На установках регенерации серы Клауса, обслуживающих нефтеперерабатывающие и угольные-химические заводы, дезактивация катализаторов,-индуцированная сульфатами, является распространенной проблемой долгосрочной-эксплуатации. Он действует как ключевое узкое место, ограничивающее цикл обслуживания агрегата и увеличивающее затраты на эксплуатацию-и-техническое обслуживание.
С точки зрения технологического-принципа, следы кислорода внутри установки возникают из нескольких сложных источников: несбалансированная подача воздуха для восходящего кислого газа, утечка через фланцевые уплотнения оборудования и колебания состава подаваемого-газа при нестабильных рабочих условиях. Эти факторы позволяют небольшим количествам O₂ попадать в конвертеры. Молекулы кислорода запускают побочные-реакции с генерируемым in-SO₂ с образованием стабильных кристаллов сульфата, которые блокируют внутренние микропоры катализаторов и резко уменьшают эффективную активную удельную поверхность. Следовательно, эффективность конверсии серы постоянно снижается.
Обычные меры противодействия в основном включают сокращение циклов замены катализатора и частую корректировку параметров соотношения воздуха-к-газу. Оба решения имеют очевидные недостатки. Частые остановки для замены катализатора прерывают работу всего предприятия и приводят к большим экономическим потерям. Тонкая настройка соотношения воздуха-может лишь смягчить незначительное влияние кислорода, но не справляется с условиями работы, характеризующимися резкими колебаниями расхода подаваемого-газа и концентрации H₂S.
На этом промышленном фоне растущую популярность приобретает процесс послойной загрузки с использованием защитных катализаторов,-поглощающих кислород. Для этого не требуются дополнительные реакторы или масштабная-модернизация трубопроводов. Только оптимизируя конфигурацию упаковки катализатора внутри конвертера, можно перехватить следы кислорода в источнике, чтобы обеспечить долгосрочную-защиту последующих слоев катализатора.
Основной механизм заключается в поэтапной-реакционной защите: каталитические материалы, обладающие как способностью поглощать кислород-, так и активностью Клауса, загружаются в верхнюю часть слоя конвертера. Технологический газ сначала проходит через этот верхний защитный слой катализатора, где преимущественно потребляются и удаляются следы кислорода. Технологический газ,-не содержащий кислорода, затем поступает в катализаторы нижнего-слоя для проведения стабильных реакций образования серы-между H₂S и SO₂.
Единая производственная практика предписывает, что объем загрузки защитного слоя катализатора должен составлять не менее 1/3 общего объема слоя конвертера. Достаточный реакционный объем гарантирует тщательное удаление следов кислорода.
Согласно данным промышленной эксплуатации, многоуровневая схема загрузки с защитой от-поглощения кислорода обеспечивает стабильное повышение общей эффективности конверсии серы всей установки, что особенно подходит для установок по улавливанию серы с большими колебаниями загрузки-нагрузки. При этом скорость отравления сульфатами катализаторов нижнего-слоя значительно снижается, что эффективно продлевает общий срок службы катализатора и снижает частоту незапланированных остановов.
Катализаторы-поглощения защитной серы-регенерации серы, разработанные и изготовленные компаниейШаньдун Сюнда ХимикПромышленныйГруппа компаний, ОООпрошли долгосрочную-оценку эффективности работы в нескольких коммерческих подразделениях и получили положительные отзывы от клиентов.
