1.2 Описание технологии, технологической и функциональной схем установок

Химизм процесса доочистки отходящих газов методом “Сульфрен”.

Основной реакцией получения серы в данном процессе является реакция Клауса, протекающая при температуре не более 135оС.

2Н2S + SO2 2Н2O + 3S + 12420 кал/моль.

Эта реакция протекает на катализаторе (активированный глинозем особого качества). При температуре реакции ниже 120 оС полученная сера адсорбируется в жидком виде на поверхности катализатора, что постепенно снижает его активность. Для восстановления активности катализатора необходимо периодически десорбировать серу переводом ее в парообразное состояние путем подогрева катализатора газами регенерации до температуры выше 310 оС.

Концентрация жидкой серы на поверхности катализатора не должна превышать определенного предела во избежание снижения степени очистки отходящих газов. Этот предел определяет продолжительность работы катализатора в стадии адсорбции и в стадии регенерации.

Описание технологической схемы.

Установки У-07,08 идентичны, для краткости приводится описание схемы одной установки.

Доочистка осуществляется в трех, попеременно работающих шарообразных реакторах 07Р-1; 07Р-2; 07Р-3, два из которых всегда находятся в стадии адсорбции, а третий в стадии регенерации, а затем охлаждения.

Каждый реактор имеет по две опорные тарелки, на которые насыпается катализатор процесса Сульфрен в количестве 144 тонны.

Рассмотрим случай, когда реакторы 07Р-1, 07Р-2 находятся в стадии адсорбции, а реактор 07Р-3 в стадии регенерации.

Адсорбция.

Технологические газы с установок У-04,05,06 через отсекатель позиция 07UV-26, с температурой 120о135оС и давлением не более 0,12 ати подаются на вход У-07,08.

Давление подаваемых технологических газов регулируется прибором позиция 07PiC-6, клапан которого позиция 07PV-6, установлен на линии сброса технологических газов в печь дожига 07JN-601, с регистрацией на щите в операторной прибором, позиция PR-6, и выводом значений на ЭВМ.

При повышении давления технологических газов выше 0,12 кгс/см2, срабатывает световая и звуковая сигнализация позиция РАН-6, от контактора прибора, позиция PSH-6, на щите в операторной.

На линии подачи технологических газов в реакторы смонтирован отсекатель позиция UV-24, который управляется со щита в операторной тумблером позиция Т-3.

Положение отсекателя “открыто-закрыто” сигнализируется на щите в операторной световым индикатором.

Пройдя отсекатель позиция UV-24 технологические газы через отсекатели позиция UV-1 и позиция UV-5 поступает в реакторы 07Р-1 и 07Р-2 на очистку от сернистых соединений.

Пройдя через слой катализатора, технологические газы очищаются от сернистых соединений и направляются через отсекатели позиция 07UV-3 и позиция 07UV-7 в коллектор очищенных газов и далее в печь дожига 07JN-601.

Предусмотрен контроль за степенью очистки технологических газов от сернистых соединений поточным анализатором “Иокогава” позиция 07АТ-2, установленным на линии очищенных газов к печи дожига 07JN-601, с регистрацией показаний анализатора на щите в операторной прибором позиция 07AR-2, с выводом значений на ЭВМ.

Температура отходящих газов на входе в реакторы, по слою катализатора и очищенных газов на выходе из реакторов регистрируется в операторной двумя потенциометрами позиция ТiRS-1 (для реакторов Р-1,2) и позиция ТiRS-2 (для реактора Р-3).

При температуре слоя катализатора ниже 117 оС срабатывает звуковая и световая сигнализация на щите в операторной:

в реакторе 07 Р-1 позиция TAL 1-1, 1-2, 1-3, 1-4,

в реакторе 07 Р-2 позиция TAL 1-7, 1-8, 1-9, 1-10,

в реакторе 07 Р-3 позиция TAL 2-1, 2-2, 2-3, 2-4.

При температуре слоя катализатора выше 310 оС также срабатывает звуковая и световая сигнализация на щите в операторной:

в реакторе 07 Р-1 позиция TAH 1-1, 1-2, 1-3, 1-4

в реакторе 07 Р-2 позиция TAH 1-7, 1-8, 1-9, 1-10,

в реакторе 07 Р-3 позиция TAH 2-1, 2-2, 2-3, 2-4.

