合成氨原料气净化ppt课件
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合成氨及氨加工ppt课件
对目前90％以上的中小氮肥厂来说，以焦炭或无烟煤为 原料、使用固定床间歇式气化技术，普遍陷入窘境。改变原 料路线是其脱困首选
10
水煤浆加压气化制合成气
德士古煤气化炉是高浓度水煤浆（煤浓度达70％）进料、 液态排渣的加压纯氧气流床气化炉，可直接获得烃含量很低 (含CH4低于0.1％)的原料气，适合于合成氨、合成甲醇等使 用。 年产30万吨合成氨、52万吨尿素装置以及辅助装置约需30.5 亿元投资回收期12年，主要设备使用寿命15─20年
15
氨加工
• 概述 • 改良水溶液全循环法尿素新工艺技术 • 我国尿素工艺技术实现新突破
16
概述
54家中氮厂中有尿素厂38家（占总厂数的70%），1998 年尿素产量为566.2548万吨，占全国尿素总厂量2568.8853 万吨的22%。
从氮肥产品结构看，由于原来生产碳铵的中氮肥厂转产 尿素，使尿素产品成为主要产品，因而煤制氨-尿素厂在中 氮行业中占主要地位，
我国是世界煤炭生产大国，煤炭资源约为7650亿吨，1995 年开采量就达12.8亿吨，超过美国位居世界第一。可供开采 的资源丰富，有充足的供应保障，而且价格较低。
由于资源结构的原因，在我国以油、气为原料制氨，其原 料成本较高，且供应往往难以保证。以煤为原料则成本较低， 且来源丰富 。
8
原料气的生产
ＷＷＳ型尿素合成塔组合式内件结构简单，制造安装容 易，投资少。对于水溶液全循环法未进行改造的，采用该塔 内件，二氧化碳转化率可提高４个百分点；已进行过改造的， 在新型塔板基础上，可再提高２个百分点。
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水煤浆加压气化制合成气
德士古煤气化炉是高浓度水煤浆（煤浓度达70％）进料、 液态排渣的加压纯氧气流床气化炉，可直接获得烃含量很低 (含CH4低于0.1％)的原料气，适合于合成氨、合成甲醇等使 用。 年产30万吨合成氨、52万吨尿素装置以及辅助装置约需30.5 亿元投资回收期12年，主要设备使用寿命15─20年
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氨加工
• 概述 • 改良水溶液全循环法尿素新工艺技术 • 我国尿素工艺技术实现新突破
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概述
54家中氮厂中有尿素厂38家（占总厂数的70%），1998 年尿素产量为566.2548万吨，占全国尿素总厂量2568.8853 万吨的22%。
从氮肥产品结构看，由于原来生产碳铵的中氮肥厂转产 尿素，使尿素产品成为主要产品，因而煤制氨-尿素厂在中 氮行业中占主要地位，
我国是世界煤炭生产大国，煤炭资源约为7650亿吨，1995 年开采量就达12.8亿吨，超过美国位居世界第一。可供开采 的资源丰富，有充足的供应保障，而且价格较低。
由于资源结构的原因，在我国以油、气为原料制氨，其原 料成本较高，且供应往往难以保证。以煤为原料则成本较低， 且来源丰富 。
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原料气的生产
ＷＷＳ型尿素合成塔组合式内件结构简单，制造安装容 易，投资少。对于水溶液全循环法未进行改造的，采用该塔 内件，二氧化碳转化率可提高４个百分点；已进行过改造的， 在新型塔板基础上，可再提高２个百分点。
第七章__合成氨
年在德国奥堡建成世界上第一个合成氨厂，生产能 力为日产30t氨。氨合成方法的研究成功，不仅为获
取化合态氮开辟了广阔的道路，而且也促进了许多
相关科学技术（如高压技术、低温技术、催化、特
殊金属材料、固体燃料汽化、烃类燃料的合理利用 等）的发展。
