CO原料气的脱硫、脱氧和脱水
除氧技术综述
一般吸附法除氧是利用多孔物质对氧气的吸
收稿日期 :2006206215 。 作者简介 :周立群 ,高级工程师 ,2005 年南京工业大学获 工程硕士学位 ,主要从事石油化工技术及管理工作 ,已发 表论文多篇 。
绵铁粉为主要除氧原料 ,外加一定比例的颗粒状 固体催化剂 ,经特殊混合处理 ,使水中溶解氧迅速 除掉 ,带有一定颜色的无氧水再经过特种物料过 滤反应 ,使之出水完全符合水质要求 。到一定的 产水量后 ,只需对填料反冲洗即可 ,不需用任何再 生剂再生〔15〕。
213 利用变价氧化物类还原剂除氧 利用变价氧化物类还原剂除氧主要应用于锅
低温精馏除氧用于惰性气体除氧 ,主要工作
原理是将气体压缩液化和冷却后 ,根据组分的沸 点不同 ,经精馏塔精馏分离除去氧气〔4〕。 114 解吸除氧
解吸除氧的方法〔1〕是将需除氧的水与已脱氧 的气体强烈混合 ,溶解于水中氧气就大量地扩散 到气体中去 ,实现除氧的目的 。它在常温下即可 除氧 ,不需要预热处理 ,设备必须安装在高处 。
铜系脱氧剂有 0603 和 0605 系列 ,由南化公 司催化剂厂开发生产 。0603 系列以铜的氧化物 为主组分 ,载体有 SiO2 、Al2O3 、MgO 等 。在温度为 180～240 ℃,空速为1 000～3 000 h - 1 的条件下 , 可将普氢 、普氮脱氧至10 ×10 - 6 ;既可在原料气中 无 H2 的条件下 ,单作为化学吸收脱氧剂使用 ,也 可在 H2 存在下作为脱氧催化剂 。0605 提高了脱 氧活 性 和 机 械 强 度 , 脱 氧 深 度 可 达5 ×10 - 6〔23〕。 铜系除氧剂应用于 H2 、N2〔22〕、CO〔20〕的纯化 。
天然气脱硫脱碳方法的分类
天然气脱硫脱碳方法的分类展开全文有的天然气中还含有硫化氢(H2S)、二氧化碳(CO2)、硫化羰(COS)、硫醇(RSH)和二硫化物(RSSR’)等酸性组分。
通常，将酸性组分含量超过商品气质量指标或管输要求的天然气称为酸性天然气或含硫天然气(sour gas)。
天然气中含有酸性组分时，不仅在开采、处理和储运过程中会造成设备和管线腐蚀，而且用作燃料时会污染环境，危害用户健康；用作化工原料时会引起催化剂中毒，影响产品收率和质量。
此外，天然气中CO2含量过高还会降低其热值。
因此，当天然气中酸性组分含量超过商品气质量指标或管输要求时，必须采用合适的方法将其脱除至允许值以内。
脱除的这些酸性组分混合物称为酸气(acid gas)，其主要成分是H2S、CO2，并含有水蒸气和少量烃类。
从酸性天然气中脱除酸眭组分的工艺过程统称为脱硫脱碳或脱酸气。
如果此过程主要是脱除H2S和有机硫化物则称之为脱硫；主要是脱除C02则称之为脱碳。
原料气经湿法脱硫脱碳后，还需脱水(有时还需脱油)和脱除其他有害杂质(例如脱汞)。
脱硫脱碳、脱水(脱油)后符合一定质量指标或要求的天然气称为净化气，脱水前的天然气称为湿净化气。
脱除的酸气一般还应回收其中的硫元素(硫磺回收)。
当回收硫磺后的尾气不符合向大气排放标准时，还应对尾气进行处理。
当采用深冷分离方法从天然气中回收天然气凝液(NGL)或生产液化天然气(LNG)时，由于对气体中CO2含量要求很低，这时就应采用深度脱碳的方法。
国家安全生产监督管理总局在安监总管一字[2008]7号文件《关于印发陆上石油天然气建设项目安全设施设计专篇编写指导书的通知》中，明确规定了天然气处理厂建设项目初步设计《安全设施设计专篇》的编写内容。
其中，包括危险有害因素分析、初步设计中采取的主要防护技术措施、安全设施设计后的风险状况分析等。
天然气处理过程的危险有害因素主要为火灾、爆炸、毒性和噪声等。
限于篇幅，有关火灾、爆炸和噪声等的危险危害性与防护内容本书在第三章中一并叙述，其他各章不再重复。
加氢车间工艺描述
加氢车间工艺描述 Prepared on 24 November 2020加氢车间工艺描述1、制氢装置：制氢工艺采用轻烃蒸汽转化法制氢，制氢装置设计以催化干气为原料为主。
转化制氢过程可分为原料净化、轻烃蒸汽转化、CO中温变换等过程。
制氢装置全系统包括原料气压缩、原料气精制、轻烃蒸汽转化、CO中温转换、余热锅炉、PSA等部分。
制氢工艺基本过程是：原料气进入精制系统加氢、脱硫反应器，在一定的操作温度、氢气压力和空速条件下，在催化剂作用下，进行加氢烯烃饱和、脱硫、脱氯化学反，把原料气中有机硫化物、氯化物脱除，烯烃完全饱和。
精制原料气进入转化炉炉管，并在一定压力、温度、空速、水碳比条件下，通过转化催化剂作用，生成氢气和一氧化碳、二氧化碳和少量的甲烷，进入中变反应器，通过中温变换催化剂的作用,使CO与水蒸汽进行中温变换反应生成氢气和。
中变气进入PSA氢提纯装置，进行变压吸附脱除中变气中杂质，得到纯CO2度%的高纯度氢气。
2、柴油加氢装置加氢精制工艺主要是用于油品精制方面，其目的是除掉油品中的硫、氮、氧化合物，饱合油品中烯烃以及去掉油品中金属、非金属杂质。
本套以催化柴油、常柴的混合油为原料，经过加氢反应进行脱硫、脱氮、烯烃饱和等反应，生产满足国五要求的精制柴油。
工艺流程如下：混合原料经预热后热氢混合后进入反应炉加热升温。