Температура отходящих газов в печи 07JN-601 регистрируется прибором позиция ТR-30 на щите в операторной и регулируется прибором позиция ТiС-30, который работает в комплекте с регулирующим клапаном позиция ТV-30, установленным на линии топливного газа к основным горелкам печи 07JN-601.

Расход топливного газа к печи дожига JN-601 регистрируется прибором позиция 07FR-26, от датчика позиция FT-26, на щите в операторной, с выводом показаний на ЭВМ.

По окончании стадии адсорбции один из реакторов Р-1 или Р-2 автоматически с помощью микропроцессора переключается на регенерацию, а отрегенерированный реактор Р-3 на стадию адсорбции. Таким образом, на адсорбции находятся поочередно два реактора.

Продолжительность стадии адсорбции для каждого реактора 32 часа 10 минут.

Регенерация.

Регенерация катализатора включает две стадии:

- - нагрев катализатора и десорбция серы с его поверхности;

- - охлаждение катализатора.

Первая стадия производится в замкнутом цикле технологическими газами, циркулирующими по схеме:

07UV-2407В-107UV-2307П-107UV-1207Р-307UV-1007КУ-107В-1

Давление в цикле регенерации поддерживается постоянным регулировкой отсекателя позиция UV-17, расположенного на уравнительной линии, соединяющей всас газодувки 07В-1 (07/08В-1) с коллектором технологических газов.

На случай выхода из строя газодувки 07В-1 предусмотрена резервная газодувка 07/08В-1.

Схемой предусмотрен контроль за давлением газов регенерации перед газодувкой 07В-1 (07/08В-1) прибором позиция 07РТ-5, установленным на линии газов регенерации перед всасом газодувки с регистрацией прибором позиция PR-5 на щите в операторной с выводом значений на ЭВМ.

При снижении давления на всасе газодувки 07В-1 (07/08В-1) ниже минус 0,12 кгс/см2 на щите в операторной срабатывает световая и звуковая сигнализация позиция 07PAL-5, при снижении давления ниже 0,15 кгс/см2 срабатывает блокировка позиция 07PALL-5 и останавливается газодувка 07В-1 (07/08В-1).

Технологические газы с температурой до 1600С, с нагнетания газодувки 07В-1 (07/08В-1) направляются для подогрева в трубный пучок печи П-1.

Схемой предусмотрена подача азота на уплотнения газодувки 07В-1 (07/08В-1).

При снижении давления азота к газодувке 07В-1 (07/08В-1) ниже 0,5 кгс/см2, срабатывает блокировка позиция 07PAL-18, включается звуковая и световая сигнализация на щите в операторной, с переключением линии азота на резервный азотный баллон.

Нагретые в трубном пучке газы регенерации с температурой не более 3100С и расходом не менее 25 000 нм3/час направляются через отсекатель позиция UV-12 в реактор Р-3.

Температура газов регенерации на выходе из трубного пучка печи П-1 контролируется термопарой позиция 07ТЕ-4, установленной на линии газов регенерации после печи 07П-1 и регистрируется в операторной на щите прибором позиция TR-4 с выводом значений на ЭВМ. Регулируется прибором позиция TiC-4, который работает в комплекте с регулирующим клапаном позиция TV-4, установленном на линии подачи воздуха от воздуходувки 07В-2 в топочное пространство печи 07П-1.

В случае выхода из строя воздуходувки 07В-2 предусмотрена резервная воздуходувка 07В-2р.

При повышении температуры газов регенерации после печи 07 П-1 более 3200С срабатывает блокировка позиция ТАН-4 на щите в операторной.

При срабатывании блокировки закрываются отсекатели позиция 07UV-19, 07UV-20, установленные на линии топливного газа в печь 07П-1, и отсекатель позиция 07UV-21, установленным на линии подачи воздуха от воздуходувки 07В-2 (07В-2р) в печь П-1.

На линии газов регенерации от газодувки 07В-1 (07/08В-1) в печь 07П-1 смонтирован отсекатель позиция 07UV-23, который управляется с местного щита управления позиция HiC-23.

Положение отсекателя “открыто” сигнализируется световым индикатором на щите в операторной.

Печь подогрева газов регенерации П-1 выполнена в виде двух цилиндрических камер, расположенных друг под другом и соединенных между собой дымоходом. Нижняя камера является камерой сгорания топливного газа, в верхней камере размещены трубный пучок для подогрева технологического газа в змеевике, где проводится подогрев воздуха, подаваемого в топочное пространство печи.

