SK8397A3 - Device and method for desulfurization of incondensible gases from the vacuum distillation of crude oil - Google Patents
Device and method for desulfurization of incondensible gases from the vacuum distillation of crude oil Download PDFInfo
- Publication number
- SK8397A3 SK8397A3 SK83-97A SK8397A SK8397A3 SK 8397 A3 SK8397 A3 SK 8397A3 SK 8397 A SK8397 A SK 8397A SK 8397 A3 SK8397 A3 SK 8397A3
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- column
- gas
- liquid
- section
- stream
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims abstract description 80
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 title claims description 29
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 title claims description 29
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 title abstract description 7
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 title abstract description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 33
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims abstract description 23
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000009736 wetting Methods 0.000 claims abstract description 7
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 17
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 claims 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims 1
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 claims 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 claims 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims 1
- 230000003009 desulfurizing effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 abstract 3
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 abstract 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HIVLDXAAFGCOFU-UHFFFAOYSA-N ammonium hydrosulfide Chemical compound [NH4+].[SH-] HIVLDXAAFGCOFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000010795 gaseous waste Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
- B01D53/18—Absorbing units; Liquid distributors therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D50/00—Combinations of methods or devices for separating particles from gases or vapours
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
- B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
- B01D3/16—Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid
- B01D3/22—Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid with horizontal sieve plates or grids; Construction of sieve plates or grids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
- B01D53/1456—Removing acid components
- B01D53/1468—Removing hydrogen sulfide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/02—Preparation of sulfur; Purification
- C01B17/04—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides
- C01B17/0404—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process
- C01B17/0408—Pretreatment of the hydrogen sulfide containing gases
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Description
Spôsob a zariadenie na odsírenie nekondenzovateľných plynov z vákuovej destilácie ropy
Oblasť techniky
Vynález sa týka zariadenia a spôsobu na odstraňovanie sírovodíka z nekondenzovateľných plynov, odvodených z destilácie ťažkých frakcii ropy, uskutočňovanej za vákua.
Λ
Doterajší stav techniky
Vo väčšine prípadov sa tieto plyny spaľujú priamo v peciach tej istej destilačnej kolóny Tento spôsob spracovania však spôsobuje problémy so znečistením atmosféry vďaka oxidu siričitému, ktorý vzniká počas spaľovania a ktorý odchádza komínom pece. Prítomnosť vlhkosti a sírovodíka v plynoch je naviac často príčinou značného výskytu korózie v danom zariadení.
Stále prísnejšie medzinárodné predpisy ohľadne kontroly plynných odpadov a spracovania rôznych druhov ropy, ktoré sú stále bohatšie na síru, činí nevyhnutným, aby boli tieto plyny ' spracovávané s cieľom odstrániť sírovodík, ktorý môže v určitých prípadoch dosahovať až 50 %
J hmotnostných.
Vytvorenie účinného a vyhovujúceho systému odsírenia je naproti tomu sťažované rôznymi faktormi. Použitiu systémov amínového prania, obvykle používaných pre tento účel v rafinériách, totiž v tomto prípade zvlášť bráni a ekonomicky ich znevýhodňuje skutočnosť, že amíny podliehajú degradácii kyslíkom (ktorý je v odsírovaných plynoch prítomný vždy, často v značnom množstve) s následnou tvorbou a strhávaním peny.
Ďalšia ťažkosť je spôsobovaná skutočnosťou, že plyny, prichádzajúce z vákuového systému, sú k dispozícii pri tlakoch iba mierne nad atmosférickým tlakom, takže odsírovací systém, ak sa nemá uchyľovať k použitiu kompresných systémov, musí mať veľmi nízky tlakový spád, aby bolo možné plyn dodávať pre spaľovanie.
Použitie roztokov amoniaku na odstraňovanie sírovodíka z plynných zmesí je známy proces, založený na týchto reakciách:
ΝΉ3 + H2S = NH4HS
2ΝΗ3 + H2S = (NH4)2S (NH4)2S + H2S = 2NH4HS
Praktickej realizácii účinného a vyhovujúceho procesu ďalej doposiaľ bránia rôzne prevádzkové ťažkosti. V súčasnosti známe zariadenia a postupy na zníženie obsahu sírovodíka do prijateľných medzí vyžadujú použitie amoniaku v značnom prebytku voči stechiometrickému pomeru, ďalej použitie veľmi zriedených roztokov s ohľadom na prchavosť amoniaku pri bežne používaných teplotách a v každom prípade nutnosť použitia značne vysokých pracovných tlakov. Iné postupy sa naviac uchyľujú k vysokým prietokom pracieho roztoku, majúcim za následok vzrast investičných nákladov a spotreby energie. Konečne nie je žiadny z doposiaľ používaných spracovateľských postupov schopný zaručiť tlakový spád, kompatibilný s vyššie uvedenými požiadavkami.
