ООО «Институт «Гипроникель», г. Санкт-Петербург, Россия

Ю. В. Васильев, вед. науч. сотр.

О. И. Платонов, вед. науч. сотр, e-mail: OIPla@nickel.spb.ru

Л. Ш. Цемехман, зав. лаб. пирометаллургии

Заполярный филиал ООО «Институт «Гипроникель», г. Норильск, Россия:

О. В. Зотиков, директор

Чтобы оценить эффективность совмещения разных каталитических процессов в одном реакторе с комбинированной загрузкой из разнотипных катализаторов, проанализировано изменение активности каталитического слоя в реакторе Клауса на участке производства элементной серы Медного завода Заполярного филиала ОАО «ГМК «Норильский никель» в течение периода эксплуатации с февраля 2008 г. до апреля 2009 г. Сравнительный анализ данных обследований за разные периоды показал, что реальная эффективность конверсии серосодержащих газов при комбинированной загрузке каталитического реактора с использованием Co – Mo/Al₂O₃-катализатора восстановления SO₂ разработки ЗАО «ВНИИ органического синтеза» не выше, чем у обычного промышленного алюмооксидного катализатора процесса Клауса (АОК-98-59), при катастрофической потере надежности из-за низкой термостойкости катализатора. Сравнение средних эмпирических значений конверсии H₂ и CO₂ при разных вариантах загрузки каталитического реактора не показывает преимуществ комбинированной загрузки с использованием Co – Mo/Al₂O₃-катализатора также и в срабатывании восстановительных компонентов. Выявлен немонотонный характер старения основного слоя катализатора АОК-78-59 с максимумом эффективности общей конверсии серосодержащих компонентов, наблюдающимся через 2 мес после начала эксплуатации катализатора; абсолютно максимальное значение конверсии восстановленного газа в пробеге 2008–2009 гг. составило (68,5±13,4) % (отн.). Наблюдение значительной отрицательной конверсии карбонилсульфида сразу после кислородных отравлений алюмооксидного катализатора соответствует механизму двустадийной каталитической конверсии сероуглерода с образованием на первой стадии карбонилсульфида. Оценка из абсолютного значения генерации карбонилсульфида дает исходные содержания сероуглерода в восстановленном газе, сравнимые с концентрацией COS, т. е. [CS₂] ~ 2 % (об.).

1. Еремин О. Г., Еремина Г. А. Утилизация серы из отходящих газов цветной металлургии // Цветные металлы. 1996. № 4. С. 21–23.
2. Платонов О. И., Цемехман Л. Ш. Производство серы из металлургических газов: история, состояние, перспективы // Там же. 2007. № 2. С. 63–68.
3. Илюхин И. В., Козлов А. Н., Сапегин Ю. В. и др. Реконструкция производства серы на Медном заводе ЗФ ГМК «Норильский никель» // Там же. 2008. № 12. С. 44–46.
4. Саблукова И. В., Илюхин И. В., Сергеева Л. В. и др. О выборе катализатора для процесса очистки SO₂-содержащих газовых выбросов металлургических производств // Тез. докл. всерос. конф. с междунар. участием «КАТЭК 2007», Санкт-Петербург, 11–14 декабря 2007. — Новосибирск : ИК СО РАН, 2007. С. 262–263.
5. Артёмова И. И., Зинченко Т. О., Молчанов С. А., Золотовский Б. П. Совершенствование способа получения газовой серы // Катализ в промышленности. 2009. № 2. С. 33–38.
6. Clark P. D., Dowling N. I., Huang M. Conversion of CS₂ and COS over alumina and titania under Claus process conditions: reaction with H₂O and SO₂ // Applied Catalysis B: Environmental. 2001. Vol. 31. P. 107–112.
7. Зайцев В. И., Козлов А. Н., Илюхин И. В. и др. Реконструкция первой технологической линии производства серы на Медном заводе // Цветные металлы. 2007. № 7. С. 76–79.
8. Румшиский Л. З. Математическая обработка результатов эксперимента. — М. : Наука, 1971. — 192 с.
9. Дёрффель К. Статистика в аналитической химии. — М. : Мир, 1994. — 268 с.
10. Трусов Н. В., Гринь Г. И., Преждо В. В. Промышленный мониторинг как источник ценной информации о технологическом процессе // Теоретические основы химической технологии. 2002. Т. 36, № 5. С. 554–560.
11. Грунвальд В. Р. Технология газовой серы. — М. : Химия, 1992. — 272 с.
12. Васильев Ю. В., Князев М. В., Платонов О. И. и др. К выбору технологии переработки отходящего газа печей Ванюкова // Цветные металлы. 2003. № 7. С. 75–79.
13. Катков А. Л., Малов Е. И., Коптенармусов В. Б. и др. Очистка газов от сернистых соединений // Известия вузов. Цветная металлургия. 2007. № 2. С. 34–37.
14. Платонов О. И., Цемехман Л. Ш., Калинкин П. Н., Коваленко О. Н. Анализ активности алюмооксидного катализатора Клауса в процессе промышленной эксплуатации // Журн. прикл. химии. 2007. Т. 80, № 12. С. 1953–1957.
15. Платонов О. И. Старение алюмооксидного катализатора в реакторе Клауса линии десульфуризации коксового газа // Кокс и химия. 2012. № 6. С. 37–42.
16. Платонов О. И., Цемехман Л. Ш. Каталитическая конверсия COS и CS₂ при избытке диоксида серы // Журн. прикл. химии. 2008. Т. 81, № 10. С. 1597–1600.
17. Stone F., Huffmaster M., Massie S. Predicting SCOT catalyst activity // Sulphur. 2005. No 300. Р. 45–52, 54, 56.