Характеристика катализаторов процесса Клауса
французской фирмы "Рон-Пуленк"
Показатель | Марка катализатора | |||||
СR4- 6 | CRS- -21 | CRS- -32 | CRS- -31 | DR | AM-4- -6* | |
Размер частиц, мм | 4-6 | 4-6 | 4-6 | 4** | 5-10 | 4-6 |
Содержание Al2O3, % | >95 | >90 | >90 | >95 | >90 | |
Содержание ТiO2, % | >85 | |||||
Содержание Na2O, % | >0.1 | - | - | - | <0.5 | <0.5 |
Потери при прокалке, % | <4 | <3 | <3 | <4 | <4 | - |
Насыпная масса, г/см3 | 0,67 | 0,72 | 0,72 | 0,9 | 0,75 | 0,75 |
Удельная поверхность, м2/г | ||||||
Прочность на раздавливание, средняя величина, кг | ||||||
Номер реактора для загрузки | 1,2,3 | 2,3 | 1,2 | 1,2,3 | 2,3 | |
Степень гидролиза СОS и СS2, % | Средняя | - | 96-100 | - | ||
Устойчивость к сульфатации | Средняя | Сред- няя | Высо- кая | Высо- кая | Сред-няя | Высо- кая |
*Применяется для поглощения кислорода,используется в качестве верхнего слоя (1/3 объема).
**Цилиндры, остальные – шарики.
Таблица 7.2
Ориентировочные границы применимости той или иной
модификации процесса Клауса
Объемная доля Н2S в кислом газе, % | Модификация процесса Клауса |
50-100 (см. рис. 7.1,а) | Прямоточная |
20-50 (см. рис. 7.1,б) | Разветвленный поток (1/3-2/3) |
10-20 | Разветвленный поток с предварительным подогревом газа, воздуха или применение воздуха, обогащенного кислородом |
<10 (см. рис. 7.1, в) | Рециркуляция серы в виде диоксида серы |
<5 | Окисление Н2S кислородом на катализаторе |
Разнообразие модификаций процесса Клауса обусловлено необходимостью поддержания в реакционной печи температуры выше минимальной температуры 930 0С, так как ниже этой температуры пламя нестабильно, в продуктах реакции появляется кислород, что указывает на низкую скорость протекания реакции. Для газов, содержащих 50 % об. сероводорода и более, необходимая температура в реакционной печи достигается по прямоточной схеме в отличие от газов с низкой концентрацией сероводорода, для которых применяется разветвленная схема. Это связано с тем, что значительная часть теплоты расходуется в первую очередь на нагрев разбавителей - двуоксид углерода и азот. По разветвленной схеме через термическую ступень пропускают 1/3 сероводорода, а 2/3 направляют непосредственно на каталитическую ступень. Таким образом поддерживают соотношение Н2S:SО2 равным 2:1, что требуется по реакциям Клауса.
Рис. 7.1. Технологические схемы процесса Клауса в зависимости
от содержания сероводорода в кислом газе:
а – прямоточная схема; б – схема с разветвленным потоком 1/3-2/3; в – схема с рециркуляцией серы; I – кислый газ; II – воздух; III – сера; 1 – печь-реактор; 2 – теплообменник; 3,5 – конденсатор серы; 4 – конвертор; 6 – подогреватель газа; 7 – печь для сжигания серы в двуоксид серы |
Принципиальная технологическая схема промышленной установки Клауса с разветвленным потоком сероводорода и двумя конверторами приведена на рис. 7.2. Теплота, выделяющаяся при реакции в печи 3, используется для генерации водяного пара высокого давления III, а при конденсации паров серы – для генерации водяного пара низкого давления IX.
В табл. 7.3 приведены основные параметры технологического режима работы установки Клауса. Следует отметить, что температура серы, выходящей из конденсаторов 12, 13, 15, составляет 130-150 0С, хотя сера и конденсируется при 188 0С. Это связано с тем, что в интервале температур от 188 до 160 0С образуются молекулы серы с длинной цепью и высокой вязкостью, поэтому спуск серы из конденсаторов оказывается невозможным. При температуре 150 0С и ниже жидкая сера, температура плавления которой в зависимости от формы составляет 106,8-119,3 0С, обладает значительно меньшей вязкостью.
7.5. Краткие сведения о доочистке отходящего газа
установок Клауса
Экологические требования диктуют необходимость доочистки отходящих газов Клауса. По схеме, приведенной на рис. 7.2, остаточные газы процесса Клауса, поступающие в печь дожига 9, обычно содержат (в зависимости от эффективности работы и качества исходного газа) 1-2 % сероводорода, до 1% диоксида серы, до 0,4 % серооксида углерода, до 0,3 % сероуглерода, 1-8 г/м3 капельной и паровой серы, по 1,0 -1,5 % водорода и оксида углерода, до 15 % углекислоты, около 30% водяных паров и азот. Температура газов около 150 0С, давление – не более 0,02-0,03 МПа [14].
Все процессы доочистки в зависимости от заложенного в них принципа можно разделить на две основные группы:
1. Процессы, основанные на реакции Клауса, являющиеся дополнением к основным установкам и обеспечивающие общую степень извлечения серы до 99,0-99,7 %.
2. Процессы, основанные на превращении всех сернистых компонентов в один (SО2 или Н2S) и обеспечивающие общую степень извлечения серы до 99,9 % и выше.
Дата добавления: 2020-08-31; просмотров: 659;