Кіріспе
Газды күкірттен тазарту процесі элементтік күкірттің түзілуіне әкеледі. Клаус процесі – газ тәрізді күкірттегі сутегінен элементтік күкіртті алудың ең маңызды газды күкірттен тазарту процесі. 1883 жылы химик Карл Фридрих Клаус бұл процесті алғаш рет патенттеген. Көп сатылы Клаус процесі шикі табиғи газ бен шикі мұнайды тазарту және басқа да өнеркәсіптік процестерден алынған күкірттегі сутегі бар қосалқы өнім газдарынан күкіртті қалпына келтіреді. Қосалқы өнім газдары негізінен мұнай өңдеу зауыттарында, табиғи газ өңдеу зауыттарында және газдандыру немесе синтез газы зауыттарындағы газды физикалық және химиялық өңдеу қондырғыларынан (Selexol, Rectisol, Purisol және амин тазалағыштары) шығады. Бұл қосалқы өнім газдарында күкірттегі сутек, көмірсутектер, күкірт диоксиді немесе аммиак болуы мүмкін. H2S құрамы 25%-дан жоғары газдар тікелей Клаус қондырғыларында күкіртті алуға жарамды, ал ағынды бөлу немесе азық пен ауаны алдын ала қыздыру сияқты баламалы конфигурациялар азық мөлшері аз болғанда қолданылуы мүмкін. Мысалы, мұнай өңдеу зауыттарындағы нафта мен басқа да мұнай өнімдерін күкіртсіздендіру кезінде түзілетін күкірттегі сутек Клаус қондырғыларында күкіртке айналады. Реакция екі сатыда өтеді:
The Claus process is the most significant gas desulfurizing process, recovering elemental sulfur from gaseous hydrogen sulfide. First patented in 1883 by the chemist Carl Friedrich Claus, the Claus process has become the industry standard. The multi step Claus process recovers sulfur from the gaseous hydrogen sulfide found in raw natural gas and from the by product gases containing hydrogen sulfide derived from refining crude oil and other industrial processes. The by product gases mainly originate from physical and chemical gas treatment units (Selexol, Rectisol, Purisol and amine scrubbers) in refineries, natural gas processing plants and gasification or synthesis gas plants. These by product gases may also contain hydrogen cyanide, hydrocarbons, sulfur dioxide or ammonia. Gases with an H2S content of over 25% are suitable for the recovery of sulfur in straight through Claus plants while alternate configurations such as a split flow set up or feed and air preheating can be used to process leaner feeds. Hydrogen sulfide produced, for example, in the hydro desulfurization of refinery naphthas and other petroleum oils, is converted to sulfur in Claus plants. The reaction proceeds in two steps:
2 H2S + 3 O2 → 2 SO2 + 2 H2O
4 H2S + 2 SO2 → 3 S2 + 4 H2O
The vast majority of the 64,000,000 tonnes of sulfur produced worldwide in 2005 was byproduct sulfur from refineries and other hydrocarbon processing plants. Sulfur is used for manufacturing sulfuric acid, medicine, cosmetics, fertilizers and rubber products. Elemental sulfur is used as fertilizer and pesticide.
2 H2S + 3 O2 → 2 SO2 + 2 H2O
4 H2S + 2 SO2 → 3 S2 + 4 H2O
The Claus process is the most significant gas desulfurizing process, recovering elemental sulfur from gaseous hydrogen sulfide. First patented in 1883 by the chemist Carl Friedrich Claus, the Claus process has become the industry standard. The multi step Claus process recovers sulfur from the gaseous hydrogen sulfide found in raw natural gas and from the by product gases containing hydrogen sulfide derived from refining crude oil and other industrial processes. The by product gases mainly originate from physical and chemical gas treatment units (Selexol, Rectisol, Purisol and amine scrubbers) in refineries, natural gas processing plants and gasification or synthesis gas plants. These by product gases may also contain hydrogen cyanide, hydrocarbons, sulfur dioxide or ammonia. Gases with an H2S content of over 25% are suitable for the recovery of sulfur in straight through Claus plants while alternate configurations such as a split flow set up or feed and air preheating can be used to process leaner feeds. Hydrogen sulfide produced, for example, in the hydro desulfurization of refinery naphthas and other petroleum oils, is converted to sulfur in Claus plants. The reaction proceeds in two steps:
2 H2S + 3 O2 → 2 SO2 + 2 H2O
4 H2S + 2 SO2 → 3 S2 + 4 H2O
The vast majority of the 64,000,000 tonnes of sulfur produced worldwide in 2005 was byproduct sulfur from refineries and other hydrocarbon processing plants. Sulfur is used for manufacturing sulfuric acid, medicine, cosmetics, fertilizers and rubber products. Elemental sulfur is used as fertilizer and pesticide.
