Установка производства серы по процессу Клауса.

На установке, работающей по процессу Клауса, из сероводорода в результате двухстадийного окисления производится сера. Эту группу аппаратов также рассмотрим укрупненно. Примем, что конверсия сероводорода в серу S составляет 96 % от стехиометрической. Оставшаяся часть серы попадает в виде SO₂ в хвостовые газы. Хвостовые газы — побочные продукты процессов переработки сырья, сбросные газообразные смеси, которые отводятся в атмосферу. В хвостовых газах производства серы содержится большое количество серосодержащих газов, которые требуют утилизации или переработки.

 

Ход работы:

 

2. Расчёт массовых расходов компонентов в потоках I-III представлен в таблице №1:

Массовый расход кг/сут., Риформинг.		Расход компонентов, кг/сут.
Содержание H2, % масс.
Содержание C2H6, % масс.
Содержание C3Н8, % масс.
Содержание и- + н-C4Н10, % масс.
Содержание H2S, % масс.
Массовый расход кг/сут., Гидроочистка
Содержание H2, % масс.
Содержание C2H6, % масс.
Содержание C3Н8, % масс.
Содержание и- + н-C4Н10, % масс.
Содержание H2S, % масс.
Массовый расход кг/сут., Перегонка нефти.
Содержание H2, % масс.
Содержание C2H6, % масс.
Содержание C3Н8, % масс.
Содержание и- + н-C4Н10, % масс.
Содержание H2S, % масс.

 

Таблица №1. Расчёт массовых расходов компонентов в потоках I-III.

 

3. Определили объемный расход ДЭА (м3/сут) в абсорбер очистки углеводородных газов № 2, общий объемный расход регенерированного абсорбента (м3/сут).

Аминная отчистка газа от сероводорода, абсорбер № 2.
Расход сероводорода Н2S в абсорбер 2, кг/сут.
Плотность сероводорода н.у., кг/м3.	1,5206
Объёмный расход сероводорода, м3/сут.	2038,668946
Расход ДЭА на сероводород, м3/сут.	101,9334473
Объёмный расход раствора ДЭА, м3/сут.	407,7337893
Объёмный расход р-ра ДЭА и сероводорода, м3/сут.	2446,402736

Данные по расчёту занесены в таблицу № 2:

 

Таблица №2. Аминная очистка от сероводорода.

 

4. Определили мощность комплекса №5 по водороду (тыс. нм3/сут). В комплексе происходит конверсия углеводородов из колонны деэтанизации №3 по химическим реакциям:

С₂Н₆ + О₂ → 3Н₂ + 2СО;

2С₃Н₈ + 3О₂ → 8Н₂ + 6СО; Принимаем, что одна молекула пропана даёт четыре молекулы водорода.

С₄Н₁₀ + 2О₂ → 5Н₂ + 4СО.

Данные по расчёту мощности комплекса занесены в таблицу №3:

Мощность комплекса №5 по водороду.		Мольный рас., моль/сут.	Массовый расход водорода, кг/сут.
Расход водорода на комплекс 5,тыс. м3/сут.	76,75195
Расход этана на комплекс 5, кг/сут.		697933,3333	3978,22
Расход пропана на комплекс 5, кг/сут.		253409,0909	1925,909091
Расход бутана на комплекс 5, кг/сут.		2862,068966	27,18965517
Выход водорода с этана, моль/сут.
Выход водорода с пропана, моль/сут.	962954,5
Выход водорода с бутана, моль/сут.	13594,83
Общий выход водорода с УВ, моль/сут.
Общий выход водорода с УВ, кг/сут.	5931,319
Общий выход водорода с УВ, тыс.м3/сут.	65,97685
Мощность комплекса 5, тыс.м3/сут.	142,7288

 

Таблица №3. Мощность комплекса по водороду №5.

 

Выхода водорода из комплекса №5 будет не достаточно для удовлетворения потребностей процесса гидроочистки, потребляющего 1000 тыс. нм3/сут.

5. Определили мощность комплекса (колонны деэтанизации №3) по пропан-бутановой фракции (т/сут, тыс. нм³/сут). Данные по расчёту занесли в таблицу №4.

 

Мощность установки №3.
Рысход этана из уст. №3, кг/сут.
Расход пропана из уст. №3 кг/сут.
Расход бутана из уст. №3 кг/сут.
Расход ПБФ, т/сут.	13,746
Рысход этана из уст. №3, м3/сут.	872,5257324
Расход пропана из уст. №3 м3/сут.	5522,535909
Расход бутана из уст. №3 м3/сут.	553,3333333
Расход ПБФ, тыс.м3/сут.	6,948394975
Содержание пропана, % масс.	81,11450604
Содержание бутана, % масс.	10,86861632

 

Таблица №4. Мощность колонны деэтанизации №3 по ПБФ.

 

Установили, какой марке сжиженных углеводородных газов (ПТ, СПБТ, БТ) соответствует получаемая смесь пропана и бутанов (см. Приложение 1). Получаемая смесь соответствует марке ПТ.

 

6. Определили мощность комплекса №6 по сере S (т/сут). В комплексе происходит получение серы из сероводорода процессом Клауса в две стадии:

1 стадия заключает в себе окисление на пламени 70% сероводорода до SO₂ по реакции:

Н₂S + 0,67O₂ → SO₂ + H₂O + Q;

2 стадия заключается в получении серы при взаимодействии оставшегося сероводорода 30% с получаемым сернистым ангидридом:

2Н₂S + SO₂ → 3S + 2H₂O + Q.