Способ управления процессом подготовки газа в производстве серы

)идетельство С51/06, 1971.етельство ССС15/00, 1969 ПРАВЛЕНИЯ ПРОЗА,В ПРОИЗВОДСТабсорберы и реУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(72) Ян Верплоп и Иомус Теодорус Мариа Б(54)(57) 1. СПОСОБ УЦЕССОМ ПОДГОТОВКИ ГАВЕ СЕРЫ, включающем 801069619 А генераторы, путем регулированиярежима абсорбера в эавимисости отконтролируемого параметра процесса,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения концентрации сероводорода в кислом газе за счетповышения точности регулирования процесса, при величине значения потокагаза, подаваемого в процесс, меньшейпервого заданного значения, частьосвобожденного от абсорбента газаи регенерированного абсорбента после регенератора направляют во второй абсорбер, а при превышении значения величины потока подаваемогогаза второго заданного значенияподачу потока газа и регенерированного абсорбента во второй абсорберпрекращают.1069619 5 10 10 15 20 25 30 35 40 2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что при величине значения потока газа, подаваемого в процесс, меньшей первого заданного значения, сначала подают во второй абсорбер регенерированный абсорбент, а потом - поток газа.3. Способ по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что подачу абсорбента во второй абсорбер регулируют в зависимости от расхода потока газа, подаваемого во второй абсорбер. Изобретение относится к автоматическому управлению процессом подготовки газа в производстве серы и может быть использовано в химической промышленности.Известен способ автоматического управления процессом десорбции путем регулирования расхода пара с коррекцией по содержанию киспых компонентов в регенерированном растворе и минимуму потерь количества регенерированного раствора 1.Известен также способ автоматического регулирования абсорбера путем регулирования режима абсорбера в зависимости от контролируемого параметра процесса 2 .Общим недостатком известных способов является то, что они не обеспечивают высокой точности регулирования процесса. Это приводит к снижению концентрации сероводорода в кислом газе.Целью изобретения является повышение концентрации сероводорода в кислом газе за счет повышения точности регулирования процесса.Поставленная цель достигается тем, что по предлагаемому способу при величине значения потока газа, подаваемого в процесс, меньшей первого заданного значения, часть освобожденного от абсорбента газа и регенерированного абсорбента после регенератора направляют во второй абсорбер, а при превышении значения величины потока подаваемого газа второго заданного значения подачу потока газа и регенерированного абсорбента во второй абсорбер .прекращают.При величине значения потока газа, подаваемого в процесс, меньшей первого заданного значения, сначала подают во второй абсорбер регенерированный абсорбент, а потом - поток газа. 4, Способ по пп,1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что при превышении значения величины потока подаваемого газа второго заданного значения сначала прекращают подачу газа, а затем регенерированного абсорбента.5. Способ по пп.1-4, о т л и ч аю щ и й с я тем, что подачу потока газа во второй абсорбер регулируют в зависимости от концентрации сероводорода в газе после регенератора. Подачу абсорбента во второй абсорбер регулируют в зависимости от расхода потока газа, подаваемого во второй абсорбер.При превышении значения величины потока подаваемого газа второго заданного значения сначала прекращают подачу газа, а затем регенерированного абсорбента.Подачу потока газа во второй абсорбер регулируют в зависимости от концентрации сероводорода в газе после регенератора.Величина газового потока определя 1 т, кроме всего прочего, степень поглощения абсорбентом двуокиси углерода: если газовый поток мал, СО поглощается намного больше, чем при большом потоке. Отделенный от абсорбента газ после регенерации содержит не только сероводород, но и двуокись углерода. Если, например, сероводород составляет только 2 всего количества газа, то нежелательно направлять такой газовый поток в процесс Клауса.Часть поступающего на абсорбент газа идет во второй абсорбер, в ко.