Mokrý proces s kyselinou sírovou - Wet sulfuric acid process

The mokrý proces s kyselinou sírovou (Proces WSA) je jedním z klíčových plynů odsíření procesy na dnešním trhu. Protože dánská katalyzátorová společnost Haldor Topsoe představil a patentoval tuto technologii na konci 80. let 20. století a byla uznána jako účinný proces získávání síry z různých procesních plynů ve formě komerční kvality kyselina sírová (H₂TAK₄) se současnou výrobou vysokotlaké páry. Proces WSA se používá ve všech průmyslových odvětvích, kde je problémem odstranění síry.

Proces mokré katalýzy je zvláště vhodný pro zpracování jednoho nebo více proudů obsahujících síru, jako jsou:^[1]

H₂S plyn např. zpracování aminového plynu jednotka
Odpad z odlučovače kyselé vody (plyn SWS)
Odpadní plyn z Rectisol
Vyčerpaná kyselina z Alkylační jednotka
Clausův proces koncový plyn
Odpadní plyn z těžkého zbytku nebo petrochemického komunálního kotle
Spaliny z kotle z různých procesů Odsíření spalin SNOX
Metalurgický procesní plyn
Výroba kyseliny sírové

Proces

Hlavní reakce v procesu WSA

Spalování: H₂S + 1½ O₂ ⇌ H₂O + SO₂ + 518 kJ / mol
Oxidace: SO₂ + ½O₂ ⇌ SO₃ + 99 kJ / mol (v přítomnosti a oxid vanaditý (V) katalyzátor )
Hydratace: SO₃ + H₂⇌ H₂TAK₄ (g) + 101 kJ / mol
Kondenzace: H₂TAK₄ (g) ⇌ H₂TAK₄ (l) + 90 kJ / mol

Energie uvolněná výše uvedenými reakcemi se používá k výrobě páry. Přibližně 2–3 t vysokotlaké páry na tunu vyrobené kyseliny.

Průmyslové aplikace

Odvětví, kde jsou instalovány zpracovatelské závody WSA:

Rafinérský a petrochemický průmysl
Hutnický průmysl
Uhelný průmysl (koksování a zplyňování)
Energetický průmysl
Viskózový průmysl
Průmysl kyseliny sírové

WSA pro zplynovače

Kyselý plyn pocházející z a Rectisol -, Selexol -, zpracování aminového plynu nebo podobné zařízení nainstalované poté, co zplynovač obsahuje H₂S, COS a uhlovodíky kromě CO₂. Tyto plyny byly dříve často rozšířeny a odváděny do atmosféry, ale nyní kyselý plyn vyžaduje čištění, aby neovlivňovalo prostředí pomocí SO₂ Emise. Proces WSA může nejen splnit požadavky SO₂ odstranění, proces také přijímá širokou škálu složení přiváděného plynu.

Závod WSA zajišťuje vysoké využití síry a rekuperované teplo způsobuje podstatnou produkci páry. Míra zpětného získávání tepla je vysoká a nízká spotřeba chladicí vody, což má za následek vynikající nákladovou výkonnost tohoto procesu.^{[Citace je zapotřebí ]}

Příklady procesu WSA pro zplyňování

Příklad 1:

Průtok napájeného plynu: 14 000 Nm³/ h
Složení [obj.%]: 5,8% H₂S, 1,2% COS, 9,7% HC a 77,4% CO₂
Koncentrace SOx [obj.%]: 1,58%
H₂TAK₄ produkce: 106 MTPD
Produkce páry: 53 t / h
Spotřeba chladicí vody: 8 m³/ t kyseliny (delta T = 10 ° C)
Spotřeba paliva: 1 000 Nm³/ h (LHV = 2 821 kcal / Nm³)

Příklad 2: Závod na výrobu síry v Číně bude postaven v souvislosti se závodem na čpavek, který bude vyrábět amoniak 500 kt / rok na výrobu hnojiv^[2]

