Zespół techniczny Kdison analizuje dezaktywację katalizatora w indonezyjskiej instalacji nadtlenku wodoru: zanieczyszczenie środowiska siarką zidentyfikowane jako główna przyczyna

W czerwcu 2025 roku, podczas prac związanych ze wsparciem technicznym instalacji nadtlenku wodoru w Indonezji, firma Kdison wykryła nieprawidłowy spadek aktywności katalizatora na bazie palladu stosowanego w instalacji. Spowodowało to obniżenie wydajności uwodornienia i odczuwalny wpływ na wydajność instalacji. Po systematycznej analizie i niezależnej weryfikacji, incydent ten został uznany za stosunkowo rzadki przypadek dezaktywacji katalizatora w branży nadtlenku wodoru, spowodowany nie przez wady procesu lub urządzeń, ale przez zewnętrzne czynniki środowiskowe.

W projekcie zastosowano proces produkcji nadtlenku wodoru (H₂O₂) w złożu stałym z antrachinonu, dostarczany przez firmę Kdison. Proces ten jest szeroko i niezawodnie stosowany na całym świecie od wielu lat. Projekt instalacji jest dopracowany, parametry pracy są rozsądne, a jednostka pracowała płynnie w początkowym okresie po uruchomieniu.

Po wystąpieniu problemu zespół techniczny firmy Kdison natychmiast przeprowadził kompleksowy przegląd danych operacyjnych, warunków procesu i praktyk operacyjnych. Opierając się na długoletnim doświadczeniu inżynieryjnym i operacyjnym, zespół wstępnie stwierdził, że dezaktywacja katalizatora była prawdopodobnie związana z nieprawidłową jakością powietrza, a w szczególności z obecnością zanieczyszczeń zawierających siarkę. Chociaż taki wniosek jest rzadki w branży nadtlenku wodoru, był on technicznie uzasadniony, biorąc pod uwagę warunki środowiskowe panujące w zakładzie.

Aby dodatkowo zweryfikować naukową dokładność i obiektywność tego orzeczenia, firma Kdison proaktywnie przetransportowała próbki podejrzewanych o zatrucie katalizatorów z Indonezji do Chin i zleciła niezależnym laboratoriom przeprowadzenie kompleksowych analiz fizykochemicznych. Program badań, trwający kilka miesięcy, obejmował analizy SEM, BET, EDS, ICP-MS, IC i XPS.

We wrześniu 2025 roku oficjalnie opublikowano raporty z testów przeprowadzonych przez niezależne laboratoria. Wyniki uzyskane wieloma metodami analitycznymi jednoznacznie potwierdziły znaczny wzrost zawartości siarki w katalizatorze, która występowała głównie w postaci siarczanów na +6 stopniu utlenienia. Siarczany te silnie adsorbują się na aktywnych centrach palladu, tworząc stabilne związki powierzchniowe, które hamują adsorpcję i aktywację wodoru, prowadząc do typowej dezaktywacji katalizatora wywołanej zatruciem siarką. Wnioski analityczne były w pełni zgodne ze wstępną oceną techniczną firmy Kdison.

Zakład znajduje się na terenie parku przemysłu chemicznego, w otoczeniu wielu zakładów chemicznych. Badania wykazały, że niektóre sąsiednie zakłady charakteryzowały się niewystarczającą wysokością komina i niewystarczającym oczyszczaniem gazów odlotowych, co umożliwiało lokalne rozprzestrzenianie się niebezpiecznych gazów zawierających siarkę i przedostawanie się ich do powietrza. W procesie antrachinonowym etap utleniania wymaga ciągłego dopływu powietrza. Zanieczyszczenia siarkowe w powietrzu są stopniowo przekształcane w systemie w formy siarczanowe (SO₄²⁻), które krążą wraz z roztworem roboczym, przedostają się do sekcji uwodornienia i ostatecznie gromadzą się na powierzchni katalizatora palladowego.

Najbardziej bezpośrednim skutkiem dezaktywacji katalizatora jest obniżenie wydajności uwodornienia. Po pokryciu aktywnych miejsc palladu, konwersja uwodornienia pochodnych antrachinonu znacząco spada, ograniczając wydajność cyrkulacji roztworu roboczego i ostatecznie prowadząc do zmniejszenia zdolności produkcyjnej nadtlenku wodoru. Wpływ ten przekłada się głównie na wydajność produkcji, a nie na bezpieczeństwo instalacji, ale stanowi istotne wyzwanie dla ciągłej i stabilnej pracy.

Po ostatecznym ustaleniu przyczyny problemu zespół techniczny firmy Kdison zaproponował klientowi szereg wieloetapowych środków zaradczych, biorąc pod uwagę wykonalność inżynieryjną i względy ekonomiczne:

1. Rozwiązania do uzdatniania i oczyszczania powietrza

Instalacja systemów oczyszczania i adsorpcji powietrza przed wlotem powietrza utleniającego w celu usunięcia zanieczyszczeń zawierających siarkę. Choć technicznie efektywne, to rozwiązanie wiąże się ze stosunkowo wysokimi kosztami inwestycyjnymi i eksploatacyjnymi.

2. Optymalizacja układu inżynieryjnego dla nowych projektów

W przypadku nowych instalacji nadtlenku wodoru, warunki środowiskowe powinny być w pełni uwzględnione na etapie projektowania, a sprężarki powietrza i punkty poboru powietrza powinny być zlokalizowane jak najdalej od potencjalnych źródeł zanieczyszczeń. Ten środek nie ma praktycznego zastosowania w istniejących instalacjach.

3. Środki tymczasowe i przejściowe

W obecnych warunkach ukierunkowane czyszczenie i obróbka katalizatorów zanieczyszczonych siarką może częściowo przywrócić aktywność katalityczną, zapewniając ciągłą pracę zakładu.

Zespół techniczny Kdison podkreślił, że ten przypadek pokazuje, jak w zaawansowanych, działających w sposób ciągły zakładach produkujących nadtlenek wodoru, ogólne warunki środowiskowe w parku przemysłowym stały się krytycznym „ukrytym parametrem procesu”. Chociaż dezaktywacja katalizatora spowodowana zewnętrznymi czynnikami środowiskowymi jest rzadkością w tym przemyśle, niesie ona ze sobą istotne implikacje inżynieryjne dla zakładów produkujących chemikalia wysokowartościowe.

Jako wyspecjalizowany dostawca kompleksowych rozwiązań EPC w zakresie nadtlenku wodoru, firma Kdison angażuje się w innowacje oparte na inżynierii i ciągłe doskonalenie w zakresie dostosowywania się do wymogów ochrony środowiska, dostarczając klientom na całym świecie bezpieczne, niezawodne i zrównoważone technologie produkcji nadtlenku wodoru.