❖ 中国的合成氨工业，虽早在20世纪30年代南京和大 连就已建有氨厂，但直到解放，全国仍只有这两个 厂，生产能力每年不过几万吨氨。建国以后，合成 氨工业得到很大发展。20世纪末期已经拥有多种原 料，不同流程的大、中、小型合成氨厂1000多个， 其中大、中型企业达137个，而年产30万吨合成氨 的引进装置就有21个。年产量进入了世界的前列 （年产量达近亿吨），而且有了一支从事合成氨生 产的科研、设计、制造与施工的技术队伍。
❖ 当氢、氮混合气体中有惰性气体存在时，就会使反应达平衡 时混合气体中的氨浓度显著下降，其降低的程度较相应的氢 与氮的分压降低的程度数量级更大。不同惰性气体浓度下温 度对平衡氨浓度的影响如图7-3所示。
❖ 提高平衡氨浓度的意义在于可以提高反应推动力。综上所述， 提高平衡氨浓度的措施：降低温度；提高压力；控制氢氮比 为化合比（3：1）；尽可能降低混合气中惰性气体的含量。
第二节 氨的合成
一、反应原理
❖ 氨合成的化学反应
3H2 N2 2NH3
❖ 该反应是由氨的合成和氨的分解形成的可逆反应，正反 应是放热反应，且是分子数减少的反应。该反应只有在 高温、加压和催化剂存在下才能较快地进行。
取化合态氮开辟了广阔的道路，而且也促进了许多
相关科学技术（如高压技术、低温技术、催化、特
殊金属材料、固体燃料汽化、烃类燃料的合理利用 等）的发展。
❖ 中国的合成氨工业，虽早在20世纪30年代南京和大 连就已建有氨厂，但直到解放，全国仍只有这两个 厂，生产能力每年不过几万吨氨。建国以后，合成 氨工业得到很大发展。20世纪末期已经拥有多种原 料，不同流程的大、中、小型合成氨厂1000多个， 其中大、中型企业达137个，而年产30万吨合成氨 的引进装置就有21个。年产量进入了世界的前列 （年产量达近亿吨），而且有了一支从事合成氨生 产的科研、设计、制造与施工的技术队伍。
❖ 当氢、氮混合气体中有惰性气体存在时，就会使反应达平衡 时混合气体中的氨浓度显著下降，其降低的程度较相应的氢 与氮的分压降低的程度数量级更大。不同惰性气体浓度下温 度对平衡氨浓度的影响如图7-3所示。
❖ 提高平衡氨浓度的意义在于可以提高反应推动力。综上所述， 提高平衡氨浓度的措施：降低温度；提高压力；控制氢氮比 为化合比（3：1）；尽可能降低混合气中惰性气体的含量。
第二节 氨的合成
一、反应原理
❖ 氨合成的化学反应
3H2 N2 2NH3
❖ 该反应是由氨的合成和氨的分解形成的可逆反应，正反 应是放热反应，且是分子数减少的反应。该反应只有在 高温、加压和催化剂存在下才能较快地进行。
合成氨工业PPT课件
半水煤气的工业生产方法
（1）、吹风阶段－氧与碳反应
C＋1／2O2＝CO CO+1/2O2=CO2 C+O2=CO2 C+CO2=2CO
H 298 ＝-110.6kJmol-1 H 298 ＝-283.2kJmol-1 H 298＝-393.8kJmol-1
H 298＝172.3kJmol-1
特点：放热大于吸热（10000C）
制气的目的：是获得较多的H2和CO。
水煤气的主要成分：CO和H2
固定层煤气发生炉示意图
灰渣区的作用是：预热入炉的冷空气，保护炉体使它不致在炉 内高温下变形。 焦炭
气化层（燃料 与水蒸汽反应）
干燥层（水分蒸发）
干馏层（受热释放出 烃类气体） 还原层(CO2+C =2CO)
氧化层(C+O2=CO2 ) 灰渣层 （预热、保护作用）
直至1909年,德国物理化学家F.哈伯, 6%
卡尔斯鲁厄大学 80g/h 循环法
德国化学家 A.米塔斯 工程师C.博施 巴登苯胺纯碱公司于1912年在德国奥堡建成世界上 第一座日产30t合成氨的装置 它标志着工业上实现高压催化反应的第一个里程碑
二、氨的性质和用途
1、性质
氨在常温、常压下为无色气体，比空气轻，具有特殊的 刺激性臭味，较易液化（易形成氢键）。可与许多物质 发生反应：
高，出口 CO2 达 1%1.5%
粗原料气的净化—原料气的最终净化(合成氨生产)
在经过一氧化碳变换、脱碳后的原料气组成中还有少量二氧化碳 和一氧化碳。
组成 含量%
H2 72~75
变换后的原料气组成
N2
CO
17~20 1.5~3.5
CO2 0.2~0.5
CH4 0.5~1.0
本工序的任务： 气体的最终净化
为防止CO和CO2造成氨合成催化剂的中毒，原料气送往合成工段前 须进一步净化，此过程称“原料气的精制”
