Axens - 硫磺回收

Axens 催化剂&吸附剂

硫磺回收

催化剂、吸附剂以及克劳斯和尾气处理单元的活性支撑介质的整体分类Axens是世界顶级高质量克劳斯催化剂供货商，为满足每个克劳斯系

统的要求而提供市场上最有效的硫回收催化剂、吸附剂和催化剂支撑介质。以下是Axens硫回收催化剂产品的简单介绍。

DR 活性床支撑和克劳斯反应氧化铝粒状CR 克劳斯反应*硫回收和亚露点尾气处理大孔铝粒状R3S 克劳斯反应硫回收和亚露点尾气处理超大孔铝粒状AA2-5 克劳斯反应亚露点尾气处理(Sulfreen) 小孔铝粒状AM 氧气净化和克劳斯反应改良铝粒状AM S 氧气净化、克劳斯&CS2反应改良铝粒状CSM 31 无芳烃硫回收单元专利助催化剂粒状CRS 31 克劳斯反应, COS, CS2, HCN** 二氧化钛粒状TG 103 加氢反应，尾气处理单元*** 钴钼-铝粒状TG 107 加氢反应，尾气处理单元*** 钴钼-改良铝粒状TG 136 加氢反应，尾气处理单元*** 钴钼-铝叶片状*用于克劳斯和近似或亚露点尾气处理工艺，例如Sulfreen，CBA, 和MCRC工艺。

**用于 IGCC同类装置。

***用于SCOT型尾气处理加氢工艺。

Axens所有硫回收催化剂产品

Axens对克劳斯催化剂研发和制造有着悠久历史，可以追溯到上世纪70年代。到目前为止已研制出的全部硫回收催化剂、吸附剂和催化床支撑介质如下。

DR- 活性床支撑介质

如果床层支撑材料也可以作为催化剂使用，克劳斯生产力会被大大提高。DR是具有非常高的粉碎强度的活性支撑铝颗粒，并可用于替代惰性球提供整体活性。DR有4-8和5-10mm颗粒。

这个产品特别适用于操作条件苛刻，需要高强度材料的装置。DR也是水泥厂较好的原料。在许多情况下，其他支撑材料的处理就不是那么简单了。

CR – 标准大孔隙克劳斯催化剂

该氧化铝催化剂是用于标准克劳斯进料，针对首选是H2S简单转化并要求压降低。这种低成本的催化剂对于没有特殊的操作限制的工厂是有吸引力的。

CR 3S– 工业上最先进的纯氧化铝催化剂

Axens专利氧化铝制造方法和特殊处理技术使得该硫回收催化剂具有非常令人满意的特性：

z超大多孔性 - （双型孔尺寸分布）

z优选Na2O含量

z降低硫酸盐化作用

CR 3S 还展现了其在亚露点尾气处理工艺中的良好性能，例如Sulfreen、CBA和MCRC工艺。

超大多孔性 – 比大孔隙更有效

大孔隙是一种非常好的催化剂（高孔隙体积，孔径大于0.1µm）。但是，第2种超大孔隙是更优秀的催化剂（高孔隙体积，孔径大于1µm）。只有CR 3S得到此殊荣。孔隙体积分析显示CR 3S比其他最好的催化剂具有显著的超大孔隙，如下图数据所示：

Porous Volume,

ml/100g

0.0010.010.1110100

Pore diameter, µm

二硫化碳，CS2，是硫回收里最难处理的化合物，当测试催化效率时，通常是主要的成分指标。

大量的测试CS2结果证明了2种催化效的效果。具有不同大孔隙和超大孔隙的一些催化剂被测试以证明它们转化CS2的能力。下图结果显示，孔隙率越高，转化率越高，具有超大孔隙率的催化剂，效果更佳。

Ratio of Ultra Macroporosity to Macroporosity, V 1/ V 0.1

V 1= Volume of pores greater than 1 µm V 0.1=Volume of pores greater than 0.1 µm 2个稳定的大孔隙曲线显示，