Температура воздуха на выходе из змеевика контролируется по месту термопарой позиция 07ТЕ-6 и регистрируется на щите в операторной прибором позиция 07TiRC-2.11 с выводом показаний на ЭВМ.

Дымовые газы из печи 07П-1 по дымоходу выводятся в дымовую трубу печи 07JN-601.

Разряжение в топочном пространстве печи 07П-1 контролируется прибором позиция 07РТ-8, установленным на линии дымовых газов от печи 07П-1 в печь 07JN-601, и прибором Pi-8 на щите в операторной.

При разряжении в топочном пространстве печи 07П-1 более минус 40 мм водяного столба срабатывает звуковая и световая сигнализации на щите в операторной позиция 07PAL-8.

Воздух необходимый для сжигания топливного газа, забирается из атмосферы и подается в печь воздуходувкой 07В-2 (07В-2р).

Расход воздуха в печь 07П-1 регистрируется на щите прибором позиция 07FR-5 от прибора позиция 07FТ-5.

Давление воздуха после воздуходувки 07В-2 (07В-2р) контролируется прибором позиция 07Рi-12.

При снижении давления воздуха ниже 0,04 кгс/см2 срабатывает сигнализация 07РАL-12.

Превышение давления топливного газа к пилотным горелкам печи П-1 выше 0,14 кгс/см2 сигнализируется на щите операторной позиция 07РАL-16.

При снижении давления воздуха перед горелкой печи 07П-1 ниже 0,01, срабатывает блокировка позиция PAL-4 со световой и звуковой сигнализацией на щите в операторной. При этом происходит закрытие отсекателей по топливному газу к печи 07П-1 позиция UV-19,20 и отсекателя по воздуху в печь 07П-1 позиция 07UV-21.

Температура дымовых газов на входе в верхнюю камеру печи 07П-1 контролируется термопарой позиция 07ТЕ-5 и регистрируется прибором на щите в операторной позиция 07ТR-5 с выводом значений на ЭВМ. Регулируется прибором позиция 07ТiС-5, работающим в комплекте с регулирующим клапаном позиция 07ТV-5, установленном на линии подачи воздуха от воздуходувки 07В-2 (07В-2р) к горелке печи П-1.

При повышении температуры сгорания в печи 07П-1 выше 800 оС срабатывает сигнализация позиция 07ТАН-5, при повышении температуры выше 850 оС срабатывает блокировка позиция 07ТАНН-5.

При этом происходит закрытие отсекателей по топливному газу к печи 07П-1 позиция 07UV-19,20 и отсекателя по воздуху к печи 07П-1 позиция 07UV-21.

Расход газов регенерации на выходе из трубного пучка печи П-1 регистрируется на щите в операторной прибором позиция FR-2.

При расходе газа менее 25 000 нмз/час срабатывает сигнализация позиция 07FАL-2.

Расход топливного газа к печи 07П-1 регистрируется на щите в операторной прибором позиция FR-6 и регулируется регулятором позиция 07FiC-6, который работает в комплекте с регулирующим клапаном позиция FV-6, установленным на линии топливного газа в печь 07П-1.

Контроль давления топливного газа перед печью 07П-1 осуществляется прибором позиция 07Рi-3 от датчика позиция 07РТ-3.

При повышении давления топливного газа выше 2,5 кгс/см2 срабатывает блокировка позиция 07РАН-3, при понижении давления ниже 0,5 кгс/см2 срабатывает блокировка позиция 07РАL-3, со световой и звуковой сигнализацией на щите в операторной. При этом закрываются отсекатели по топливному газу позиция UV-19,20 и отсекатель по воздуху позиция 07UV-21.

Отсутствие пламени в печи 07П-1 срабатывает блокировка позиция BAL-1 на закрытие отсекателей позиция 07UV-19,20,21.

Нагретые технологические газы, пройдя слой катализатора в реакторе 07Р-3 в направление сверху вниз, с температурой до 310оС поступают в трубное пространство конденсатора 07 КУ-1, где отдают избыточное тепло котловой воде, кипящей в межтрубном пространстве.

Уровень котловой воды в конденсаторе 07 КУ-1 регистрируется в операторной на щите прибором позиция 07LR-2, регулируется прибором позиция 07LiC-2 с помощью регулирующего клапана позиция 07 LV-2, расположенного на линии подачи питательной воды.