dN CO dVk
k[CO ]
式中 NCO---一氧化碳体积流量，m3/s；
Vk---催化剂体积，m3；
k---因催化剂型
号而变化的反应速率常数。
甲烷化的反应速率不仅 是温度、进出口气体中碳的 氧化物的含量的函数，而且 也与压力有关。提高压力， 可以加快甲烷化的反应速率。 所以，在计算反应速率时， 需要加以压力校正。
析炭反应的发生与 气体中H2／CO的比值 有关。由于合成氨原料 气中H2／CO比值很高， 所以析炭反应是不会发 生的。
②羰基镍的生成
羰基镍的生成羰基镍为剧毒物质，空气中允许的最高含量为0.001mg ／m3。中毒症状为头痛、昏迷、恶心呕吐、呼吸困难。羰基镍的生成还 会造成催化剂活性组分镍的损失，为此实际生产上必须引起注意，采取 适当预防措施。
绝热温升的数值为：
1％CO……………72℃
1％CO2………… 59℃
《合成氨的概述》课件
。
03
新型反应器与工艺流程的研发和应用
采用新型反应器和工艺流程，提高合成氨的生产效率和经济效益。
对未来的展望
01
随着全球人口的增长和粮食需 求的增加，合成氨工业将继续 发挥重要作用，为农业生产提 供充足的氮肥。
02
随着环保要求的提高和能源结 构的调整，合成氨工业将更加 注重节能减排和绿色发展，实 现可持续发展。
总结词
工艺流程简述是对整个合成氨生产工艺的概 括介绍，包括原料气的制备、净化、合成和 产品处理等环节。
详细描述
首先通过气化或转化过程将化石燃料转化为 含有氢和氮的合成气，然后进行净化处理去 除杂质，再通过合成反应生成氨，最后对氨 进行分离、压缩和储存等处理。整个工艺流 程需要高度自动化和严格的操作控制，以实 现高效、安全和环保的生产。
合成氨的发现
总结词
合成氨的发现可以追溯到19世纪末期，当时科学家们开始探索氮和氢合成氨的可能性。
详细描述
1898年，德国化学家弗里茨·哈伯（Fritz Haber）和助手卡尔·博施（Carl Bosch）成功地开发出了一 种能够实现大规模合成氨的方法，这种方法被称为哈伯-博施法。这一发现为工业生产和农业提供了大 量的氨，对全球经济发展和人类生存具有重要意义。
氨的合成
总结词
氨的合成是合成氨生产工艺的核心部 分，主要是将纯净的氢和氮在高温高 压下通过催化剂作用合成为氨。
合成氨PPT课件
反应特点 ：
主要副反应
主反应总体上是吸热，体积增大的反应
C4 ＝ H 2 H 2 C 7.9 4 k.m J 1ol 2 C O C2 O C 1.7 4 k2 .m J 1ol C H O 2 ＝ H 2 O C 1.3 3 k 6 1 .m J 1o
16
1.2.1 甲烷蒸汽转化反应的热力学分析
• 固氮是化学化工研究中既古老又前沿的课题。
空气氮
固氮 Nitrogen
fixation
非生物固氮 生物固氮 人工固氮
• 人工固氮指通过化学方法，使单质氮气转化为含氮的化合 物。
• 目前工业上最常用、也最经济的是哈伯法，即氮气(N2)
与氢气(H2)在高温高压铁催化剂作用下发生化合反应生
成氨(NH3)。
两个制气反应的平衡常数
K p1
pCO
p3 H2
pCH4 pH2O
K p2
pCBaidu Nhomakorabea2 pH2 pCO pH2O
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)
根据van’t Hoff 等压方程式
d lnKp dT
H RT2
H 0 , 吸热，T↑，K ↑
6
合成氨生产的原则流程示意图
核心
第二章合成氨原料气的净化
教案首页
O H ZnS ZnO S H 22+=+
C 2H 5SH+ZnO=ZnS+C 2H 4+H 2O
对有机硫，如硫氧化碳，二硫化碳等则先转化成硫化氢，然后再被氧化锌吸收。 氧化锌脱硫剂对噻吩的转化能力很小，又不能直接吸收，因此，单独用氧化锌是不能把有机硫完全脱除的。
氧化锌脱硫剂：
氧化锌脱硫剂是以氧化锌为主体（约占95％左右），并添加少量氧化锰，氧化铜或氧化镁为助剂，常用型号：T302，T304，T305。