Podstata vynálezu
Vyššie uvedené obmedzenia a problémy doterajšej technológie rieši tento vynález nájdením odsírovacieho zariadenia a postupu pre plyn, obsahujúci sírovodík, s použitím roztokov amoniaku. Podľa vynálezu je možné dosiahnuť značne vyššie výťažky regenerácie ako u tradičných metód.
Vynález ďalej umožňuje realizovať odsírovacie zariadenie a postup, umožňujúci účinné odstránenie sírovodíka aj bez použitia prebytku amoniaku voči stechiometrickému množstvu.
Vynález taktiež umožňuje realizovať odsírovacie zariadenie a postup s použitím roztokov amoniaku, pričom odsírené plyny sú celkom zbavené amoniaku.
Ďalším cieľom vynálezu je realizácia zariadenia a postupu, zvlášť upraveného na dosiahnutie účinného odsírenia plynov roztokom amoniaku za v podstate atmosférického tlaku.
Vynález má taktiež za cieľ umožniť účinné odsírovanie plynov s použitím roztoku amoniaku pomocou postupu a zariadenia, nespôsobujúceho významný tlakový spád v prúde plynu, podrobovanom odsírovaciemu spracovaniu.
Ďalším cieľom vynálezu je minimalizovať množstvo kvapaliny, používanej pri odsírovacom spracovaní tak, aby jednotka, ktorá uskutočňuje postupné oddeľovanie plynu od kvapalnej fázy, nebola preťažená.
Cieľom vynálezu je naviac realizovať zariadenie vybavené vrstvami náplne, ktoré sú schopné poskytovať vysoký prestup hmoty, a ďalej vybavené distribučným zariadením so zlepšenou schopnosťou zmáčať vrstvy náplne v sekciách kolóny oproti tradičným zariadeniam, ktoré má súčasne jednoduchšiu a ekonomickejšiu konštrukciu než už známe analogické zariadenia.
Tieto a ďalšie ciele sú dosahované pri odsírovaní nekondenzovateľných plynov, pochádzajúcich z vákuovej destilácie ťažkých frakcií ropy, pomocou odsírovacej kolóny, majúcej prvú a druhú kontaktnú sekciu pre tieto plyny. Medzi prvú a druhú sekciu sa privádza roztok amoniaku. Do hornej časti kolóny nad druhou sekciou sa privádza voda. Sú upravené vhodné prostriedky pre podporu zmáčania vrstiev náplne v uvedenej prvej a druhej sekcii tejto kolóny.
Podľa ďalšieho znaku zariadenia podľa vynálezu majú tieto prostriedky pre zmáčanie formu distribučných zariadení kvapaliny v uvedených sekciách odsírovacej kolóny, pričom každé distribučné zariadenie je vybavené valcovým telesom s perforovanou základňou.
Zariadenie podľa vynálezu je ďalej charakterizované tým, že toto distribučné zariadenie môže zahrnovať prstenec, ktorý je umiestnený nad uvedeným valcovým telesom a je vhodný na zhromažďovanie a distribúciu kvapalného prúdu do prvej sekcie kolóny.
Obe tieto sekcie odsírovacej kolóny sú výhodne plnené neusporiadaným alebo usporiadaným materiálom, napríklad predávaným pod ochrannou známkou CASCADE MINI-RINGS'\ alebo štruktúrovanou náplňou, napríklad typu predávaného pod ochrannou známkou GEMPAK®.
Spôsob podľa vynálezu zahrnuje
- prvý stupeň, v ktorom sa plyn obsahujúci sírovodík a tvoriaci počiatočnú plynnú zmes uvádza do styku s čerstvým roztokom amoniaku a s vodným roztokom, prichádzajúcim z druhého stupňa, a
- druhý stupeň, v ktorom sa plynný prúd, uvoľnený z prvého stupňa, uvádza do styku s vodou, pričom vodný roztok, vzniknutý stykom plynu s kvapalinou v tomto druhom stupni, sa vedie do prvého stupňa.
Vodný roztok, vznikajúci v druhom stupni, je roztok amoniaku, získaný stykom vody, dodávanej do druhého stupňa, a amoniaku, strhávaného plynom, vystupujúcim z prvého stupňa. Roztok amoniaku, používaný v prvom stupni, obsahuje stechiometrické množstvo amoniaku pre reakciu so sírovodíkom, obsiahnutým v uvedenej počiatočnej plynnej zmesi.
Spôsob podľa vynálezu je ďalej charakterizovaný tým, že uvedená počiatočná plynná zmes obsahuje až 500.000 ppm hmotn. sírovodíka a odsírený plyn obsahuje od menej než I do 10 ppm hmotn. zvyškového sírovodíka. Tento spôsob sa ďalej uskutočňuje za tlaku pod 1500 mbar abs. a tlakový spád plynného prúdu medzi vstupom a výstupom z kolóny nepresahuje 15 mbar.
