硫磺回收催化剂的研究进展.pdf

全国气体净化信息站2008年技术交流会论文集·75·硫磺回收催化剂的研究进展郭玉峰(齐鲁石化公司研究院山东淄博255400)摘要:对国内外克劳斯硫磺回收催化剂和工艺技术的发展和现状作了较为详细的论述,重点介绍了国内研制开发成功、现已在工业装置上应用的克劳斯硫磺回收催化剂的种类、性能和特点,并与国外同种类型的催化剂做了对比。关键词:硫化氢;硫磺回收;催化剂1前言保护环境、维护生态平衡是推行可持续发展战略的关键,治理大气污染、保护地球家园也是我们的治国方略。与此相比,在中国境内近几十年来酸雨的面积逐渐扩大,而且还有进一步发展的趋势。造成空气中含有大量的酸性气体的主要原因:(1)在原油炼制和天然气加工过程中,其中所含的硫化物被转化成含硫的酸性气体;(2)燃烧含硫煤,特别是热电厂、煤气厂、化工厂以及冬季取暖造成的大气污染;(3)汽车尾气的排放。若含硫的酸性气体在排人大气之前不进行脱硫处理,在低空中遇到降雨必然会产生酸雨落下,对森林、草场、农作物、水生动植物、土壤等造成极大的破坏。中国作为地区经济高速发展的大国,特别是近几年来对能源消费的巨增,对大气污染造成的影响不可低估,例如酸雨和温室效应。要使我国的经济发展不以破坏环境为代价,必须净化空气,对排放的工业废气进行处理。工业上普遍采用克劳斯硫磺回收装置来处理含有HS的酸性气体,回收元素硫。因此,克劳斯硫磺回收装置(.)及相关的工艺,如尾气处理(.),在遍布全世界的炼油厂、天然气工厂和煤气化工厂中获得了重大增长。2硫磺回收工艺原理以传统的克劳斯工艺为基础设计的硫回收装置,典型的硫回收率为95%~96(两级克劳斯反应器)或97~98(三级克劳斯反应器)。超级克劳斯(SuperClaus)PRI—MO公司、VEG气体研究院和UTRECH大学合作开发的,一种在最后一级转化段使用的新型选择性氧化催化剂,用来改进克劳斯工艺的硫回收新技术[3]。它的特点是尾气毋需任何处理,,不仅适用于新建装置,也适用现有的克劳斯装置改造,还能和富氧氧化硫回收新工艺结合使用。克劳斯硫回收装置采用富氧工艺已为世界承认[4],其他方式的硫磺回收催化剂、装置和工艺也已在工业上推广应用。在石油和天然气加工过程中,所含的硫化物被转化成H。S,用克劳斯硫磺回收催化剂回收元素硫,其反应总体上是一个H。s氧化成硫和水的平衡反应。这个气相反应是一个放热反应。H2S+1/2O2—1/zSx+H2O(1<x<8)若z一1,△H一一35keal/mol克劳斯工艺是1883年英国化学家克劳斯(CLAUS)提出的,1938年德国法本公司(-benindustrieAG)对克劳斯工艺做了重大改进,而且现在仍然是大多数硫磺回收装置的基础,其要点是把HS的氧化分为2个阶段完成。3H2S+3/2O2—2H2S+SO2+H2O(A)(热反应)2H2S+SO2—3/XSx+2H2O(B)(催化反应)第一阶段成为热反应段,有1/3体积的HS在反应炉内被氧化成So,并放出大量反应热;第二阶段成为催化反应段,即剩余的2/3体积的H。S在催化剂上与生成的SO:继续反应而生成元素硫。3国外研究进展情况早期工业装置上使用的是铝矾土催化剂,硫回收率只有8O~85,未转化的各种硫化物焚烧后以SO。的形式排入大气,严重地污染了