脱硫剂装入设备后，用氮气置换至O 2＜％以下，再用氮气或原料气进行升温，升温速度：常温~120℃，为30~50℃/h ，120℃恒温2h ；120~220℃（或220℃以上）为50℃／h ；220℃（或220℃以上）恒温1h 。恒温过程中即可逐步升压，每10min 升，直到操作压力。在温度、压力达到要求后先维持4h 的轻负荷生产，然后再逐步随系统一起加大负荷，转入正常生产。
工艺流程：
工业上为了能提高和充分利用硫容，采用了双床串联倒换法。如图所示，一般单床操作质量硫容仅为13％~18％。而采用双床操作第一床质量硫容可达25％或更高。当第一床更换新ZnO 脱硫剂后，则应将原第二床改为第一床操作。
2.活性炭法
活性炭脱硫法分吸附法、催化法和氧化法三种方式。
活性炭法对吸附有机硫中的噻吩很有效，对挥发性大的硫氧化碳的吸附很差，对原料气中二氧化碳和氨的吸附性较强，对挥发性大的氧和氢较差。
活性炭使用一段时间后需再生，再生可用过热蒸汽或热惰性气体（热氮气或煤气
一氧化碳变换工序的主要作用：原料气的净化，原料气制造的继续。
合成氨工艺PPT课件
A：氨除了本身可以作为肥料外，它是进一步制取各种氮肥的原 料。氮肥是现代农业生产比不可少的，年增加率达7%。目前有 氨制成的氮肥，最重要的是尿素、硝酸铵、硫酸铵、碳酸氢铵、 磷酸铵等。氨用于生产各种氮肥约占其总产量的80%~90%。
B：氨可用来制造硝酸、硝酸盐、铵盐、氰化物等无机物，也可用 来制造胺、磺胺、腈等有机物。氨和这些含氮化合物是生产燃料、 炸药、医药、合成纤维、塑料等的原料。
鉴于氨在国民经济中的重要性，许多国家都集中主要力量解决与 合成氨有关的技术和理论问题。如高压技术、煤的气化、深冷技 术、气体净制、特种钢材、催化理论等。因此，合成氨的发展， 又在理论上和技术上指导了其他新型的工业，如人造石油、甲醇、 尿素的合成。乙烯的高压聚合等。
2 合成氨的原料路线及原则流程
氨是用氢、氮合成的，所以合成氨的直接原料为氢和氮
K f
f NH3
f f 0.5 1.5
N2
H2
NH 3
0.5 1.5
N2
H2
pNH 3
p p 0.5 1.5
N2
H2
K
Kp
或：
Kp
Kf K
式中f 和 为各组分的逸度和逸度系数。
(3) 影响平衡时氨浓度的因素
在氨的合成应中，设P为总压，y、yN2、yH2、yi分别代表NH3、N2、 H2、惰气的摩尔分数，则
B：氨可用来制造硝酸、硝酸盐、铵盐、氰化物等无机物，也可用 来制造胺、磺胺、腈等有机物。氨和这些含氮化合物是生产燃料、 炸药、医药、合成纤维、塑料等的原料。
鉴于氨在国民经济中的重要性，许多国家都集中主要力量解决与 合成氨有关的技术和理论问题。如高压技术、煤的气化、深冷技 术、气体净制、特种钢材、催化理论等。因此，合成氨的发展， 又在理论上和技术上指导了其他新型的工业，如人造石油、甲醇、 尿素的合成。乙烯的高压聚合等。
2 合成氨的原料路线及原则流程
氨是用氢、氮合成的，所以合成氨的直接原料为氢和氮
K f
f NH3
f f 0.5 1.5
N2
H2
NH 3
0.5 1.5
N2
H2
pNH 3
p p 0.5 1.5
N2
H2
K
Kp
或：
Kp
Kf K
式中f 和 为各组分的逸度和逸度系数。
(3) 影响平衡时氨浓度的因素
在氨的合成应中，设P为总压，y、yN2、yH2、yi分别代表NH3、N2、 H2、惰气的摩尔分数，则
合成氨原料气的制备PPT
10
合成氨生产工艺概述
空气、煤(或天然气)、 蒸汽
造气
除尘
脱硫
CO变换
脱CO2 压缩
脱除少量 CO和CO2
合成
❖图1.1 合成氨的基本过程
氨
11
第二节、固体燃料气化
❖一、原料气制取的途径 ❖二、煤气化原理 ❖三、制取半水煤气的工业方法 ❖四、氧—蒸汽连续气化法*
12
一、原料气制取的途径
❖ 现在工业上采用天然气、炼厂气，石脑油、焦炉气、重 油、焦炭和煤生产合成氨。其在高温下与水蒸汽的作用， 制取粗原料气，都可用下式：
(14P)23.7 64.76 0
举例:宋埠
K3p
14
二、煤气化原理
2、以水蒸汽作气化剂时
碳与水蒸汽的反应为： C+H2O(g)=CO+H2 ， △H0298=131.390kJ/mol