Oproti tradičným spôsobom odstraňovania sírovodíka z plynných zmesí ponúka spôsob podľa vynálezu výhodu v tom, že umožňuje takmer úplnú absorpciu uvedenej zlúčeniny síry použitím stechiometrického množstva amoniaku. Okrem odstránenia nadbytočných nákladov súvisiacich s tradičným používaním prebytkov reagujúcich látok tak spôsob podľa vynálezu poskytuje odsírené plyny, ktoré sú úplne zbavené amoniaku. Absencia prebytkov kvapaliny, privádzaných do kolóny, umožňuje dosahovať taký celkový objem kvapalného prúdu, odchádzajúceho z odsírovacej jednotky, ktorý môže byť spracovávaný ďalej zaradenými jednotkami zariadenia, bez toho, aby bolo nutné inštalovať nové zariadenie s väčšou kapacitou než má pôvodne inštalované zariadenie.
Z hľadiska súčasného stavu dostupných znalostí prináša vynález prekvapujúci a neočakávaný výsledok v tom, že umožňuje efektívne použitie plnených kolón (typu, ktorý je podrobnejšie opísaný ďalej) ako odsírovacích kolón, pracujúcich za tlaku mierne nad atmosférickým tlakom. Týmto spôsobom taktiež umožňuje získavať za odsírovacou jednotkou plyn, ktorý nebol vystavený podstatnému tlakovému spádu a ktorý môže byť použitý, bez toho, aby bolo nutné ďalšie kompresné zariadenie. Tak je vynález zvlášť prispôsobený na uskutočňovanie odsírovania nekondenzovateľných plynov, pochádzajúcich z jednotiek vákuovej destilácie ropy. Tieto plyny sú po odsírení opäť používané v peciach tej istej kolóny.
Vďaka vyššie uvedenému distribučnému zariadeniu poskytuje vynález výhodu značného zmáčania vrstvy náplne s 300 až 400 zmáčacími bodmi na štvorcový meter, a pritom ponecháva voľnú plochu pre priechod plynov s veľkosťou 20 až 25 % celkového prierezu kolóny. V tradičných vežiach s distribútormi typu stúpačiek nebolo pri dodržaní rovnakej plochy pre priechod plynov možné dosiahnuť viac než 60 až 65 zmáčacích bodov na štvorcový meter.
Výhodou distribútora podľa vynálezu je ďalej veľmi jednoduchá konštrukcia, ktorá ho umožňuje vkladať do kolóny ako jednoduchú patrónu, nevyžadujúcu vnútornú podperu alebo prírubu, ktoré sú obvykle nutné v tradičných zariadeniach.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Vynález je bližšie opísaný na v súčasnosti výhodných, avšak iba ilustratívnych uskutočneniach s odkazom na pripojené výkresy.
Obr. 1 predstavuje prúdovú schému zariadenia podľa vynálezu.
Obr. 2 znázorňuje v pozdĺžnom priereze podrobnosti odsírovacej kolóny zariadenia podľa obr. 1.
Obr. 3 zobrazuje detail distribučného zariadenia použitého v kolóne podľa obr. 2.
Opis výhodných uskutočnení
Na obr. 1 je znázornený odlučovači bubon 1 pre oddeľovanie kvapalnej fázy, ktorá je obvykle strhávaná do plynného prúdu 8, pochádzajúceho z kolóny pre vákuovú destiláciu ropy, z ktorého sa má odstraňovať sírovodík.
Priamo na vrchnú časť odlučovacieho bubna 1 je namontovaná odsírovacia kolóna 2. Na spracovanie rafinérskeho plynu, prichádzajúceho zo zariadenia spracovávajúceho 3,000.000 t/rok ropy, bude mať táto kolóna typicky priemer medzi 200 a 300 mm.
Vnútri kolóny 2 sú dve oddelené sekcie, každá s jednou vrstvou náplne. Spodná alebo prvá sekcia 3 a horná alebo druhá sekcia 4 sú umiestnené nad sebou v kaskáde. Každá sekcia je charakterizovaná časťou obsahujúcou materiál náplne. Výhodnou náplňou je kovová verzia typu uvedeného v patentoch GB 1,385.672 a GB 1,385.673. Tento materiál je predávaný pod ochrannou známkou CASCADE MINI-RINGS®. Alternatívnym, ale taktiež vhodným typom je štruktúrovaná náplň typu predávaného pod ochrannou známkou GEMPAK®.
V prvej sekcii 3 kolóny 2 prebieha prvý stupeň odsírenia, pri ktorom je plynný prúd 14 z odlučovacieho bubna 1 uvádzaný do protiprúdového styku s čerstvým roztokom 9 amoniaku. Roztok 9 obsahuje stechiometrické množstvo amoniaku, ktorý reaguje so sírovodíkom obsiahnutým v počiatočnej plynnej zmesi. V tomto prvom stupni je uskutočňované počiatočné odsírenie spracovávaného plynu.
Plynný prúd 15, uvoľňovaný zo sekcie 3, obsahuje ešte určité množstvo sírovodíka. Prúd 15 taktiež so sebou strháva časť amoniaku, s ktorým prichádza do styku v materiáli náplne v prvej sekcii 3. Takto zložený plynný prúd vstupuje do druhej sekcie 4 kolóny 2, kde vstupuje do protiprúdového styku s prúdom 10 vody, opäť vo vrstve náplne podobne ako v sekcii 3.