При этом максимальный выше 85 % и минимальный ниже 35 % уровень сигнализируется позиция 07LAH-2 и позиция 07LAL-2.

При очень низком уровне ниже 20 % срабатывает блокировка позиция 07LALL-2.

По минимальному уровню срабатывают отсекатели позиция UV-19, 20,21, что приводит к остановке печи 07П-1.

Расход питательной воды, поступающей на установки, регистрируется прибором позиция 07FR-1 от датчика позиция 07FT-1.

Контроль уровня воды в конденсаторе 07КУ-1 по месту производится двумя независимыми уровнемерными колонками.

Полученный за счет испарения котловой воды пар с давлением до 5 кг/см2 выводится в заводскую сеть пара низкого давления.

Сконденсировавшаяся в выходной камере конденсатора 07КУ-1 сера отделяется от технологического газа и через серозатворы 07Е-1,2 самотеком направляется в подземный резервуар 07Е-3. Откуда насосами 07Н-1, Н-1р откачивается в ямы суточного хранения 13ST-802 B,C,D.

Насосы 07Н-1, Н-1р обогреваются водяным паром низкого давления.

При падении давления пара в паровой рубашке насосов ниже 3,5 кгс/см2 включается блокировка со звуковой и световой сигнализацией на щите в операторной позиция PAL-19, насосы 07Н-1, Н-1р останавливаются.

В серной яме 07Е-3 предусмотрен контроль уровня жидкой серы прибором позиция LТ-1, с регистрацией прибором позиция 07LR-1 и выводом значений на ЭВМ.

При повышении уровня выше 85 % срабатывает сигнализация позиция LAH-1, при понижении уровня ниже 20 % срабатывает сигнализация позиция LAL-1 со световой и звуковой сигнализацией на щите.

При понижении уровня ниже 15 % срабатывает блокировка позиция LALL-1 на щите в операторной, на остановку серных насосов 07Н-1 и 07Н-1р.

Технологический газ с верха выходной камеры конденсатора 07 КУ-1 поступает на всас газодувки 07В-1 (07/08В-1), температура газа до 160 оС.

Циркуляция газов регенерации продолжается 8 часов в замкнутом цикле:

07В-107П-107Р-307КУ-107В-1.

Через 8 часов после начала регенерации через отсекатель позиция 07UV-18 начинается подача кислого газа в линию газов регенерации от котла 07КУ-1 к газодувке 07 В-1 (07/08В-1).

Расход кислого газа регистрируется на щите прибором позиция 07FR-3 и регулируется прибором позиция 07FiC-3, клапан которого позиция 07FV-3 установлен на линии подачи кислого газа в линию газов регенерации.

Подача кислого газа при регенерации катализатора необходима для восстановления катализатора, который в присутствии кислорода, содержащегося в отходящих газах, начинает сульфатироваться до Аl2(SO4)3. В кислой среде Н2S и при температуре 300 оС Аl2(SO4)3 восстанавливается до Аl2О3.

Контроль давления кислого газа производится прибором позиция Pi-11, от датчика позиция РТ-11.

При давлении кислого газа более 0,3 кгс/см2 срабатывает сигнализация позиция 07РАН-11 на щите в операторной.

Через 2 часа после начала подачи кислого газа отсекатель позиция 07UV-18 закрывается. К этому времени концентрация сероводорода в газах регенерации достигает 5-10 % объемного, циркуляция газов регенерации в замкнутом цикле, продолжается еще 2 часа, после чего открывается отсекатель позиция 07UV-16, связывающий линию нагнетания газодувки с коллектором отходящих газов начинается продувка системы регенерации от сероводорода.

Эта операция длится 30 минут, после чего отсекатель позиция 07UV-16 закрывается, затем закрывается отсекатель позиция 07UV-17 и открывается отсекатель позиция 07UV-15, связывающий систему регенерации с печью дожига 07JN-601.

Декомпрессия длится 10 минут, после чего открываются отсекатели позиция 07UV-11 и позиция 07UV-14 и закрывается отсекатель позиция 07UV-12, начинается охлаждение регенерированного реактора очищенными газами по следующей схеме:

коллектор очищенных газов -- UV-11 -- 07Р-3 -- 07UV-10 -- 07КУ-1 -- 07В-1 -- 07П-1 -- UV-14 -- коллектор очищенных газов -- 07JN-601.

Продолжительность стадии охлаждения 3 часа 15 минут, в течение которой температура в реакторе снижается с 310 оС до 170 оС.