C+2H2O(g)=CO2+2H2 △H0298=90.196kJ/mol
通过有关计算知，0.1MPa下温度高于900℃， 水蒸汽与碳反应的平衡产物中，含有等量的H2及 CO ，其它组分含量接近于零。随着温度的降低， H2O、 CO2及CH4等平衡含量逐渐增加。
例:日常烧碳低温吹熄高温吹旺
16
三、制取半水煤气的工业方法
（一）、分类
以水蒸气为气化剂的蒸汽转化法
合成氨生产工艺概述
空气、煤(或天然气)、 蒸汽
造气
除尘
脱硫
CO变换
脱CO2 压缩
脱除少量 CO和CO2
合成
❖图1.1 合成氨的基本过程
氨
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第二节、固体燃料气化
❖一、原料气制取的途径 ❖二、煤气化原理 ❖三、制取半水煤气的工业方法 ❖四、氧—蒸汽连续气化法*
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一、原料气制取的途径
❖ 现在工业上采用天然气、炼厂气，石脑油、焦炉气、重 油、焦炭和煤生产合成氨。其在高温下与水蒸汽的作用， 制取粗原料气，都可用下式：
(14P)23.7 64.76 0
举例:宋埠
K3p
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二、煤气化原理
2、以水蒸汽作气化剂时
碳与水蒸汽的反应为： C+H2O(g)=CO+H2 ， △H0298=131.390kJ/mol
C+2H2O(g)=CO2+2H2 △H0298=90.196kJ/mol
通过有关计算知，0.1MPa下温度高于900℃， 水蒸汽与碳反应的平衡产物中，含有等量的H2及 CO ，其它组分含量接近于零。随着温度的降低， H2O、 CO2及CH4等平衡含量逐渐增加。
例:日常烧碳低温吹熄高温吹旺
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三、制取半水煤气的工业方法
（一）、分类
以水蒸气为气化剂的蒸汽转化法
《合成氨工业》课件
02
合成氨的工艺流程
原料气的制备
总结词
介绍合成氨原料气的制备过程，包括天然气、煤和重油的转化。
详细描述
天然气、煤和重油是合成氨的主要原料，需要通过转化过程将它们转化为氢气和 氮气的混合气体，即原料气。转化过程通常包括蒸汽转化、部分氧化和气化等反 应。
原料气的净化
总结词
阐述原料气的净化过程，包括一氧化碳的变换和二氧化碳的 脱除。
合成氨工业的主要设备
合成塔
是合成氨工业的核心设 备，用于将氮气和氢气 在高温高压下反应生成
氨气。
压缩机
用于提供高压气体，将 氮气和氢气压缩后送入
合成塔。
冷却器
用于将高温反应产物进 行冷却，同时回收利用
反应余热。
分离器
用于将反应产物中的氨 气从其他气体中分离出
来。
设备操作与维护
操作规程
为确保设备安全稳定运行，需要制定严格的设备操作规程，包括开停 车操作、正常操作、异常处理等。
维护保养
定期对设备进行维护保养，包括清洗、润滑、紧固等，以延长设备使 用寿命和保证生产安全。
故障诊断与处理
对设备运行过程中出现的故障进行诊断和处理，及时排除故障，恢复 设备正常运行。
安全措施
为确保设备和人员安全，需要采取一系列安全措施，如设置安全阀、 压力表、温度计等安全附件，以及进行定期的安全检查和评估。
氨的合成中小学PPT教学课件
为20%。
1.合成氨的工业流程
(1)制备原料气：合成氨的生产首原先料需气要合
成
。原料氮气气 由体氢气积比约为1∶3的
和
组成。
加压 预热
(2)反应前原料气的处理：把原料气
、
后送到合成塔。
(3)合成反应氨：气在一定条件下发生合成反应，
就可以得到含有一定质量分数
Biblioteka Baidu
的平衡
混合气。
氮、氢原料气
(4)反应后平衡混合气体的处理：从合成塔里
提示 将空气中的游离态的N2转化为化合 态的过程称“固氮”，固氮方式有：生物固 氮、自然固氮、化学固氮、人工模拟生物固 【慎思4氮】。
为什么N2与H2的投料之比为1∶2.8而 不是1∶3?
