湿法脱硫-(精选·公开·课件).ppt

第二章 合成氨原料气的净化 第一节 原料气脱硫 1. 原料气中的硫化物 硫化物分为：无机硫、有机硫 ⑴H2S 臭鸡蛋味的无色气体，有毒，能溶于水，溶液为酸性。可以用碱性溶液吸收；或某些金属氧化物反应，如ZnO等。 ⑵硫醇 通式为RSH。天然气中主要是甲硫醇，该物具有令人厌恶的气味，不溶于水，能被碱性溶液吸收。 ⑶硫醚 通式为RSR’。天然气中最简单的是二甲硫醚，无色无味中性气体，较稳定，需加热到400℃才分解成烯烃和H2S。 ⑷噻吩 C4H4S，环型结构，物理性质与苯相似，不溶于水，性质稳定，加热到500℃也难分解，也不易被ZnO催化分解，是最难脱除的硫化物。但是可以在300～400℃被钴钼催化剂加氢转化为H2S，同时生成丁二烯。 ⑸CS2 常温常压下为无色液体，易挥发，难溶于水，可与碱性溶液作用。高温下与蒸汽作用生成H2S。 ⑹COS 无色无味气体、微溶于水，高温下与蒸汽作用生成H2S。 均对下游工序中的催化剂有毒害作用 2. 脱S方法分类 按脱硫剂的状态分：湿法脱硫 干法脱硫 一、湿法脱硫 优点： 脱硫剂是便于输送的液体物料；脱硫剂可以再生并能回收硫磺；连续脱硫循环；大规模生产。 缺点： 净化度较低，不能用于精脱。 适用场合：原料气中含硫量较高，且主要是无机硫。 采用湿法粗脱串联干法精脱，可达到工艺上和经济上都合理。 一、湿法脱硫 常用方法： ⑴ 物理法：低温甲醇法。 ⑵ 化学法：中和法（热钾碱法）、氧化法（栲胶脱硫、氨水液相催化法、ADA法、PDS法）。 ⑶ 物理化学法：环丁砜烷基醇胺法 。 通常采用化学法，又因为氧化法可副产硫磺，更是广泛采用。因此，重点学习湿式氧化法。 为什么吸收剂不采用强碱溶液？ 为什么不直接用O2氧化原料气？ 为什么不直接用O2氧化原料气？ 二、其他湿式氧化法 1.改良ADA法 早期ADA法：Na2CO3溶液为吸收剂，ADA为氧化催化剂。析硫速度慢，生成的硫代硫酸盐较多。 改良ADA法：加入少量：偏钒酸钠、酒石酸钾钠。析硫速度加快。 （其原理与栲胶脱硫原理完全相同） 2.PDS法 （1）化学稳定性、热稳定性都较好。 （2）具有较强的吸氧能力。 （3）不仅能脱除硫化氢，也能脱除部分有机硫。 * 主讲：xx 无机化工生产技术 郑广俭、张志华主编 知识目标： 掌握原料气脱硫的基本原理； 掌握脱硫的工艺条件； 掌握脱硫的工艺流程。 能力目标： 具有选择脱硫方法的能力。 一、湿法脱硫 1. 湿式氧化法的基本原理 包含两个过程：吸收和再生。 ⑴ 吸收的基本原理和吸收剂的选择 ① 吸收原理： 碱性溶液吸收酸性气体。 ② 吸收剂的选择： Na2CO3溶液或氨水等弱碱溶液（pH=8.5～8.7），有利再生，操作稳定。 一、湿法脱硫 ⑵ 再生的基本原理和催化剂的选择 ① 再生原理： 脱硫塔：氧化态载氧体 ＋ H2S ＝ 还原态载氧体 ＋ S 再生塔：还原态载氧体 ＋ ? O2 ＝ 氧化态载氧体 ＋ H2O 总反应为：H2S ＋ ? O2 ＝ S ＋ H2O ② 催化剂的选择： 起到传递氧的作用，为防止发生过度氧化，要求 工业生产中，将溶液电位的测定作为判断脱硫操作是否正常和进行调节的依据。 （适宜范围:0.2~0.75V） 若用O2直接氧化，会发生过度氧化，使硫化物吸收剂溶质组成发生变化，使吸收速率降低，并且不能生成硫单质，产生更多杂质。 O2直接与原料气接触，使02更容易进入到溶液中，发生更多副反应。 （化工生产过程，本身就是忌O2） 催化剂自身能被氧化，起到传递氧的作用，防止发生过度氧化，且能循环利用。 典型方法——栲胶脱硫技术 1.优点：栲胶价格低、运行费用低、无硫磺堵塞脱硫塔等问题。 2.脱硫液组成： 吸收剂： Na2CO3溶液 催化剂：栲胶 添加剂：（少量）偏钒酸钠、酒石酸钾钠等 栲胶脱硫过程 （1）吸收过程 贫液与原料气逆流接触，形成：净化气和富液 （2）催化过程 催化剂：偏钒酸钠、焦钒酸钠、栲胶（O） （3）再生过程 栲胶（R）被氧气氧化成栲胶（O），再循环利用 （5）副反应 化工生产过程中，均存在副反应，虽量少，但仍存在 栲胶脱硫工艺条件优化 （1）溶液的PH值 （2）偏钒酸钠含量 （3）栲胶含量 （4）吸收温度、再生温度 （5）液气比 （6）再生空气用量和再生时间 （7）栲