Amoniak unášaný plynom 15, ktorý prichádza zo sekcie 3 kolóny, tvorí stykom s prúdom vody v náplni sekcie 4 slabý roztok amoniaku, ktorý prakticky obsahuje stechiometrické množstvo amoniaku, ktoré nezreagovalo v prvej sekcii kolóny 2. Týmto spôsobom je v druhej sekcii 4 absorbovaný sírovodík, ktorý nebol odstránený v prvom stupni, s použitím množstva amoniaku, ktoré stechiometricky zodpovedá obsahu sírovodíka v plynnom prúde 15. odchádzajúcom zo sekcie 3 odsírovacej kolóny. Sírno-amónny roztok, vytvorený v sekcii 4 kolóny vyššie uvedeným stykom prúdu 10 vody a plynného prúdu 15, vytvára kvapalný prúd 17, ktorý potom klesá späť do sekcie 3, pričom sa kombinuje s prúdom vzniknutým z roztoku 9 amoniaku. Celkový sírnoamónny kvapalný prúd 16, vychádzajúci zo spodnej časti kolóny 2, klesá do odlučovacieho bubna 1.
V dôsledku zvláštnej charakteristiky vynálezu teda v skutočnosti v hornej sekcii 4 kolóny dochádza ku konečnému odsíreniu počiatočnej plynnej zmesi elimináciou stôp sírovodíka, neodstránených v prvom stupni 3. Táto absorpcia je naviac uskutočňovaná použitím takého množstva amoniaku (prítomného v plynnom prúde 15). ktoré prichádza priamo z prvého stupňa a ktoré z toho dôvodu zo stechiometrického hľadiska presne zodpovedá koncentrácii sírovodíka v plyne vystupujúcom zo spodnej sekcie 3 odsírovacej kolóny.
Týmto spôsobom sa dosiahne v odsírenom plyne 11, ktorý nakoniec vychádza z hornej časti kolóny 2, obsah sírovodíka v rozmedzí od menej než 1 ppm do maximálne 10 ppm hmotn.
Odsírený plyn vychádzajúci z kolóny 2 naviac neobsahuje žiadne stopy amoniaku, ktorý kompletne zreagoval so sírovodíkom v počiatočnej plynnej zmesi. Pri tradičných metódach odsírovania obsahuje konečný plyn vždy určité množstvo amoniaku, odstraňovanie ktorého je nutné a naviac je zvlášť obťažné vďaka súčasnej prítomnosti významných množstiev zvyškového sírovodíka v spracovávanej plynnej zmesi.
Vďaka použitiu vyššie opísanej plnenej veže a tiež vďaka priamemu spojeniu medzi kolónou 2 a odlučovacím bubnom 1 majú odsírené plyny 11 ešte dostatočný tlak, aby mohli byť vedené do pecí veže pre vákuovú destiláciu. Výhodou vyššie opísanej konštrukcie je zníženie tlakového spádu na minimum (zníženie tlaku je všeobecne nižšie ako 15 mbar), takže nie je nutné použitie pomocných kompresorov pre dodávanie odsíreného plynu do horákov.
Z dna odlučovacieho bubna 1 preto vychádza kvapalná fáza 12. ktorá obsahuje kondenzát, oddeľovaný od plynného prúdu 8, prichádzajúceho z vákuovej kolóny, plus sírno-amónny roztok 16, tvorený monosulfídom a bisulfídom amoniaku, vychádzajúci zo spodku odsirovacej kolóny 2. Vďaka vynálezu predovšetkým množstvo kvapalnej fázy 16, ktorá prichádza z odsirovacej kolóny 2, obvykle nepresahuje 10 % celkového prietoku kvapaliny 12, vychádzajúcej z odlučovacieho bubna. Preto má, ako už bolo uvedené, kvapalný prúd 12, vychádzajúci z odlučovacieho bubna 1 a vedený do stripovacej kolóny 5, objem, ktorý nepresahuje jej projektovanú kapacitu, a to ani v zariadení, ktoré existovalo pred inštaláciou kolóny 2. Plynná frakcia 13, oddelená v stripovacej kolóne 5, sa nakoniec vedie do Clausovej jednotky pre regeneráciu síry.
Ako je lepšie zrejmé na obr. 2, má odsírovacia kolóna 2 vstup 6, resp. 7 pre prívod roztoku 9 amoniaku do sekcie 3, resp. vodného prúdu 10 do sekcie 4. Tieto kvapalné prúdy 9 a 10 potom v sekciách 3 a 4 vstupujú do distribučného zariadenia 18, ktoré je znázornené na obr. 3. Je potrebné zdôrazniť, že distribútor znázornený na obr. 3 je konštruovaný tak, aby ho bolo možné namontovať nad sekciu 3 kolóny. Zodpovedajúci distribútor 18, umiestnený nad sekciou 4 materiálu náplne, sa, ako bude podrobnejšie opísané ďalej, od distribútora u sekcie 3 líši absenciou zberacieho prstenca 19.
