Hvorfor aktivert alumina viktig i Claus svovelgjenvinningsprosessen?
Aluminiumoksydkatalysatorene som brukes i Claus Sulphur Recovery Units representerer den mest klassiske og mest brukte klassen av katalysatorer for denne applikasjonen. Aktivert aluminiumoksyd med høy-renhet katalyserer reaksjonen mellom hydrogensulfid (H2S) og svoveldioksid (SO2) for å produsere elementært svovel (S), samtidig som det fremmer hydrolyse av svovel-inneholdende-biprodukter som karbonylsulfid (COS) og karbondisulfid (CS)2), og derved øke svovelutvinningshastigheten.
Hva er Claus Process Sulphur Recovery?
Claus-prosessen er en av de mest brukte svovelgjenvinningsteknologiene i moderne industri. Den brukes hovedsakelig til å omdanne sur gass som inneholder H2S inn i elementært S, mens de reduserer miljøforurensning forårsaket av direkte utslipp av sulfider. Claus-prosessen svovelgjenvinning gjelder for ulike industrielle miljøer som genererer store mengder svovelholdig- sure gasser, for eksempel:
* Oljeraffinerier: for å gjenvinne svovel fra sure gasser produsert under raffineringsprosesser;
* Naturgassbehandling: for å behandle sure gasser som genereres under avsvovling av naturgass;
* Kullkjemisk industri: for å behandle svovelholdige-syregasser produsert under kullgassifisering og syngassrensing;
* Koksindustri: å konvertere hydrogensulfid i koksovnsgass til elementært svovel;
* Petrokjemisk industri: å gjenvinne svovel fra H2S-inneholdende prosessgasser;
* Sulfid-relaterte industrier: for å håndtere svovel-inneholdende avfallsgasser fra svovelsyre, viskose og kjemiske fibre.
Hvor er aluminiumoksydkatalysator plassert i Claus-prosessen?
En typisk Claus prosess svovelgjenvinningsenhet omfatter syregassmatesystem, surgassovn, spillvarmekjele, svovelkondensatorer, Claus katalytiske reaktorer og oppsamlingsgrop for flytende svovel eller svovelforseglingstank.
Kjernereaksjonen i Claus-prosessen er reaksjonen mellom H2S og SO2å produsere elementært svovel. I praksis vil en del av H2S forbrennes først for å generere SO2; den resulterende SO2reagerer deretter med den gjenværende H2S over en katalysator-Claus-reaksjonen-for å produsere svoveldamp, som gir flytende svovel ved avkjøling.
Derfor,Claus alumina katalysatorerbrukes først og fremst i disse katalytiske reaktorene. Og de standard industrielle Claus-katalysatorlagene bruker vanligvis aktivert alumina.
Funksjoner av aktivert aluminiumoksydkatalysator i Claus-prosessen
Katalyserer den viktigste Claus-reaksjonen. Dette er den viktigste funksjonen! Uten en katalysator, reaksjonshastigheten mellom H2S og SO2er relativt treg; Imidlertid gir aktivert aluminiumoksyd en rekke aktive overflatesteder, noe som gjør at reaksjonen raskt kan nærme seg likevekt ved industrielt akseptable temperaturer.
Katalyserer COS-hydrolyse. I tillegg til H2S, sur gass inneholder vanligvis CO2, hydrokarboner og små mengder organiske sulfider. I den termiske reaksjonsovnen danner noen svovel-holdige organiske forbindelser COS og CS2. Aktivert alumina katalyserer omdannelsen av svovel i COS tilbake til H2S, slik at den kommer inn i Claus-reaksjonssystemet; dette er avgjørende for å maksimere den totale svovelutvinningsgraden.
Katalyserer CS2hydrolyse. CS2er et biprodukt av spesiell bekymring i Claus-prosessen. Hydrolyse av CS2konverterer svovelet i molekylet tilbake til H2S, slik at den senere kan delta i Claus-reaksjonen; dette er en annen nøkkelfunksjon til aktiverte aluminakatalysatorer.
Hvorfor er aktivert alumina nødvendig i Claus svovelutvinning?
For alumina-baserte Claus-katalysatorer er nøkkelen ikke bare å maksimere Al2O3innhold. I stedet krever det en omfattende optimalisering av spesifikt overflateareal, porestruktur, overflateaktivitet og motstand mot deaktivering.
Gitt de varierende molekylstørrelsene til H2S, SO2, COS, CS2, og H2O-og det faktum at Claus-reaksjonen involverer diffusjon av fler-komponentgasser i katalysatorpartiklene-porestørrelsesstyring er kritisk. Hvis porene er for små, hindres reaktantdiffusjonen og intern diffusjonsmotstand øker, noe som forhindrer full utnyttelse av de aktive stedene i katalysatoren. Omvendt, hvis porene er for store, reduseres antallet aktive steder. Følgelig krever industrielle Claus-katalysatorer en spesifikt konstruert porestørrelsesfordeling, og aktivert alumina kan gi de nødvendige overflateegenskapene og porestrukturene for å oppfylle disse kravene.
Sinmat Chemicaltilbyr tilpasset høy-renhetaktivert aluminakatalysatorspesielt for Claus prosess svovelgjenvinning. For mer informasjon, seaktivert aluminaproduktkategori.