2005 жылы әлемде өндірілген 64 000 000 тонна күкірттің басым бөлігі мұнай өңдеу және басқа да көмірсутек өңдеу зауыттарынан алынған қосалқы өнім күкірт болды. Күкірт күкірт қышқылын, дәрі-дәрмектерді, косметиканы, тыңайтқыштарды және резеңке өнімдерін өндіруде қолданылады. Элементтік күкірт тыңайтқыш және пестицид ретінде қолданылады.
The Claus process is the most significant gas desulfurizing process, recovering elemental sulfur from gaseous hydrogen sulfide. First patented in 1883 by the chemist Carl Friedrich Claus, the Claus process has become the industry standard. The multi step Claus process recovers sulfur from the gaseous hydrogen sulfide found in raw natural gas and from the by product gases containing hydrogen sulfide derived from refining crude oil and other industrial processes. The by product gases mainly originate from physical and chemical gas treatment units (Selexol, Rectisol, Purisol and amine scrubbers) in refineries, natural gas processing plants and gasification or synthesis gas plants. These by product gases may also contain hydrogen cyanide, hydrocarbons, sulfur dioxide or ammonia. Gases with an H2S content of over 25% are suitable for the recovery of sulfur in straight through Claus plants while alternate configurations such as a split flow set up or feed and air preheating can be used to process leaner feeds. Hydrogen sulfide produced, for example, in the hydro desulfurization of refinery naphthas and other petroleum oils, is converted to sulfur in Claus plants. The reaction proceeds in two steps:
2 H2S + 3 O2 → 2 SO2 + 2 H2O
4 H2S + 2 SO2 → 3 S2 + 4 H2O
The vast majority of the 64,000,000 tonnes of sulfur produced worldwide in 2005 was byproduct sulfur from refineries and other hydrocarbon processing plants. Sulfur is used for manufacturing sulfuric acid, medicine, cosmetics, fertilizers and rubber products. Elemental sulfur is used as fertilizer and pesticide.
Тарих
Бұл процесті Англияда жұмыс істейтін неміс химигі Карл Фридрих Клаус ойлап тапты. Оған 1883 жылы британдық патент берілді. Кейіннен IG Farben компаниясы бұл процесті айтарлықтай өзгертті. Клаус 1827 жылы Германияның Гессен жеріндегі Кассель қаласында дүниеге келді және 1852 жылы Англияға эмиграциялаудан бұрын Марбургте химияны оқыды. Ол 1900 жылы Лондонда қайтыс болды. Оның қабірі Хаммерсмиттегі Маргревин зиратында орналасқан.
Шолға нүктесі астындағы Клаус процесі
Жоғарыда сипатталған дәстүрлі Клаус процесінің өзгеруі реакция тепе-теңдігіне жетуімен шектеледі. Барлық экзотермиялық реакциялар сияқты, төмен температурада жоғары өнімге қол жеткізуге болады, бірақ бұрын айтылғандай, катализатордың сұйық күкірттен физикалық түрде тоқтауына жол бермеу үшін Клаус реакторы күкірт конденсациясы температурасынан (120–150 °C) жоғары температурада жұмыс істеуі тиіс. Бұл мәселені шешу үшін, Клаус реакторлары параллель орналастырылады, біреуі жұмыс істесе, екіншісі резервте болады. Бір реактор жұтылған күкіртпен толып қалғанда, процестік ағын қосалқы реакторға бағытталады. Содан кейін реактор күкіртті буландыру үшін 300–350 °C-қа дейін қыздырылған процестік газ жіберу арқылы жаңартылады. Бұл ағын күкіртті қайта алу үшін конденсаторға жіберіледі.
Процесс өнімділігі
Әрбір тонна күкірт өндірісіне 2,6 тоннадан астам бу түзіледі. Клаус процесінде алынған элементтік күкірттің физикалық қасиеттері басқа процестерде алынған күкірттен өзгеше болуы мүмкін. Күкіртті құнды материал ретінде қайта пайдаланудың тағы бір жолы – оны бетонға байланыстырғыш ретінде қолдану, нәтижесінде көптеген қажетті қасиеттері бар өнім алынады (күкіртті бетонды қараңыз).