克劳斯尾气低温加氢水解催化剂研究与工业应用

随着国家环保标准的日益严格,节能减排、清洁生产对硫磺回收尾气处理工艺和催化剂都提出了更高的要求,克劳斯尾气加氢催化剂逐渐由常规加氢催化剂转变为低温加氢催化剂。为此,重点介绍了低温加氢水解催化剂技术的研发、催化剂制备及工业应用情况。针对低温加氢过程中的SO_2加氢反应和有机硫水解反应特性,提出了加氢型催化剂和水解型催化剂组合使用的新工艺,分别研发了适合低温条件下使用的低温加氢催化剂和低温水解催化剂,将两种催化剂组合使用,使传统的加氢反应器入口温度由280℃降至220℃,同时SO_2的加氢转化率提高到超过99%。为进一步提高有机硫水解率.还开发了低温有机硫水解催化剂。实验室研究两种催化剂按体积比为5:5组合使用时尾气总硫含量(体积比)最低可达131×10~(-6)。该催化剂在15家单位的17套硫磺回收尾气处理装置上获得了工业应用,其中中国石化金陵石化分公司的尾气排放浓度低于77.9 mg/m~3,装置总硫回收率达到99,97%,应用效果良好。     

川渝地区含硫天然气净化技术研究

川渝地区天然气田多数为含硫甚至高含硫气田,有的还含有较多二氧化碳和有机硫,这些气田的开发需要解决与天然气净化相关的技术问题。中石油西南油气田公司天然气研究院在该技术领域的研究中,已在醇胺溶剂、物理化学溶剂、配方溶剂、液相氧化还原、干法等脱硫技术及硫磺回收技术方面取得了一系列成果,并在天然气净化中获得成功应用。目前围绕高含硫天然气开发问题,开展了多项天然气净化课题的研究。     

硫磺回收尾气灼烧温度探讨

采用电加热作为温度控制方法进行硫磺回收尾气灼烧模拟试验,考察了温度、氧浓度、停留时间等条件对硫化氢转化率的影响,结合硫磺回收尾气灼烧炉实际操作参数及部分烟气组成,推导出了不同停留时间条件下,硫化氢转化率与温度的关系式,并在某净化厂进行了现场试验,验证了实验室的研究结果.     

三叶草型硫回收尾气加氢水解催化剂CT6-10的研究

以三叶草型γ-Al2O3为载体,用浸渍法制备了Co—Mo硫回收尾气加氢水解催化剂CT6～10。研究了反应温度、空速、SO2浓度以及原料气中CS2浓度、O2浓度对催化剂活性的影响。试验结果表明,在温度280℃～400℃、空速小于3000h^-1时,尾气中除Hzs外的总硫含量小于200×10^-6（φ）,说明CT6-10具有很好的活性。     

克劳斯尾气加氢催化剂的器外硫化技术研究

研发了反应温度不同的两种固体硫化剂,并将该类硫化剂应用于克劳斯尾气加氢催化剂的硫化反应。对硫化剂的添加量、硫化过程中的操作条件进行了考察,通过能谱分析法确定活性组分的硫化率可达到硫化要求,通过催化剂性能评价确定催化剂可达到性能指标的要求,明确了提前硫化技术在克劳斯尾气加氢催化领域的可行性。     

克劳斯装置中温有机硫水解催化剂研究

针对硫磺回收装置克劳斯二级反应器有机硫水解率较低的问题,采用新型共浸技术研发了中温有机硫水解催化剂。考察了催化剂的耐硫性能及温度对催化剂性能的影响。实验结果表明,在220~300℃的温度范围内,催化剂表现出较高的有机硫水解性能;且在H_2S、SO_2、CS_2体积分数变化的范围内,均优于现阶段二级反应器中装填的活性氧化铝催化剂。     

天然气净化厂硫磺回收及尾气处理过程有机硫的产生与控制措施

天然气净化厂硫磺回收及尾气处理装置尾气中有机硫含量对SO_2减排有重要影响。研究表明,硫磺回收装置的燃烧炉、催化反应器及尾气处理装置的加氢水解反应器中均会生成有机硫。对此,可通过减少酸气中烃类含量、提高燃烧炉温度、选择合适催化剂类型以及保持较高的加氢水解反应温度等措施,有效降低有机硫的生成量。同时,对于过程中生成的有机硫,应优化催化剂组合方式,在各级反应器中叠加水解,并保持加氢水解单元的高效转化,将进入灼烧炉的有机硫含量降至最低,从而实现生产装置尾气排放达标。     

硫磺回收及尾气处理催化剂活性评价方法

对比分析了对国际知名机构加拿大硫磺回收研究所、法国罗纳－普朗克公司,以及国内中石油天然气研究院和齐鲁石化研究院所采用的硫磺回收及尾气处理催化剂评价方法,对我国的硫磺回收及尾气处理催化剂评价方法提出了8项建议:规范评价方法;建立微型反应装置;增加工业操作条件下的原颗粒评价功能;增加惰性材料稀释催化剂装填;简化惰性气体;工业装置挂侧线包;积累工业样品数据;建立权威的评价实验室.     

低成本大比表面积γ-Al_2O_3的制备

以廉价无机铝盐硫酸铝为原料,氨水为沉淀剂,十二烷基硫酸钠为添加剂,采用简单沉淀法制备得到较大比表面积γ-Al_2O_3。通过N_2低温物理吸附-脱附、X射线衍射、红外光谱、热重、元素分析、扫描及透射电镜等,研究制备过程中沉淀温度、溶液pH值和添加剂用量对产物γ-Al_2O_3及其前驱体的晶相结构、形貌织构等性质的影响。结果表明,在沉淀温度75℃、硫酸铝浓度0. 25 mol·L~(-1)、溶液pH=9. 0、老化时间12 h和n(十二烷基硫酸钠)∶n[Al_2(SO_4)_3]=0. 375∶1条件下,所得前驱体(拟薄水铝石)经600℃焙烧后,可获得大比表面积(416. 65 m~2·g~(-1))γ-Al_2O_3,并且样品中因十二烷基硫酸钠添加,引入的S及Na等杂质含量极少。     

二氧化硫脱除剂CT17-1的研制

简述了以载体上的活性组分吸附SO2的脱硫原理;介绍了脱硫剂载体的优选原则、CT17-l脱硫剂的物化性能和操作使用条件;分别从空速、温度、CO2含量、SO2含量、水含量等方面分析了其对CT17-l脱硫剂性能的影响;论述了CT17-1脱硫剂侧线试验和工业应用的成果.研制结果表明,CT17-1脱硫剂可有效脱除烟道气、硫化态催化剂再生气等气体中的SO2;SO2脱除剂在使用后属无毒无污染固体废弃物,可直接采取填理方式进行处理.