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合成氨原料气净化


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
四、湿法脱硫
• 选择原则:
• (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。
40 30 20 2.0 1.5 1.0 0.5 0 6 7 8 9 10 11 12 pH值 图2
10
0 8.3 8.5 8.7 pH值 图1

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.
吸收脱硫的总反应式:
H 2 S ADA S ADA( H )
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。
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
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。
蒽醌二磺酸钠(ADA) 结构式:
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:
目的:
延长催化剂使用寿命,减少设备腐蚀。 还可副产硫磺。
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。
二、脱硫方法的分类
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。
(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。
(5)再生空气用量和再生时间
满足ADA需要且使硫呈泡沫状悬浮 以便回收。 再生时间一般为25~30min。
8 6 4 2 0 30 40 50 60 70 80
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。
氧化锌法 干法脱硫: 钴钼加氢法 氢氧化铁法 活性炭法
中和法
湿法脱硫: 化学吸收法 物理吸收法
氧化还原法
如:低温甲醇法 如:环丁砜-MEA
化学物理综合吸收法
三、干法脱硫
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
原料气的脱硫 一氧化碳变换 二氧化碳的脱除 原料气精制
一、硫的来源及脱硫目的
存在形式
按分子结构
硫铁矿硫
无机硫
硫化氢
无机硫90%

有机硫
硫酸盐硫 CS2、 COS 脂肪硫 芳香硫 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
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。
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。
H 2 S Na2CO3 NaHS NaHCO3
2NaHS 4NaVO3 H2O Na2V4O9 4NaOH 2S
Na2V4O9 2 ADA 2NaOH H2O =4NaVO3 2 ADA(H)
氧化再生塔中:
2 ADA(H) O2 2 ADA 2H 2O
合成氨原料气的净化
--原料气脱硫
• • • •
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
合成氨原料气的净化
氨合成反应需要高纯度的 H 2 和 N 2 。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。
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。
②氧化锌脱硫 氧化锌脱硫性能的好坏用硫容量表示。 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。
原料气
氧化锌脱硫工艺流程图
此法。
基本原理:
ZnO(s)+H2S(g)=ZnS(s)+H2O(g) ZnO(s)+C2H5SH(g)=ZnS(s)+C2H5OH(g) 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
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