【慎思5】提示 尽管N2与H2按1∶3反应但是为了 提高价格较高的H2的转化率，可适当增加 N2的投量，故选择1∶2.8。 原料N2和H2在进合成塔前为什么净化？ 提示 防止催化剂中毒。
化工生产中采用循环操作的原因：①很多化学 反应并不能将反应进行到底；②循环操作能充 分利用原料，降低成本；③有利于实现全封闭、 连续化生产，有利于减少工序、控制废弃物的 排放。
【体验2】 为了进一步提高合成氨的生产效率， 科研中具有开发价值的是 ( )。
A．研制高温下活性较大的催化剂
B．寻求NH3的新来源 C．研制低温下活性较大的催化剂
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优点：脱硫效率高、操 作简单、设备少、流程 短、维修方便 缺点：硫容低、再生困 难，阻力大
8
1、干法脱硫
活性炭
氧化铁 常用方法 分子筛
钴钼加氢-氧化锌
9
（1）钴(Co)钼(Mo)加氢-氧化锌脱硫
①钴(Co)钼(Mo)加氢 原理：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。 反应：RSH+H2=RH+H2S
RSR’＋2H2=RH+R’H+ H2S COS+H2=CO+H2S CS2+4H2=CH4+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。
10
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微晶聚集长大。
H2+ C2H5SH+ZnO= ZnS+C2H6+H2O
脱硫剂的组成
ZnO（80-90％） Al2O3
常用的型号有T 302、T 304、T 305等。
12
影响硫容的因素：
硫容：单位体积 脱硫剂所能吸收 的硫，kg/m3
0
温度
10000
20000
汽气比
影响因素
空速
13
氧 化 锌 脱14硫 示 意 图
活 性 炭 16
活性炭主要用于脱除有机硫及少量的硫化氢。因反应机理不同可 分为吸附、氧化和催化三种方法。 吸附法：活性炭具有很大的比表面积，吸附能力较强，具有较强 的选择性，主要表现在难吸附挥发性大的物质，对噻吩最有效。 氧化法：硫化氢和氧硫化碳被气体中存在的氧气氧化。
H2S(g)＋O2=S(s)+H2O 2COS+O2==CO2+2S 催化法：在活性炭上浸渍铁、铜等盐类，使有机硫催化为硫化氢， 然后再被吸附脱除。
原料气
氧化锌脱硫工艺流程图
工艺指标
温度：200-400 ℃ 常温使用,脱硫剂加入氧化铜助剂 脱硫效果：0.5-0.05ppm
15
（2）活性炭法 活性炭：由许多毛细孔集聚而成。
毛细孔
大孔，半径>20000nm
常用于活
性炭脱硫
过渡孔，半径150 ～ 20 000nm
微孔，半径<150nm,比表面积500-1000m2/g
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。
11
②氧化锌脱硫
基本原理： H2S+ZnO=ZnS+H2O
脱除 有机硫
C2H5SH+ZnO=ZnS+C2H4+H2O
硫化氢溶解在溶剂中再反应－化学法
硫化氢溶解在特定溶剂中-物理法
脱硫剂对硫化物的吸收既有物理溶解又有化 学反应——物理化学法
化学吸收法
中来自百度文库法 湿式氧化法
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氨水液相催化法 低温甲醇法
环丁砜烷基醇胺法
（1）湿式氧化法脱硫
湿式氧化法脱硫
脱硫液中的吸收剂 将原料气中硫化氢吸收
吸收到溶液中的硫化氢的 氧化及吸收剂的再生
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原料气的脱硫
2
一氧化碳变换
3
二氧化碳的脱除
4
原料气精制
2
第一节 原料气脱硫