进入反应器进行加氢脱硫、脱氮、脱氧反应。
加氢反应产物经冷却进入高、低压分离系统进行气、液、水三相分离。
分离出的氢气进入循环氢压缩机建立临氢系统氢气循环。
柴油进入汽提塔进行硫化氢汽提。
汽柴油进入分馏塔进行分馏。
3、汽油加氢装置汽油加氢装置根据催化裂化汽油中硫、烯烃、芳烃含量的分布特点，将催化裂化汽油切割为LCN和HCN两个汽油馏分。
HCN部分在选择性加氢脱硫催化剂作用下，通过缓和条件进行加氢脱硫反应，，LCN部分不经过选择性加氢脱硫反应，从而使芳烃基本不饱和，烯烃也得到最大程度的保留，从而实现在脱硫的同时辛烷值损失最小。
化工工艺复习题
简答题计算题1在co变换的实际生产中通常可测得原料气及变换气中co的干基含量假设以1mol干原料气为基准初始co的干基含量为y1在co变换的实际生产中通常可测得原料气及变换气中co的干基含量假设以1mol干原料气为基准初始co的干基含量为y1变换后co的干基含量为y2试计算在转化过程中co的转化率x
思考题：
9、下图是二氧化硫催化氧化时，采用四段原料气冷激式转化 器及其操作状况图。 参考该图，简要回答 1）分别指出AB和EF分别为第几 段的绝热操作线？ 2）BC及DE为段间冷激线，它们都不与温度轴平行，即冷激过 程中气体的组成发生了变化，解释气体组成发生变化的原因， 是否说明冷激过程中存在化学反应？ 3）各段绝热线及AB、CD和EF的斜率为什么近似相同？
选择题
1、合成氨反应是： A.可逆放热反应 B. 放热反应 C. 可逆吸热反应 D. 吸热反应 2、氨合成的适宜的条件是 A 高温、高压； B 低温、低压；C 高温、低压； D 低温、高压
判断题
1、用于氨合成的熔铁催化剂，使用前必须升温还原活化。（ 2、氨合成中，氢氮比应略高于3。（ ） ）
3、氨合成反应是在高温高压下进行，为了适应该条件，氨合成塔通 常由内件和外筒两部分组成，其中内件只承受高温，外筒只承受高 压。（ ）
D．、Na2SO4
原料气的精脱硫
活性炭的再生
活性炭的再生可通入过热蒸汽和热惰性气体 再生，由于这些气体不与硫反应，可以通燃烧炉 或电炉加热，调节温度至350-400℃，通入活性 炭脱硫器内，活性炭上硫即升华成硫蒸汽被热气 体带走。
活性炭法特点
活性炭法能脱出H2S 及大部分的有机硫化物，具 有常温操作、净化度高、空速大、可再生的特点。
2024/10/9
焦炉煤气氧化锌脱硫分为
（1）焦炉煤气中温氧化锌脱硫剂 （2）焦炉煤气常温氧化锌脱硫剂
氧化锌脱硫剂可单独使用，也可与湿法脱硫串联使用， 有时还放在对硫敏感的催化剂前面作为保护剂。
2024/10/9
•铁锰脱硫剂脱硫
铁锰脱硫剂是以氧化铁和氧化锰为主要组分，并含 有氧化锌等促进剂的转化吸收剂型双功能脱硫剂。
指标值 500~600 600~800
8~9 >5 8~10 <1.5 <250 200 30~35 99% ≥90%
指标单位 m3/h m3/h
g/l ppm g/l g/l mg/m3 ℃
2024/10/9
4 原料气精脱硫岗位操作法
岗位职责
1、在值班长与工段长的领导下，负责本工段的生产操作、设备维护保养、 环境保护、定置管理及清洁、文明生产等工作。 2、认真执行中控室指令，及时调整和控制好工艺指标。 3、做好设备检修前的工艺处理和检修后的验收工作。 4、严格执行交接班制度，做好对交对接。 5、严格执行操作规程，不违章作业，不违章指挥，不简化操作。 6、负责本工段内各设备的操作和日常维护保养。 7、及时了解脱硫循环液组成和脱硫效率、熔硫釜运行情况 。 8、及时了解脱硫塔和再生塔阻力。 9、认真巡回检查，杜绝跑、冒、滴、漏，发现问题及时处理并汇报。 10、认真填写生产记录，记录真实准确，自己要清楚。
一氧化碳偶联法生产草酸的原理与工艺 文献综述
一氧化碳偶联法生产草酸的原理与工艺xxxx班xx[摘要] 本文献介绍了草酸生产原理、工艺流程(包括原料气、反应条件，催化剂和亚硝酸甲酯的再生条件)等方面进行了阐述。
目前CO气相催化偶联合成草酸酯的工艺基本成熟, 具备了工业化应用的基础, 具有很好的发展前景。
但是仍需要对高性能催化剂的研制和工艺条件的优化进行深入研究, 以加快工业化进程。
[关键词] CO 催化偶联草酸酯草酸1草酸简介草酸遍布于自然界，大多以钙盐和钾盐的形式存在于许多植物的细胞壁中，故而得名草酸[1]。
无水草酸熔点为189.2℃，157℃时升华，溶于水，不溶于乙醚等有机溶剂。
草酸是最简单的二元羧酸,没有颜色的透明晶体。
通常含有两个分子结晶水。
能溶于水或乙醇，不溶于乙醚中。
草酸有毒。
由于分子中是由两个羧基直接相连，它的酸比其它二元酸都强。
HOOC—COOH+[O]→2CO2+H2O,草酸根具有很强的还原性，与氧化剂作用易被氧化成二氧化碳和水。
可以使酸性高锰酸钾（KMnO4）溶液褪色，并将其还原成2价锰离子。
这一反应在定量分析中被用作测定高锰酸钾浓度的方法。
草酸也是重要的有机化工原料[2-3], 广泛应用于精细化工制备各种染料、医药、溶剂、萃取剂以及各种中间体。
传统工业生产草酸主要使用甲酸钠法，该生产工艺成本高、能耗大、污染严重、原料利用不合理。
