Dlaczego aktywowany tlenek glinu jest ważny w procesie odzyskiwania siarki Clausa?
Katalizatory tlenku glinu stosowane w instalacjach odzyskiwania siarki Clausa reprezentują najbardziej klasyczną i powszechnie stosowaną klasę katalizatorów do tego zastosowania. Aktywowany tlenek glinu-o wysokiej czystości katalizuje reakcję pomiędzy siarkowodorem (H2S) i dwutlenek siarki (SO2) w celu wytworzenia siarki elementarnej (S), jednocześnie sprzyjając hydrolizie-zawierających siarkę produktów ubocznych-, takich jak siarczek karbonylu (COS) i dwusiarczek węgla (CS2), zwiększając w ten sposób stopień odzysku siarki.
Na czym polega odzysk siarki w procesie Clausa?
Proces Clausa jest jedną z najpowszechniej stosowanych technologii odzyskiwania siarki we współczesnym przemyśle. Stosuje się go głównie do konwersji kwaśnego gazu zawierającego H2S w pierwiastkowy S, łagodząc jednocześnie zanieczyszczenie środowiska spowodowane bezpośrednią emisją siarczków. Proces odzyskiwania siarki w procesie Clausa ma zastosowanie w różnych warunkach przemysłowych, w których powstają duże ilości kwaśnych gazów-zawierających siarkę, takich jak:
* Rafinerie ropy naftowej: do odzyskiwania siarki z kwaśnych gazów powstających w procesach rafinacji;
* Przeróbka gazu ziemnego: do oczyszczania kwaśnych gazów powstających podczas odsiarczania gazu ziemnego;
* Przemysł chemiczny węgla: do oczyszczania kwaśnych gazów-zawierających siarkę powstałych podczas zgazowania węgla i oczyszczania gazu syntezowego;
* Przemysł koksowniczy: przetwarzanie siarkowodoru zawartego w gazie koksowniczym w siarkę elementarną;
* Przemysł petrochemiczny: odzysk siarki z H2S-zawierające gazy procesowe;
* Branże-związane z siarczkami: zajmowanie się siarką-zawierającą gazy odlotowe z kwasu siarkowego, wiskozy i włókien chemicznych.
Gdzie w procesie Clausa znajduje się katalizator tlenku glinu?
Typowa jednostka odzyskiwania siarki w procesie Clausa składa się z układu zasilania kwaśnym gazem, pieca na kwaśny gaz, kotła na ciepło odpadowe, skraplaczy siarki, reaktorów katalitycznych Clausa i zbiornika ciekłej siarki lub zbiornika z uszczelnieniem siarki.
Podstawową reakcją procesu Clausa jest reakcja pomiędzy H2S i TAK2do produkcji siarki elementarnej. W praktyce część H2S jest najpierw spalany w celu wytworzenia SO2; wynikowy SO2następnie reaguje z pozostałym H2S nad katalizatorem-reakcji Clausa-w celu wytworzenia pary siarki, która po ochłodzeniu daje ciekłą siarkę.
Dlatego,Katalizatory z tlenku glinu Clausasą stosowane głównie w tych reaktorach katalitycznych. Standardowe przemysłowe złoża katalizatora Clausa zazwyczaj wykorzystują aktywowany tlenek glinu.
Funkcje aktywowanego katalizatora tlenku glinu w procesie Clausa
Katalizowanie głównej reakcji Clausa. To najważniejsza funkcja! Bez katalizatora szybkość reakcji pomiędzy H2S i TAK2jest stosunkowo powolny; jednakże aktywowany tlenek glinu zapewnia liczne aktywne miejsca na powierzchni, umożliwiając reakcję szybkie osiągnięcie równowagi w temperaturach akceptowalnych w przemyśle.
Katalizująca hydrolizę COS. Oprócz H2S, kwaśny gaz zazwyczaj zawiera CO2, węglowodory i niewielkie ilości siarczków organicznych. W piecu do reakcji termicznej niektóre związki organiczne-zawierające siarkę tworzą COS i CS2. Aktywowany tlenek glinu katalizuje konwersję siarki w COS z powrotem do H2S, umożliwiając mu wejście do układu reakcyjnego Clausa; ma to kluczowe znaczenie dla maksymalizacji całkowitego stopnia odzysku siarki.
Katalizujący CS2hydroliza. CS2jest produktem ubocznym budzącym szczególne obawy w procesie Clausa. Hydroliza CS2przekształca siarkę zawartą w cząsteczce z powrotem w H2S, umożliwiając mu późniejsze uczestnictwo w reakcji Clausa; jest to kolejna kluczowa funkcja katalizatorów z aktywowanym tlenkiem glinu.
Dlaczego aktywowany tlenek glinu jest niezbędny w procesie odzyskiwania siarki Clausa?
W przypadku katalizatorów Clausa-na bazie tlenku glinu kluczem nie jest po prostu maksymalizacja zawartości Al2O3treść. Zamiast tego wymaga kompleksowej optymalizacji powierzchni właściwej, struktury porów, aktywności powierzchniowej i odporności na dezaktywację.
Biorąc pod uwagę różne rozmiary cząsteczek H2S., TAK2, COS, CS2i H2O-oraz fakt, że reakcja Clausa obejmuje dyfuzję wieloskładnikowych-gazów w cząsteczkach katalizatora-, ma kluczowe znaczenie. Zarządzanie wielkością porów ma kluczowe znaczenie. Jeśli pory są zbyt małe, dyfuzja reagentów jest utrudniona i wzrasta opór dyfuzji wewnętrznej, uniemożliwiając pełne wykorzystanie miejsc aktywnych w katalizatorze. I odwrotnie, jeśli pory są zbyt duże, liczba miejsc aktywnych maleje. W związku z tym przemysłowe katalizatory Clausa wymagają specjalnie zaprojektowanego rozkładu wielkości porów, a aktywowany tlenek glinu może zapewnić niezbędne właściwości powierzchniowe i strukturę porów, aby spełnić te wymagania.
Firma chemiczna Sinmatoferuje dostosowaną do indywidualnych potrzeb wysoką-czystośćaktywowany katalizator z tlenku glinuspecjalnie do odzyskiwania siarki w procesie Clausa. Więcej szczegółów można znaleźć waktywowany tlenek glinukategoria produktu.