Distribučné zariadenie 18 zahrnuje držiak 20, ktorý môže byť výhodne tvorený hornými a dolnými priečnymi nosníkmi 20a, spojenými štyrmi nosnými tyčami 20b. Na týchto štyroch nosných tyčiach je upevnené valcové teleso 21 a nad ním prstenec 19. Valcové teleso 21 má najmä dno 22, vybavené otvormi 23. Prichádzajú do neho zhora kvapalné fázy (v prípade sekcie 4 voda a v sekcii 3 roztok 9 amoniaku plus kvapalný prúd 17) a sú rovnomerne rozdeľované do vrstiev náplne v sekciách 3 a 4.
Keď je distribučné zariadenie 18 inštalované nad sekciou 4 kolóny 2, prichádza prúd 10 vody, dodávaný do sekcie 4, priamo do vyššie opísaného valcového telesa 2L Časť kvapalného prúdu dodávaného do sekcie 3 kolóny je nad valcovým télesom 21 prijímaná vyššie uvedeným zberacím prstencom _l_9, ktorého funkciou je zbierať tú časť prúdu 17 kvapaliny, prichádzajúceho zo sekcie 4, ktorá je v blízkosti steny kolóny, a distribuovať ju dole do telesa 21.
Prstenec 19 má povrch prednostne sklonený smerom ku stredu kolóny, aby bolo podporované zbieranie kvapaliny 17. ktorá uľpieva na stenách kolóny, a bola dodávaná do perforovaného valcového telesa 21 distribútora 18. Pre tento účel má prstenec 19 výhodne väčší priemer (napríklad 260 mm) než teleso 21 (napríklad 230 mm), pričom rozdiel reprezentuje voľný povrch pre priechod plynu, ktorý je ekvivalentný 20 až 25 % celkovej plochy, ktorá je k dispozícii.
Distribútor 18 je upevnený na vymedzovacom rošte 24.
Distribučné zariadenie 18, znázornené na obr. 3, je vhodné zvlášť pre prírubové kolóny s priemerom menším než 900 mm.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Pre ďalšie osvetlenie vynálezu, avšak nie pre jeho obmedzenie na uvedené podrobnosti, sú uvedené príklady.
Príklad 1
Kolóna s priemerom 300 mm mala prvú sekciu s výškou 5 m a druhú sekciu s výškou 3,3 m. Obidve sekcie boli plnené náplňou 25 mm CASACDE MINI-RINGS® a boli oddelené distri9
H2
N2+O2
C1
C2
C3
C4
C5
CO2
H2S bútorom vyššie opísaného typu. Tento distribútor mal zberači prstenec s vonkajším priemerom 300 mm. Valcové teleso malo vonkajší priemer 265 mm. Druhý distribútor v hornej časti kolóny bol identický s predchádzajúcim, ale nemal zberači prstenec. Do kolóny bolo privádzané 300 kg/h plynov s týmto hmotnostným percentuálnym zložením:
6,6
11.3
29.1
20,6
15.4
7.1
1.2
1,9
6,8
Medzi obe sekcie kolóny bolo privádzané 100 kg/h vodného roztoku, obsahujúceho 20 % hmotn. NH3, zatiaľ čo na hlavu kolóny bolo privádzané 800 kg/h vody. Na hlave kolóny bol získavaný plyn s obsahom H2S nižším než 1 ppm.
Na vstupe do kolóny bol nameraný tlak plynu 1300 mbar a na hlave 1290 mbar, z čoho vyplýva tlakový spád 10 mbar.
Príklad 2
Kolóna s priemerom 450 mm mala hornú sekciu s výškou 4 m a spodnú sekciu s výškou
5,50 m. Obe tieto sekcie boli vybavené štruktúrovanou náplňou GEMPAK1'. Medzi nimi bol umiestnený distribútor, rovnaký ako v príklade 1, ktorý však mal valcové teleso s vonkajším priemerom 390 mm a zberači prstenec s vonkajším priemerom 450 mm.
V hornej časti kolóny bol umiestnený druhý distribútor, ktorý bol s prvým identický, ale nebol vybavený zberacim prstencom. Do tejto kolóny bolo privádzané 700 kg/h plynu s týmto hmotnostným zložením:
| h2 | 3,8 |
| n2 | 7,3 |
| 02 | 1,2 |
| C1 | 20,8 |
| C2 | 12,3 |
| C3 | 11,8 |
| C4 | 6,5 |
| C5 | 2,7 |
| C6 | 0,8 |
| CO2 | 1,1 |
| H2S | 31,7 |
Medzi obe sekcie kolóny bolo privádzané 1300 kg/h vodného roztoku, obsahujúceho 19 % hmotn. NH3. Na hlavu kolóny bolo privádzané 2200 kg/h vody.
Plyn, získavaný na hlave odsírovacej kolóny, mal obsah H2S nižší než 10 ppm.