CO氧化偶联合成草酸酯水解制草酸的工艺以其低成本、原子经济、绿色化工等优势成为当前一碳化工研究领域的重要课题之一。
由于草酸用途广泛，市场需求日益增加，国际上竞相研究开发草酸生产新工艺。
20 世纪60 年代,美国联合石油公司D. F. Fenton 发现在PdCl2——2CuCl2氧化还原催化体系中一氧化碳、醇与氧气可通过氧化羰基化反应直接合成草酸二烷基酯,日本宇部兴产公司和美国ARCO 公司在这一领域进行了大量的研究开发工作。
自20 世纪80 年代以来,国内许多研究机构在这一领域也相继进行了研究,如西南化工研究院、中科院成都有机所和福建物质结构所都进行了气相法和液相法合成草酸酯的研究;天津大学一碳化工国家重点实验室和浙江大学等也都相继进行了研究,并取得突破性进展。
合成气脱硫脱碳
合成气脱硫脱碳脱硫的目的：硫化物是各种催化剂的毒物，对甲烷转化和甲烷化催化剂、中温变换催化剂、低温变换催化剂、甲醋合成催化剂、氨合成催化剂的活性有显著影响。
硫化物还会腐蚀设备和管道，给后面工段的生产带来许多危害。
因此，对原料气中硫化物进行清除是十分必要的。
1.1干法脱硫中国五环化学工程公司(原化工部第四设计院)推荐使用RS - II 型(或RS - III) 活性炭脱除变换气中的H2S。
实际使用中,为提高活性炭的工作硫容,常向变换气中补入一定量的空气,这给后续工序的安全生产留下了一定的隐患。
由于原料煤来源的多样化、劣质化,使得脱硫槽出口的H2S 波动大,脱硫剂更换频繁,工人劳动强度大,亦不经济。
对于甲醇厂,变换气脱硫后,还需精脱硫,干法脱硫净化度不高,将大大提高精脱硫成本。
1.2湿法脱硫由于采用干法变换气脱硫存在硫容低、更换频繁和净化度不高等缺点,越来越多的厂家采用湿式氧化还原法脱除变换气中的H2S ,湿法主要有ADA法、栲胶法、MSQ 法和PDS 法。
1.2.1.栲胶法栲胶法是我国特有的脱硫技术,是使用最多的变换气脱硫技术。
栲胶是由植物的果皮、叶和干的水淬液熬制而成,主要成分是丹宁。
由于来源不同,丹宁组分也不同,但都是由化学结构十分复杂的多羟基芳烃化合物组成,具有酚式或醌式结构。
其脱硫原理如下:碱性水溶液吸收H2S、CO2 :Na2CO3 + H2S NaHCO3 + NaHSNa2CO3 + CO2 + H2O 2NaHCO3五价钒氧化HS- 析出硫磺,五价钒被还原成价钒:2V5 + + HS- 2V4 + + S + H+同时醌态栲胶氧化HS- 析出硫磺,醌态栲胶被还原成酚态栲胶:TQ + HS- THQ + S醌态栲胶氧化四价钒离子,使钒获得再生:TQ + V4 + + H2O V5 + + THQ + OH-空气中的氧氧化酚态栲胶,使栲胶获得再生,同时生成H2O2 :2THQ + O2 2TQ + H2O2德州化肥厂是合成氨联醇厂,原采用干法脱硫,使用过程中,发现干法脱硫硫容低,使用寿命短,更换频繁,流程长,压差大,能耗高。
甲醇车间题库
甲醇车间题库一、选择题1、慢性一氧化碳中毒可导致神经衰弱综合症及()。
A、呼吸衰竭B、上消化道出血C、心肌损害D、肌肉肿胀坏死2、车间空气中甲醇最高允许浓度为( )mg/m3。
A、 5B、 10C、 30D、 503、在润滑剂的主要作用中，在摩擦时所产生的热量，大部分被润滑油带走，少部分热量经过传导辐射直接散发出去，是指润滑剂的()作用。
A、润滑B、冷却C、冲洗D、保护4、在润滑剂的主要作用中，改善摩擦状况，减少摩擦，防止磨损，同时还能减少动力消耗，是指润滑剂的()。
A、润滑作用B、冷却作用C、冲洗作用D、保护作用5、精馏塔压力高，下面()操作可以达到降压的目的。
A、减小回流量B、增大回流量C、增大加热蒸汽量D、减小入料量6、精馏塔压力高，下面()操作可以达到降压的目的。
A、减小回流量B、增大加热蒸汽量C、增大入料量D、减小入料量7、精馏塔釜温度高，下面()操作可以达到降温的目的。
A、减小回流量B、增大加热蒸汽量C、增大入料量D、减小入料量8、精馏塔釜温度高，下面()操作可以达到降温的目的。
A、增大采出量B、增大加热蒸汽量C、减小入料量D、减小加热蒸汽量9、已知某精馏塔的回流量为9.5m3/h，产品采出量是6800kg/h，甲醇密度为791 kg/m3，则此精馏塔回流比为( )。
A、 1.5B、 1.25C、 1.105D、 1.41510、真空度等于()。
A、绝对压力加上大气压B、绝对压力减去大气压C、大气压减去绝对压力D、表压减去绝对压力11、离心式压缩机入口气平均分子量增加，会造成压缩机()。
A、转速下降B、出口流量下降C、喘振D、背压升高12、下面()工艺参数的变化，可造成压缩机背压升高。
A、转速增加B、出口流量下降C、入口流量增加D、转速下降13、造成往复式压缩机排气低的原因是()。
A、回流阀开度小B、入口气平均分子量上升C、回流阀开度大D、入口气平均分子量下降14、造成往复式压缩机排气低的原因是()。
湿法脱硫脱碳工艺和干法脱硫脱碳工艺
湿法脱硫脱碳工艺和干法脱硫脱碳工艺是两种常见的脱硫脱碳技术，它们在原理、应用范围、优缺点等方面存在显著差异。
湿法脱硫脱碳工艺通常使用碱性溶液与含硫、含碳气体混合物反应，通过化学反应降低硫和碳的含量。
该工艺通常应用于高硫、高含碳量、高含尘气体处理。