тором условия подобраны таким образом, что НЯ поглощается абсорбентом, т.е. селективно удаляется иэ газового потока.Полученный таким образом насыщенный абсорбент иэ второго абсорбера также поступает в регенартор, где гаэ отделяется от абсорбента, так же, как гаэ от насыщенного абсорбента первого абсорбера. Комбинированный таким образом газовый поток, выходящий из регенератора, имеет более выоокое содержание сероводорода, чем гаэ, выходящий из регенератора до использования второго абсорбера, Новое равновесие самоустановится при желаемой концентрации Нд Я. Если количество газа, идущего в первый абсорбер, начнетснова увеличиваться, в определенный момент ситуация станет такой,что измеренная величина превыситвторую заданную величину, и поступление газового потока во второй абсорбер прекратится. 5Предпочтительно, чтобы втораязаданная величина выбиралась большей, чем первая, для обеспечениястабильного регулирования автоматически протекающего процесса, 10В момент, когда величина входящего газового потока становится слишком малой, а концентрация ЯЯ в выходящем газе достигает. значения,при котором количество Н Б в подавагемом газе естается приемлемо постоян.ным, эффект уменьшенной подачи газа будет чувствоваться на выходеустановки спустя. некоторое время.Поэтому регулирование газовогопотока во второй абсорбер должноначинаться только спустя некотороевремя после момента уменьшеннойподачи, Для того, чтобы иметь второй абсорбер в рабочем состояниив момент, когда газ начинает идтив этот абсорбер, циркуляция абсорбента обычно должна начинатьсясразу после того, как количествогаза, поступающего в первый абсорбер, упадет ниже определенного желаемого значения. Затем через устройство задержки пройдет соответствующий сигнал для открытия линии,через которую газ войдет во второйабсорбер, 35Если концентрация сероводородав потоке, идущем в первый абсорбер,не постоянна, то предпочтительнопри сравнении величины, характеризующей количество потока, с заданной величиной принимать также вовнимание концентрацию сероводородав высвобожденном от абсорбента газе, Таким путем можно поддерживатькачество газа, т.е. концентрацию 45НЯ в высвобожденном газа, в определенных пределах.На фиг.1 представлена принципиальная схема реализации предлагаемого способа; на фиг.2 - зависимости величин различных потоков от величины газового потока, подаваемого на установку.В абсорбер 1 через вход 2 подается кислый гаэ, а через вход 3 абсорбент, Абсорбент, насыщенный кислыми составляющими газа, выводится из нижней части 4 абсорбера с помощью насоса 5. Из верхней части б абсорбера выходит оставшийся газ,который по линии 7 направляет ся, например в печь сгорания (не показана). Уровень жидкости в абсорбере 1 регулируется регулятором 8 уровня и клапаном 9, установленным в выходной линии 10 насоса 5. 65 Насыщенный абсорбент по линии 10подается в верхнюю часть регенератора 11, в котором кислые составляющие газа снова отделяются от абсорбента. В результате чистый абсорбент выходит из регенератора через его нижнюю часть 12, а составляющие кислого газа, в основном, содержащие сероводород и двуокись углерода, выходят через верх 13 регенератора. Эта кислая газовая смесь по линии 14 подается, например в процессе Клауса (не показан), где сероводород превращаЕтся в элементную серу. Линия 15, по которой кислый газ подается в абсорбер 1, предусмотрена с расходомером и датчиком 16, который определяет величину газового потока и генерирует соответствующий сигнал . а,который подается на вход вычислительного устройства 17, В устройство 17 поступает также сигнал о от измерителя и датчика 18,который установлен в линии 14 и определяет концентрацию сероводорода в газе, идущем, по этой линии, Выходной сигнал 8 иэ вычислительного устройства 17 находится в следующей зависимости от сигналов а и Ь Цтй о+с Ъгде х и 1 - постоянные,Сигнал В поступает на соленоидный клапан 19, который позволяетсигналу пройти на регулятор 20 потока, когда указанный клапан открывается под действием сигнала, который генерируется на выходе выключателя 21, если Ъ больше первой заданной величины. Если В затем станет ниже второго заданного значения,выключатель 22 будет вырабатыватьсигнал, который закроет клапан,Сигнал, генерируемый на выходе выключателя 21, на его пути к клапану19 проходит устройство 23 задержки, в результате чего проходит некоторое время между попаданиемсигн .