Получение инертных газов в процессах переработки сероводорода по методу Клауса и прямого окисления

• Автор: Юсупов, Сайдамин Садулаевич
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 166 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ И

ПРИМЕНЕНИЯ ИНЕРТНЫХ ГАЗОВ

1.1 Методы получения инертного газа на нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах.

1.2 Получение и применение азота на объектах нефтегазового комплекса

1.3 Технологические системы получения инертных газов

путем сжигания топлив.

1.4 Методы получения и использования инертных газов для интенсификации добычи нефти и газа

1.5 Закономерности окисления сероводорода в отходящих

газах на твердых катализаторах

1.5.1 Окисление на активированном угле
1.5.2 Окисление на цеолитах, бокситах и окиси
алюминия
1.5.3 Каталитические свойства массивных катализаторов
в процессах окисления сероводорода кислородом
1.5.4 Каталитические свойства нанесенных катализаторов
в реакции окисления сероводорода кислородом
1.5.5 Процессы очистки отходящих газов с установки получения серы по методу Клауса.
Глава 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Физикохимические свойства катализаторов
2.2 Методы аналитического контроля исследуемых
процессов
2.2.1 Методика анализа продуктов каталитического превращения сернистых соединений в отходящих газах
2.2.2 Методика количественного определения серы в газовом потоке
2.3 Методика приготовления катализаторов
2.4 Лабораторная установка и методика исследования каталитических превращений сернистых соединений в отходящих газах .
2.5 Опытная установка для исследования процесса окисления высококонцентрированного сероводорода.
Глава 3 ИССЛЕДОВАНИЕ КАТАЛИТИЧЕСКОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ СЕРОВОДОРОДА В ОТХОДЯЩИХ ГАЗАХ С ЦЕЛЬЮ ПОЛУЧЕНИЯ ИНЕРТНЫХ ГАЗОВ.
3.1 Выбор источника и технологии выделения инертных газов из отходящих газов производства серы
3.2 Исследование и подбор каталитических систем для очистки инертных газов.
3.3 Исследование влияния различных факторов реакции на каталитические свойства Беоксидного катализатора .
3.3.1 Влияние температуры реакции и времени контакта
на каталитические свойства.
3.3.2 Влияние отношения кислорода к сероводороду на каталитические свойства
3.4 Испытание катализатора на опытной установке
Глава 4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ПОЛУЧЕНИЯ ИНЕРТНОГО ГАЗА ДЛЯ НЕФТИ И ГАЗОПЕРЕРАБАТЫВАЩИХ ЗАВОДОВ
4.1 Разработка и выбор оптимальной схемы установки получения инертного газа из отходящих газов установки Клауса
4.2 Разработка технологии получения инертных газов в процессах прямого окисления сероводорода
4.2.1 Разработка технологии получения инертных газов в процессах прямого окисления сероводорода в составе углеводородных газов
Глава 5 ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКИЙ I 1АЛИЗ ПРОМЫШЛЕННОЙ СХЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА ИНЕРТНЫХ ГАЗОВ
5.1 Техникоэкономические показатели аналогов установки получения инертного газа
5.2 Сравнительный анализ предлагаемой технологии с существующими промышленными аналогами .
ВЫВОДЫ
Список использованных источников


Теоретической базой применения инертных сред является тот факт, что существующее в них минимальное взрывоопасное содержание горючей смеси, воздуха и флегматизатора меньше распространения пламени в смеси. В нефтегазопсреработке и в нефтехимии азот используется для поддержания инертной среды над нефтепродуктами и легко окисляемыми веществами в резервуарах, для продувки аппаратов с целью освобождения от паров углеводорода или кислорода воздуха, испы тания технологических систем и трубопроводов под давлением, транспортировки веществ, регенерации катализаторов. Азот используется для тушения пожара при возгорании нефти, нефтепродуктов или газового конденсата в замкнутых объемах или помещениях без причинения, какого либо ущерба оборудованию . Наличие доступного источника инертного газа на объектах добычи нефти и газа не менее важно. Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности требуют от пользователя недр обеспечения безопасного ведения работ по обустройству и разработке нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений . Условиями ведения отдельных видов работ при строительстве, ремонте и реконструкции скважин, а также при добыче, предусмотрено использование инертных газов. Это требование распространяется, например, на следующие виды работ. Для безопасного пуска установки комплексной подготовки газа производят продувку ее инертным газом до содержания кислорода менее 1. Инертный газ используется также для продувки змеевика печи с форсунками при остановке или аварии. Пневматическое испытание трубопроводов, ранее транспортировавших взрывоопасные углеводородные среды, проводится с применением инертного газа. Последний подается и при освоении скважин при отсутствии притока из пласта. В нефтяных, газовых и газоконденсатных скважинах, при определенном давлении на устье и газовом факторе, приустьевая часть колонны вместе с колонной головкой после испытания под давлением воды дополнительно опрессовывается инертным газом. Правила безопасности в нефтегазовой промышленности регламентируют и использование инертного газа при проведении комплекса работ при бурении, капитальном ремонте и освоении скважин. При применении инертных газов для разбуривания песчаных пробок при капитальном ремонте скважин, время разбуривания значительно сокращается, дебит скважин возрастает . Следует отметить еще одно важное направление использования инертных газов, которое стимулирует развитие методов их получения. Это направление связано с повышением компонентотдачи нефтегазовых пластов за счет закачки газообразных агентов и в первую очередь как наиболее эффективные из них азота и двуокиси углерода . В первое время азот получали одним из двух способов сжиганием углеводородного топлива в токе атмосферного воздуха при минимальном его избытке и ожижением воздуха с после дуто цим низкотемпературным разделением полученного жидкого воздуха в ректификационной колонне на азот и кислород . Установки первого типа строились на заводах в г. Сжигание топлива связано с дополнительными затратами на осушку и очистку дымовых газов от окислов углерода и азота, от частиц сажи и других примесей. Несмотря, на этот недостаток, а также изза его многостадийносги, процесс в свое время сыграл решающую роль в обеспечении заводов азотом . Процессы низкотемпературного разделения отличаются энергоемкостью, представляют определенную опасность изза возможности накопления в жидком кислороде взрывоопасных примесей, содержащихся в воздухе промышленных предприятий ацетилена, углеводородов, кислородсодержащих органических соединений, компрессорного масла . Очистка воздуха от указанных нежелательных примесей связано с дополнительными затратами и не всегда позволяет достичь желаемого результата. Кроме того, криогенные установки производят азот в жидком виде, что вызывает необходимость последующей газификации. По этой причине в дальнейшем получает развитие альтернативный метод адсорбционного разделения воздуха для получения газообразного азота . Метод основан на различии динамики адсорбции азота и кислорода на специально активированном угле, процесс осуществляется в режиме короткоцикловой адсорбции без применения нагрева.