Реактор готов к включению на адсорбцию. Операция переключения начинается с закрытия отсекателей позиция 07UV-15 и 07UV-14 и открытия отсекателей позиция 07UV-13 и позиция 07UV-17.

Давление в системе регенерации сравнивается с давлением во входном коллекторе отходящих газов, при этом газы регенерации циркулируют через отсекатель позиция 07UV-13, минуя реактор.

Набор давления в системе регенерации длится 10 минут, после чего открывается отсекатель позиция 07UV-9 и реактор 07Р-3 включается на адсорбцию. Реактор 07Р-1 переключается на регенерацию. Общая продолжительность цикла регенерации 16 часов 5 минут.

Очищенные газы после установок У-07,08 сбрасывают в печь дожига 07 JN-601, где непрореагировавший сероводород дожигается до двуокиси серы и далее подается в дымовую трубу.

На печи 07JN-601 предусмотрен поточный анализатор дымовых газов “Дюпон” позиция АТ-3 непосредственно установленный на коллекторе дымовых газов от печи 07JN-601 в дымовую трубу с регистрацией показаний на щите в операторной прибором позиция 07AR-3 с выводом значений на ЭВМ.

Давление топливного газа к печи 07JN-601 контролируется прибором позиция 07РSL-25, установленным на линии подачи топливного газа к печи .

При понижении давления топливного газа ниже 2 кгс/см2 включается световая и звуковая сигнализация на щите в операторной позиция PAL-25.

Давление топливного газа к пилотным горелкам печи 07JN-601 контролируется прибором позиция 07РSL-27, установленным на линии подачи топливного газа к пилотным горелкам печи 07JN-601.

При понижении давления топливного газа к пилотным горелкам печи ниже 0,2 кгс/см2 срабатывает световая и звуковая сигнализация на щите в операторной позиция PAL-27.

Давление топливного газа к основным горелкам печи 07JN-601 контролируется прибором РSL-35, установленным на линии подачи топливного газа к основным горелкам печи 07JN-601.

При понижении давления топливного газа к основным горелкам печи 07JN-601 ниже 2 кг/см2, срабатывает световая и звуковая сигнализация на щите в операторной позиция 07PAL-35.

Давление топливного газа к горелкам печи 07JN-601 контролируется прибором позиция РSL-36, установленным на линии подачи топливного газа к горелкам печи 07JN-601.

При повышении давления топливного газа к горелкам печи 07JN-601 выше 5,5 кгс/см2, срабатывает световая и звуковая сигнализация на щите в операторной позиция PAH-36.

Давление топливного газа перед основными горелками печи 07JN-601 контролируется прибором позиция 07РТ-1 с выводом на ЭВМ.

Температура дымовых газов после печи 07JN-601 контролируется термопарой позиция 07ТЕ-31, установленной на коллекторе дымовых газов (от печи 07JN-601 до дымовой трубы).

При снижении температуры дымовых газов ниже 500 оС срабатывает звуковая и световая сигнализация позиция 07TAL-31 на щите в операторной.

Контроль за разрежением на выходе из печи 07JN-601 осуществляется прибором позиция 07РТ-10, установленным на коллекторе дымовых газов от печи 07JN-601 в дымовую трубу.

Низкое разряжение на выходе из печи JN-601 минус 20 мм водяного столба, сигнализируется на щите в операторной прибором позиция PAL-10.

На установках У-07,08 имеется общий воздухосборник 08Е-4.

При снижении давления воздуха КИП и А ниже 5 кгс/см2, срабатывает сигнализация позиция PAL-20.

При концентрации сероводорода в машзале газодувок более 3 мг/м3 срабатывает блокировка позиция 07,08 QАН-1,2 со световой и звуковой сигнализацией на щите в операторной с включением аварийно-вытяжных вентиляторов В-3А, В-4А, В-5А, В-6А, В-7А и световой сигнализацией в машзале газодувок.

Для подогрева воздуха подаваемого в машзал установок У-07,08 в зимнее время предусмотрены калориферы вентиляционной системы 07П-1, 07П-2.

При понижении температуры теплоносителя после калориферов 07П-1 и 07П-2 ниже 30 оС срабатывает световая и звуковая сигнализация на щите в операторной позиция 07TAL-10 для 07П-1 и позиция 07ТAL-11 для 07П-2.

Функциональная схема, выполненная на базе технологической, представлена на плакате №2.