Alúmina activada como portador de catalizadores de recuperación de azufre Claus, logra una recuperación de azufre elemental eficiente en el tratamiento de azufre - que contiene gases al soportar componentes activos y optimizar las vías de reacción catalítica. Las aplicaciones específicas son las siguientes:
TLa base de la reacción de Claus y la acción portadora
Principio de reacción:
El proceso Claus convierte H₂ en azufre elemental a través de reacciones catalíticas, con las reacciones principales:
Alto - reacción térmica de temperatura:2H₂S + O₂ → 2H₂O + S₂ (completado en el horno)
Reacción catalítica: H₂S + SO₂ → 3S + 2 H₂O (completado en el lecho catalítico), se requiere un catalizador para promover el equilibrio y la velocidad de reacción.
Funciones centrales del operador:
Activated alumina provides a high specific surface area (>200 m²/g) y estructura porosa para componentes activos (como Al₂o₃ mismo o aditivos compatibles como Tio₂ y SIO₂), mejorando la eficiencia de adsorción y reacción de H₂S y SO₂.
La alúmina activada puede resistir altas temperaturas (250 - 400 grados) y la erosión del vapor de azufre, con una resistencia anti-croutante de más de 150 N por partícula, evitando que el catalizador se rompa debido a la acumulación de azufre o al ciclo térmico.
Optimización del rendimiento de portadores de alúmina activados
- diseño de estructura de agujeros
It adopts a macroporous (>Estructura jerárquica de 50 nm) y mesoporosa (2-50 nm) con un volumen de poros de> 0.4 cm³/g, que facilita la difusión y desorción de vapor de azufre (que se condensa en azufre líquido) y evita el bloqueo de los poros.
- Regulación química de superficie:
La alcalinidad moderada en la superficie del portador (como la introducción de una pequeña cantidad de Na₂o y K₂o) puede mejorar la capacidad de adsorción para H₂s y promover la reacción catalítica. Si el gas crudo contiene gases ácidos como el CO₂, la alcalinidad debe controlarse para evitar la deposición de carbonato.
MOdificación y aplicación de portadores compuestos
- anti - modificación de sulfación:
En la sección de temperatura alta - (300 - 400 grados), la alúmina activada es propensa a reaccionar con SO₃ para formar sulfato de aluminio, lo que conduce a la desactivación. Al agregar aditivos como Tio₂ y Zro₂ para formar portadores compuestos (como Al₂o₃ - Tio₂), se puede inhibir la sulfación y se puede mejorar la estabilidad de alta temperatura.
- Tratamiento de resistencia al envejecimiento de agua y calor
El vapor de agua generado en la reacción del Claus encogerá la estructura de poros del portador de alúmina activado y disminuirá la superficie específica. La estabilidad hidrotérmica del portador se puede mejorar mediante calcinación de temperatura -} (como por encima de 1000 grados) o modificación de silicio (Si).
Índice técnico
Nombre del producto: Claus Sulphur Recovery Catalyst Carrier
Fórmula química:AI2O3
Casta: 1344-28- 1
|
Artículoanálisis |
Unidad |
TécnicoParámetros |
|
|
Alabama2O3 |
% |
Mayor o igual a 93 |
Mayor o igual a 93 |
|
Sio2 |
% |
Menos de o igual a 0.10 |
Menos de o igual a 0.10 |
|
Ceño2O3 |
% |
Menos de o igual a 0.04 |
Menos de o igual a 0.04 |
|
N / A2O |
% |
Menos de o igual a 0.45 |
Menos de o igual a 0.45 |
|
Área de superficie |
m2/g |
Mayor o igual a 200 |
Mayor o igual a 300 |
|
Volumen de poros |
ml/g |
Mayor o igual a 0.40 |
Mayor o igual a 0.40 |
|
Densidad masiva |
g/ml |
Mayor o igual a 0.60 |
Mayor o igual a 0.60 |
|
Fuerza aplastante |
N/gránulo |
Mayor o igual a 100 (4-6 mm) |
Mayor o igual a 120 (4-6 mm) |
Escenarios y procesos de aplicación típicos
Gas natural y desulfurización en refinerías de petróleo
Tratamiento del gas ácido después de la desulfuración del gas natural (con el contenido de H₂S que varía del 10% al 90%), el gas de combustión de la regeneración catalítica de agrietamiento en las refinerías de petróleo.
El proceso: el gas ácido se oxida parcialmente en el horno de combustión para formar SO₂, que, junto con los H₂s restantes, ingresa al reactor lleno de catalizador de portador de alúmina activado. Bajo la reacción catalítica a 250-320 grados, se genera azufre elemental, con una tasa de recuperación de azufre de hasta 95% - 99%.
Tratamiento del gas ácido en la industria química del carbón
Los gases ácidos (que contienen H₂s y Co₂) produjeron el carbón - a - hidrógeno y carbón - a - Los procesos de metanol son tratados por la unidad de Klaus. El catalizador de portador de alúmina activado puede convertir eficientemente H₂s bajo la coexistencia de CO₂, reduciendo las emisiones de azufre.
Ventajas comparativas sobre otros portadores
Costo más bajo que Tio₂ portador
La alúmina activada tiene un precio bajo y su actividad catalítica está cerca de Tio₂ en el rango de temperatura medio y baja (< 300℃), making it suitable for most industrial scenarios.
La capacidad de azufre es más alta que la de los portadores de gel de sílice
La estructura de poros de la alúmina activada es más adecuada para la condensación y almacenamiento de vapor de azufre, con una mayor capacidad de retención de azufre por unidad de volumen del catalizador y una frecuencia de regeneración reducida.
Desactivación y regeneración del catalizador
Causa de inactivación: Alto - sulfación de temperatura, depósitos de carbono o impurezas mecánicas obstruyen los canales, los sitios activos en la superficie de la alúmina activada están cubiertos.
Método de regeneración: La purga de gas inerte (N₂) se usa para eliminar el azufre acumulado, o la regeneración se lleva a cabo en una atmósfera reductora (H₂/N₂) para restaurar la estructura de poros y los sitios activos del portador.
Resumen
La alúmina activada, como portador del portador del catalizador de recuperación de azufre Claus, logra una recuperación eficiente de azufre en azufre - que contiene el tratamiento de gases a través del diseño jerárquico de la estructura de los poros, sulfato -} modificación resistente y regulación química superficial. Su valor central radica en:
- adaptarse a los requisitos de transferencia de masa de las reacciones catalíticas H₂S/SO₂;
- La capacidad de resistir el calor y la sulfación de agua asegura una operación de término larga -.
- Bajo costo y proceso maduro lo convierten en el material portador principal para la recuperación de azufre en las industrias químicas de petróleo, gas natural y carbón.
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