合成氨生产技术：第20讲 概述（硫化物的脱除）

1、概述各种原料制取的粗原料气，都含有一些硫和碳的氧化物，为了 防止合成氨生产过程催化剂中毒，都必须在氨合成工序前加以脱 除，习惯上称原料气中硫化物的脱除为脱硫”，二氧化碳的脱除 为脱碳，少量残余一氧化碳和二氧化碳的脱除为最终净化，直 至最后剩余的一氧化碳和二氧化碳，达到10-6级，即成为纯净的 合成气。以天然气为原料的蒸汽转化法，第一道工序是脱硫，用以保护 转化催化剂，以重油和煤为原料的部分氧化法，根据一氧化碳变换 是否采用耐硫的催化剂而确定脱硫的位置。1、硫化物的形态硫化物有多种多样，按其分子结构分为无机硫和有机硫两大 类。在半水煤气中，无机硫是指H2S,在造气过程中煤中铁的硫化物 是通过下列

2、反应而生成的。2FeS2+H2=Fe2S3+H2SFe2S3+H2=FeS+H2SFeS+H2=Fe+H2S此外，少部分的H2s是通过有机硫高温热解或氮解作用而生成的。煤气中的硫化物含量取决于煤中含硫量。由高硫煤制得的半水煤气中，一般H2s含量可达58g/m3,最高可达20 30 g/m，.煤气中的无机硫约占系统的 90% 95% ,有机硫化物约占10%左右。有机硫种类繁多而复杂，对于半水煤气，有机硫化物通常以硫氧化碳(COS) 为主，其次为二硫化碳(CS，、硫醇(RSH),硫醒(RSR)和睡吩(C4H4S)的含量较 少。中国某些氨厂以煤为原料制半水煤气中硫化物形态及含量cm3/m3厂家H2S

3、有机总硫COSCS2RSHC4H4SA600-80016-4015-160.20.81.0B620-72044-5727-3318-330.3C1000-1500100-13084-11012-15D1500-200070-10065-1155-60.15E170520719214.20.250.065天然气中的硫化物，主要是H2S,其次为硫醇、硫醍，一般嚷吩含量较少。二、几种主要硫化物的性质三、硫方法的分类形式硫化物特点无机硫H2s (g)恶臭、强毒、腐蚀性强、能与碱作用。有机硫RSH (g)恶臭、强毒、微溶于水，溶于醇和碱。COS (g)无色、无臭、微溶于水，能溶于醇和碱。cs2剧毒、溶于

4、醇和碱。RSRr (1)无色挥发性液体、不溶于水、溶于醇和醒。C4H4S 苯的气味、不溶于水酸和碱。由于合成氨生产原料品种多，流程长、原料气中硫化物的状况 及含量不同，不同过程对气体净化度的要求不同，用同一种方法在 同一部位一次性地从含硫气体中高精度脱除硫化物是困难的。因此 在流程中何处设置脱硫，用什么方法脱硫没有绝对的标准，应根据 原料及流程的特点来决定。脱硫方法：干法脱硫、湿法脱硫。采用固体吸收剂或吸附剂来脱除硫化氢或有机硫的方法称 为干法脱硫干法脱硫的特点是脱硫效率高，操作简单、设备简单、维修方 便等优点。但干法脱硫所用脱硫剂的硫容量（单位质量或体积的脱 硫剂所能脱除的硫的最大数量）有限

5、，且再生困难，需定期更换脱 硫剂、劳动强度大。需要多个脱硫塔轮流切换操作、检修时劳动条 件差等特点。干法脱硫一般只能用作硫含量较低，净化度要求较高的场合。干法脱硫剂按其性质可分为三种类型：a加氢转化催化剂钻钥型、镣钥型、铁铝型等。b吸收型或转化吸收型氧化铁法、氧化锌法和氧化镒法等。c吸附型活性炭、分子筛等。虽然干法脱硫净化度高，并能脱除各种有机硫化物，但脱硫剂 难于或不能再生，且硫容低、间歇操作，因此不适于用作对大量硫 化物的脱除。以溶液作为脱硫剂吸收硫化氢的脱硫方法称为湿法脱硫。湿 法脱硫的突出优点：脱硫剂便于管道输送，容易再生，回收硫磺， 构成一个脱硫循环系统，连续化操作和大规模生产，适用于硫化氢 含量较高，净化度要求不太高的场合，当气体净化度要求较高时， 可在湿法脱硫之后串联干法，使脱硫在工艺上和经济上更合理。湿法脱硫广泛应用于合成氨原料气的粗脱硫。湿法脱硫按其 作用原理可分为物理法、化学法和物理-化学法三种a物理法。在吸收过程中无化学反应，纯属扩散、溶解（吸收） 的物理过程。其气液平衡一般服从亨利定律。如低温甲醇法、聚乙二醇二甲 醍法等。b化学法。按其作用原理可分为中和法和氧化还原法脱硫两种。 中和法是利