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我国硫磺回收催化剂的现状

更新日期:2024-05-14T09:05:45 | 人感兴趣
    1.我国硫磺回收工业的发展

    在工业硫磺回收中,利用催化剂从H2S气体中回收硫元素的反应克劳斯反应已经得到了相当广泛的应用。在我国,最早的硫磺回收技术是出现在上个世纪的六十年代,当时主要是应用在天然气工业的副产物酸性气体回收硫磺,十年以后,山东某炼油厂建成了我国的首套5kt克劳斯硫磺回收装置,它被用于炼油过程中酸性副产物气体的硫磺回收。随着我国煤、石油、天然气等工业的发展,各种硫磺回收装置在本世纪得到了非常快速的发展。当前硫磺回收工艺的主要目的就是提高硫磺的回收效率、减少污染的排放方面上,硫磺回收技术的发展方向也主要集中在催化剂的改进、富氧工艺H2S/SO2在线调节比例等方面,而Claus转化加尾气加氢的SCOT工艺是这其中较为具有代表性的。我国的石化公司及其设计院在总结以前经验,并积极吸收国外先进技术的基础上,研制出了一套SSR工艺及相应的LS系列催化剂,与前者相比,这一工艺不用使用在线炉,而且工艺的总体投资数额较小。此外,我国使用的硫磺回收装置规模也在不断增大,已经由最早的每年几千吨的处理量发展到现在的每天几百千吨的处理量,比方说安庆石油化工引进的SuperClaus、大连西太平洋石油化工引进的Claus—Clauspol 1500装置等等,这些硫磺回收装置的规模及硫磺处理量在我国都处于较为先进的地位,这些装置中硫磺处理所使用的催化剂大多是AM催化剂。我国的催化剂工业为了自身的发展以及抢占国内市场,很多设计院等研究机构不断自我研发,经过多年的研究和实际应用实验,更为了满足上述装置以及国内其他克劳斯装置的使用,相关的硫磺回收催化剂的国产化已经取得了较大的进步。

    2.克劳斯硫磺回收工艺的主要原理

    通常,以原来的克劳斯工艺为核心设计的硫磺回收装置,它的硫磺回收效率一般维持在95%~96%,经过稍微改进的可以保持在97%~98%。而超级克劳斯硫磺回收工艺的硫磺回收效率可以达到99%甚至是99.5%以上,这一工艺是由荷兰的研究机构研制出来的建立在原有克劳斯工艺基础上的新硫磺回收工艺,它主要是在传统工艺的最后转化阶段使用新型的选择性氧化催化剂,从而对传统的工艺进行了一定的改进。这种工艺的主要优点是处理后的尾气不再需要进行其他的方式处理,而且这一工艺不但能够应用在一些新建的装置中,而且还能够在传统克劳斯工艺装置的基础上进行稍加改动并取得相应的使用效果,并且这一工艺还可以与富氧氧化硫回收新工艺进行有效的结合,并不影响使用效果。从全球范围来看,克劳斯硫磺回收装置利用富氧工艺已经成为一种非常普遍的工艺,这一工艺在石油、天然气等工业加工中处理废气H2S中得到了非常广泛的应用,其总的反应过程可以简单的概括为H2S被氧化成为硫和水的过程,这一过程是一个明显的放热过程,其总的化学方程式为:

    H2S+1/2O2→1/XSX+H2O   (1<X<8)

    如果X为1的话,△H=-35kcal/mol

    这一工艺最早是英国化学家克劳斯发明的,后来人们又对这一工艺进行了一系列的改进,在当前的很多硫磺回收装置中仍然被广泛使用,这一工艺最基本的内容就是H2S的氧化过程,这一过程分为两个阶段即:

    3H2S+3/2O2→2H2S+SO2+H2O (A) (热反应)

    2H2S+SO2→3/XSX+2H2O      (B) (催化反应)

    在这一反应中,前一部分有三分之一的H2S气体被氧化成SO2,期间放出大量的热量,是一个放热反应;后一部分剩下的三分之二的H2S在催化剂的作用下与前面一个反应生成的SO2继续进行反应,最终得到需要的硫单质。

    3.我国硫磺回收催化剂的发展和现状

    在石油、天然气工业生产的硫磺回收中,主要包括克劳斯反应以及有机硫水解反应和脱氧反应。在较早的时候,我国的工业企业常常将铝矾土作为硫磺回收过程中使用的催化剂,到了上个世纪的八十年代,我国多家科研机构共同研究生产了一种在当时世界上都具有较高水平的催化剂,那就是氧化铝基催化剂Ls—801,随后又在这一催化剂的基础上研制出了Ls—8

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