ла на вход указанного элемента, на его выход и, следовательно,на клапан 19. Выход выключателя 21соединяется далее с соленоиднымклапаном 24,который открывается сигналом, идущим от выключателя 21,причем указанный сигнал служит также для пуска насоса 25 через выключатель 26. Как только клапан 19Открывается, сигнал я проходит через него к регулятору 20 потока,который управляет клапаном 27, установленным в ответвлении 28 газовой линии 14 таким образом, что приего открывании гаэ идет по линии 28к позиции 29, где входит во второйабсорбер 30.Расходомер измеряет количествогазового потока в ответвлении 28,в результате чего на вход вычисли 106961915,35 тельного устройства 31 поступает соответствующий сигнал г, и н укаэанном устройстве 31 с помощью заданной установленной величины % генерируется сигнал 3 в соответствии соследующим выражением: д:Ф г.+л,5Где- постоянная,Сигнал д проходит через уже открытый клапан 24 к регулятору 32 потока, который открывает клапан 33в линии 34, соединенной в позиции 35 1 Ос верхней частью абсорбера 30.Выходящий из регенератора 11чистый абсорбент перекачивается насосом 36 через линию 37 в линию 38,которая разветвляется на линии 34и 39, причем линия 39 входит в аб-сорбер 1 через вход 3, Регулятор 40потока вместе с соответствуюцим регулирующим клапаном 41 обеспечиваетпостоянство полного потока абсорбента, Количество абсорбента, идущего на второй абсорбер 30, регулируется регулятором 32 вместе с соответствующими регулирующим клапаном 33.25Насыщенный абсорбент выходит иэабсорбера 30 через его нижнюю часть42 и перекачивается насосом 25через выгружную линию 43 в линию 10,по которой этот абсорбент попадаетв регенератор 11. Уровень жидкости вабсорбере с помощью регулятора 44уровня и соответетвующего регулирующего клапана 45 поддерживается наопределенном минимальном значении.Способ осуществляют следуюцимобразом.Если количество газа, идущегов первый абсорбер 1, уменьшается,сигнал д будет уменьшаться, а сигнал 6 будет, следовательно, увеличиваться до тех пор, пока не превысит определенное заданное значение,после чего клапан 24 открываетсявыключателем 21. Сигнал д проходитв регулятор 32, в результате чего , 45открывается клапан 33, которыйпозволяет потоку абсорбента пройтин абсорбер 30 н позиции 35. Некоторое время спустя в результате действия задерживающего устройства 23открывается клапан 19. Часть потока газа, который транспортируетсяпо линии 14 в соответствующий процесс, например процесс Клауса, будет теперь идти по линии 28 в абсорбер 30. В нем, по существу, весьсероводород поглощается.из газаабсорбентом, а большая часть двуокиси углерода вынодится через позицию 46 в линию 47 и далее в выгружную линию 7, которая ведет, например, к печи сгорания (не показана). Насыщенный абсорбент проходитв регенератор 11, где газ отделяетсяот абсорбентн, в результате чегоконцентрация сероводорода в газовом 65 потоке, выходяцем иэ регенератора 11через верх 13, будет увеличиваться.Таким путем самоустанавливается равновесие, при котором концентрациясероводорода будет иметь более высокое значение, чем если бы газ ненаправлялся но второй абсорбер 30,С помоцью датчика 18 обеспечиваетсяпостоянное качество газа, т.е. содержание Н 28 в этом газе в определенных пределах.Вместо относительно дорогого регулятора качества газа можно использовать регулятор потока, есликачество газа, вводимого по линии 15в первый абсорбер 1 через вход 2,будет постоянным.Если поток газа в установку снова увеличивается, сигнал становитсяменьше. Как только будет превышеноопределеыное минимальное значение,приводится в действие выключатель 22.