Dans les unités de récupération de soufre Claus qui alimentent les raffineries et les usines chimiques de charbon-, la désactivation des catalyseurs induite par le sulfate-est un problème opérationnel courant-à long terme. Il agit comme un goulot d'étranglement clé limitant le cycle de service de l'unité et augmentant les coûts d'exploitation-et-de maintenance.
Du point de vue du principe du processus, les traces d'oxygène à l'intérieur de l'unité proviennent de plusieurs sources complexes : alimentation en air déséquilibrée pour le gaz acide en amont, fuite d'étanchéité des brides de l'équipement et fluctuation de la composition du gaz d'alimentation dans des conditions de travail intermittentes. Ces facteurs permettent à de petites quantités d’O₂ d’entrer dans les convertisseurs. Les molécules d'oxygène déclenchent des réactions secondaires avec le SO₂ généré in situ pour former des cristaux de sulfate stables, qui bloquent les micropores internes des catalyseurs et réduisent considérablement la surface spécifique active efficace. Par conséquent, l’efficacité de la conversion du soufre ne cesse de diminuer.
Les contre-mesures conventionnelles incluent principalement le raccourcissement des cycles de remplacement du catalyseur et l'ajustement fréquent des paramètres du rapport air-/-gaz. Les deux solutions présentent des inconvénients évidents. Les arrêts fréquents pour remplacer le catalyseur interrompent la production globale de l'usine et entraînent de lourdes pertes économiques. Un réglage délicat du rapport d'air-ne peut atténuer que de légères interférences avec l'oxygène, mais ne parvient pas à faire face aux conditions de travail caractérisées par de fortes fluctuations du débit de gaz d'alimentation-et de la concentration de H₂S.
Dans ce contexte industriel, le processus de chargement en couches avec des catalyseurs protecteurs éliminant l'oxygène a gagné en popularité. Il ne nécessite aucun réacteur supplémentaire ni-rénovation de pipelines à grande échelle. Ce n'est qu'en optimisant la configuration du garnissage du catalyseur à l'intérieur du convertisseur que des traces d'oxygène peuvent être interceptées à la source pour offrir une protection à long terme-aux lits de catalyseur en aval.
Le mécanisme de base réside dans une protection par réaction étagée : des matériaux catalytiques présentant à la fois des performances d'élimination de l'oxygène-et une activité Claus sont chargés dans la partie supérieure du lit du convertisseur. Le gaz de procédé traverse d'abord cette couche protectrice supérieure de catalyseur, où les traces d'oxygène sont préférentiellement consommées et éliminées. Le gaz de traitement sans oxygène-s'écoule ensuite dans des catalyseurs à lit inférieur-pour effectuer des réactions stables de production de soufre-entre H₂S et SO₂.
Une pratique industrielle uniforme spécifie que le volume de chargement de la couche protectrice de catalyseur ne doit pas représenter moins de 1/3 du volume total du lit du convertisseur. Un volume de réaction suffisant garantit une élimination complète des traces d’oxygène.
Selon les données d'exploitation industrielle, le système de chargement de protection contre l'élimination de l'oxygène en couches-offre une amélioration stable de l'efficacité globale de conversion du soufre de l'ensemble de l'unité, particulièrement adapté aux unités de récupération de soufre avec de grandes fluctuations de charge d'alimentation-. Pendant ce temps, le taux d'empoisonnement par les sulfates des catalyseurs à lit inférieur- est remarquablement ralenti, prolongeant efficacement la durée de vie globale du catalyseur et réduisant la fréquence des arrêts imprévus.
Les catalyseurs de récupération de soufre protecteurs éliminant l'oxygène-développés et fabriqués parProduit chimique de Shandong XundaIndustrielGroupe Co., Ltd.ont réussi-des évaluations de performances à long terme dans plusieurs unités commerciales et ont obtenu des retours positifs de la part des clients.