常见的湿法脱硫脱碳工艺包括石灰石湿法脱硫、钠碱湿法脱硫、氧化镁湿法脱硫等。
石灰石湿法脱硫工艺是目前应用最广泛的湿法脱硫工艺，它利用石灰石作为吸收剂，通过溶液与烟气的接触、化学反应，去除烟气中的硫和碳。
钠碱湿法脱硫工艺则利用钠盐溶液作为吸收剂，适用于处理含二氧化硫浓度较高的烟气。
氧化镁湿法脱硫工艺则利用氧化镁作为吸收剂，具有吸收剂利用率高、腐蚀性小等优点。
这些工艺具有较高的脱硫脱碳效率，同时能够实现烟气中粉尘的去除，是当前工业应用中较为成熟的脱硫脱碳技术。
干法脱硫脱碳工艺则是通过物理吸收或物理化学吸收实现烟气中硫和碳的去除。
该工艺通常使用多孔微粒物质或某些特种催化剂作为吸收剂，通过吸收剂与烟气的接触、化学反应，去除烟气中的硫和碳。
干法脱硫脱碳工艺具有设备简单、操作容易、投资少等优点。
常见的干法脱硫脱碳工艺包括活性炭吸附脱硫、电子束脱硫、磷酸钙脱水等。
活性炭吸附脱硫工艺利用活性炭的高吸附性能，通过活性炭与烟气的接触，吸附烟气中的硫和碳，达到脱硫脱碳的目的。
电子束脱硫工艺则是利用高能电子束照射烟气，使烟气中的二氧化硫和氮氧化物发生氧化还原反应，从而降低烟气中的硫和氮的含量。
湿法脱硫脱碳工艺和干法脱硫脱碳工艺各有优缺点。
湿法脱硫脱碳工艺具有较高的脱硫脱碳效率，适用于处理高浓度含硫、含碳气体，但需要消耗大量的水资源，设备易腐蚀，且投资成本较高。
干法脱硫脱碳工艺设备简单、操作容易、投资少，但脱硫脱碳效率较低，适用于处理低浓度含硫、含碳气体。
在实际应用中，应根据烟气性质、处理要求、资源条件等因素综合考虑选择合适的脱硫脱碳工艺。
总之，湿法脱硫脱碳工艺和干法脱硫脱碳工艺是两种不同的脱硫脱碳技术，它们在原理、应用范围、优缺点等方面存在显著差异。
化工工艺学教学课件--第五章 脱硫与脱碳
（4）聚乙二醇二甲醚法
使用的吸收溶剂是经筛选后的聚乙二醇二甲 醚n=的2~同9。系该物同，系分物子能式选为择CH性3O地(C脱2H除4O气)n体CH中3,式的中 CO2和H2S，无毒且能耗较低。
2、化学吸收法
（1）氨水法
是最原始的一种方法，在我国小氮肥厂，用 浓氨水吸收二氧化碳生产碳酸氢铵，因工艺简 单，脱碳成本低，还有不少小化肥厂使用此法。
活性成分为MoS2,其次
Co9S8
（3）干法脱硫的优缺点
优点：具有极强的脱除有机硫和无机硫能力， 气体净化度高。
缺点：脱硫剂再生困难或不能再生，不适用于 脱除大量无机硫，所以只能用于气态烃、石脑 油及合成气的精细脱硫。
4、湿法脱硫
湿法脱硫是在吸收塔中用液体吸收剂（脱硫剂）吸 收煤气中的硫化氢，而后再将吸收剂再生，再生后的吸 收剂再送回吸收塔中循环使用。
第五章 脱硫与脱碳
各种方法制得的原料气在送去合成氨之前都需经过 净化，以出去其中的有害杂质，如硫化物、CO和CO2等。 净化过程主要包括脱硫、CO变换和脱除CO2和少量CO。 一、脱硫 二、二氧化碳脱除 三、少量一氧化碳脱除
一、脱硫
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
③特点
★溶剂在低温下对CO2、H2S、COS等酸性气体吸收能力 极强，溶液循环量小，功耗少。 ★溶剂不氧化、不降解，有很好的化学和热稳定性。 ★净化气质量好，净化度高，CO2<20ppm，H2S<0.1ppm。 ★溶剂不起泡。 ★具有选择性吸收H2S、COS和CO2的特性，可分开脱除 和再生。 ★溶剂廉价易得，但甲醇有毒，对操作和维修要求严格。 ★该工艺技术成熟，目前全世界约有87套大中型工业化 装置。
一氧化碳偶联法生产草酸的原理与工艺 文献综述
一氧化碳偶联法生产草酸的原理与工艺xxxx班xx[摘要] 本文献介绍了草酸生产原理、工艺流程(包括原料气、反应条件，催化剂和亚硝酸甲酯的再生条件)等方面进行了阐述。
目前CO气相催化偶联合成草酸酯的工艺基本成熟, 具备了工业化应用的基础, 具有很好的发展前景。
但是仍需要对高性能催化剂的研制和工艺条件的优化进行深入研究, 以加快工业化进程。
[关键词] CO 催化偶联草酸酯草酸1草酸简介草酸遍布于自然界，大多以钙盐和钾盐的形式存在于许多植物的细胞壁中，故而得名草酸[1]。
无水草酸熔点为189.2℃，157℃时升华，溶于水，不溶于乙醚等有机溶剂。
草酸是最简单的二元羧酸,没有颜色的透明晶体。
通常含有两个分子结晶水。
能溶于水或乙醇，不溶于乙醚中。
草酸有毒。
由于分子中是由两个羧基直接相连，它的酸比其它二元酸都强。
HOOC—COOH+[O]→2CO2+H2O,草酸根具有很强的还原性，与氧化剂作用易被氧化成二氧化碳和水。
可以使酸性高锰酸钾（KMnO4）溶液褪色，并将其还原成2价锰离子。
这一反应在定量分析中被用作测定高锰酸钾浓度的方法。
草酸也是重要的有机化工原料[2-3], 广泛应用于精细化工制备各种染料、医药、溶剂、萃取剂以及各种中间体。
传统工业生产草酸主要使用甲酸钠法，该生产工艺成本高、能耗大、污染严重、原料利用不合理。
CO氧化偶联合成草酸酯水解制草酸的工艺以其低成本、原子经济、绿色化工等优势成为当前一碳化工研究领域的重要课题之一。
由于草酸用途广泛，市场需求日益增加，国际上竞相研究开发草酸生产新工艺。