Выход выключателя 22 непосредственно связан с клапаном 19, который сейчас находится н закрытом положении,в результате чего клапан 27 такжезакрыт и поэтому поток газа по линии 28 прекращен. Указанный выходвыключателя 22 соединен далее черезустройство 48 задержки с клапаном 24,который спустя некоторое время после прекращения газового потоказакрывается одновременно с отключением насоса 25. Клапан 24 устанонлеу с игольчатым клапаном 49, который обеспечивает медленное затухание установленного сигнала д,вследствие чего клапан 33 в линииабсорбента 34 также закрываетсямедленно,Величина различных потоков выступает как Функция расчетной производительности установки для обработки газа, подаваемого в эту установку по линии 15. Кривая А (Фиг,2)характеризует количество газа, которое теоретически должно рециркулировать, т,е, потока в линии 28,кривая Б - количество теоретическипотребного абсорбента который могбы быть введен в абсорбер 1 по линии3; кривая В - количество теоретически необходимого абсорбента,который мог бы быть введен н абсорбер 30 по линии 34; кривая Г -алгебраическую сумму этих двухпотоков абсорбента, другими словами, потока н линии 38. Эти кривыехарактеризуют теоретически необходимые количества, которые приближают к практическим количествамс помощью регулирующей системы.Величина действительных потоковбудет поэтому зависить линейно отукаэанных процентов расчетной пропускной способности установки. Линии А, А, А, Б и В., и Г, представляют собой каждая действительное взаимоотношение, которое можетсуществовать между указанными количествами. На фиг.2 показана ситуация, при которой клапан 27 в линии 28 открывается как только количество газа, идущего через лийию15 в уатановку, упадет до тольков80 расчетной пропускной способности установкиТогда клапан 27откроется настолько, что в абсорбер30, в котором уже циркулирует количество К абсорбента, попадет количество Н газа. Цопустим, что качество газа, идущего на линии 14,т.е. содержание в нем НБ, находится в желаемом уровне, поскольку состав газа в линии 14 характеризуетсясигналом б и, следовательно,сигналом В в соответствии с уравнением В: 1 а+ 1 Ь. На Фиг.2 это соотношение йроиллюстрировано для трех 2 Означений Б; для желаемого - линияА , для наиболее низкого допустимого - линия А, для максимальнодопустимого - линия АЗ.Показана также ситуация, при 25которой клапан 27 закрывается, прерывая оток газа во второй абсорбер,как только подача газа по линии 15достигнет значения, при котором сигнал Ь станет меньше величины сигЗОнала 32в результате чего соленоидный клапан 19 закроется, и посленекоторой задержки закроется клапан 24, в результате чего цирку"ляция абсорбента во втором абсорбере-будет постепенно прекращаться.Теоретически необходимое количест.во абсорбента может быть определенос помощью кривых В и С для первогои второго абсорбера, а полное необходимое количество представляет 40собой алгебраическую сумму упомянутых количеств и может быть определено с помощью кривой Г. На практике предпочтительно полное количество абсорбента в установке непрерывно поддерживать постоянным. В этом случае на графике этопостоянное количество абсорбентабудет отражаться по существу горизонтальной линией Г,Бели во втором абсорбере начинаетциркулировать количество К абсорбента, то оно будет соответствоватьколичеству, первоначально циркулируемому, в первом абсорбере, такчто это количество понизится довеличины а , которая, тем не менее,вполне достаточна.По предлагаемому способу можно отклонения от существа изобретения осуществить регулирование количества газа, идущего во второй абсорбер, в зависимости от величины потока газа, идущего в первый абсорбер, характеризуемого сигналом а, а качество выводимого газа, характеризуемого сигналом Е, в соответствии с уравнением Е=- пбгде щ и и - постоянные.Измеритель 18 состава выводимогогаза не обязательно должен представлять собой устройство для измерения концентрации НВ в выводимомгазе. При обеспечении постоянства,характеристики газа, подаваемогов первый абсорбер, измеритель 18может представлять собой расходомер.Этот измеритель, однако, не обязателен поскольку измерение количества подаваемого в установку газа припостоянном его качестве дает вполне достаточную информацию относительно выводимого газа.Использование изобретения позволяет повысить содержание сероводорода в кислом газе,1069619 СоставительН,Егорова Техред Л.Мартяшова Корректор И лиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная,506/59 Тираж 464 ВНИИПИ Государственн по делам иэобрете 113035, Москва, Ж, Подписноего комитета СССРий и открытийаушская наб д, 4/5