Российские ученые и инженеры радикально улучшили способ получения серы

Российские ученые совместно с представителями промышленности существенно модернизировали классическую технологию получения серы из сероводорода, которая на протяжении десятилетий оставалась практически неизменной. Новый подход позволяет заметно снизить затраты на производство и одновременно сделать процесс более экологически безопасным, сообщили РИА Новости в Институте катализа Сибирского отделения РАН.

Разработка особенно важна для нефтегазовой отрасли, где сероводород считается одним из наиболее опасных и нежелательных побочных продуктов переработки сырья. Превращение этого соединения в товарную серу не только помогает утилизировать вредный компонент, но и делает производство более рациональным и эффективным. Сера широко используется как важное промышленное сырье: из нее производят минеральные удобрения, компоненты для шинной промышленности, материалы для металлургии, фармацевтической сферы и ряда других направлений.

Традиционно для извлечения серы из сероводорода применяется процесс Клауса — технология, изобретенная еще в конце XIX века и ставшая основой промышленного производства в 1930-х годах. Несмотря на длительную историю, именно этот метод до сих пор остается главным в мировой практике. По оценкам специалистов, ежегодно в мире таким способом выпускается 80–85 миллионов тонн серы, при этом на долю России приходится около 5 миллионов тонн.

Улучшение столь важной технологии может иметь серьезное значение для всей отрасли, поскольку позволяет повысить экономическую отдачу предприятий и сократить воздействие на окружающую среду. В перспективе подобные решения способны стать основой для более современных и безопасных схем переработки серосодержащего сырья.

Современная переработка углеводородного сырья все чаще требует не только высокой производительности, но и экологической безопасности. В связи с этим особое значение приобретают технологии, позволяющие более полно извлекать ценные компоненты и одновременно уменьшать нагрузку на окружающую среду. Именно к таким разработкам относится новая методика, созданная российскими учеными и промышленными партнерами.

Специалисты ФИЦ «Институт катализа СО РАН» совместно с представителями промышленной экосистемы «Энергосила» разработали и запатентовали способ, который повышает эффективность процесса Клауса — ключевой технологии извлечения серы из сероводорода, образующегося при переработке углеводородного сырья. По данным разработчиков, новое решение позволяет заметно увеличить результативность процесса, снизить его себестоимость и в несколько раз сократить объем вредных выбросов в атмосферу. Благодаря этому технология может стать важным шагом в сторону более экологичного и экономически выгодного производства.

В научном институте уточнили, что классический процесс Клауса имеет естественные ограничения по эффективности: его показатель обычно не превышает 96%. Это означает, что часть сернистых соединений все равно остается в отходящих газах, что требует дополнительных мер по очистке и повышает общие затраты предприятий. Новая методика, по словам исследователей, помогает приблизиться к более полному использованию сырья и делает процесс более устойчивым с точки зрения экологии и промышленной экономики.

Разработка особенно важна для предприятий, работающих с природным газом и другими углеводородными потоками, где содержание сероводорода может быть значительным. Внедрение подобных решений позволяет не только повышать выпуск товарной серы, но и снижать риски загрязнения воздуха, что имеет большое значение для регионов с развитой нефтегазовой и химической промышленностью. В дальнейшем технология может найти применение на разных производственных площадках, где требуется надежная и более эффективная переработка сернистых соединений.

Еще часть серы — примерно 4% — теряется в процессе переработки, главным образом в виде диоксида серы, который выбрасывается в атмосферу и становится источником загрязнения воздуха. Для промышленности это особенно важно, поскольку даже небольшие потери серосодержащих соединений при больших объемах производства приводят к заметному экологическому ущербу.

Ученые вместе с инженерами компании «Энергосила» разработали технологию, которая позволяет повысить извлечение серы до 99,5% и тем самым снизить выбросы вредных веществ с 4% до 0,5%. Такое решение не только повышает эффективность производства, но и помогает сократить нагрузку на окружающую среду. Кроме того, внедрение подобных технологий может сделать переработку газа более устойчивой и экономически выгодной.

Как пояснил ведущий научный сотрудник Института катализа СО РАН Андрей Загоруйко, новая версия процесса помогает решить распространенную в промышленности проблему — снижение степени извлечения серы при изменении состава газа. По его словам, для этого в реакторы предложили встраивать слои катализатора селективного окисления сероводорода и подавать между ними небольшие дозы воздуха. Такой подход позволяет точнее управлять реакцией, поддерживать стабильную работу установки и добиваться более полного извлечения серы даже при нестабильных условиях.

Новая разработка привлекает внимание специалистов прежде всего своей высокой эффективностью и экономической выгодой. По словам автора технологии, она позволяет добиваться степени извлечения серы на уровне 99,5% даже при заметных колебаниях состава газа, что особенно важно для промышленной переработки сырья с нестабильными характеристиками. При этом процесс остается устойчивым и технологически удобным для внедрения на действующих предприятиях.

По предварительным оценкам, затраты на реализацию такого процесса будут как минимум на 20–30% ниже, чем при применении наиболее распространенных в мире решений с сопоставимым уровнем извлечения серы. Эксперты также указывают, что себестоимость производства серы в этом случае может сократиться почти на треть. Дополнительным фактором экономии становится использование уже имеющихся на рынке отечественных катализаторов, что снижает зависимость от импортных аналогов и упрощает запуск технологии.

Разработка может оказаться особенно значимой для российской нефтегазовой отрасли, где вопросы экологичности, надежности и снижения издержек имеют ключевое значение. В перспективе новую технологию планируется внедрять и развивать на всем нефтегазовом рынке России, расширяя ее применение на предприятиях с различными условиями переработки. Такой подход способен повысить конкурентоспособность отрасли и сделать производство более эффективным и доступным.

Источник и фото - ria.ru