20 世纪60 年代,美国联合石油公司D. F. Fenton 发现在PdCl2——2CuCl2氧化还原催化体系中一氧化碳、醇与氧气可通过氧化羰基化反应直接合成草酸二烷基酯,日本宇部兴产公司和美国ARCO 公司在这一领域进行了大量的研究开发工作。
自20 世纪80 年代以来,国内许多研究机构在这一领域也相继进行了研究,如西南化工研究院、中科院成都有机所和福建物质结构所都进行了气相法和液相法合成草酸酯的研究;天津大学一碳化工国家重点实验室和浙江大学等也都相继进行了研究,并取得突破性进展。
费托合成产物分布的实验研究
费托合成产物分布的实验研究林金芝;周利平;郝栩;杨勇;相宏伟;李永旺;靳海波【摘要】The traditional multiple-step collection of Fischer-Tropsch products was replaced by an one-step cooling method. The products (C1-C30 hydrocarbons and alcohols) in the gas phase were analyzed by the on-line GCs with high-temperature heating, while the liquids (C10-C70 hydrocarbons) were analyzed by the off-line GCs. The gases and the liquids were accurately measured by using internal standards, respectively. The work checked the accuracy and the stability of the high-temperature on-line analysis of the gas components. Some more reliable experimental results, e.g. the paraffins, olefins and alcohols formations catalyzed by an industrial iron-based catalyst, were given by this high-efficiency equipment.A correlation between the carbon number and the detailed products was developed. Furthermore, the work estimated the flash loss in product collecting and also the water condensation in the separator with the varied operating conditions by Aspen Plus modeling. It showed that the flash loss is negligible, and the water condensed in the separator, which will be mixed with the liquid wax, could enlarge the yields of the components inC10-C20 region. The separator running at higher temperature and lower pressure would be necessary to avoid the water condensation in the liquid wax.%将费托合成传统的多级冷却产物收集改进为一级冷却收集，气相产物（C1~C30烃和醇等）经高温管路直接在线分析，液相蜡（C10~C70烃类）离线分析，气相和液相产物均通过内标法精确计量。
CO制备过程中酸性气体脱除工艺技术方法的比较_
表 2 列出部分气体在 NHD 溶剂中的相对溶解度 。以 CO2 的溶解度为基础进行比较。
表 2 部分气体在 NHD 溶剂中的相对溶解度
气 体 名 称 CO2
（2）MDEA 法 投 资 省 ，设 备 简 单 ，运 行 费 用 及 能 耗 也 比较低但在国内某些厂的运行情况不很理想。主要问题 是活化剂降解后，影 响 净 化 指 标 ，设 备 也 有 一 定 的 腐 蚀 现 象。
（3） 栲 胶 脱 硫 法 广 泛 应 用 于 中 小 合 成 氨 厂 的 半 水 煤 气、变换器的常压 、加 压 脱 硫 。 栲 胶 脱 硫 的 突 出 特 点 是 在 脱除 H2S 的同时对 COS 也有一定的水解能力， 另 外 被 吸 收 的 H2S 在 再 生 时 被 氧 化 成 单 体 硫 ，可 回 收 利 用 ，因 此 该 法 对 环 境 基 本 无 污 染 。选 择 一 个 即 能 满 足 要 求 ，同 时 各 种 费用都尽可能低的酸性气技术方案，意义重大 。
