целью увеличения возможностей модифицированного процесса Клауса. Таблица 1. Таким образом, мотивация работы имеет экологическую, экономическую и моральную составляющую. Таблица 1. Показатель Ед. Выброшено вредных веществ, всего тыс. С года объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу увеличивается. Характерными загрязняющими веществами для отрасли являются оксид углерода ,7 суммарных выбросов, диоксид серы
Основной вклад в валовый выброс диоксида серы в атмосферный воздух от источников предприятий газовой промышленности вносит ООО Газпром добыча Астрахань. На долю ООО Газпром добыча Оренбург приходится 6 валового выброса. Общее поступление сернистых соединений в атмосферу как природного, так и антропогенного происхождения оценивается в 0 млн тгод . Основными источниками техногенных выбросов сернистых соединений являются предприятия газо и нефтедобывающей, нефте и газоперерабатывающей, нефтехимической, коксохимической, химической, целлюлознобумажной промышленности, а также предприятия цветной металлургии н энергетики. В году количество ангропогенной серы в окружающей среде сравнялось с количеством серы природного происхождения. Наибольшее количество выбросов в атмосферу приходится на долю диоксида серы , содержание сероводорода составляет 4,3 , а сероуглерода, меркаптанов и сульфидов менее 1. В зависимости от мощности газоперерабатывающих, нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий 2 обнаруживается в радиусе 7 км от них . Содержание сернистых соединений в атмосферном воздухе зависит от ряда факторов удельных выбросов предприятий, концентрации таких предприятий на единицу площади, природноклиматических характеристик территории, специфики рассеивания загрязняющих веществ, метеоусловий и др. На рис. Рис.