Na vstupe do kolóny bol nameraný tlak 1350 mbar a na hlave 1335 mbar, takže tlakový spád činil 15 mbar.
Vyššie uvedený opis predpokladá rozsiahle modifikácie, zmeny a zámeny a v niektorých prípadoch je možné použiť iba niektoré znaky vynálezu bez zodpovedajúceho použitia znakov ostatných. Zodpovedajúcim spôsobom sú teda pripojené patentové nároky formulované široko a spôsobom konzistentným s rozsahom opisovaného vynálezu. Napríklad odsírovacia kolóna 2 môže mať konštrukciu celkom nezávislú na odlučovačom bubne 1.
Claims (30)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Zariadenie na spracovanie plynu s kolónou pre kontakt plyn/kvapalina, vyznačujúce sa tým, že zahrnuje sekciu materiálu náplne, v podstate vyplňujúceho určitú dĺžku kolóny, pre kontakt kvapaliny s plynným prúdom s cieľom odstrániť aspoň- časť sírovodíka obsiahnutého v plynnom prúde, distribučnú nádrž majúcu perforovanú spodnú dosku, pričom táto nádrž je umiestnená v kolóne nad sekciou materiálu výplne pre zhromažďovanie kvapaliny a jej dodávanie v podstate rovnomernou distribúciou na materiál náplne, zberači prstenec umiestnený nad nádržou pre smerovanie časti kvapaliny do nádrže, pričom zberači prstenec má povrch sklonený smerom ku stredu nádrže, a aspoň jeden priechod na vedenie plynného prúdu v kolóne a za distribučnou nádržou, bez toho, aby prechádzal cez kvapalinu, zhromaždenú v nádrži.
- 2. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že distribučná nádrž dodáva kvapalinu pôsobením gravitačnej sily.
- 3. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že ďalej zahrnuje rám, nesúci uvedenú distribučnú nádrž.
- 4. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že vnútorný obvod zberacieho prstenca je menší než vonkajší obvod distribučnej nádrže.
- 5. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že plocha prierezu distribučnej nádrže je menšia než plocha prierezu uvedenej sekcie, pričom oba tieto prierezy predstavujú rovnobežné roviny, ktoré sú kolmé k vnútornej stene kolóny.
- 6. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že uvedená spodná doska má určité množstvo otvorov približne rovnakej veľkosti a tvaru.
- 7. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že plocha prierezu uvedeného priechodu pre plyn sa rovná aspoň 20 % plochy prierezu kolóny, pričom ak je uvedená nádrž umiestnená vnútri kolóny, oba tieto prierezy predstavujú rovnobežné roviny.
- 8. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že ďalej zahrnuje druhú sekciu materiálu náplne, vyplňujúceho druhú dĺžku kolóny.
- 9. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že uvedená sekcia zahrnuje neusporiadaný materiál náplne.
- 10. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že uvedená sekcia zahrnuje štruktúrovaný materiál náplne.
- 11. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že uvedená sekcia zahrnuje kovový materiál náplne.
- 12. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že v plynnom prúde dochádza pri styku s kvapalinou v uvedenej sekcii k tlakovému spádu nepresahujúcemu 15 mbar.
- 13. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že uvedená kolóna (2) je upevnená na odlučovači bubon.
- 14. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že plynný prúd zahrnuje oxid uhličitý.
- 15. Spôsob odsírovania počiatočného plynného prúdu, zahrnujúceho sírovodík, vyznačujúci sa tým, že sa použije prvý a druhý kontaktný povrch pre kontakt plyn-kvapalina, pričom prvý povrch je oddelený od druhého, medzi prvý a druhý povrch sa privádza prvý roztok amoniaku, privádzaním prvého roztoku amoniaku sa prvý povrch zmáča, uvedený počiatočný plynný prúd sa uvádza do styku s prvým povrchom za vzniku zreagovaného plynného prúdu a roztoku amónnej soli, pričom tento zreagovaný plynný prúd zahrnuje určité množstvo sírovodíka a určitú koncentráciu amoniaku, uvedený druhý povrch sa zmáča privádzaním zásoby vody, dostačujúcej k reakcii s uvedenou koncentráciou amoniaku v zreagovanom plynnom prúde za vzniku dostatočného množstva hydroxidu amónneho na druhom povrchu pre zreagovanie s uvedeným množstvom kyslého plynu v zreagovanom plyne, a uvedený zreagovaný plynný prúd sa uvádza do styku s uvedeným zmáčaným druhým povrchom za vzniku druhého roztoku amoniaku, pričom tento druhý roztok amoniaku reaguje so sírovodíkom a odstraňuje jeho určité množstvo zo zreagovaného plynného prúdu.
- 16. Spôsob podľa nároku 15, vyznačujúci sa tým, že počiatočný plynný prúd sa na prvý povrch privádza pod tlakom nepresahujúcim 1500 mbar.