NHD 溶剂对 H2S 气体吸收的工艺条件 ，要 求 H2S 气 体 在 加 压 、较 低 的 温 度 条 件 下 进 行 ；相 反 ，在 H2S 气 体 在 溶 剂中的解吸，要求 在 常 压 下 较 高 的 温 度 下 进 行 气 提 ，这 样 的循环过程决定了 NHD 溶剂脱硫装置流程比较长，要经 过一系列的换热分离设备，而且绝大部分要采用不锈钢 材 料 制 造 。另 外 为 补 充 冷 热 交 换 过 程 中 ，冷 热 损 失 及 再 生 气和溶剂带出的热，还需向溶剂循环系统补充较大部分 冷冻量和低压蒸汽 。 由 此 可 见 ，装 置 投 资 比 较 大 ，工 艺 操 作能耗比较高。
合成氨原料气中CO脱除工艺的比较
关键词 液氮洗ꎻ甲烷化ꎻ比较
中图分类号:ＴＱ１１３. ２６ 文献标识码:Ａ 文章编号:１００６￣７７７９(２０１８)０５￣００３７￣０３
Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ＣＯ Ｒｅｍｏｖａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｉｎ Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｍｍｏｎｉａ Ｆｅｅｄ Ｇａｓ
ＹＩＮ Ｊｕｎｊｉｅ ( Ｃｈａｎｇｚｈｅｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ.ꎬ Ｌｔｄ.ꎬ Ｌａｎｚｈｏｕ Ｂｒａｎｃｈꎬ Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００１０ꎬ Ｃｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｂｏｔｈ ｌｉｑｕｉｄ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｗａｓｈ ａｎｄ ｍｅｔｈａｎａｔｉｏｎ ｃａｎ ｒｅｍｏｖｅ ａ ｓｍａｌｌ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ＣＯ ｉｎ ｔｈｅ ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ａｍｍｏｎｉａ ｆｅｅｄ ｇａｓꎬ ｈａｖｅ ｒｉｃｈ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｉｎ ｌａｒｇｅ￣ ｓｃａｌｅ ａｍｍｏｎｉａ ｐｌａｎｔｓꎬ ａｎｄ ｃａｎ ｍｅｅｔ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ. Ａ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｉｓ ｍａｄｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｗｏ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｉｎ ｔｅｒｍｓ ｏｆ ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｌｏｗꎬ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅꎬ ｄｅｖｉｃｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｍａｔｃｈｉｎｇꎬ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎꎬ ｔｈｒｅｅ ｗａｓｔｅ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓꎬ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ ｃｏｓｔｓꎬ ａｎｄ ｓｏ ｏｎ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｌｉｑｕｉｄ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｗａｓｈ ｐｒｏｃｅｓｓ ｈａｓ ｈｉｇｈ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ ｐｒｏｃｅｓｓꎬ ｂｕｔ ｉｔｓ ｍａｔｃｈｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｕｐｓｔｒｅａｍ ａｎｄ ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ ｕｎｉｔｓ ｉｓ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｃｏｓｔ ｉｓ ａｂｏｕｔ １０％ ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｍｅｔｈａｎａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ.
