Разработка методов улавливания аэрозольной серы и усовершенствование технологии прямого оксиления сероводорода на твердых катализаторах

• Автор: Эльмурзаев, Аюб Абдулаевич
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 157 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛВЛI. УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ СЕОВОДОРОДА В НЕФТЕГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

1.1. Прямое каталитическое окисление сероводорода в стационарном

слое катализатора 8

1.2. Адсорбционнокаталитический метод окислительной очистки

малосернистых газов

1.3. Применение метода прямого окисления для повышения

эффективности установки Клауса

1.4. Особенности протекания реакции окисления сероводорода

кислородом в процессе очистки отходящих газов процесса Клауса

1.5. Каталитические свойства массивных оксидных соединений
в реакции окисления сероводорода кислородом
1.6. Каталитические свойства нанесенных соединений в реакции
окисления сероводорода кислородом
1.7. Перспективные направления переработки газовой серы
с получением новых товарных продуктов
ГЛАВА II. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Физикохимические характеристика сырья и объектов
исследования
2.2. Аналитические методы исследования
2.3. Методы опытных испытаний
2.4. Методы исследования улавливания серного аэрозоля
растворителями
ГЛАВА III. ИССЛЕДОВАНИЕ ЯВЛЕНИЯ УНОСА СЕРЫ ПРИ ОКИСЛЕНИИ
СЕРОВОДОРОДА НА ГЕТЕРОГЕННЫХ КАТАЛИЗАТОРАХ
3.1. Исследование влияния основных параметров на процесс окисления
сероводородсодержащих газов в стационарном слое катализатора
3.2. Окисление сероводорода в кипящем слое катализатора
ГЛАВА IV. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ УЛАВЛИВАНИЯ КАПЕЛЬНОЙ СЕРЫ В ПРОЦЕССАХ ПРЯМОГО ОКИСЛЕНИЯ СЕРОВОДОРОДА В СЕРУ
4.1. Определение эффективности применения органических
растворителей при улавливании аэрозольной серы
4.2. Использование метода регулирования температурного
режима конденсации
4.3. Использование метода введения в очищаемый газ
распыленной жидкой серы
4.4. Способы автоматического регулирования оптимального режима процесса окисления сероводородсодержащих газов в
кипящем слое катализатора и конденсации серы 3
4.5. Схема очистки высококонцентрированных
сероводородсодержащих газов и конденсации серы 1
ГЛАВА V. ОПЫТНОПРОМЫШЛЕННЫЙ ПРОЦЕСС УТИЛИЗАЦИИ ВЫСОКОКОНЦЕНТРИРОВАННОГО СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩЕГО ГАЗА В КИПЯЩЕМ СЛОЕ КАТАЛИЗАТОРА
5.1. Описание технологической схемы 9
5.2. Техникоэкономические показатели процесса 7
5.3. Оценка экономической эффективности использования
предлагаемого технического режима 3
ЛИТЕРАТУРА


Объектами исследования являются у-оксид алюминия - модельный катализатор и нанесенный на у-оксид алюминия магнийхромоксидный катализатор, успешно зарекомендовавший себя в промышленных процессах окислительного катализа. Установлено, что магнийхромовый катализатор обладает высокой активностью и селективностью в диапазоне объемных скоростей до 0 час'1 при температуре ниже 0 °С. Этот процесс представляет интерес для утилизации сероводорода в газах отдувки скважин и может найти применение для небольших газовых месторождений и для утилизации "кислых" газов НПЗ [2,]. Конверсия сероводорода составляет -,5%, а селективность приближается к 0%. В течение 0-0 часов непрерывной работы не наблюдалось снижения активности катализатора и отложения серы на катализаторе. Разработан экологически чистый процесс очистки углеводородных газов от сернистых соединений на высококремнеземных цеолитах, обладающих высокой механической прочностью и кислотостойкостью []. Процесс принят для опытно- промышленной отработки на Оренбургском ГПЗ. Учитывая особенности переработки сернистых газов с высокими концентрациями двуокиси углерода, а также их большие запасы, ВНИИПИгаз разработал адсорбционно-каталитический способ очистки [], согласно которому газы адсорбируются на цеолите с последующим каталитическим окислением десорбированного сероводорода в элементарную серу, что позволяет ликвидировать потери газа и серы и делает весь процесс безотходным. Степень конверсии сероводорода в элементарную серу достигает % (в лабораторных опытах достигнуто -%). Опытная установка прямого окисления сероводорода в серу, с применением цеолита, испытана в реальных условиях эксплуатации на установке комплексной подготовки месторождения Сарыташ. Адсорбционно-каталитические методы окислительной очистки сероводородсодержащих газов. При необходимости высокой степени очистки и при небольших количествах серы выгодно использовать жидкофазные процесса прямого окисления. СевКавНИИгазом и ВНИИПИгаз проведены опытно-промышленные исследования очистки нефтяного и природного газа раствором гидроксида железа (III). Низкое качество, получаемого в процессе регенерации, серы и унос Ре(ОН)з снижают технико-экономические показатели установки очистки. ВНИИгаз разработал несколько технологий, позволяющих проводить обработку серных шламов с получением из них товарных продуктов и возвращения в цикл очистки унесенного железа []. ВНИИУС для жидкофазного окисления сероводорода предлагает применять абсорбент на основе водного комплексоната железа. Технология этого процесса усовершенствована в ТатНИПИ нефти []. Проведенные исследования технологии в лабораторных условиях и на объектах "Татнефть" с газами различного состава показали её эффективность и надежность в эксплуатации. При необходимости можно достичь утилизации сероводорода более . В качестве абсорбента применяют водный (зимой водногликолевый) раствор комплекса железа и этилендиаминтетрауксусной кислоты. Раствор поддерживается слабощелочным за счет добавления карбоната и фосфата щелочного металла. В процессе абсорбции сероводород окисляется до элементной серы трехвалентным железом, который переходит в двухвалентный. Регенерация осуществляется продувкой его воздухом. Испытания технологии проведены на опытно-промышленной блочной установке сероочистки, смонтированной на Бавлинском месторождении []. Окислению подвергались кислые газы после МЭА-установки в количестве м /ч со средней объемной концентрацией сероводорода %. Очистка с применением полифталоцианина кобальта. Для месторождений, в газах которых содержится небольшое количество сероводорода, меркаптанов и двуокиси углерода, разработан и внедрен окислительный процесс комплексной очистки малосернистых газов [] с использованием высокоэффективного катализатора - полифталоцианина кобальта, содержащего аминовые и амидные группы. Промышленная схема получения полифталоцианина кобальта, в качестве катализатора сероочистки топлив и газов, разработана Институтом нефтехимии и катализа АН Республики Башкортостан [].