La production de soufre-de haute qualité commence par des matières premières propres. Le type, la teneur et la source des impuretés dans les gaz acides exercent des impacts variables sur le fonctionnement des unités de récupération du soufre et des produits finis soufrés. Les impuretés typiques comprennent les hydrocarbures, CO₂, H₂O et NH₃. Un contrôle strict de ces indicateurs d'impuretés est indispensable pour fabriquer du soufre de haute qualité-.
1. Hydrocarbures et solvants aminés
L'entraînement d'hydrocarbures et de solvants aminés dans les gaz acides entrant dans le four augmente la température du four, augmente la charge thermique et le stress thermique des chaudières de récupération de chaleur et nécessite un apport d'air de combustion plus élevé. Le CO₂ et le H₂O générés par la combustion abaissent la pression partielle de H₂S et inhibent la réaction de Claus. Une teneur plus élevée en hydrocarbures entraîne une augmentation du COS et du CS₂ des produits -, réduisant ainsi l'efficacité de la conversion du soufre.
Les fluctuations de la concentration d’hydrocarbures entraînent un retard dans la distribution de l’air et un déficit local en oxygène. Les hydrocarbures lourds, les hydrocarbures aromatiques et les solvants aminés se fissurent dans des conditions de manque d'oxygène-pour former des dépôts de carbone qui contaminent les produits soufrés, obstruent les lits de catalyseur, désactivent les catalyseurs et augmentent la chute de pression du système. Des blocages graves dans des conditions de fonctionnement extrêmes peuvent déclencher des arrêts imprévus et prolonger les cycles de maintenance-de combustion du carbone.
Spécification de contrôle : Teneur en hydrocarbures dans le gaz acide Inférieure ou égale à 3 % en volume.
2. Dioxyde de carbone (CO₂)
En tant que composant inerte, le CO₂ réduit la pression partielle de H₂S et la température de la flamme du four, augmentant ainsi la génération de COS et de CS₂ dans le gaz de procédé. La formation de soufre organique est positivement corrélée aux concentrations de CO₂ et d’hydrocarbures. L'hydrolyse incomplète du soufre organique dans la section catalytique à basse température-réduira simultanément la conversion unitaire du soufre et le taux de récupération du soufre, rendant le soufre de haute-pureté inaccessible.
3. Vapeur d'eau
Bien que son effet inhibiteur soit plus doux que l'ammoniac et le CO₂, la vapeur d'eau modifie la pression partielle des composants à l'intérieur des réacteurs et affaiblit l'efficacité de la réaction de Claus, réduisant ainsi la production de soufre.
Aucune vapeur d'eau n'est autorisée à pénétrer dans le four en fonctionnement normal. L'entrée d'eau-à l'avant- provoque une chute brutale de la température du four, une surpression du four et des dommages au revêtement réfractaire ; les fuites d’eau des chaudières à chaleur résiduaire entraînent directement la désactivation du catalyseur.
Spécification de contrôle : Teneur en vapeur d'eau dans le gaz acide : 2 % en volume ~ 5 % en volume.
4. Ammoniac (NH₃)
L’entraînement de l’ammoniac dans les matières premières entraîne de graves impacts négatifs :
①Des cristaux de sel d'ammonium forment et bloquent-les pipelines et équipements d'entrée, entravant ainsi le transport des gaz acides ;
②Les produits de combustion N₂ et H₂O réduisent la pression partielle de H₂S et le taux de récupération du soufre ;
③Une combustion incomplète de l'ammoniac génère du NOₓ. Dans des conditions aérobies, NOₓ favorise la conversion du SO₂ en SO₃, formant des cristaux de sulfate qui bloquent les condenseurs dans les zones à basse température -, augmentant considérablement la chute de pression du système et forçant même l'arrêt de l'unité ;
④L'ammoniac réagit avec les catalyseurs à base d'alumine pour les désactiver, tandis que le NOₓ accélère la corrosion des équipements et l'empoisonnement des catalyseurs ;
⑤L'ammoniac s'accumule dans la solution d'amine SCOT, affaiblissant l'absorption de H₂S dans l'absorbeur et les performances de désorption dans le régénérateur.
Tous les problèmes ci-dessus dégradent l'efficacité totale de la récupération du soufre. Spécifications de contrôle : Teneur en ammoniac dans le gaz d'alimentation inférieure ou égale à 3 % en volume.
5. Méthanol
L’entraînement du méthanol est un point de contrôle clé pour les unités de récupération du soufre des usines chimiques au charbon. Le gaz acide est susceptible de transporter de grands volumes de méthanol dans des conditions de travail fluctuantes ou des incidents anormaux. Les opérateurs doivent ajuster en temps opportun l'alimentation en air de combustion pour éviter les précipitations de carbone dues au manque d'oxygène, empêchant ainsi les dépôts de carbone de contaminer le soufre fini et de boucher les lits catalytiques.