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合成氨原料气净化(应用材料)


氧化再生塔中: 2 ADA(H) O2 2 ADA 2H2O
吸收脱硫的总反应式: H2 S ADA S ADA( H )
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ADA法脱硫工艺条件
⑴溶液pH值
PH值升高,对吸收硫化氢有利,但pH值过高,副反应Na2S2O3浓度剧 增(图2) ,且对转化成单质硫也不利。当pH达到8.8时,H2S吸收基本完 成(图1);当pH值再高时,降低碳酸钠的溶解度,影响硫的回收。通常 选择8.5~9.2。
(4)压力
加压和常压均可,取决于流程其它工序对压力的要求。
40
2.0
30
1.5
20
1.0
10
0.5
0
0
8.3
8.5
8.7
pH值
6 7 8 9 10 11 12 pH值
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图1
图2
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ADA法脱硫工艺条件
(2)钒酸盐含量
一般应使ADA与偏钒酸盐的当量比为2左右。
(3)温度
温度上升,生成硫代硫酸盐的副反应加速,不利吸收。通常控制吸收温度
为40-50°C.
催化剂:以氧化铝(Al2O3)为载体,由氧化钴(CoO)和
氧化钼(MoO3)组成。Mo含量为5~13%,Co含量为1~6 %。经硫化后的活性组分主要为MoS2,Co9S8防止MoS2保 持具有活性的微晶结构,以免微晶因聚集而活性衰减。
工艺条件:操作条件,温度一般在300~400℃,压力
0.7~7.0MPa,入口气空间速度为500~2000h-1,液态 烃空速0.5-6h-1,加氢量一般按照保持反应后气体中有 5~10%氢为准。
2、湿法 用碱性物质或氧化剂的水溶液即脱硫 剂(如氨水法、碳酸盐法、乙醇胺法、蒽醌二磺 酸钠法及砷碱法等)吸收气体中的硫化物。
优点是采用液体脱硫,便于再生并能回收硫, 易于构成连续脱硫循环系统,可用较小的设备 脱大量硫化物。 缺点是对有机硫脱除能力差,净化度不如干法 高。
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氧化锌法 干法脱硫: 钴钼加氢法
氢氧化铁法 活性炭法
湿法脱硫: 化学吸收法
中和法 氧化还原法
物理吸收法 如:低温甲醇法
化学物理综合吸收法 如:环丁砜-MEA
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三、干法脱硫
①钴(Co)钼(Mo)加氢
在300-400 ℃温度下,采用钴钼加氢脱硫催化剂,使有机硫与氢反应 生产容易脱除的硫化氢和烃。再用氧化锌吸收硫化氢,即可达到 较好的脱硫效果。
基本原理 : RCH2SH+H2=RCH3 + H2S • RCH2-S-CH2R´+2H2=RCH3 + R´CH3 +H2S • RCH2S-SCH2R´+3H2=RCH3 + R´CH3 +2H2S
钴钼加氢法还可将烯烃加氢转变成饱和烷烃,从而减少蒸 汽转化工序析碳的可能。
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三、干法脱硫
原料气的脱硫
一氧化碳变换
二氧化碳的脱除 原料气精制
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一、硫的来源及脱硫目的
按分子结构

无机硫 有机硫
Байду номын сангаас
存在形式
硫铁矿硫 硫化氢 无机硫90%
硫酸盐硫 脂肪硫 芳香硫
CS2、 COS
硫醇、 有机硫10% 硫醚、噻吩
硫化物含量因原料及加工方法不同而不同
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硫化物的危害:
影响催化剂活性导致其中毒;腐蚀设备和管 道;使铜洗系统的低价铜生成硫化亚铜沉淀, 增加铜耗。
所谓硫容就是每单位质量氧化锌能脱除S的量。
温度
汽气比 硫容的影响因素 空速
硫容是随着温度的降低、空速的提高和汽气比的 增大而减少的。
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原料气
氧化锌脱硫工艺流程图
工艺指标:
温度:200-400 ℃ 常温使用,脱硫剂加入氧化铜助剂 脱硫效果:0.5-0.05ppm
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四、湿法脱硫
• 选择原则:
蒽醌二磺酸钠(ADA) 结构式:
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ADA法脱硫基本原理
改良ADA法脱硫包括吸收脱硫和氧化再生两个过程:
吸收脱硫塔中:
H2S Na2CO3 NaHS NaHCO3
2NaHS 4NaVO3 H2O Na2V4O9 4NaOH 2S Na2V4O9 2 ADA 2NaOH H2O = 4NaVO3 2 ADA(H)
• (1)必须能满足特定工艺对脱硫要求的净化度。 • (2)硫容量大,硫容值越大,所需脱硫溶液量越少,
脱硫及再生泵的运转电费也越少。 • (3)脱硫剂活性好,容易再生,且消耗定额低。 • (4)不易发生硫堵。 • (5)脱硫剂价廉易得。 • (6)无毒性、无污染或污染小。
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改良ADA法
改良的蒽醌二磺酸钠(Anthraguione Disulphonis Acid, ADA)法为化学吸收法,在湿法脱硫中应用最为普遍。该 法是在ADA法溶液中加入适量的偏钒酸钠作载氧剂,使 氧化析硫速率大大加快,故称改良ADA法。
ZnO(s)+ C2H5SH(g)= ZnS(s)+C2H4(g)+H2O(g)
若原料气中有氢存在,还有下列反应:
CS2+4H2=2H2S+CH4
COS+H2=H2S+CO
脱除 有机硫
氧化锌脱硫的反应速度主要是内扩散控制,所以氧化 锌脱硫剂都做成高孔隙率的小颗粒。
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②氧化锌脱硫 氧化锌脱硫性能的好坏用硫容量表示。
合成氨原料气的净化 --原料气脱硫
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• 一、硫的来源及脱硫目的 • 二、脱硫方法的分类 • 三、干法脱硫 • 四、湿法脱硫
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合成氨原料气的净化
氨合成反应需要高纯度的H2和N2。无论以固体(煤 或焦炭)还是用烃类(天然气、石脑油等)为原料获 得的原料气中,都含有一氧化碳、二氧化碳、硫化物 等不利于合成反应的成分,为了防止合成氨生产过程 催化剂中毒,需要在进入合成塔之前除去。
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②氧化锌脱硫
氧化锌脱除有机硫的能力很强,可使出口硫含量<0.1ppm,当原料气硫含量 <50×10-6时,仅用它一步脱硫就行了。若硫含量较高,可先用湿法,再用 此法。
基本原理:
ZnO(s)+H2S(g)=ZnS(s)+H2O(g) ZnO(s)+C2H5SH(g)=ZnS(s)+C2H5OH(g)
目的: 延长催化剂使用寿命,减少设备腐蚀。 还可副产硫磺。
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二、脱硫方法的分类
1、干法 是用固体脱硫剂(如氧化锌、活性炭、 分子筛等)将气体中的硫化物除掉。
优点是既能脱无机硫,又能脱有机硫,可把硫 脱至极微量。 缺点是脱硫剂不能再生,故只能周期性操作, 不适于脱除大量硫化物。
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二、脱硫方法的分类
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