Nas unidades de recuperação de enxofre da Claus que dão suporte a refinarias e fábricas de{0}produtos químicos de carvão, a desativação de catalisadores-induzida por sulfato é um problema operacional-predominante de longo prazo. Ele atua como um gargalo importante, restringindo o ciclo de serviço da unidade e aumentando os custos de operação-e-de manutenção.
Do ponto de vista do{0}princípio do processo, o oxigênio residual dentro da unidade se origina de diversas fontes complexas: suprimento de ar desequilibrado para gás ácido a montante, vazamento de vedação de flange do equipamento e flutuação-da composição do gás de alimentação sob condições de trabalho intermitentes. Esses fatores permitem que pequenas quantidades de O₂ entrem nos conversores. As moléculas de oxigênio desencadeiam reações-laterais com SO₂ gerado in-situ para formar cristais de sulfato estáveis, que bloqueiam os microporos internos dos catalisadores e reduzem drasticamente a área de superfície específica ativa efetiva. Consequentemente, a eficiência de conversão do enxofre continua a diminuir continuamente.
As contramedidas convencionais incluem principalmente a redução dos ciclos de substituição do catalisador e o ajuste frequente dos parâmetros de proporção de ar-para{1}}gás. Ambas as soluções têm desvantagens óbvias. Paradas frequentes para substituição do catalisador interrompem a produção geral da planta e causam pesadas perdas econômicas. O ajuste delicado da proporção-de ar só pode mitigar a interferência moderada do oxigênio, mas não consegue lidar com condições de trabalho que apresentam flutuações acentuadas na taxa de fluxo-do gás de alimentação e na concentração de H₂S.
Nesse cenário industrial, o processo de carregamento em camadas com catalisadores de proteção-sequestrantes de oxigênio ganhou popularidade crescente. Não requer reatores adicionais ou modernizações de pipeline em grande-escala. Somente otimizando a configuração do empacotamento do catalisador dentro do conversor é que o oxigênio residual pode ser interceptado na fonte para fornecer proteção de longo-prazo para leitos de catalisador a jusante.
O mecanismo principal reside na proteção de reação-escalada: materiais catalíticos com desempenho de eliminação de oxigênio-e atividade de Claus são carregados na seção superior do leito do conversor. O gás de processo flui primeiro através desta camada protetora superior do catalisador, onde o oxigênio residual é preferencialmente consumido e eliminado. O gás de processo-livre de oxigênio então flui para catalisadores-de leito inferior para realizar reações estáveis de produção-de enxofre entre H₂S e SO₂.
A prática industrial uniforme especifica que o volume de carga da camada protetora do catalisador deve representar pelo menos 1/3 do volume total do leito do conversor. Um volume de reação suficiente garante a remoção completa de vestígios de oxigênio.
De acordo com dados de operação industrial, o esquema de carregamento de proteção-de eliminação de oxigênio em camadas oferece melhoria estável na eficiência geral de conversão de enxofre de toda a unidade, especialmente adequado para unidades de recuperação de enxofre com grandes flutuações de carga-de alimentação. Enquanto isso, a taxa de envenenamento por sulfato de catalisadores de leito inferior-é notavelmente desacelerada, estendendo efetivamente a vida útil geral do catalisador e reduzindo a frequência de desligamentos não planejados.
Os catalisadores de recuperação de-enxofre protetor e eliminador de oxigênio-desenvolvidos e fabricados pelaShandong Xunda QuímicaIndustrialGrupo Co., Ltd.foram aprovados em avaliações de desempenho-de longo prazo em diversas unidades comerciais e obtiveram feedback positivo dos clientes.
