کاتالیست تیتانیا درصد پایین

AIC   در امتداد راه توسعه ، کار تحقیقاتی تولید محصولات دیگری چون کاتالیست های بازیابی گوگرد ) SRU (کلید زده شد و مقدمات تولید صنعتی پک کامل ( Claus Catalyst ) شامل : سه گرید اکتیو آلومینا – تیتانیا – پروموت آهن فراهم گردید که با توجه به دانش فنی و توانمندی تولیدی این شرکت ، کاتالیست های مذکور میتواند در گرید های دیگر مورد نیاز مشتریان نیز قابل عرضه باشد.

کاتالیست های SRU اصولا به صورت همزمان در راکتورهای بازیابی گوگرد پالایشگاههای گاز و نفت استفاده میشوند و به کاتالیست های Claus معروف می باشند و در واقع فرآیند Claus process اصلی‌ترین فرآیند گوگردزدایی درصنعت پالایش است که گوگرد را از سولفید هیدروژن موجود در گاز طبیعی و در گازهایی که به عنوان فرآورده‌های جانبی طی پالایش نفت خام تولید می‌شوند استخراج می‌کند. در حال حاضر عمده گوگرد مورد نیاز صنایع جهان از این طریق به دست می‌آید ضمن اینکه از ورود درصد زیادی از گاز سمی سولفید هیدروژن به اتمسفر نیز جلوگیری به عمل می آید.

1)         کاتالیست آلومینای فعال Conversion Claus Catalyst

کاتالیست اصلی فرآیند Claus بوده که به صورت گلوله و با قطر بین 3-6 میلیمتر ( 1/8 اینچ) تولید می گردد.

جدول فنی کاتالیست مذکور به شرح ذیل می باشد.

2)         کاتالیست تیتانیا Hydrolysis Claus Catalyst

این کاتالیست برای تبدیل ترکیبات COS  و CS₂  به H2S استفاده می گردد  و در دو دسته Hi TiO2 و Low TiO2 تقسیم می گردد که در حالت اول بصورت میله ای به ابعاد 3-4 میلیمتر تولید شده و در حالت دوم بصورت کروی با سایز 3-6 میلیمتر ( 1/8) اینچ تولید می گردد

مشخصات فنی هر دو تیپ این کاتالیست به شرح ذیل می باشد.

3) کاتالیست آلومینای فعال پروموت شده با آهن Oxygen Scavenging Type

     جهت جلوگیری از سمی شدن کاتالیست آلومینای فعال استفاده می گردد و بصورت کروی و با سایز 3-6 میلیمتر ( 1/8 اینچ ) تولید می گردد.

مشخصات شیمیایی اکتیو آلومینا پروموت شده با آهن ( APF ) :

مشخصات فیزیکی اکتیو آلومینا پروموت شده با آهن

مشخصات فیزیکی کاتالیست تیتانیا( ATC ):

مشخصات شیمیایی کاتالیست تیتانیا ( ATC  ) :

در بازیابی گوگرد (Sulfur Recovery)، به‌ویژه در فرآیند کلاوس (Claus Process)، از چند نوع کاتالیست با پایه‌های مختلف استفاده می‌شود تا گوگرد عنصری از گازهای حاوی H₂S و سایر ترکیبات گوگردی بازیابی گردد. هر کدام از این کاتالیست‌ها بسته به مرحله فرآیند و شرایط دما، ترکیب گاز، و نوع آلاینده، انتخاب می‌شوند.

✅ انواع کاتالیست‌های مورد استفاده در فرآیند بازیابی گوگرد

کاتالیست‌های Active Alumina (آلومینای فعال)

کاتالیست‌های تیتانیا با درصد پایین TiO₂ (Low-Titania Catalyst)

کاتالیست‌های تیتانیا با درصد بالا TiO₂ (High-Titania Catalyst)

کاتالیست‌های پروموت‌شده آلومینا (Promoted Alumina Catalyst)

کاتالیست‌های ZNO (Zinc Oxide) – حذف H₂S و COS

🔹 1. کاتالیست‌های آلومینای فعال (Active Alumina)

🔬 ترکیب:

پایه اصلی: γ-Al₂O₃ با سطح ویژه بالا

بدون فلز فعال

به‌صورت گرانول کروی

⚙️ کاربرد:

مراحل دوم به بعد در واحد Claus (معمولاً بعد از مرحله اول که دمای بالا دارد)

