Katalysator für die Rückgewinnung von Schwefel
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Sehr geehrte Experten, Katalysatoren für niedrige Temperaturen, die zur Befüllung von Wasserstoffreaktoren verwendet werden, werden zunehmend zum Standard. Wie unterscheiden sich die Leistungsmerkmale von Katalysatoren für niedrige und hohe Temperaturen? Der in den Klaus-Reaktoren verwendete Katalysator bestand früher meist aus oxiidbeständigen Eisenkatalysatoren. Heutzutage werden diese kaum noch verwendet. Stattdessen wird ein Katalysator aus einem Drittel Aluminiumoxid und zwei Dritteln Titandioxid verwendet. In der zweiten Stufe wird ausschließlich Aluminiumoxid als Katalysator eingesetzt. Manchmal wird auch Eisen anstelle von herkömmlichem Aluminiumoxid verwendet. Welche Vorteile und Nachteile haben diese verschiedenen Optionen? Auf welchen Aspekten beruht die Auswahl?
Katalysatoren für die Hydrierung bei niedrigen Temperaturen wurden ursprünglich dafür entwickelt, den Abgasstrom aus den S-Zorb-Anlagen in einen Reaktor mit erhöhter Reaktionsleistung zu leiten. Ihre Leistung ist gut – sie ermöglichen niedrigere Temperaturen am Eingang sowie im Reaktorbett. Später gab es noch eine weitere Art, die sich auf die Entgasung von flüssigem Schwefel bezog. Die Kombination von O2-Impermeabilität und Aluminiumoxid ist sinnvoll, die Kombination aus Titanbasis und Aluminiumoxid ist hingegen weniger sinnvoll – man sollte entweder ausschließlich eine Titanbasis verwenden.
Da die Hauptursache für die verringerte Aktivität des Klaus-Katalysators die Sulfatierung ist, wurden neben der Entwicklung von auf Aluminiumoxid basierenden Katalysatoren, die gegen Sulfatierung widerstandsfähig sind, auch schützende Katalysatoren entwickelt, um SO3 und O2 aus dem Prozessgas zu entfernen.
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Titanbasierte Katalysatoren weisen neben den Eigenschaften herkömmlicher Aluminiumoxid-Katalysatoren auch die Fähigkeit auf, die Hydrolyserate von organischen Schwefelverbindungen zu erhöhen. Dadurch kann die Belastung der Wasserstoffkatalysatoren durch Hydrolyseprozesse verringert werden. Katalysatoren für die Wasserstoffierung bei niedrigen Temperaturen weisen im Vergleich zu herkömmlichen Wasserstoffkatalysatoren keine nennenswerten Unterschiede in ihren Eigenschaften auf. Zudem ist eine höhere Temperatur vorteilhaft für die Wasserstoffierungsreaktion. Durch den Einsatz von Katalysatoren für die Hydrierung bei niedrigen Temperaturen kann die Temperatur der Abgase, die in den Hydrierungsreaktor gelangen, gesenkt werden. Der Wärmetausch mit den Abgasen kann durch mittelhochdruckiges Dampf, das im Betrieb erzeugt wird, erfolgen. Bei der Vorvulkanisierung gibt es jedoch Einschränkungen; daher werden in vielen Konstruktionsvarianten sekundäre Heizgeräte oder elektrische Heizungen eingebaut.