يبدأ إنتاج الكبريت-عالي الجودة بمواد خام نظيفة. يؤثر نوع ومحتوى ومصدر الشوائب في الغاز الحمضي على تأثيرات متفاوتة على تشغيل وحدات استخلاص الكبريت ومنتجات الكبريت النهائية. وتشمل الشوائب النموذجية الهيدروكربونات، CO₂، H₂O وNH₃. يعد التحكم الصارم في مؤشرات الشوائب أمرًا ضروريًا لتصنيع الكبريت عالي الجودة-.
1. الهيدروكربونات والمذيبات الأمينية
يؤدي دخول الهيدروكربونات والمذيبات الأمينية في الغاز الحمضي إلى الفرن إلى رفع درجة حرارة الفرن، وزيادة الحمل الحراري والإجهاد الحراري للغلايات الحرارية المهدرة، ويتطلب إمدادًا أعلى لهواء الاحتراق. يعمل CO₂ وH₂O المتولدان من الاحتراق على خفض الضغط الجزئي لـ H₂S ويمنعان تفاعل Claus. يؤدي ارتفاع محتوى الهيدروكربون إلى زيادة نسبة-المنتج COS وCS₂، مما يقلل من كفاءة تحويل الكبريت.
تتسبب التقلبات في تركيز الهيدروكربون في تأخير توزيع الهواء ونقص الأكسجين المحلي. تتشقق الهيدروكربونات الثقيلة والهيدروكربونات العطرية والمذيبات الأمينية تحت الأكسجين-حيث تفتقر إلى الظروف اللازمة لتكوين رواسب الكربون، التي تلوث منتجات الكبريت، وتسد طبقات المحفزات، وتعطل المحفزات وتزيد من انخفاض ضغط النظام. قد تؤدي عمليات الانسداد الشديدة في ظل ظروف التشغيل القاسية إلى حدوث عمليات إيقاف تشغيل غير مخطط لها وإطالة دورات صيانة حرق الكربون.
مواصفات التحكم: محتوى الهيدروكربون في الغاز الحمضي أقل من أو يساوي 3 حجم%.
2. ثاني أكسيد الكربون (CO₂)
باعتباره مكونًا خاملًا، يقلل ثاني أكسيد الكربون الضغط الجزئي لـ H₂S ودرجة حرارة لهب الفرن، مما يعزز توليد COS وCS₂ في غاز المعالجة. يرتبط تكوين الكبريت العضوي بشكل إيجابي بتركيزات ثاني أكسيد الكربون والهيدروكربون. سيؤدي التحلل المائي غير المكتمل للكبريت العضوي في القسم التحفيزي ذي درجة الحرارة المنخفضة-في نفس الوقت إلى خفض وحدة تحويل الكبريت ومعدل استرداد الكبريت، مما يجعل -الكبريت عالي النقاء غير قابل للتحقيق.
3. بخار الماء
على الرغم من أن تأثيره المثبط أخف من الأمونيا وثاني أكسيد الكربون، إلا أن بخار الماء يغير الضغط الجزئي للمكونات داخل المفاعلات ويضعف كفاءة تفاعل كلاوس، مما يقلل من إنتاج الكبريت.
لا يسمح لبخار الماء بالدخول إلى الفرن في ظل التشغيل العادي. يتسبب حمل الماء في الطرف الأمامي-- في انخفاض حاد في درجة حرارة الفرن، وارتفاع ضغط الفرن وتلف البطانة المقاومة للحرارة؛ يؤدي تسرب المياه من مراجل الحرارة المهدرة بشكل مباشر إلى تعطيل المحفز.
مواصفات التحكم: محتوى بخار الماء في الغاز الحمضي: 2 حجم% ~ 5 حجم%.
4. الأمونيا (NH₃)
يؤدي احتجاز الأمونيا في المواد الأولية إلى آثار سلبية شديدة:
①تشكل بلورات ملح الأمونيوم وتسد خطوط الأنابيب والمعدات الأمامية-، مما يعيق نقل الغاز الحمضي؛
②تعمل منتجات الاحتراق N₂ وH₂O على تقليل الضغط الجزئي لـ H₂S ومعدل استرداد الكبريت؛
③يولد الاحتراق غير الكامل للأمونيا NOₓ. في ظل الظروف الهوائية، يعزز NOₓ تحويل SO₂ إلى SO₃، مما يشكل بلورات كبريتات تمنع المكثفات في مناطق درجات الحرارة المنخفضة -، مما يؤدي إلى رفع انخفاض ضغط النظام بشكل كبير وحتى إجبار الوحدة على الإغلاق؛
④تتفاعل الأمونيا مع محفزات الألومينا لإلغاء تنشيطها، بينما يعمل NOₓ على تسريع تآكل المعدات وتسمم المحفزات؛
⑤تتراكم الأمونيا في محلول أمين SCOT، مما يضعف امتصاص H₂S في جهاز الامتصاص وأداء الامتزاز في جهاز التجديد.
جميع المشكلات المذكورة أعلاه تقلل من كفاءة استخلاص الكبريت الإجمالية. مواصفات التحكم: محتوى الأمونيا في غاز التغذية أقل من أو يساوي 3 حجم٪.
5. الميثانول
يعد احتجاز الميثانول نقطة تحكم رئيسية لوحدات استخلاص الكبريت في مصانع الفحم الكيميائية. يكون الغاز الحمضي عرضة لحمل كميات كبيرة من الميثانول في ظل ظروف العمل المتقلبة أو الحوادث غير الطبيعية. يجب على المشغلين ضبط إمداد هواء الاحتراق في الوقت المناسب لتجنب ترسب الكربون بسبب نقص الأكسجين، ومنع رواسب الكربون من تلويث الكبريت النهائي وانسداد الطبقات الحفزية.