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HefeiUniversity题目：合成氨粗原料气的脱硫综述系别：化学材料与工程系班级：姓名：学号：教师：日期：合成氨粗原料气的脱硫综述【摘要】：中国合成氨生产原料比较复杂，目前已经形成以煤为主，油气并存的局面，以煤为原料的合成氨产品处于中国合成氨工业的主导地位。然而由各种原料气制取的合成氨原料气中，除有用成分H2和N2外，还含有一定数量的硫化物。原料气中的硫化物虽然比较少，但是对合成氨生产过程的危害大，所以脱硫是合成氨生产的关键之一。工业上的脱硫方法很多，按照脱硫剂的形态可分为干法脱硫和湿法脱硫两大类。两种脱硫方法各有优缺点，目前在生产中人们一般根据生产要求首先用湿法脱除大量的硫后，再用干法将少量的硫脱除。【作者单位】：合肥学院化学与材料工程系【关键词】：合成氨脱硫干法脱硫湿法脱硫【abstract】:China'ssyntheticammoniaproductionofrawmaterialsismorecomplex,atpresenthasformedisgivenprioritytowithcoal,oilandgas'scombination,takingcoalasrawmaterialofsyntheticammoniaproductsinChina'ssyntheticammoniaindustryleadingposition.Butbyallkindsofrawmaterialgasofsyntheticammoniafeedgas,excepttheusefulcompositionofH2andN2,stillcontainacertainamountofsulfide.Inthefeedgassulfidealthoughless,buttheharmofsyntheticammoniaproductionprocess,sothedesulfurizationisoneofthekeyofsyntheticammoniaproduction.Manyindustrialdesulfurizationmethod,accordingtotheformofdesulfurizercouldbedividedintotwotypes:thedryprocessdesulphurizationandwetdesulphurization.Twokindsofdesulfurizationmethodshaveadvantagesanddisadvantagesofeach,atpresentpeoplegenerallyaccordingtointheproductionProductionrequirements,firstofall,byWetmethodafterremovingalotofsulfur,reoccupydryprocesswillbeasmallamountofsulfurremoval.【keywords】:synthesisammoniadesulfurizationdryprocessdesulphurizationwetdesulphurization【正文】氨合成反应需要高纯度的H2和N2。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，直至最后的一氧化碳和二氧化碳，达到6-10级，即成为纯净的合成气。一、硫的来源及脱硫目的硫化物的危害：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。目的：延长催化剂使用寿命，减少设备腐蚀，还可副产硫磺。二、脱硫方法的分类工业脱硫方法很多，分为干法和湿法两种。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。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。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。三、干法脱硫主要有氧化锌法、钴钼加氢法、氢氧化铁法、活性碳法等。下面介绍氧化锌法和钴钼加氢法。1、钴(Co)钼(Mo)加氢法在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。（1）基本原理：RCH2SH+H2=RCH3+H2SRCH2-S-CH2R´+2H2=RCH3+R´CH3+H2SRCH2S-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。（2）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。（3）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。2、氧化锌脱硫氧化锌脱除有机硫的能力很强，可使出口硫含量小于0.1ppm，当原料气硫含量大于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，再用此法。（1）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+CH4COS+H2=H2S+CO(2)脱硫剂的组成：ZnO（80-90％）Al2O3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。(3)硫容: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。一些数据如图,一些定性结论如下：温度上升，硫容增加；空速增加，硫容降低；汽气比上升，硫容下降。四、湿法脱硫湿法脱硫可分为化学吸收法、物理吸收法和化学物理综合吸收法等。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。改良ADA法(改良蒽醌二磺酸法)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。1、反应原理:在脱硫塔中进行的反应为:Na2CO3+H2S=NaHS+NaHCO3然后再与偏钒酸钠反应:NaHS+4NaVO3+H2O=Na2V4O9+4NaOH+2S氧化态ADA氧化焦性偏钒酸钠:Na2V4O9+2ADA(氧化态)+2NaOH+H2O=4NaVO3+2ADA(还原态)在再生塔中的反应为:2ADA(还原态)+O2=2ADA(氧化态)+2H2O2、工艺条件：(1)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。(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.(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。【参考文献】[1]张子锋．合成氨生产技术．第二版．北京：化学工业出版社，2011.6[2]中国化工报.一版.2001年1月10日[3]冯亚平．合成氨原料气中硫含量的要求与分析方法[J]．化学工业与工程技术，2003(2)：26-28．[4]李平辉．合成氨原料气净化．北京：化学工业出版社，2010.1