- 17. Spôsob podľa nároku 15, vyznačujúci sa tým, že pri kontakte počiatočného plynného prúdu s prvým, resp. druhým povrchom dochádza k tlakovému spádu nepresahujúcemu 15 mbar.
- 18. Spôsob podľa nároku 15, vyznačujúci sa tým, že ďalej sa po odstránení uvedeného množstva sírovodíka zo zreagovaného plynu zreagovaný plyn odstráni z uvedeného druhého povrchu.
- 19. Spôsob podľa nároku 15, vyznačujúci sa tým, že ďalej sa použije distribučná nádrž pre zmáčanie aspoň jedného kontaktného povrchu plyn/kvapalina, umiestnená nad povrchom, ktorý má byť zmáčaný.
- 20. Spôsob podľa nároku 19, vyznačujúci sa tým, že uvedená nádrž má perforované dno pre dodávanie kvapaliny na povrch, ktorý má byť zmáčaný, v podstate rovnomernou distribúciou.
- 21. Spôsob podľa nároku 19, vyznačujúci sa tým, že uvedená nádrž je umiestnená nad uvedeným prvým i druhým povrchom.
- 22. Spôsob podľa nároku 15, vyznačujúci sa tým, že ďalej sa uvedený prvý a druhý roztok amoniaku zhromažďujú do distribučnej nádoby umiestnenej nad uvedeným prvým povrchom a tento zhromaždený prvý a druhý roztok amoniaku sa dodáva na uvedený prvý povrch v podstate rovnomernou distribúciou.
- 23. Spôsob podľa nároku 15, vyznačujúci sa tým, že aspoň jeden z kontaktných povrchov plyn-kvapalina zahrnuje neusporiadaný materiál náplne.
- 24. Spôsob podľa nároku 15, vyznačujúci sa tým, že aspoň jeden z kontaktných povrchov plyn-kvapalina zahrnuje štruktúrovaný materiál náplne.
- 25. Spôsob podľa nároku 15, vyznačujúci sa tým, že uvedený prvý a druhý povrch sú v kolóne orientované zvisle a sú priepustné pre kvapalinu.
- 26. Spôsob podľa nároku 25, vyznačujúci sa tým, že sa ďalej z prvého povrchu odstraňuje prúd kvapaliny po kontakte uvedeného kvapalného prúdu s počiatočným plynným prúdom, pričom tento kvapalný prúd je uvádzaný na prvý povrch z miesta nad týmto prvým povrchom.
- 27. Spôsob podľa nároku 26, vyznačujúci sa tým, že sa ďalej tento kvapalný prúd zbiera do odlučovacieho bubna.
- 28. Spôsob podľa nároku 15, vyznačujúci sa tým, že prvý roztok amoniaku zahrnuje aspoň 19 % amoniaku.
- 29. Spôsob podľa nároku 15, vyznačujúci sa tým, že počiatočný plynný prúd zahrnuje kyslík.
- 30. Spôsob podľa nároku 15, vyznačujúci sa tým, že počiatočný plynný prúd sa uvádza do styku so zmáčaným prvým povrchom a so zmáčaným druhým povrchom za vzniku odsíreného plynu obsahujúceho menej než 10 ppm hmotn. sírovodíka.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT94MI001549A IT1276323B1 (it) | 1994-07-22 | 1994-07-22 | Procedimento ed impianto di desolforazione di gas contenenti h2s |
| PCT/US1995/009290 WO1996003198A1 (en) | 1994-07-22 | 1995-07-20 | Desulfurization of incondensible gases from the vacuum distillation of crude oil |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK8397A3 true SK8397A3 (en) | 1997-07-09 |
Family
ID=11369335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK83-97A SK8397A3 (en) | 1994-07-22 | 1995-07-20 | Device and method for desulfurization of incondensible gases from the vacuum distillation of crude oil |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0772485A4 (sk) |
| JP (1) | JPH10506364A (sk) |
| KR (1) | KR970704499A (sk) |
| CN (1) | CN1159767A (sk) |
| AU (1) | AU3198895A (sk) |
| CA (1) | CA2195631A1 (sk) |
| CZ (1) | CZ19497A3 (sk) |
| HU (1) | HUT76148A (sk) |
| IT (1) | IT1276323B1 (sk) |
| PL (1) | PL318272A1 (sk) |
| SK (1) | SK8397A3 (sk) |
| WO (1) | WO1996003198A1 (sk) |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2878099A (en) * | 1955-07-22 | 1959-03-17 | Ruhrstahl Ag Fa | Method of deacidifying gases |
| US4263021A (en) * | 1972-12-05 | 1981-04-21 | The Babcock & Wilcox Company | Gas-liquid contact system |
| US4297329A (en) * | 1977-12-22 | 1981-10-27 | Union Carbide Corporation | Vapor-liquid contacting system |
| DE2901935C2 (de) * | 1979-01-19 | 1986-01-09 | Linde Ag, 6200 Wiesbaden | Wärme- und Stoffaustauschkolonne |
