合成氨原料气净化.ppt

合成氨原料气的净化(PurificationofSyntheticGas),2,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。,3,第一节原料气脱硫,4,一、硫的来源及脱硫目的,硫化物含量因原料及加工方法不同而不同,5,需要脱除,目的：延长催化剂使用寿命，减少设备腐蚀。还可副产硫磺,6,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,7,适用于含S量较大、净化度要求低的场合,8,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,9,1、干法脱硫,10,（1）钴(Co)钼(Mo)加氢-氧化锌脱硫,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+H2SRSR2H2=RH+RH+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。,11,12,脱除有机硫,常用的型号有T302、T304、T305等。,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（80-90）Al2O3,13,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：,14,氧化锌脱硫示意图,15,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,16,活性炭：由许多毛细孔集聚而成。,常用于活性炭脱硫,活性炭,（2）活性炭法,17,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，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,18,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,19,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)，溶液再生后被循环利用。,2、湿法脱硫,化学吸收法,中和法,湿式氧化法,20,（1）湿式氧化法脱硫,21,吸收的基本原理与吸收剂的选择,硫化氢是酸性气体，其水溶液呈酸性，可被碱性溶液吸收：,相平衡,解离,碱性吸收剂只能将原料气中的硫化氢吸收到溶液中，不能使硫化氢氧化为单质硫。需借助其他物质来实现。在溶液中添加催化剂作为载氧体，氧化态的催化剂将硫化氢氧化成为单质硫，其自身呈还原态。还原态催化剂在再生时被空气中的氧氧化后恢复氧化能力，循环使用。,22,氧化与再生的基本原理,因此，选择适宜的载氧催化剂是湿式氧化法的键。载氧催化剂必须既能氧化硫化氢又能被空气中的氧所氧化。从氧化还原反应的必要条件来衡量，此催化剂的标准电极电位的数值范围必须大于硫化氢的电极电位、小于氧的电极电位。即：0.14lvE01.23v。(0.2-0.75v),23,改良的蒽醌二磺酸钠(AnthraguioneDisulphonisAcid,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。,（2）典型方法-改良ADA法,蒽醌二磺酸钠(ADA)结构式：,24,改良ADA法脱硫包括吸收脱硫和氧化再生两个过程：,ADA法脱硫基本原理,吸收脱硫的总反应式：,25,溶液PH值PH值升高，Na2CO3浓度升高，对吸收硫化氢有利；但Na2CO3浓度增加，对转化成单质硫不利。当P