3
一、硫的来源及脱硫目的
按分子结构
硫
无机硫 有机硫
存在形式
硫铁矿硫 硫化氢 无机硫90％
硫酸盐硫 脂肪硫 芳香硫
CS2、 COS
硫醇、
有机硫10％
硫醚、噻吩
硫化物含量因原料及加工方法不同而不同
4
硫化物的危害
影响催化剂活性导致其中毒 转化催化剂 变换催化剂 氨合成催化剂 甲醇合成催化剂
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氧化与再生的基本原理
氧化与再生过程 载氧体（氧化态）＋HS-＝S+载氧体（还原态） 载氧体（还原态）＋O2＝H2O＋载氧体（氧化态）
总反应：HS-+O2= S+H2O
因此，选择适宜的载氧催化剂是湿式氧化法的键。载氧 催化剂必须既能氧化硫化氢又能被空气中的氧所氧化。
从氧化还原反应的必要条件来衡量，此催化剂的标准 电极电位的数值范围必须大于硫化氢的电极电位、小于氧 的电极电位。
原料、流程及对原料气要求不同 选用不同脱硫方法
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干法脱硫 适用于含S量较少、净化度高的情况
氧化锌法、钴钼加氢法、氢氧化铁法、活性碳法等
湿法脱硫
适用于含S量较大、净化度要求低的场合
化学吸收法、物理吸收法和化学物理综合吸收法等
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脱硫方法的选择原则
湿法
干法
优点：吸收速率快、 硫容高、溶液易再生、 硫磺可回收 缺点：净化度低
腐蚀设备和管道
需要脱除
目的：延长催化剂使用寿命，减少设备腐蚀。 还可副产硫磺
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二、H2S的脱除方法
•硫化氢溶解在脱硫溶剂中再反应－化学法
湿
• 硫化氢溶解在特定溶剂中-物理法
法 脱
• 既有物理溶解又有化学反应-物理、化学法 硫
•与固体物质进行反应－化学法
• 被吸附在固体吸附剂上再脱附-物理法
干法脱硫
活性炭使用条件
活性炭吸附属于物理吸附，温度高，吸附能力下降。一般常温、常压下使用。 原料气中碳氢化合物及二氧化碳含量高不适宜用活性炭吸附
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活性炭的再生
再生：300-400℃的过热蒸汽或惰性气 体
蒸汽再生脱硫流程图
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2、湿法脱硫
湿法脱硫的脱硫剂为溶液，用脱硫溶液吸收原料气
中的H2S，溶液在加热减压条件下得到再生，放出的H2S 可以生产硫磺(克劳斯法)，溶液再生后被循环利用。
合成氨原料气的净化 (Purification of Synthetic Gas)
合成氨原料气的净化
❖ 氨合成反应需要高纯度的H2和N2。无论以固体（煤或焦炭） 还是用烃类（天然气、石脑油等）为原料获得的原料气中， 都含有一氧化碳、二氧化碳、硫化物等不利于合成反应的 成分，需要在进入合成塔之前除去。
1、液体脱硫剂，易于输送。
优 2、脱硫和再生在两个不同的设备
3、副产硫磺
点 4、循环流程，连续操作
5、对进口硫要求不太严格
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缺 1、净化度低 2、设备腐蚀 3、运转设备多，
点 电耗高
吸收的基本原理与吸收剂的选择
硫化氢是酸性气体，其水溶液呈酸性，可被碱性溶液吸收：
相平衡
解离
碱性吸收剂只能将原料气中的硫化氢吸收到溶液中，不能 使硫化氢氧化为单质硫。需借助其他物质来实现。 在溶液中添加催化剂作为载氧体，氧化态的催化剂将硫化 氢氧化成为单质硫，其自身呈还原态。还原态催化剂在再生时 被空气中的氧氧化后恢复氧化能力，循环使用。