CO理化性质
一氧化碳CO1. 别名•英文名Carbon monoxide.2. 用途燃料 , 还原剂 , 有机合成的原料 , 用于制备羰基金属、光气、硫氧化碳、芳香族酸、甲酸、苯六盼、氯化铝、甲醇，用于氢化甲酰化作用 , 用于制备合烃 ( 合成汽油 ) 、合醇 ( 羧酸、乙醇、醛、酮及碳氢化合物的混合物 ), 锌白颜料 , 氧化铝成膜 , 标准气 , 校正气 , 在线仪表标准气。
3. 制法(1)碳氢化合物气体(天然气、丙皖、炼油厂气)经过活性碳层脱硫后与水蒸气及C02混合,然后通过装满镍催化剂的反应管 ( 温度 780 ℃ ) 时 , 产生一氧化碳。
CH4+H2O一一CO+3H2CH4+2H20 一一CO2+4H2因为在原料气中有 C02, 优先进行前一个反应。
经过脱水及吸收除掉 C02之后从分离塔的塔底和塔顶分别得到CO 和 H2。
CO 纯度可达 98.6%.(2)C04与烧红的煤相互作用。
(3) 焦碳或煤的不完全燃烧。
(4) 水煤气或煤气中分离出。
5) 蚁酸与浓硫酸作用。
4. 理化性质分子量 : 28.0104熔点 ( 三相点 15.3kPa): -205.1 ℃沸点 (101.325kpa): -191.5 ℃液体密度 (-191.5 ℃ ,101.325kPa): 789kg/m3气体密度 (0 ℃ ,101.325kPa): 1.2504kg/m3相对密度 ( 气体 , 空气 =1,101.325kpa):0.967比容 :(21.1 ℃ ,101.325kPa): 0.8615m3/kg气液容积比 :(15 ℃ ,10OKPa): 674L/L临界温度 : -140.2 ℃临界压力 : 3499kPa临界密度 : 301Ikg/m3压缩系数 :温度压缩系数(℃) 10OKPa 100OKPa 50OOKPa 1000OKPa15 0.9996 0.9959 0.9848 0.984550 0.9998 0.9988 0.9981 1.0070熔化热 (-205.01 ℃ ,15.36kPa): 29.9kJ/kg气化热 (-191.53 ℃ ,101.325kPa): 215.2kJ/kg比热容 ( 气体 ,25 ℃ ,101.325kpa): CP =1043J/(kg • K)Cv=742J/(kg • K)比热比 ( 气体 ,25 ℃ ,101.325kPa): Cp/Cv=1.404蒸气压 ( 一 203.43 ℃ ): 20.00KPa(-180 ℃ ): 305kpa(140 ℃ ): 350OKPa粘度(101.325kpa,0 ℃ ): O.01662mPa•S表面张力 (-193 ℃ ): 9.8mN/m导热系数 (101.325kPa,0 ℃ ): 0.02303W/(m • K)折射率 ( 气体 ,0 ,101.325kPa): 1.0003342空气中可燃范围 (20 ℃ ,101.325kPa): 12.5%~74%空气中最低燃点 (101.325kh): 63O ℃最易引燃浓度 : 30%产生最大爆炸压力的浓度 : 35.2%最大爆炸压力 : 6.3kg/cm2毒性级别 : 2易燃性级别 :4易爆性级别 :0火灾危险度 :极大一氧化碳在常温常压下为无色、无臭、无昧、元刺激性的窒息性气体。
工艺学答案
工艺学答案12.单元合成反应中确定反应温度的主要依据是什么？答：化学平衡、反应速率、催化剂活性、设备材料、投资。
14.试解释甲烷水蒸气转化的原理及其工业生产方法？一氧化碳变换的目的及原理是？答：(1)甲烷水蒸气转换原理：CH4+H2O?CO+3H2 CO+H2O(g)?CO2+H2。
工业生产方法：甲烷蒸汽转化常在加压下进行，一般要求转化气中甲烷少于0.5%，要使甲烷有较高的转化率需较高的温度，通常在1000℃以上。
因此甲烷蒸汽气化时，生产上采用2段转化，一段转化炉温度在600~800℃，二段转化炉温度在1000~1200℃，压力在3~4MPa，水碳比3~4. (2).一氧化碳变换：不至于使合成氨过程中的催化剂失活；把一氧化碳转化为易于清除的二氧化碳，制得等量的氢气，CO2+H2O(g)?CO2+H2。
15．工业上为制备合成氨的原料气，为什么需要对气体进行净化和精制？净化和精制大致分为哪几个过程?答：(1).气体中的杂质可使催化剂中毒(2).净化和精制过程：原料气的脱硫，一氧化碳的变换，二氧化碳的脱除，甲烷化。
16.简述工业上常用脱硫方法的原理、典型流程和适用范围？答：(1).干法脱硫：用固体吸收剂吸收原料气中的硫化物，一般只有当原料气中硫化氢质量浓度不高，标况下在3~5g/m3才适用。
