Модернизация очистки выбросов в атмосферу пыли гранулированной серы от ОАО «ТАИФ-НК»
|
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 . Литературный обзор.
1.1 Биологическая роль и формы существования серы в окружающей среде.
1.2 Влияние кислотных осадков на окружающую среду.
1.3 Пути поступления серы в окружающую среду в условиях техногенеза.
1.5 Патентные исследования.
2. Характеристика предприятия как источника загрязнения
окружающей среды.
2.1 Общая характеристика предприятия
2.2 Воздействие на атмосферу.
2.3 Воздействие на гидросферу
2.4 Воздействие на литосферу
3. Охрана окружающей среды на предприятии
3.1 Экологическая политика предприятия
3.2 План природоохранных мероприятий
3.3 План мероприятий, предлагаемых к внедрению.
4. Технологическая часть
4.1 Общая характеристика производства
4.2 Разработка мероприятий по снижению негативного воздействия
предприятий на окружающую среду.
4.3 Устройство и принцип работы внедряемого аппарата
Заключение
Список литературы.
Введение
1 . Литературный обзор.
1.1 Биологическая роль и формы существования серы в окружающей среде.
1.2 Влияние кислотных осадков на окружающую среду.
1.3 Пути поступления серы в окружающую среду в условиях техногенеза.
1.5 Патентные исследования.
2. Характеристика предприятия как источника загрязнения
окружающей среды.
2.1 Общая характеристика предприятия
2.2 Воздействие на атмосферу.
2.3 Воздействие на гидросферу
2.4 Воздействие на литосферу
3. Охрана окружающей среды на предприятии
3.1 Экологическая политика предприятия
3.2 План природоохранных мероприятий
3.3 План мероприятий, предлагаемых к внедрению.
4. Технологическая часть
4.1 Общая характеристика производства
4.2 Разработка мероприятий по снижению негативного воздействия
предприятий на окружающую среду.
4.3 Устройство и принцип работы внедряемого аппарата
Заключение
Список литературы.
До 60-х годов прошлого века основными источниками серы для нужд промышленности была добыча самородной серы, и сера, получаемая при выплавке металлов из сульфидных руд. С середины прошлого века начали интенсивно вовлекаться в переработку нефть и газ с повышенным содержанием серы. Побочным продуктом очистки углеводородного сырья являлся кислый газ, который направлялся на получение серы. В настоящее время более 90% серы производится этим способом.
Первые установки получения серы позволяли утилизировать 80 - 90% сероводорода. Оставшийся сероводород сжигался в печах дожига и в виде диоксида серы выбрасывался в атмосферу.
С той поры экологические требования к выбросам возросли многократно. Нужды промышленности заставляют перерабатывать разнообразное углеводородное сырье, в том числе и с повышенным содержанием серы. Как следствие, расход кислого газа и содержание сероводорода в нем меняются в очень широких пределах. Ответом на это стала разработка целой гаммы процессов получения газовой серы и доочистки отходящих газов.
Основные параметры, определяющие структурную схему установки получения серы следующие: содержание сероводорода и расход кислого газа, наличие и характер примесей в нем, требуемая степень конверсии сероводорода в серу. В настоящее время накопленный опыт позволяет спроектировать установку получения серы, которая удовлетворяет самым жестким экологическим требованиям для практически любого кислого газа.
На протяжении последних лет в Российской Федерации сохраняется тенденция ежегодного увеличения выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников, в том числе и выбросов сернистых соединений. Основными источниками выбросов в атмосферу сернистых соединений являются предприятия, перерабатывающие сероводородсодержащие газы на установках получения элементарной серы - установках Клауса.
Ужесточение нормативов выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух предъявляет повышенные требования к эффективности работы всех нефте- и газоперерабатывающих процессов, предназначенных для выделения и переработки сернистых соединений и, в первую очередь, к установкам получения элементарной серы методом Клауса.
Утилизация сернистых газов по методу Клауса не достигает 100%-ного эффекта, поэтому значительное количество серы выбрасывается в атмосферу в виде диоксида серы.
Актуальность работы Высокая токсичность S02 для человека делает проблему утилизации особенно актуальной в связи с близостью селитебных зон к источникам загрязнения.
Целью данной дипломной работы является модернизация очистка выбросов пыли гранулированной серы в атмосферу от ОАО «Таиф-НК».
Для выполнения данной цели были поставлены следующие задачи: -изучить производственную деятельность предприятия как источника антропогенного воздействия на ОС.
-провести мониторинг существующих технологий очистки кислых хвостовых газов и получения элементарной серы на установках Клаус- Сульфрин.
