硫化物的脱除精选.doc

合 肥 学 院 Hefei University 系 别 化学与材料工程系 课程名称 无机化工工艺学 专 业 化学工程与工艺 班 级 12级化工 姓 名 学 号 硫化物的脱除 摘要：半水煤气中，因煤的种类不同而含有数量不等的硫化物。这些硫化物对含合成氨生产有着严重危害，必须首先予以除去，以保证后工段工作顺利进行。在合成氨生产中，要求经过脱硫后的半水煤气中H2S含量在0.07g.m3(标)以下,碳化气中H2S含量在0.01g/m3(标)以下。脱硫方法很多，可分为干法和湿法两大类，其中湿式氧化法脱硫多用于半水煤气和变换气的一次脱硫，而干法脱硫多用于变换气脱硫和碳化气的精脱硫。 作者单位：合肥学院化学与材料工程系 关键词：原料气；湿法脱硫；干法脱硫；催化剂 Abstrct: Keywords: 正文：原料气中的硫化物：主要是硫化氢，其次是二硫化碳（CS2）、硫氧化碳（COS）、硫醇（RSH）、硫醚（RSR’）和噻吩（C4H4S）等有机硫。脱硫的方法：根据硫化物的含量、种类和要求的净化度、技术条件和经济性，可选用一种或多种脱硫方法来进行脱硫。按脱硫剂状态来分，有干法、湿法两大类。 湿法脱硫：化学吸收法、物理吸收法和物理化学吸收法。湿法脱硫具有吸收速率快，生产强度大，脱硫过程连续，溶液易再生，硫磺可回收等特点，适用于硫化氢含量较高，净化度要求不太高的场合。 （一）概述： 1、优点：（1）脱硫剂是便于输送的液体物料；且再生简单，可循环使用（2）脱硫剂可以再生并能回收富有价值的化工原料硫磺；（3）湿法脱硫吸收速度快，硫容大，适合脱除气体中的高硫。 2、分类：化学吸收法、物理吸收法和物理化学吸收法。物理法是利用脱硫剂对原料气中硫化物的物理溶解作用将其吸收，如低温甲醇法。化学法是利用了碱性溶液吸收酸性气体的原理吸收硫化氢，如氨水液相催化法。物理化学法是指脱硫剂对硫化物的吸收既有物理溶解又有化学反应。如环丁砜烷基醇胺法。 3、直接氧化法脱硫：氧化态的催化剂将硫化氢氧化为单质硫，其自身是还原态。还原态的催化剂在再生时被空气中的氧氧化后恢复氧化能力，如此循环使用。此过程可表示为： 载氧体（氧化态）+硫化氢=载氧体（还原态）+S↓ 载氧体（还原态）+1/2O2（空气）=载氧体（氧化态）+H2O 4、催化剂的选择 选择适宜的催化剂是湿式氧化法的关键。这种催化剂必须既能氧化硫化氢，又能被空气中的氧所氧化。 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 所谓硫容量（简称硫容）是指脱硫过程中，单位溶液体积所吸收H2S的净值（△S），单位为mg／L。当脱硫负荷一定时，它与脱硫溶液量有如下关系： x1000 式中 V-----气体（标准状况下）流量， ； ,---分别为脱硫塔进口、出口气体（标准状况下）中的硫化物含量，。 由公式可以看出来，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。 （二）湿法氧化还原脱硫的原理 在我国中小化肥厂湿法脱硫中，氧化还原法占优势，其中以醌-氢醌型脱硫剂最普遍。用Q代表醌态（氧化态）催化剂，用H2Q代表酚态（还原态）催化剂。H2S被氧化过程表示为 H2S2e＋2H+＋S Q ＋ 2H+＋2eH2Q 当氧化反应达平衡时： 根据实验，欲使反应进行完全，必须满足 ≥100的条件，且 ＝0.141V。 可见，氧化态的催化剂的标准电极电位只有大于0.2V，才能将硫化氢氧化为单质硫，0.2V是其下限。 至于脱硫剂的上限值，因还原态的氢醌必须用空气将其再生氧化成醌态才能重复使用。显然空气中氧的电极电位应大于醌的电极电位，故其上限值可按再生时空气中氧的氧化还原电极电位来求得。 酚态（还原态）催化剂H2Q被氧化过程表示为 ： H2QQ＋2H+＋2e O2＋ 2H2O