干法脱硫包括：a.氧化锌法脱硫，可脱除有机硫和无机硫。
原理：ZnO+H2S=ZnS+H2OZnO+C2H5SH=ZnS+C2H5OHZnO+C2H5SH=ZnS+C2H4+H2Ob.钴-钼加氢脱硫法（脱除含氢原料中的有机硫）原理：RCH2SH+H2=RCH3+H2SRCH2S-CH2R’+2H2=RCH3+R’CH3+H2SRCH2S-SCH2R’+3H2=RCH3+R’CH3+2H2S(2).湿法脱硫可脱除大量无机硫：1.化学吸收法：以弱碱性吸收H2S，再解吸。
2.物理吸收法：用溶剂选择性溶解H2S。
3.化学-物理综合吸收法。
原料气的净化
• 吸收H2S的反应：
2NH4OH+H2S (NH4 )2S+2H2O 2Cu(NH3 )2Ac+2H2S Cu2S +2NH4Ac+(NH4 )2S
因此，在铜液除去CO的同时，也有脱除H2S、CO2的作用。 但当原料气中H2S含量过高，由于生成Cu2S沉淀，易于堵 塞管道、设备。这样既增加铜液消耗，又会造成事故。 因此，要求进铜洗系统的H2S含量愈低愈好。
• 是在高压和低温下先吸收CO并生成新的络合物，然后 将已吸收CO的溶液在减压和加热条件下再生。
• 可使CO含量降至10cm3／m3以下。 • 通常把铜氨液吸收CO的操作称“铜洗”，铜氨液称为
“铜液”，净化后的气体称为“铜洗气”或“精炼 气”。 • 本法常用于以煤为原料间歇制气的中、小型氨厂。
铜氨液吸收法采用醋酸铜氨液，主要成分是 [Cu(NH3)2Ac]、[Cu(NH3)4Ac2]、醋酸铵和游离氨。能吸收 CO的是低价铜，高价铜起着补充稳定低价铜的作用，溶 液中必须有它存在，防止溶液中析出金属铜。
• 采用溶液吸收硫化物的脱硫方法。适用于含大量硫化氢气 体的脱除。其优点之一是脱硫液可以再生循环使用并回收 富有价值的硫磺。
• 例如氧化法是将吸收硫化氢后的富液用空气进行氧化，同 时将液相中的HS-氧化成单质硫。
• 其过程示意如下；
富液（还原态）+1/2O2→富液（氧化态）+H2O
富液（氧化态）+HS-→富液（还原态）+S↓
第三节 原料气的净化
原料气的组成：
H2、N2、CO、CO2、硫化物 甲烷等 一、原料气的脱硫 二、一氧化碳变换 三、二氧化碳的脱除 四、原料气的精制
一、原料气的脱硫
• 合成氨原料气中含有无机硫化物（主要是H2S），和有机 硫化物（RSH、CS2、COS）等。
原料气湿法脱硫技术
原料气湿法脱硫技术不论是煤制煤气、炼焦副产品的焦炉煤气、炼厂气还是天然气, 通常总含有一些无机硫和有机硫化物。
硫的含量和形态则取决于所用的煤种和不同产地的油、气。
就中国的情况而言, 以焦煤为原料制成的水煤气和半水煤气中, H2S含量一般为1～2g/m3(标) , 少数高达5～10g/m3(标) , 其中有机硫化物占10%左右, 其形态以COS为主, 还有少量的CS2 及其他有机硫化物。
焦炉煤气中H2S含量比较高, 一般为8～15g/m3(标) , 其形态有COS、硫醇、硫醚以及难以脱除的噻吩等。
焦炉煤气中除含硫化物外, 还含有氰化氢以及氨和矸性氮化物。
这将给后续的净化工艺过程造成技术上的困难。
1 湿式氧化法湿式氧化法是将被溶液吸收的H2S, 在液相中氧化成元素硫并分离出去的工艺。
它可将H2S直接转化为元素硫, 无二次污染; 既可常压操作, 也可加压操作, 剂可以循环使用, 运行成本低。
目前国内外湿法脱硫的方法有很多种。
1.1醌二磺酸钠法(ADA)近年来, ADA法的主要改进在脱硫气体的预处理、硫、处理等方面。
该法以钒作为脱硫的基本催化剂, 并用蒽醌 2.7-二磺酸钠(ADA)作为还原态钒的载氧体, 用碳酸盐作为吸收介质。
目前这种方法存在的问题有: 一是悬浮液的硫颗粒小, 困难, 易造成堵塞; 二是有副产物, 导致化学药剂耗量大; 三是脱有机硫和氰化物的效率差; 四是有害处理困难, 可能会造成二次污染; 五是有细菌积累;六是腐蚀较严重。
针对这些问题, 主要的改进方法: 一是加入一种有机氮化物以防止溶液中盐类生成; 二是在溶液中加入硫氰酸盐、羧酸(通常是柠檬酸)和芳香组磺酸盐螯合剂, 以避免副产物盐类的生成, 抑制微生物的生长; 三是在溶液中加入酒石酸钾钠, 阻止钒酸盐的沉淀生成; 四是加入少量三氯化铁及乙二胺四乙酸, 使螯合剂起稳定作用。
这种方法即所谓的改良ADA法。
1.2栲胶法(TV法)栲胶法是我国特有的脱硫技术, 是目前国内使用较多的脱硫方法之一。