-рассмотреть и выбрать наиболее оптимальное оборудование очистки выбросов в атмосферу с производственного участка гранулирования серы.
-обосновать выбор с точки зрения уменьшения негативного воздействия предприятия на ОС.
Первые установки получения серы позволяли утилизировать 80 - 90% сероводорода. Оставшийся сероводород сжигался в печах дожига и в виде диоксида серы выбрасывался в атмосферу.
С той поры экологические требования к выбросам возросли многократно. Нужды промышленности заставляют перерабатывать разнообразное углеводородное сырье, в том числе и с повышенным содержанием серы. Как следствие, расход кислого газа и содержание сероводорода в нем меняются в очень широких пределах. Ответом на это стала разработка целой гаммы процессов получения газовой серы и доочистки отходящих газов.
Основные параметры, определяющие структурную схему установки получения серы следующие: содержание сероводорода и расход кислого газа, наличие и характер примесей в нем, требуемая степень конверсии сероводорода в серу. В настоящее время накопленный опыт позволяет спроектировать установку получения серы, которая удовлетворяет самым жестким экологическим требованиям для практически любого кислого газа.
На протяжении последних лет в Российской Федерации сохраняется тенденция ежегодного увеличения выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников, в том числе и выбросов сернистых соединений. Основными источниками выбросов в атмосферу сернистых соединений являются предприятия, перерабатывающие сероводородсодержащие газы на установках получения элементарной серы - установках Клауса.
Ужесточение нормативов выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух предъявляет повышенные требования к эффективности работы всех нефте- и газоперерабатывающих процессов, предназначенных для выделения и переработки сернистых соединений и, в первую очередь, к установкам получения элементарной серы методом Клауса.
Утилизация сернистых газов по методу Клауса не достигает 100%-ного эффекта, поэтому значительное количество серы выбрасывается в атмосферу в виде диоксида серы.
Актуальность работы Высокая токсичность S02 для человека делает проблему утилизации особенно актуальной в связи с близостью селитебных зон к источникам загрязнения.
Целью данной дипломной работы является модернизация очистка выбросов пыли гранулированной серы в атмосферу от ОАО «Таиф-НК».
Для выполнения данной цели были поставлены следующие задачи: -изучить производственную деятельность предприятия как источника антропогенного воздействия на ОС.
-провести мониторинг существующих технологий очистки кислых хвостовых газов и получения элементарной серы на установках Клаус- Сульфрин.
-рассмотреть и выбрать наиболее оптимальное оборудование очистки выбросов в атмосферу с производственного участка гранулирования серы.
-обосновать выбор с точки зрения уменьшения негативного воздействия предприятия на ОС.
Сера широко применяется в народном хозяйстве - в производстве серной кислоты, красителей, спичек, в качестве вулканизующего агента в резиновой промышленности и др. Использование серы высокой степени чистоты предопределяет и высокое качество получаемой продукции. Наличие в сероводородсодержащем газе углеводородов и их неполное сгорание приводят к образованию углерода, при этом качество серы ухудшается, снижается выход.
Анализ состава технологических газов на различных стадиях производства серы позволяет корректировать распределение сероводородсодержащего газа по топкам, соотношение кислорода и сырья на входе в топки. Так, увеличение доли диоксида серы в дымовых газах после печи дожига выше 1,45 % (об.) свидетельствует о повышенном содержании не прореагировавшего сероводорода в процессе получения серы. В этом случае корректируют расход воздуха в основную топку, либо перераспределяют сероводородсодержащий газ по топкам.
Важнейшим условием бесперебойной работы установки является поддержание температуры !8С-150°С жидкой серы в трубопроводах, аппаратуре, в подземном хранилище. При плавлении сера превращается в подвижную желтую жидкость, но при 160°С буреет, а при температуре около 190 °С превращается в вязкую темно-коричневую массу, и лишь при дальнейшем нагреве вязкость серы уменьшается.
Установлено, что основным источником загрязнения атмосферного воздуха на ГПЗ являются установки Клаус-Сульфрин
Впервые на основе проведенного комплексного экологического мониторинга загрязнения атмосферного воздуха установлено, что при увеличении объемов переработки газа КГКМ до 17,6 млрд. м3/год при существующей технологии производства серы на ГПЗ произойдет увеличение выбросов S02 до более 30 тыс. т/год и возникнет необходимость расширения СЗЗ до 4,86 км.
По результатам расчета на ПК Sulsim установлено, что при снижении концентрации сероводорода в кислом газе ниже 50 % об. стабильная работа установок Клаус-Сульфрин невозможна без их реконструкции.
