合成氨生產(chǎn)技術(shù)：第20講 概述（硫化物的脫除）

1、概述各種原料制取的粗原料氣，都含有一些硫和碳的氧化物，為了 防止合成氨生產(chǎn)過(guò)程催化劑中毒，都必須在氨合成工序前加以脫 除，習(xí)慣上稱(chēng)原料氣中硫化物的脫除為脫硫”，二氧化碳的脫除 為脫碳，少量殘余一氧化碳和二氧化碳的脫除為最終凈化，直 至最后剩余的一氧化碳和二氧化碳，達(dá)到10-6級(jí)，即成為純凈的 合成氣。以天然氣為原料的蒸汽轉(zhuǎn)化法，第一道工序是脫硫，用以保護(hù) 轉(zhuǎn)化催化劑，以重油和煤為原料的部分氧化法，根據(jù)一氧化碳變換 是否采用耐硫的催化劑而確定脫硫的位置。1、硫化物的形態(tài)硫化物有多種多樣，按其分子結(jié)構(gòu)分為無(wú)機(jī)硫和有機(jī)硫兩大 類(lèi)。在半水煤氣中，無(wú)機(jī)硫是指H2S,在造氣過(guò)程中煤中鐵的硫化物 是通過(guò)下列

2、反應(yīng)而生成的。2FeS2+H2=Fe2S3+H2SFe2S3+H2=FeS+H2SFeS+H2=Fe+H2S此外，少部分的H2s是通過(guò)有機(jī)硫高溫?zé)峤饣虻庾饔枚傻?。煤氣中的硫化物含量取決于煤中含硫量。由高硫煤制得的半水煤氣中，一般H2s含量可達(dá)58g/m3,最高可達(dá)20 30 g/m，.煤氣中的無(wú)機(jī)硫約占系統(tǒng)的 90% 95% ,有機(jī)硫化物約占10%左右。有機(jī)硫種類(lèi)繁多而復(fù)雜，對(duì)于半水煤氣，有機(jī)硫化物通常以硫氧化碳(COS) 為主，其次為二硫化碳(CS，、硫醇(RSH),硫醒(RSR)和睡吩(C4H4S)的含量較 少。中國(guó)某些氨廠以煤為原料制半水煤氣中硫化物形態(tài)及含量cm3/m3廠家H2S

3、有機(jī)總硫COSCS2RSHC4H4SA600-80016-4015-160.20.81.0B620-72044-5727-3318-330.3C1000-1500100-13084-11012-15D1500-200070-10065-1155-60.15E170520719214.20.250.065天然氣中的硫化物，主要是H2S,其次為硫醇、硫醍，一般嚷吩含量較少。二、幾種主要硫化物的性質(zhì)三、硫方法的分類(lèi)形式硫化物特點(diǎn)無(wú)機(jī)硫H2s (g)惡臭、強(qiáng)毒、腐蝕性強(qiáng)、能與堿作用。有機(jī)硫RSH (g)惡臭、強(qiáng)毒、微溶于水，溶于醇和堿。COS (g)無(wú)色、無(wú)臭、微溶于水，能溶于醇和堿。cs2劇毒、溶于

4、醇和堿。RSRr (1)無(wú)色揮發(fā)性液體、不溶于水、溶于醇和醒。C4H4S 苯的氣味、不溶于水酸和堿。由于合成氨生產(chǎn)原料品種多，流程長(zhǎng)、原料氣中硫化物的狀況 及含量不同，不同過(guò)程對(duì)氣體凈化度的要求不同，用同一種方法在 同一部位一次性地從含硫氣體中高精度脫除硫化物是困難的。因此 在流程中何處設(shè)置脫硫，用什么方法脫硫沒(méi)有絕對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)根據(jù) 原料及流程的特點(diǎn)來(lái)決定。脫硫方法：干法脫硫、濕法脫硫。采用固體吸收劑或吸附劑來(lái)脫除硫化氫或有機(jī)硫的方法稱(chēng) 為干法脫硫干法脫硫的特點(diǎn)是脫硫效率高，操作簡(jiǎn)單、設(shè)備簡(jiǎn)單、維修方 便等優(yōu)點(diǎn)。但干法脫硫所用脫硫劑的硫容量（單位質(zhì)量或體積的脫 硫劑所能脫除的硫的最大數(shù)量）有限

5、，且再生困難，需定期更換脫 硫劑、勞動(dòng)強(qiáng)度大。需要多個(gè)脫硫塔輪流切換操作、檢修時(shí)勞動(dòng)條 件差等特點(diǎn)。干法脫硫一般只能用作硫含量較低，凈化度要求較高的場(chǎng)合。干法脫硫劑按其性質(zhì)可分為三種類(lèi)型：a加氫轉(zhuǎn)化催化劑鉆鑰型、鐐鑰型、鐵鋁型等。b吸收型或轉(zhuǎn)化吸收型氧化鐵法、氧化鋅法和氧化鎰法等。c吸附型活性炭、分子篩等。雖然干法脫硫凈化度高，并能脫除各種有機(jī)硫化物，但脫硫劑 難于或不能再生，且硫容低、間歇操作，因此不適于用作對(duì)大量硫 化物的脫除。以溶液作為脫硫劑吸收硫化氫的脫硫方法稱(chēng)為濕法脫硫。濕 法脫硫的突出優(yōu)點(diǎn)：脫硫劑便于管道輸送，容易再生，回收硫磺， 構(gòu)成一個(gè)脫硫循環(huán)系統(tǒng)，連續(xù)化操作和大規(guī)模生產(chǎn)，適用于硫化氫 含量較高，凈化度要求不太高的場(chǎng)合，當(dāng)氣體凈化度要求較高時(shí)， 可在濕法脫硫之后串聯(lián)干法，使脫硫在工藝上和經(jīng)濟(jì)上更合理。濕法脫硫廣泛應(yīng)用于合成氨原料氣的粗脫硫。濕法脫硫按其 作用原理可分為物理法、化學(xué)法和物理-化學(xué)法三種a物理法。在吸收過(guò)程中無(wú)化學(xué)反應(yīng)，純屬擴(kuò)散、溶解（吸收） 的物理過(guò)程。其氣液平衡一般服從亨利定律。如低溫甲醇法、聚乙二醇二甲 醍法等。b化學(xué)法。按其作用原理可分為中和法和氧化還原法脫硫兩種。 中和法是利