Regenerace a produkce použité kyseliny sírové

Proces WSA lze také použít k výrobě kyseliny sírové spalováním síry nebo k regeneraci použité kyseliny např. alkylační rostliny. Procesy mokré katalýzy se liší od ostatních kontaktních procesů s kyselinou sírovou v tom, že napájecí plyn obsahuje přebytečnou vlhkost, když přichází do styku s katalyzátorem. The oxid sírový vznikající katalytickou oxidací oxid siřičitý reaguje okamžitě s vlhkostí za vzniku kyseliny sírové v plynné fázi v rozsahu určeném teplotou. Kapalná kyselina se následně tvoří kondenzací par kyseliny sírové a nikoli absorpcí oxidu sírového v koncentrované kyselině sírové, jak je tomu v případě kontaktních procesů na bázi suchých plynů.

Koncentrace produktové kyseliny závisí na H₂O / SO₃ poměr v katalyticky přeměněných plynech a na kondenzační teplotě.^[3]^[4]

Spaliny jsou ochlazovány na vstupní teplotu měniče asi 420–440 ° C. Zpracování těchto mokrých plynů v konvenčním zařízení pro kontakt se studeným plynem (DCDA) by vyžadovalo chlazení a sušení plynu, aby se odstranila veškerá vlhkost. Proto je proces WSA v mnoha případech nákladově efektivnějším způsobem výroby kyseliny sírové.

Asi 80% až 85% světové produkce síry se používá na výrobu kyseliny sírové. 50% světové produkce kyseliny sírové se používá při výrobě hnojiv, hlavně k jejich přeměně fosfáty do vodorozpustných forem podle příručky pro hnojiva, vydané společně Organizací průmyslového rozvoje OSN (UNIDO) a Mezinárodní centrum pro vývoj hnojiv.^[5]

Reference

^ Gary, J.H. & Handwerk, G.E. (1984). Technologie a ekonomika rafinace ropy (2. vyd.). Marcel Dekker, Inc. ISBN 0-8247-7150-8.
^ [1]; Světová paliva
^ Regenerace síry; (2007). Principy procesu v získávání síry procesem WSA.). Dánsko: Jens Kristen Laursen, Haldor Topsoe TAK JAKO. Přetištěno z Hydrocarbonengineering srpna 2007
^ U.H.F Sander; H. Fischer; U. Rothe; R. Kola (1984). Síra, oxid sírový a kyselina sírová (1. vyd.). British Sulphur Corporation Limited. ISBN 0-902777-64-5.
^ [2]; (Červenec 2008). ZAMĚŘENÍ IFDC NA HNOJIVA A BEZPEČNOST POTRAVIN, číslo 4; Globální nedostatek kyseliny sírové přispívá ke zvyšování nákladů na hnojivo Archivováno 6. ledna 2009, v Wayback Machine

[Gary-1] Gary, J.H. & Handwerk, G.E. (1984). Technologie a ekonomika rafinace ropy (2. vyd.). Marcel Dekker, Inc. ISBN 0-8247-7150-8.

[2] [1]; Světová paliva

[3] Regenerace síry; (2007). Principy procesu v získávání síry procesem WSA.). Dánsko: Jens Kristen Laursen, Haldor Topsoe TAK JAKO. Přetištěno z Hydrocarbonengineering srpna 2007

[Industrial_Chemistry_and_Technology-4] U.H.F Sander; H. Fischer; U. Rothe; R. Kola (1984). Síra, oxid sírový a kyselina sírová (1. vyd.). British Sulphur Corporation Limited. ISBN 0-902777-64-5.

[5] [2]; (Červenec 2008). ZAMĚŘENÍ IFDC NA HNOJIVA A BEZPEČNOST POTRAVIN, číslo 4; Globální nedostatek kyseliny sírové přispívá ke zvyšování nákladů na hnojivo Archivováno 6. ledna 2009, v Wayback Machine

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]