Решение проблемы серы в технологии железохромового катализатора

Большинство промышленных железохромовых катализаторов, выпускаемых промышленностью, имеют в своем составе небольшие примеси серы. Сера попадает в железохромовые катализаторы из сырья, используемого для их приготовления, и остается там в сульфатной форме. В период пуска и первые дни работы катализатора сульфатная сера подвергается гидрированию в результате взаимодействия с компонентами конвертируемой парогазовой смеси с образованием сероводорода:

FeSO₄ + 4H₂ = FeS + 4H₂O, (12)

FeS + H₂O = FeO + H₂S. (13)

Во избежание отравления низкотемпературного катализатора второй ступени такую конвертированную парогазовую смесь приходится сбрасывать в атмосферу в течение трех-пяти суток до полного прекращения выделения серы из катализатора, то есть проводят обессеривание катализатора, что является обязательной самостоятельной процедурой перед процессом восстановления. Затраты на процесс обессеривания могут составлять 30-40 % от стоимости катализатора.

С момента начала выпуска железохромовых катализаторов и по сегодняшний день остаются актуальными исследования по уменьшению содержания серы в катализаторах и сокращению длительности их обессеривания.

Так ранее сотрудниками ГИАП совместно с кафедрой технологии неорганических веществ Харьковского политехнического института и Северодонецким ПО «Азот» был предложен способ предотвращения выделения из катализатора серы за счет введения добавок основного характера, в частности калия [3, 13]. Данный катализатор выпускался указанным выше предприятием в соответствие с требованиями СТП 6-03-20-15-81.

В Ивановском химико-технологическом институте был разработан железосвинцовый катализатор, не содержащий сернистых соединений и обладающий повышенной активностью [20, 38]. В качестве сырья использовали нитрат железа. Несмотря на достигнутые положительные результаты, катализатор не был внедрен в промышленность по двум причинам. Во-первых, не было согласования о замене хромсодержащей оксидной добавки на оксид свинца, хотя оба промотора относятся к одному классу токсичности, а, во-вторых, возникала необходимость переориентации катализаторного производства на выпуск катализатора по новой технологии с полной заменой исходного сырья.

Также имеются данные [42], в которых предложено гранулы готового катализатора обрабатывать раствором нитрата цинка или бария. Приготовленный таким образом катализатор в процессе работы не теряет активности и не выделяет соединения серы.

Сотрудниками НПК «Алвиго-КС» (г. Северодонецк) предложен способ получения железохромового катализатора с добавками Са, Mg, Ba. Установлено, что введение этих веществ сдвигает процесс выделения серы в область более высоких температур, чем температуры ведения процесса конверсии [43, 44]. Таким образом, в Украине сегодня выпускаются железохромовые катализаторы марок СТК-СФ, СТК-СМФ, СТК-СМТ, нетребующие обессеревания.

Дата добавления: 2015-05-29