Durante il funzionamento effettivo delle unità di recupero dello zolfo, l'attività del catalizzatore è il fattore fondamentale che garantisce un funzionamento stabile ed efficiente e un elevato tasso di recupero dello zolfo. Una valutazione accurata della disattivazione del catalizzatore aiuta a ridurre i costi operativi, evitare fluttuazioni di produzione e mantenere un'efficienza qualificata di recupero dello zolfo. Nella pratica industriale, i parametri di lavoro, tra cui il tasso di recupero unitario dello zolfo, la caduta di pressione del letto del reattore e la differenza di temperatura del letto, possono essere combinati per identificare i tipi di disattivazione del catalizzatore e i livelli di attività.
1. Distinguere i tipi di disattivazione in base alla velocità di recupero dello zolfo e alla caduta di pressione del letto
Il tasso di recupero dello zolfo è l'indicatore più intuitivo e critico per valutare l'attività del catalizzatore e il calo dell'attività del catalizzatore ridurrà direttamente l'efficienza di recupero dello zolfo dell'unità. In combinazione con i cambiamenti nella caduta di pressione del letto del reattore, è possibile differenziare chiaramente la disattivazione temporanea e permanente del catalizzatore.
La disattivazione temporanea del catalizzatore è causata principalmente da fattori reversibili a breve-termine come la deposizione di zolfo, l'accumulo di carbonio e il blocco delle impurità all'interno del letto catalitico. La sua caratteristica operativa tipica è un forte aumento della caduta di pressione nel letto del reattore accompagnato da una continua riduzione del tasso di recupero dello zolfo. Se il tasso di recupero dello zolfo diminuisce mentre la caduta di pressione del letto rimane stabile, è possibile confermare la disattivazione permanente del catalizzatore dopo aver eliminato i disturbi esterni dalle apparecchiature e dal funzionamento del processo. La disattivazione permanente deriva da cause irreversibili, tra cui la perdita dei componenti attivi, la sinterizzazione del catalizzatore e l'avvelenamento irreversibile, che è più complicato e più difficile da diagnosticare rispetto alla disattivazione temporanea.
2. Valutare l'attività del catalizzatore in base alla differenza di temperatura del letto
L'altezza standard del letto dei reattori nelle unità di recupero dello zolfo è di circa 900 mm. Quando i catalizzatori funzionano bene, la reazione di Claus procede a velocità elevata e raggiunge l'equilibrio entro i 150 mm superiori del letto catalitico, formando una zona di reazione effettiva concentrata.
Gli operatori possono analizzare in modo completo la differenza di temperatura in ingresso-in uscita di ciascun reattore e la differenza di temperatura complessiva del letto per giudicare le prestazioni del catalizzatore. I catalizzatori intatti innescano reazioni intense e rilascio di calore concentrato nel letto superiore con evidenti differenze di temperatura. Se i catalizzatori subiscono una disattivazione permanente e un'attività indebolita, l'efficienza della reazione diminuisce drasticamente, la zona di reazione si estende verso il basso e il calore si disperde in modo uniforme. Variazioni anomale nelle differenze di temperatura all'ingresso-dell'uscita del reattore e del letto possono riflettere accuratamente la gravità della disattivazione del catalizzatore.