| CH642566A5 (de) * | 1979-10-25 | 1984-04-30 | Sulzer Ag | Trogartige vorrichtung zum sammeln und verteilen der fluessigkeit in einer gegenstromkolonne. |
| DE3022180A1 (de) * | 1980-06-13 | 1981-12-24 | Dr. C. Otto & Comp. Gmbh, 4630 Bochum | Verfahren zum auswaschen von h (pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts) s aus kokereigas |
| DE3208961A1 (de) * | 1982-03-12 | 1983-09-22 | Carl Still Gmbh & Co Kg, 4350 Recklinghausen | Verfahren zur entschwefelung von koksofengas |
| US5389351A (en) * | 1992-11-04 | 1995-02-14 | Hasebe; Nobuyasu | Method for desulfurizing a gas |
-
1994
- 1994-07-22 IT IT94MI001549A patent/IT1276323B1/it active IP Right Grant
-
1995
- 1995-07-20 KR KR1019970700411A patent/KR970704499A/ko not_active Withdrawn
- 1995-07-20 JP JP8505898A patent/JPH10506364A/ja active Pending
- 1995-07-20 PL PL95318272A patent/PL318272A1/xx unknown
- 1995-07-20 HU HU9700187A patent/HUT76148A/hu unknown
- 1995-07-20 AU AU31988/95A patent/AU3198895A/en not_active Abandoned
- 1995-07-20 CZ CZ97194A patent/CZ19497A3/cs unknown
- 1995-07-20 CN CN95194824A patent/CN1159767A/zh active Pending
- 1995-07-20 EP EP95928114A patent/EP0772485A4/en not_active Withdrawn
- 1995-07-20 WO PCT/US1995/009290 patent/WO1996003198A1/en not_active Ceased
- 1995-07-20 CA CA002195631A patent/CA2195631A1/en not_active Abandoned
- 1995-07-20 SK SK83-97A patent/SK8397A3/sk unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1996003198A1 (en) | 1996-02-08 |
| CZ19497A3 (en) | 1997-07-16 |
| JPH10506364A (ja) | 1998-06-23 |
| IT1276323B1 (it) | 1997-10-28 |
| HUT76148A (en) | 1997-07-28 |
| EP0772485A4 (en) | 1997-08-06 |
| EP0772485A1 (en) | 1997-05-14 |
| AU3198895A (en) | 1996-02-22 |
| ITMI941549A0 (it) | 1994-07-22 |
| CA2195631A1 (en) | 1996-02-08 |
| PL318272A1 (en) | 1997-05-26 |
| ITMI941549A1 (it) | 1996-01-22 |
| KR970704499A (ko) | 1997-09-06 |
| CN1159767A (zh) | 1997-09-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3966875A (en) | Process for the desulfurization of gases | |
| US5364604A (en) | Solute gas-absorbing procedure | |
| DE60111697T2 (de) | Behandlung von Schwefelwasserstoff enthaltenden Gasströmen | |
| US4138230A (en) | Dual pressure absorption process | |
| US4400363A (en) | Method for the removal of sulfur oxides and nitrogen oxides from exhaust gases | |
| HU221175B1 (en) | Method for removing of sulfur-dioxide from exhause gases | |
| WO2010065812A2 (en) | Flue gas scrubbing apparatus and process | |
| WO2020215115A1 (de) | Behälter und verfahren zum beladen eines adsorptions- und/oder absorptionsmittels mit ammoniak | |
| JP2004535297A (ja) | ガス流から酸性ガスを除去する方法 | |
| CA1205276A (en) | Process for the removal of co.sub.2 and, if present h.sub.2s from a gas mixture | |
| JPS5845101A (ja) | 二酸化炭素含有量の高い装入ガスの全硫黄含有量を低下させる方法 | |
| US4504449A (en) | Process of regenerating absorbent solutions for sulfur-containing gases | |
| US6627110B1 (en) | Hydrogen sulfide removal process | |
| EP0322924A1 (en) | Selective H2S removal from fluid mixtures using high purity triethanolamine | |
| EP0140191A2 (en) | Tail gas treating process | |
| PL162815B1 (en) | Method of removing sulfur dioxide from flowing gas | |
| CN101239271B (zh) | 酸性污水储罐排放气的净化处理方法 | |
| CN101239272A (zh) | 污水储罐排放气的处理方法 | |
| SK8397A3 (en) | Device and method for desulfurization of incondensible gases from the vacuum distillation of crude oil | |
| US4519991A (en) | Enrichment in hydrogen sulphide of gases containing it | |
| JP3486696B2 (ja) | 亜硫酸ガスを含むガスを被処理ガスとする脱硫方法 | |
| CN105217579B (zh) | 硫磺回收装置降低烟气so2排放浓度的方法 | |
| NZ279780A (en) | Removal of h2s from gas streams by contact with conc. sulphuric acid | |
| EP0318086B1 (de) | Verfahren zum Regenerieren eines mit Schwefelsäure und Wasser beladenen kohlenstoffhaltigen Adsorbens | |
| CN221876969U (zh) | 一种焦炉煤气的处理系统 |