دمای بهینه عملکرد: 220–280°C

واکنش‌های بهینه در این مرحله:

تبدیل SO₂ و H₂S به گوگرد

واکنش‌های کُندتر مثل هیدرولیز COS و CS₂

🔁 واکنش‌ها:

Claus Reaction:

• 2H2S+SO2→3S+2H2O2H_2S + SO_2 → 3S + 2H_2O2H2​S+SO2​→3S+2H2​O

Hydrolysis:

• COS+H2O→H2S+CO2COS + H_2O → H_2S + CO_2 COS+H2​O→H2​S+CO2​ CS2+2H2O→2H2S+CO2CS_2 + 2H_2O → 2H_2S + CO_2CS2​+2H2​O→2H2​S+CO2​

✅ مزایا:

ارزان، در دسترس، پایدار

مناسب برای واکنش‌های تعادلی و هیدرولیز

سطح ویژه بالا، مقاومت مکانیکی خوب

🔹 2. کاتالیست تیتانیا با درصد پایین (Low-Titania Catalyst)

🔬 ترکیب:

پایه: آلومینا با حدود 5–15٪ TiO₂

ظاهر: مشابه آلومینا ولی با بهبود فعالیت

⚙️ کاربرد:

برای واحدهایی که مقداری SO₂ یا آرسنیک در گاز دارند

افزایش مقاومت در برابر سولفاته‌شدن نسبت به آلومینای خالص

دمای بهینه: 250–300°C

✅ مزایا:

عملکرد بهتر در حضور آلاینده‌ها (As, SO₃)

گزینش‌پذیری بهتر برای Claus و هیدرولیز نسبت به آلومینا خالص

🔹 3. کاتالیست تیتانیا با درصد بالا (High-Titania Catalyst)

🔬 ترکیب:

بیش از 60–95٪ TiO₂ (بیشتر rutile یا anatase phase)

گاهی با مقدار کمی آلومینا یا binder

⚙️ کاربرد:

مرحله اول کاتالیستی در Claus (جایی که دمای بالا و آلاینده زیاد است)

مقاوم در برابر آرسنیک، SO₃، سیلیس، وانادیوم

مناسب برای گازهای ترش با آلودگی بالا

✅ مزایا:

مقاوم در برابر deactivation

گزینش‌پذیری بالا برای واکنش Claus

مقاوم در برابر تشکیل سولفات

🔁 واکنش اصلی:

2H2S+SO2→3S+2H2O(ClausReaction)2H_2S + SO_2 → 3S + 2H_2O \quad (Claus Reaction)2H2​S+SO2​→3S+2H2​O(ClausReaction) 

🔹 4. کاتالیست‌های پروموت‌شده آلومینا (Promoted Alumina Catalysts)

🔬 ترکیب:

پایه: γ-Al₂O₃

پروموترها: Ti, Fe, Ce, یا فلزات واسطه دیگر

درصد پایین از پروموترها (مثلاً 1–5٪)

⚙️ کاربرد:

مرحله دوم یا سوم Claus

افزایش فعالیت در دمای پایین‌تر

بهبود در واکنش‌های هیدرولیز و گزینش‌پذیری برای گوگرد

✅ مزایا:

طول عمر بالاتر از آلومینای معمولی

مناسب برای طراحی compact با بهره‌وری بالا

فعالیت بیشتر در شرایط غیرایده‌آل (آلاینده، دمای پایین)

🔹 5. کاتالیست‌های ZnO (زینک اکسید)

🔬 ترکیب:

ZnO خالص یا روی پایه آلومینا/سیلیکا

فرم گرانول یا اکسترود

⚙️ کاربرد:

Pre-treatment برای حذف H₂S، COS و RSH از گاز خوراک

به‌خصوص در واحدهایی که به کاتالیست‌های حساس به سولفور (مثل واحد هیدروژن یا ریفرمینگ) متصل هستند

دمای بهینه: 200–400°C

🔁 واکنش:

H2S+ZnO→ZnS+H2OH_2S + ZnO → ZnS + H_2OH2​S+ZnO→ZnS+H2​O

✅ مزایا:

جذب کامل H₂S، حذف پایدار

قابل احیا در برخی طراحی‌ها

محافظ کاتالیست‌های گران‌قیمت در مراحل بعدی

📊 مقایسه خلاصه انواع کاتالیست بازیابی گوگرد: