Questão diária de enxofre – 4 de maio ------ Participe para ganhar 3 recompensas; responda corretamente para ganhar 10 recompensas

Os tipos e quantidades de impurezas presentes nos gases ácidos estão diretamente relacionados à sua origem. As principais impurezas incluem CO2, hidrocarbonetos, H2O e NH3. O dióxido de carbono e os hidrocarbonetos pertencem aos poluentes à base de carbono. Seu principal risco é a formação de sulfeto de carbonila e dióxido de enxofre dentro do forno principal (devido ao controle da temperatura). Além disso, uma parte desses compostos que não é completamente queimada acaba se acumulando no leito do forno ； A própria água não entra no forno de reação (há separação de líquidos antes disso), e a reação em si gera uma certa quantidade de água. No entanto, se ocorrerem situações anormais, a presença de vapor d’água no forno de combustão reduz significativamente a temperatura. A grande quantidade de vapor d’água aumenta a pressão no forno, danificando sua estrutura resistente ao calor. Se o tanque principal se romper e água entrar nele, isso causará envelhecimento hidrotérmico do catalisador, encurtando assim sua vida útil. Se o amônia não for queimado no forno de combustão, ele causará a intoxicação do catalisador posteriormente. Além disso, a formação de sais de amônia cristalinos em condições de baixa temperatura pode obstruir as partes do tanque de resfriamento rápido. Todos os gases inertes (o dióxido de carbono também pode ser considerado um deles) aumentam a carga térmica do equipamento, reduzem a taxa de recuperação de enxofre e elevam os custos de investimento nos equipamentos.

Quando o teor de hidrocarbonetos gasosos ácidos excede os limites, ocorre uma queima incompleta, gerando carvão negro. Isso causa a inatividade do catalisador e o entupimento das tubulações.

Este tópico foi editado pela última vez por Zhongyuanren em 4/5/2016, às 16:59. Perigos dos hidrocarbonetos: quando há alto teor de hidrocarbonetos e outros compostos orgânicos, não só aumenta a temperatura do forno de combustão, mas também o estresse térmico e a carga térmica nos caldeirões de resfriamento. Além disso, aumenta a necessidade de ar para a combustão. O CO2 e o H2O produzidos durante a combustão atuam como gases inertes que diluem os reagentes, o que tende a inibir a reação de Claus. Quando há grandes flutuações no teor de hidrocarbonetos, isso pode causar um fornecimento insuficiente de ar para a combustão. Por um lado, isso pode levar à fuga de oxigênio; por outro lado, os hidrocarbonetos mais pesados, especialmente os aromáticos e as aminas alquiloides, se decomolvem em condições de falta de oxigênio, gerando carbonização. Isso acaba poluindo os produtos sulfurosos, obstruindo os catalisadores e fazendo com que eles percam sua eficácia. Portanto, nos gases ácidos, exige-se geralmente que o teor de hidrocarbonetos seja <2%. Efeito do CO2: Na maioria dos casos, o H2S e o CO2 juntos formam a base dos gases ácidos. Além do efeito de diluição, o CO2 presente nos gases ácidos tem como principal impacto negativo a redução da temperatura da chama no forno de reação. Além disso, ele aumenta a concentração de COS e CS2 nos gases de saída do forno de combustão. Se não houver hidrólise adequada durante a fase de reação catalítica a baixas temperaturas, isso afetará a taxa de conversão e o rendimento do processo. A geração de COS e CS2 está relacionada à concentração de CO2 e ao teor de hidrocarbonetos presentes nos gases ácidos. Efeito do HO2: O efeito do vapor d’água sobre as operações não é tão significativo quanto o do NH3 e do CO2, mas ainda assim é considerável. Ele atua como uma substância inerte, além de ser um dos produtos da reação de Claus. Portanto, ele afeta tanto o equilíbrio da reação de Claus quanto a pressão parcial efetiva dos reagentes.

Se houver hidrocarbonetos (aminas) em gases ácidos, e não houver ar suficiente, isso causará um acúmulo significativo de resíduos de hidrocarbonetos (aminas). Especialmente as aminas, que formam resíduos de alcatrão brilhantes. Isso aumenta a carga de queima durante as paradas da unidade de enxofre, prolongando o tempo de parada. O que é mais importante é que uma quantidade excessiva de carbonização pode causar obstruções no funcionamento normal do dispositivo, fazendo com que a membrana de proteção contra explosões se rompa e, assim, ocorra vazamento de gases tóxicos.

Isso reduz a pressão parcial de hidrogênio sulfídrico, o que não é favorável ao andamento da reação, fazendo com que a taxa de conversão diminua

Quais são os efeitos das impurezas gasosas ácidas na unidade de recuperação de enxofre? Resposta: As impurezas presentes nos gases ácidos de alimentação são: (1) hidrocarbonetos e solventes de tipo alcoólico-amina. Quando a concentração dessas substâncias é alta, isso afeta negativamente a temperatura do forno de combustão, aumentando a tensão térmica e a carga térmica do caldeirão. Além disso, há um aumento na necessidade de ar para a combustão. O CO2 e o H2O produzidos durante a combustão atuam como gases inertes que diluem os reagentes, o que tende a inibir a reação de Claus. A presença excessiva de hidrocarbonetos aumenta a produção de COS e CS2 no reator de reação, afetando assim a taxa de conversão do enxofre. Quando há grandes flutuações no teor de hidrocarbonetos, isso pode causar um fornecimento insuficiente de ar para a combustão. Por um lado, isso pode levar à fuga de oxigênio; por outro lado, os hidrocarbonetos mais pesados, especialmente os aromáticos e as aminas alquil-hidroxiladas, se decompondem em condições de falta de oxigênio, gerando carbonização. Isso polui os produtos sulfurosos, obstrui o leito do catalisador e o torna inativo. Além disso, a pressão no sistema aumenta, e, em casos graves, a unidade industrial é forçada a parar de funcionar. Portanto, nos gases ácidos, geralmente se exige que o teor de hidrocarbonetos seja <3%. (2) Amônia: A presença de amônia no gás de entrada é outro problema comum nos dispositivos de recuperação de enxofre. Geralmente, a concentração de amônia no gás de entrada não deve exceder 3%. O impacto negativo do amônio presente no gás de entrada sobre o funcionamento adequado dos dispositivos de recuperação de enxofre também não pode ser subestimado. Isso se manifesta no fato de que, antes do gás ácido entrar no forno, vários sais de amônio obstruem os equipamentos e tubulações, prejudicando assim o transporte adequado do gás ácido. Após a entrada no sistema, o nitrogênio e a água produzidos pela queima de amônia são componentes inertes na reação de Claus, o que reduz a pressão parcial de enxofre e, consequentemente, a taxa de obtenção de enxofre. A queima incompleta de amônia reage com os componentes ácidos presentes no fluxo de gás do processo, formando cristais de amônio sulfídrico ou amônio polissulfídico. Isso causa obstruções nos tubos do condensador, aumenta a pressão no sistema e pode até forçar a parada da unidade de produção. A reação entre amônia e alumina faz com que o catalisador perca sua eficácia. Os subprodutos dessa reação, os óxidos de nitrogênio, causam poluição ambiental. Além disso, os óxidos de nitrogênio atuam como catalisadores na oxidação adicional do dióxido de enxofre, o que provoca corrosão por ácido sulfúrico, danificando os equipamentos e envenenando o catalisador. (3) CO2: Na maioria dos casos, o H2S e o CO2 juntos formam a base dos gases ácidos. Além do efeito de diluição, o CO2 presente nos gases ácidos tem como principal impacto negativo a redução da temperatura da chama no forno de reação. Além disso, ele aumenta a concentração de COS e CS2 nos gases de saída do forno de combustão. Se não houver hidrólise adequada durante a fase de reação catalítica a baixas temperaturas, isso afetará a taxa de conversão e o rendimento do processo. (4) Água: A água, sendo uma substância inerte, é também um dos produtos da reação de Claus. Portanto, ela afeta tanto o equilíbrio da reação de Claus quanto a pressão parcial efetiva dos reagentes. Isso acaba reduzindo a taxa de conversão do hidrogênio sulfídrico e a produção de enxofre. Geralmente, a concentração de umidade nos gases ácidos é de aproximadamente 2% a 5%.

Impacto das impurezas gasosas ácidas na unidade de recuperação de enxofre (1) Hidrocarbonetos e solventes de tipo alcoólico-amina: Quando a concentração dessas substâncias é alta, o principal impacto é o aumento da temperatura no forno de combustão, além do aumento da tensão térmica e da carga térmica da caldeira. Além disso, há um aumento na necessidade de ar para a combustão. O CO2 e o H2O produzidos durante a combustão atuam como gases inertes que diluem os reagentes, o que tende a inibir a reação de Claus. A presença excessiva de hidrocarbonetos aumenta a produção de COS e CS2 no reator de reação, afetando assim a taxa de conversão do enxofre. Quando há grandes flutuações no teor de hidrocarbonetos, isso pode causar um fornecimento insuficiente de ar para a combustão. Por um lado, isso pode levar à fuga de oxigênio; por outro lado, os hidrocarbonetos mais pesados, especialmente os aromáticos e as aminas alquil-hidroxiladas, se decompondem em condições de falta de oxigênio, gerando carbonização. Isso polui os produtos sulfurosos, obstrui o leito do catalisador e o torna inativo. Além disso, a pressão no sistema aumenta, e, em casos graves, a unidade industrial é forçada a parar de funcionar. Portanto, nos gases ácidos, geralmente se exige que o teor de hidrocarbonetos seja <3%. (2) Amônia: A presença de amônia no gás de entrada é outro problema comum nos dispositivos de recuperação de enxofre. Geralmente, a concentração de amônia no gás de entrada não deve exceder 3%. O impacto negativo do amônio presente no gás de entrada sobre o funcionamento adequado dos dispositivos de recuperação de enxofre também não pode ser subestimado. Isso se manifesta no fato de que, antes do gás ácido entrar no forno, vários sais de amônio obstruem os equipamentos e tubulações, prejudicando assim o transporte adequado do gás ácido. Após a entrada no sistema, o nitrogênio e a água produzidos pela queima de amônia são componentes inertes na reação de Claus, o que reduz a pressão parcial de enxofre e, consequentemente, a taxa de obtenção de enxofre. A queima incompleta de amônia reage com os componentes ácidos presentes no fluxo de gás do processo, formando cristais de amônio sulfídrico ou amônio polissulfídico. Isso causa obstruções nos tubos do condensador, aumenta a pressão no sistema e pode até forçar a parada da unidade de produção. A reação entre amônia e alumina faz com que o catalisador perca sua eficácia. Os subprodutos dessa reação, os óxidos de nitrogênio, causam poluição ambiental. Além disso, os óxidos de nitrogênio atuam como catalisadores na oxidação adicional do dióxido de enxofre, o que provoca corrosão por ácido sulfúrico, danificando os equipamentos e envenenando o catalisador. (3) CO2: Na maioria dos casos, o H2S e o CO2 juntos formam a base dos gases ácidos. Além do efeito de diluição, o CO2 presente nos gases ácidos tem como principal impacto negativo a redução da temperatura da chama no forno de reação. Além disso, ele aumenta a concentração de COS e CS2 nos gases de saída do forno de combustão. Se não houver hidrólise adequada durante a fase de reação catalítica a baixas temperaturas, isso afetará a taxa de conversão e o rendimento do processo. (4) Água: A água, sendo uma substância inerte, é também um dos produtos da reação de Claus. Portanto, ela afeta tanto o equilíbrio da reação de Claus quanto a pressão parcial efetiva dos reagentes. Isso acaba reduzindo a taxa de conversão do hidrogênio sulfídrico e a produção de enxofre. Geralmente, a concentração de umidade nos gases ácidos é de aproximadamente 2% a 5%.

Causa inatividade do catalisador, entupimento das tubulações, entre outros problemas, afetando a taxa de recuperação de enxofre

Isso pode causar flutuações na temperatura do forno, afetando a temperatura do interior do forno e a pressão do sistema. Além disso, pode gerar enxofre negro, o que leva à inatividade do catalisador. Quanto aos outros, não sei.

O aumento da temperatura de operação do forno de combustão principal pode afetar seu funcionamento seguro a longo prazo; reduzir a eficiência na recuperação de enxofre; aumentar o consumo de ar; afetar a qualidade do enxofre; além de aumentar o consumo energético.

Riscos dos hidrocarbonetos: Quando há altos níveis de hidrocarbonetos e outros compostos orgânicos, isso não só faz com que a temperatura do forno de combustão aumente, como também aumenta a tensão térmica e a carga térmica nos caldeiros de resfriamento. Além disso, há uma maior necessidade de ar para alimentar o forno. O CO2 e o H2O produzidos pela combustão atuam como gases inertes, diluindo os reagentes e tendo um efeito inibidor na reação de Claus. Quando há grandes flutuações no teor de hidrocarbonetos, isso pode causar um fornecimento insuficiente de ar para a combustão. Por um lado, isso pode levar à fuga de oxigênio; por outro lado, os hidrocarbonetos mais pesados, especialmente os aromáticos e as aminas alquiloides, se decomolvem em condições de falta de oxigênio, gerando carbonização. Isso acaba poluindo os produtos sulfurosos, obstruindo os catalisadores e fazendo com que eles percam sua eficácia. Portanto, nos gases ácidos, exige-se geralmente que o teor de hidrocarbonetos seja <2%. Efeito do CO2: Na maioria dos casos, o H2S e o CO2 juntos formam a base dos gases ácidos. Além do efeito de diluição, o CO2 presente nos gases ácidos tem como principal impacto negativo a redução da temperatura da chama no forno de reação. Além disso, ele aumenta a concentração de COS e CS2 nos gases de saída do forno de combustão. Se não houver hidrólise adequada durante a fase de reação catalítica a baixas temperaturas, isso afetará a taxa de conversão e o rendimento do processo. A geração de COS e CS2 está relacionada à concentração de CO2 e ao teor de hidrocarbonetos presentes nos gases ácidos. Efeito do HO2: O efeito do vapor d’água sobre as operações não é tão significativo quanto o do NH3 e do CO2, mas ainda assim é considerável. Ele atua como uma substância inerte, além de ser um dos produtos da reação de Claus. Portanto, ele afeta tanto o equilíbrio da reação de Claus quanto a pressão parcial efetiva dos reagentes. Perigos do mau queimamento de amônia: 1. O NH3 não queimado contribui para a formação de sais de amônio. O NOX, produzido pela decomposição incompleta do amônia, atua como um catalisador eficaz para a oxidação do SO2 em SO3. Na presença de oxigênio livre, é fácil oxidar o SO2 em SO3, criando assim as condições necessárias para a formação de sulfatos estáveis. Os sais de amônio tendem a se cristalizar em temperaturas baixas, o que pode obstruir os sistemas de fluxo de gás. 2. A oxidação gera SO3, o que faz com que o catalisador Claus perca sua atividade devido à sulfatação. Além disso, o SO3 se combina com vapor d’água para formar substâncias do tipo H2SO4, acelerando assim a corrosão dos equipamentos. 3. Isso causa a concentração de NH3 no líquido desulfurizante dos gases de escape SCOT, o que reduz a capacidade da torre de absorção de absorver H2S. Além disso, isso também diminui a eficácia da torre de regeneração. 4. A taxa de recuperação do enxofre total nos gases ácidos diminui.

(1) Solventes de hidrocarbonetos e alcoóis/aminas: Quando a concentração dessas substâncias é alta, o principal efeito é o aumento da temperatura do forno de combustão. Além disso, há um aumento na tensão térmica e na carga térmica do caldeirão. Também aumenta a necessidade de ar para alimentar o forno. O CO2 e a H2O produzidos pela combustão atuam como gases inertes, diluindo os reagentes e, assim, inibindo a reação de Claus. A presença excessiva de hidrocarbonetos aumenta a produção de COS e CS2 no reator de reação, afetando assim a taxa de conversão do enxofre. Quando há grandes flutuações no teor de hidrocarbonetos, isso pode causar um fornecimento insuficiente de ar para a combustão. Por um lado, isso pode levar à fuga de oxigênio; por outro lado, os hidrocarbonetos mais pesados, especialmente os aromáticos e as aminas alquil-hidroxiladas, se decompondem em condições de falta de oxigênio, gerando carbonização. Isso polui os produtos sulfurosos, obstrui o leito do catalisador e o torna inativo. Além disso, a pressão no sistema aumenta, e, em casos graves, a unidade industrial é forçada a parar de funcionar. Portanto, nos gases ácidos, geralmente se exige que o teor de hidrocarbonetos seja <3%. (2) Amônia: A presença de amônia no gás de entrada é outro problema comum nos dispositivos de recuperação de enxofre. Geralmente, a concentração de amônia no gás de entrada não deve exceder 3%. O impacto negativo do amônio presente no gás de entrada sobre o funcionamento adequado dos dispositivos de recuperação de enxofre também não pode ser subestimado. Isso se manifesta no fato de que, antes do gás ácido entrar no forno, vários sais de amônio obstruem os equipamentos e tubulações, prejudicando assim o transporte adequado do gás ácido. Após a entrada no sistema, o nitrogênio e a água produzidos pela queima de amônia são componentes inertes na reação de Claus, o que reduz a pressão parcial de enxofre e, consequentemente, a taxa de obtenção de enxofre. A queima incompleta de amônia reage com os componentes ácidos presentes no fluxo de gás do processo, formando cristais de amônio sulfídrico ou amônio polissulfídico. Isso causa obstruções nos tubos do condensador, aumenta a pressão no sistema e pode até forçar a parada da unidade de produção. A reação entre amônia e alumina faz com que o catalisador perca sua eficácia. Os subprodutos dessa reação, os óxidos de nitrogênio, causam poluição ambiental. Além disso, os óxidos de nitrogênio atuam como catalisadores na oxidação adicional do dióxido de enxofre, o que provoca corrosão por ácido sulfúrico, danificando os equipamentos e envenenando o catalisador. (3) CO2: Na maioria dos casos, o H2S e o CO2 juntos formam a base dos gases ácidos. Além do efeito de diluição, o CO2 presente nos gases ácidos tem como principal impacto negativo a redução da temperatura da chama no forno de reação. Além disso, ele aumenta a concentração de COS e CS2 nos gases de saída do forno de combustão. Se não houver hidrólise adequada durante a fase de reação catalítica a baixas temperaturas, isso afetará a taxa de conversão e o rendimento do processo. (4) Água: A água, sendo uma substância inerte, é também um dos produtos da reação de Claus. Portanto, ela afeta tanto o equilíbrio da reação de Claus quanto a pressão parcial efetiva dos reagentes. Isso acaba reduzindo a taxa de conversão do hidrogênio sulfídrico e a produção de enxofre. Geralmente, a concentração de umidade nos gases ácidos é de aproximadamente 2% a 5%.

Riscos dos hidrocarbonetos: Quando há altos níveis de hidrocarbonetos e outros compostos orgânicos, isso não só faz com que a temperatura do forno de combustão aumente, como também aumenta a tensão térmica e a carga térmica nos caldeiros de resfriamento. Além disso, há uma maior necessidade de ar para alimentar o forno. O CO2 e o H2O produzidos pela combustão atuam como gases inertes, diluindo os reagentes e tendo um efeito inibidor na reação de Claus. Quando há grandes flutuações no teor de hidrocarbonetos, isso pode causar um fornecimento insuficiente de ar para a combustão. Por um lado, isso pode levar à fuga de oxigênio; por outro lado, os hidrocarbonetos mais pesados, especialmente os aromáticos e as aminas alquiloides, se decomolvem em condições de falta de oxigênio, gerando carbonização. Isso acaba poluindo os produtos sulfurosos, obstruindo os catalisadores e fazendo com que eles percam sua eficácia. Portanto, nos gases ácidos, exige-se geralmente que o teor de hidrocarbonetos seja <2%. Efeito do CO2: Na maioria dos casos, o H2S e o CO2 juntos formam a base dos gases ácidos. Além do efeito de diluição, o CO2 presente nos gases ácidos tem como principal impacto negativo a redução da temperatura da chama no forno de reação. Além disso, ele aumenta a concentração de COS e CS2 nos gases de saída do forno de combustão. Se não houver hidrólise adequada durante a fase de reação catalítica a baixas temperaturas, isso afetará a taxa de conversão e o rendimento do processo. A geração de COS e CS2 está relacionada à concentração de CO2 e ao teor de hidrocarbonetos presentes nos gases ácidos. Efeito do HO2: O efeito do vapor d’água sobre as operações não é tão significativo quanto o do NH3 e do CO2, mas ainda assim é considerável. Ele atua como uma substância inerte, além de ser um dos produtos da reação de Claus. Portanto, ele afeta tanto o equilíbrio da reação de Claus quanto a pressão parcial efetiva dos reagentes.

Riscos dos hidrocarbonetos: Quando há altos níveis de hidrocarbonetos e outros compostos orgânicos, isso não só faz com que a temperatura do forno de combustão aumente, como também aumenta a tensão térmica e a carga térmica nos caldeiros de resfriamento. Além disso, há uma maior necessidade de ar para alimentar o forno. O CO2 e o H2O produzidos pela combustão atuam como gases inertes, diluindo os reagentes e tendo um efeito inibidor na reação de Claus. Quando há grandes flutuações no teor de hidrocarbonetos, isso pode causar um fornecimento insuficiente de ar para a combustão. Por um lado, isso pode levar à fuga de oxigênio; por outro lado, os hidrocarbonetos mais pesados, especialmente os aromáticos e as aminas alquiloides, se decomolvem em condições de falta de oxigênio, gerando carbonização. Isso acaba poluindo os produtos sulfurosos, obstruindo os catalisadores e fazendo com que eles percam sua eficácia. Portanto, nos gases ácidos, exige-se geralmente que o teor de hidrocarbonetos seja <2%. Efeito do CO2: Na maioria dos casos, o H2S e o CO2 juntos formam a base dos gases ácidos. Além do efeito de diluição, o CO2 presente nos gases ácidos tem como principal impacto negativo a redução da temperatura da chama no forno de reação. Além disso, ele aumenta a concentração de COS e CS2 nos gases de saída do forno de combustão. Se não houver hidrólise adequada durante a fase de reação catalítica a baixas temperaturas, isso afetará a taxa de conversão e o rendimento do processo. A geração de COS e CS2 está relacionada à concentração de CO2 e ao teor de hidrocarbonetos presentes nos gases ácidos. Efeito do HO2: O efeito do vapor d’água sobre as operações não é tão significativo quanto o do NH3 e do CO2, mas ainda assim é considerável. Ele atua como uma substância inerte, além de ser um dos produtos da reação de Claus. Portanto, ele afeta tanto o equilíbrio da reação de Claus quanto a pressão parcial efetiva dos reagentes. Perigos do mau queimamento de amônia: 1. O NH3 não queimado contribui para a formação de sais de amônio. O NOX, produzido pela decomposição incompleta do amônia, atua como um catalisador eficaz para a oxidação do SO2 em SO3. Na presença de oxigênio livre, é fácil oxidar o SO2 em SO3, criando assim as condições necessárias para a formação de sulfatos estáveis. Os sais de amônio tendem a se cristalizar em temperaturas baixas, o que pode obstruir os sistemas de fluxo de gás. 2. A oxidação gera SO3, o que faz com que o catalisador Claus perca sua atividade devido à sulfatação. Além disso, o SO3 se combina com vapor d’água para formar substâncias do tipo H2SO4, acelerando assim a corrosão dos equipamentos. 3. Isso causa a concentração de NH3 no líquido desulfurizante dos gases de escape SCOT, o que reduz a capacidade da torre de absorção de absorver H2S. Além disso, isso também diminui a eficácia da torre de regeneração. 4. A taxa de recuperação do enxofre total nos gases ácidos diminui.

No caso da indústria química do carvão, os gases ácidos produzidos pelo processo de desulfuração com baixo teor de metano não contêm impurezas; a única característica relevante é a concentração de H2S. A concentração de CO2 é relativamente alta. Se houver flutuações na concentração, isso afetará diretamente as condições de operação do processo de baixo teor de metano. Além disso, o teor de metanol também é um indicador importante. Em caso de acidentes, pode haver grande quantidade de metanol nos gases produzidos; nesses casos, é necessário ajustar a proporção de ar para evitar a formação de carbono.