合成氨原料气净化.ppt

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1、合成氨原料气的净化(PurificationofSyntheticGas)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，需要在进入合成塔之前除去。243133原料气的脱硫一氧化碳变换二氧化碳的脱除原料气精制2第一节原料气脱硫3一、硫的来源及脱硫目的硫无机硫有机硫硫铁矿硫硫酸盐硫脂肪硫芳香硫硫化氢CS2、COS硫醇、硫醚、噻吩存在形式无机硫90％按分子结构有机硫10％硫化物含量因原料及加工方法不同而不同4需要脱除目的：延长催化剂使用寿命，减少设备腐蚀。还可副

2、产硫磺影响催化剂活性导致其中毒转化催化剂变换催化剂氨合成催化剂甲醇合成催化剂腐蚀设备和管道硫化物的危害5硫化氢溶解在特定溶剂中-物理法硫化氢溶解在脱硫溶剂中再反应－化学法湿法脱硫被吸附在固体吸附剂上再脱附-物理法与固体物质进行反应－化学法干法脱硫原料、流程及对原料气要求不同选用不同脱硫方法既有物理溶解又有化学反应-物理、化学法二、H2S的脱除方法6适用于含S量较大、净化度要求低的场合干法脱硫湿法脱硫适用于含S量较少、净化度高的情况氧化锌法、钴钼加氢法、氢氧化铁法、活性碳法等化学吸收法、物理吸收法和化学物理综合吸收法等7优点：吸收速率快、硫容高、溶液易再生、硫磺可回收缺点：净化度低湿法干法优

3、点：脱硫效率高、操作简单、设备少、流程短、维修方便缺点：硫容低、再生困难，阻力大脱硫方法的选择原则8常用方法钴钼加氢-氧化锌氧化铁活性炭分子筛1、干法脱硫9（1）钴(Co)钼(Mo)加氢-氧化锌脱硫①钴(Co)钼(Mo)加氢原理：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。反应：RSH+H2=RH+H2SRSR’＋2H2=RH+R’H+H2SCOS+H2=CO+H2SCS2+4H2=CH4+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。10催化剂：以氧化铝(Al2

4、O3)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微晶聚集长大。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。11脱除有机硫常用的型号有T302、T304、T305等。②氧化锌脱硫基本原理：H2S+ZnO=ZnS+H2OC2H5SH+ZnO=ZnS+C2H4+H2OH2+C2H5SH+ZnO=ZnS+C2H6+H2O脱硫剂的组成ZnO（80-

5、90％）Al2O312影响因素01000020000温度硫容：单位体积脱硫剂所能吸收的硫，kg/m3空速汽气比影响硫容的因素：13氧化锌脱硫示意图14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原料气15活性炭：由许多毛细孔集聚而成。常用于活性炭脱硫毛细孔大孔，半径>20000nm过渡孔，半径150～20000nm微孔，半径<150nm,比表面积500-1000m2/g活性炭（2）活性炭法16活性炭主要用于脱除有机硫及少量的硫化氢。因反应机理不同可分为吸附、氧化和催化三种方法。吸附法：活性炭具有很大的比表面积，吸附能力较强

6、，具有较强的选择性，主要表现在难吸附挥发性大的物质，对噻吩最有效。氧化法：硫化氢和氧硫化碳被气体中存在的氧气氧化。H2S(g)＋O2=S(s)+H2O2COS+O2==CO2+2S催化法：在活性炭上浸渍铁、铜等盐类，使有机硫催化为硫化氢，然后再被吸附脱除。活性炭使用条件活性炭吸附属于物理吸附，温度高，吸附能力下降。一般常温、常压下使用。原料气中碳氢化合物及二氧化碳含量高不适宜用活性炭吸附17活性炭的再生再生：300-400℃的过热蒸汽或惰性气体蒸汽再生脱硫流程图18湿法脱硫的脱硫剂为溶液，用脱硫溶液吸收原料气中的H2S，溶液在加热减压条件下得到再生，放出的H2S可以生产硫磺(克劳斯法)，溶

7、液再生后被循环利用。2、湿法脱硫硫化氢溶解在特定溶剂中-物理法硫化氢溶解在溶剂中再反应－化学法脱硫剂对硫化物的吸收既有物理溶解又有化学反应——物理化学法氨水液相催化法低温甲醇法环丁砜烷基醇胺法化学吸收法中和法湿式氧化法19（1）湿式氧化法脱硫优点1、液体脱硫剂，易于输送。2、脱硫和再生在两个不同的设备3、副产硫磺4、循环流程，连续操作5、对进口硫要求不太严格湿式氧化法脱硫脱硫液中的吸收剂将原料气中硫化氢吸收吸收到溶液中的