По результатам технологического мониторинга установлено, что основными причинами неэффективной работы установок Клаус-Сульфрин, приводящими к сверхнормативным выбросам S02, являются: снижение содержания H2S в кислом газе и недостаточно эффективная технология доочистки хвостовых газов Клауса по методу Сульфрин.
Впервые для повышения концентрации H2S в кислом газе и повышения соотношения H2S/C02, обеспечивающего устойчивое горение кислого газа в процессе Клауса предложено на установках очистки природного газа от сернистых соединений использование физического абсорбента - ДМЭП.
Впервые установлено, что при температурах 90-125 °С окисление H2S в хвостовых газах Клауса на стадии Сульфрин протекает селективно до элементарной серы на оксидах переходных элементов, нанесенных на оксид алюминия.
Предложено очистку хвостовых газов осуществлять на установках Сульфрин с использованием действующего оборудования в две стадии:
а) гидрирование-гидролиз; б) селективное окисление H2S в элементарную серу, что позволит достичь 99,9 %-ой степени конверсии сероводорода в серу и снизить выбросы сернистого ангидрида в 10-30 раз до остаточного его содержания в дымовых газах -150 ррш, при этом может быть произведено дополнительно 2,7 тыс. т/год серы, убытки завода сократятся на 22 млн. руб./год (в ценах на серу на 01.01.2008 г.), предотвращенный экологический ущерб, рассчитанный по «Методике определения предотвращенного экологического ущерба», составит 34 млн. руб., плата за выбросы в атмосферу сократится на 250 тыс. руб./год.
Анализ состава технологических газов на различных стадиях производства серы позволяет корректировать распределение сероводородсодержащего газа по топкам, соотношение кислорода и сырья на входе в топки. Так, увеличение доли диоксида серы в дымовых газах после печи дожига выше 1,45 % (об.) свидетельствует о повышенном содержании не прореагировавшего сероводорода в процессе получения серы. В этом случае корректируют расход воздуха в основную топку, либо перераспределяют сероводородсодержащий газ по топкам.
Важнейшим условием бесперебойной работы установки является поддержание температуры !8С-150°С жидкой серы в трубопроводах, аппаратуре, в подземном хранилище. При плавлении сера превращается в подвижную желтую жидкость, но при 160°С буреет, а при температуре около 190 °С превращается в вязкую темно-коричневую массу, и лишь при дальнейшем нагреве вязкость серы уменьшается.
Установлено, что основным источником загрязнения атмосферного воздуха на ГПЗ являются установки Клаус-Сульфрин
Впервые на основе проведенного комплексного экологического мониторинга загрязнения атмосферного воздуха установлено, что при увеличении объемов переработки газа КГКМ до 17,6 млрд. м3/год при существующей технологии производства серы на ГПЗ произойдет увеличение выбросов S02 до более 30 тыс. т/год и возникнет необходимость расширения СЗЗ до 4,86 км.
По результатам расчета на ПК Sulsim установлено, что при снижении концентрации сероводорода в кислом газе ниже 50 % об. стабильная работа установок Клаус-Сульфрин невозможна без их реконструкции.
По результатам технологического мониторинга установлено, что основными причинами неэффективной работы установок Клаус-Сульфрин, приводящими к сверхнормативным выбросам S02, являются: снижение содержания H2S в кислом газе и недостаточно эффективная технология доочистки хвостовых газов Клауса по методу Сульфрин.
Впервые для повышения концентрации H2S в кислом газе и повышения соотношения H2S/C02, обеспечивающего устойчивое горение кислого газа в процессе Клауса предложено на установках очистки природного газа от сернистых соединений использование физического абсорбента - ДМЭП.
Впервые установлено, что при температурах 90-125 °С окисление H2S в хвостовых газах Клауса на стадии Сульфрин протекает селективно до элементарной серы на оксидах переходных элементов, нанесенных на оксид алюминия.
Предложено очистку хвостовых газов осуществлять на установках Сульфрин с использованием действующего оборудования в две стадии:
а) гидрирование-гидролиз; б) селективное окисление H2S в элементарную серу, что позволит достичь 99,9 %-ой степени конверсии сероводорода в серу и снизить выбросы сернистого ангидрида в 10-30 раз до остаточного его содержания в дымовых газах -150 ррш, при этом может быть произведено дополнительно 2,7 тыс. т/год серы, убытки завода сократятся на 22 млн. руб./год (в ценах на серу на 01.01.2008 г.), предотвращенный экологический ущерб, рассчитанный по «Методике определения предотвращенного экологического ущерба», составит 34 млн. руб., плата за выбросы в атмосферу сократится на 250 тыс. руб./год.