合成氨原料氣凈化

1、合成氨原料氣的凈化 -原料氣脫硫,一、硫的來源及脫硫目的 二、脫硫方法的分類 三、干法脫硫 四、濕法脫硫,合成氨原料氣的凈化,氨合成反應需要高純度的h2和n2。無論以固體（煤或焦炭）還是用烴類（天然氣、石腦油等）為原料獲得的原料氣中，都含有一氧化碳、二氧化碳、硫化物等不利于合成反應的成分，為了防止合成氨生產(chǎn)過程催化劑中毒，需要在進入合成塔之前除去,一、硫的來源及脫硫目的,硫化物含量因原料及加工方法不同而不同,硫化物的危害： 影響催化劑活性導致其中毒；腐蝕設備和管道；使銅洗系統(tǒng)的低價銅生成硫化亞銅沉淀，增加銅耗,目的： 延長催化劑使用壽命，減少設備腐蝕。還可副產(chǎn)硫磺,二、脫硫方法的分類,1、干法

2、 是用固體脫硫劑(如氧化鋅、活性炭、分子篩等)將氣體中的硫化物除掉。 優(yōu)點是既能脫無機硫，又能脫有機硫，可把硫脫至極微量。 缺點是脫硫劑不能再生，故只能周期性操作，不適于脫除大量硫化物,2、濕法 用堿性物質(zhì)或氧化劑的水溶液即脫硫劑(如氨水法、碳酸鹽法、乙醇胺法、蒽醌二磺酸鈉法及砷堿法等)吸收氣體中的硫化物。 優(yōu)點是采用液體脫硫，便于再生并能回收硫，易于構(gòu)成連續(xù)脫硫循環(huán)系統(tǒng)，可用較小的設備脫大量硫化物。 缺點是對有機硫脫除能力差，凈化度不如干法高,二、脫硫方法的分類,氧化鋅法 鈷鉬加氫法 氫氧化鐵法 活性炭法,濕法脫硫,干法脫硫,如：環(huán)丁砜-mea,如：低溫甲醇法,鈷(co)鉬(mo)加氫 在3

3、00-400 溫度下，采用鈷鉬加氫脫硫催化劑，使有機硫與氫反應生產(chǎn)容易脫除的硫化氫和烴。再用氧化鋅吸收硫化氫，即可達到較好的脫硫效果。 基本原理 ： rch2sh+h2=rch3 + h2s rch2-s-ch2r+2h2=rch3 + rch3 +h2s rch2s-sch2r+3h2=rch3 + rch3 +2h2s,鈷鉬加氫法還可將烯烴加氫轉(zhuǎn)變成飽和烷烴，從而減少蒸汽轉(zhuǎn)化工序析碳的可能,三、干法脫硫,催化劑：以氧化鋁(al2o3)為載體，由氧化鈷(coo)和氧化鉬(moo3)組成。mo含量為513，co含量為16。經(jīng)硫化后的活性組分主要為mos2，co9s8防止mos2保持具有活性的微

4、晶結(jié)構(gòu)，以免微晶因聚集而活性衰減,工藝條件：操作條件，溫度一般在300400，壓力0.77.0mpa，入口氣空間速度為5002000h-1，液態(tài)烴空速0.5-6h-1，加氫量一般按照保持反應后氣體中有510%氫為準,三、干法脫硫,氧化鋅脫硫 氧化鋅脫除有機硫的能力很強，可使出口硫含量0.1ppm，當原料氣硫含量5010-6時，僅用它一步脫硫就行了。若硫含量較高，可先用濕法，再用此法。 基本原理： zno(s)+h2s(g)=zns(s)+h2o(g) zno(s)+c2h5sh(g)=zns(s)+c2h5oh(g) zno(s)+ c2h5sh(g)= zns(s)+c2h4(g)+h2o(

5、g) 若原料氣中有氫存在，還有下列反應： cs2+4h2=2h2s+ch4 cos+h2=h2s+co,脫除 有機硫,氧化鋅脫硫的反應速度主要是內(nèi)擴散控制，所以氧化鋅脫硫劑都做成高孔隙率的小顆粒,氧化鋅脫硫性能的好壞用硫容量表示。 所謂硫容就是每單位質(zhì)量氧化鋅能脫除s的量,硫容的影響因素,溫度,汽氣比,空速,硫容是隨著溫度的降低、空速的提高和汽氣比的增大而減少的,氧化鋅脫硫,氧化鋅脫硫工藝流程圖,工藝指標,溫度：200-400 常溫使用,脫硫劑加入氧化銅助劑 脫硫效果：0.5-0.05ppm,原料氣,四、濕法脫硫,選擇原則： （1）必須能滿足特定工藝對脫硫要求的凈化度。 （2）硫容量大,硫容值

6、越大，所需脫硫溶液量越少，脫硫及再生泵的運轉(zhuǎn)電費也越少。 （3）脫硫劑活性好，容易再生，且消耗定額低。 （4）不易發(fā)生硫堵。 （5）脫硫劑價廉易得。 （6）無毒性、無污染或污染小,改良ada法,改良的蒽醌二磺酸鈉(anthraguione disulphonis acid, ada)法為化學吸收法，在濕法脫硫中應用最為普遍。該法是在ada法溶液中加入適量的偏釩酸鈉作載氧劑，使氧化析硫速率大大加快，故稱改良ada法,蒽醌二磺酸鈉(ada)結(jié)構(gòu)式,改良ada法脫硫包括吸收脫硫和氧化再生兩個過程,ada法脫硫基本原理,吸收脫硫塔中,氧化再生塔中,吸收脫硫的總反應式,溶液ph值 ph值升高，對吸收硫化氫有利,但ph值過高，副反應na2s2o3濃度劇增（圖2） ，且對轉(zhuǎn)化成單質(zhì)硫也不利。當ph達到8.8時，h2s吸收基本完成（圖1）；當ph值再高時，降低碳酸鈉的溶解度，影響硫的回收。通常選擇8.59.2,ada法脫硫工藝條件,2)釩酸鹽含量 一般應使ada與偏釩酸鹽的當量比為2左右。 (3)溫度 溫度上升，生成硫代硫酸鹽的副反應加速，不利吸收。通常控制吸收溫度