Получение элементарной серы по методу Клауса - Направление совершенствования химических производств

Процесс Клауса осуществляется в две стадии:

1) стадия термического окисления сероводорода до диоксида серы

H2S+3/2O2-SO2+H2O+(0,53-0,57) МДж/моль;

    2) стадия каталитического превращения сероводорода и диоксида серы 2H2S+SO2-3/nSn+2H2O+(0,087-0,145)МДж/моль.

По реакции 1 расходуется до 70% масс сероводорода и при этом выделяется значительное количество тепла, которое перед каталитической стадией должно быть утилизировано. Тепло выделяющееся по реакции 2 (1/5 от всего тепла), позволяет вести каталитический процесс при достаточно низких температурах и большой объемной скорости без системы съема тепла. Процесс термического окисления H2S осуществляется в основной топке, смонтированной в одном агрегате с котлом-утилизатором. Объем воздуха, поступающего в зону горения, должен быть строго дозирован, чтобы обеспечить для второй стадии требуемое соотношение SO2 и H2S. Температура продуктов сгорания при этом достигает 1100-1300оС.

Вывод серы из реакционной системы, образовавшийся при реакции 2, благоприятствует увеличению степени конверции H2S до 95%. Поэтому стадию каталитической конвекции принято проводить в две ступени с выводом серы на каждой ступени.

Элементарная сера существует в различных модификациях - S2, S6, S8: при высоких температурах газообразная сера в основном состоит из S2, а при снижение температуры он переходит в S6, затем в S8. Жидкая сера представлена преимущественно модификацией S8.

В высокотемпературной зоне с повышением давления степень превращения H2S в серу снижается. В каталитической зоне повышении давления, наоборот, ведет к увеличению степени конверсии, так как давление способствует конденсации элементарной серы и более полному выводу из зоны реакции. На практике увеличение степени конверсии H2S достигается применением двух и более реакторов-конверторов с удалением серы конденсацией и последующим подогревом газа между ступенями. При переходе от одного реактора к другому по потоку газа температуру процесса снижают.

На современных установках преимущественно применяют активные и термостабильные катализаторы на основе оксида алюминия.

Похожие статьи




Получение элементарной серы по методу Клауса - Направление совершенствования химических производств

Предыдущая | Следующая