当孔隙率从16ml/100mg 到20ml/100mg

时，CS 2转化率为3-4%。但是，当超大孔隙率到大孔隙率从0.4 升到0.8时，CS 2转化率将升高9-11个百分点（转化率大约25%以上）。 市场上最具竞争力的氧化铝跌至上图较低的效率区域（蓝色），而CR 3S 却在较高的效率区域（红色）。

优选Na 2O 含量

研发的结论是克劳斯催化剂需要适量钠参与反应。钠的优选含量由氧化物决定，Na 2O ，如下图所示在1500 和2500ppm 之间。

37

42

47

52

57

62

67

72

08001600240032004000

Na 2O, ppm

Conversion, %

Claus Conversion, R2CS 2 Conversion, R1 但是，如果钠含量超出2500ppm ，硫酸盐临界点产生，硫酸盐化反

应开始。我们不愿看到的结果是过多的Na 2O 作为熔融剂，导致孔隙周围结焦而缩短催化剂的使用寿命。因此，CR 3S 催化剂中的Na 2O 含量应控制在1500 – 2500ppm 之间。然而，其他氧化铝催化剂Na 2O 含量高于3500ppm. 可见这些氧化铝催化剂的转化率低，使用寿命短。

阻止硫酸盐化反应

由于氧气进入，硫化反应的阻止能力就成为CR3S 催化剂的另一个特性。正是由于CR3S 的这种特性使得它与市场上最具竞争力的氧化铝催化剂区别开。以下曲线证明，CR3S 催化剂的CS2的转化率在氧气浓度上升时受到极小影响，而其他的氧化铝催化剂由于发生了

硫化反应,性能显著下降。

CS 2Conversion, %

Oxygen Concentration, ppm

对氧气波动的耐受力赋予CR3S 催化剂有较长的使用年限。老化实

验证明，在进料质量和性能的同等条件下，CR3S 使用年限至少比市场上其他氧化铝催化剂长30％。当使用AM 系列催化剂时，效果更具有吸引力。

AA2-5---能使亚露点尾气处理排放中的硫含量更低

AA 2-5是一种活性氧化铝催化剂，能提高亚露点尾气处理状况中的克劳斯反应。

一旦对亚露点排放物中的硫含量提出更高的要求，硫在气体中的局部压力就必须降低。

AA 2-5通过降低液硫蒸汽的压力来实现这一要求，采用高精密度的微孔结构原理（孔径小于100埃）。这些微孔可以导致液硫蒸汽的毛细凝结，毛细管吸收液硫导致硫磺蒸汽压力降低因此引起气体局部压力降低。正是如此，从尾气处理排放气体中可以最大限度的脱出和回收其中的硫磺。

AM 和AMS ――防止硫酸盐的形成

最近的研究发现克劳斯反应发生时催化剂表面必然会形成少量的硫酸盐化合物。生成硫酸盐化合物的反应机理是复杂的，它在克劳斯反应的H 2S 和SO 2转化期间自然发生。尽管这样，进料气中过量的氧气会导致大量硫化物的形成，最终使催化剂失活。

AM 催化剂能够避免形成大量硫化物而且至少提高催化剂寿命的50％。这种加铁催化剂在氧气到达氧化铝催化剂之前将它催化转换。因此将第二或第三级克劳斯反应器顶上的三分之一传统氧化铝催化剂替换成AM 催化剂就可以完成防止硫酸盐化合物形成的保护。由于AM 催化剂和传统氧化铝催化剂具有同样的克劳斯反应效果，所以H 2S 的转化并不会受到影响。

下图可见，即使让进料气中的氧故意过量到3000ppm,在210至250℃的温度范围内，在第二或第三级SUR 反应器中仅需要2.5秒的时间就能达到完全转化。这些结果已经在许多的工业装置中得到证明。