合成气中硫化物的脱除与净化

合成气中硫化物的脱除与净化

在制气时，所用的气、液、固三类原料均含硫化物，在制气时转化成硫化氢和有机硫气体，它们会使催化剂中毒，腐蚀金属管道和设备，危害很大，必须脱除，并回收利用这些硫资源。

1、硫化物的危害：

硫化物是制气过程中最常见、最重要的催化剂毒物，极少量硫化物就会使催化剂中毒，使催化剂活性降低直至完全失活。硫化物主要有硫化氢和有机硫化物，后者在高温和水蒸气、氢气作用下也转变成硫化氢。

2、不同原料硫化物脱出位置：

用天然气或轻油制气时，为避免蒸汽转化催化剂中毒，已预选将原料彻底脱硫，转化生成的气体中无硫化物。

煤或重质油制气时，氧化过程不用催化剂，不用对原料预脱硫，因此产生的气体中有硫，在下一步加工前必须进行脱脱硫。

3、硫化物脱除的具体方法：

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。

（1）干法脱硫：

有吸附法和催化转化法。

A、吸附法：采用对硫化物有强吸附能力的固体来脱硫。吸附剂有氧化锌、活性炭、氧化铁、分子筛等。

氧化锌：以氧化锌为主组分，添加少量CuO、MnO2、MgO等作为促进剂，以矾土水泥作粘结剂制成条形或球形。在一定条件下，将H2S、RSH、ZnO转化成稳定ZnS固体，在氢气条件下，COS、CS2转化为H2S，为ZnO吸收变为ZnS。氧化锌脱硫效果好，一般只用于低含硫气体的精脱硫，不能脱除硫醚和噻吩。

活性炭：用于脱除天然气、油田气及以湿法脱硫后之气体中微量硫，属于常温精脱硫。活性炭吸附H2S和O2，后两者在其表面反应，生成元素硫。活性炭也能吸附有机硫。吸附方法对噻吩最有效。

氧化铁：这是一种古老的吸附方法。有常温、中温、高温吸附。氧化铁吸收硫化氢后生成硫化铁，再生时用氧化法使硫化铁转化为氧化铁和元素硫或二氧化硫。

此外还有分子筛等。

B、催化转化法：使用加氢脱硫催化剂，将烃类原料中含有的有机硫氢解，转化成易脱除的硫化氢，再用其他方法脱除。

催化剂常用钴钼的氧化物。即以Al2O3为载体，以CoO和MoO3为负载的钴钼加氢脱硫剂。应用举例见课本181-182页。

一般在采用钴钼加氢转化后再用氧化锌脱除生成的硫化氢，因此，用氧化锌-钴钼加氢转化-氧化锌组合，可达到精脱硫的目的。

（2）湿法脱硫

湿法脱硫剂为液体。

一般用于含硫量高、处理量大的气体的脱硫。

有化学吸收法、物理吸收法、物理-化学吸收法和湿式氧化法。

化学吸收法是常用的湿法脱硫工艺。有一乙醇胺法（MEA）、二乙醇胺法（DEA）、二甘醇胺法（DGA）、二异丙醇胺法（DIPA）以及甲基二乙醇胺法（MDEA）。统称为醇胺法。汉阳气体脱硫不适宜用乙醇胺法

物理吸收法是利用有机溶剂在一定压力下进行物理吸收脱硫，然后减压而释放出硫化物气体，溶剂得以再生。如低温甲醇洗，此法可以同时或分段脱出H2S和各种有机硫，能达到很高的净化度。甲醇吸收硫化物的温度为-54℃～-40℃、压力为5.3～5.4MPa。

物理-化学吸收法是将具有物理吸收性能和化学吸收性能的两类溶液混合在一起，脱硫效率较高。常用的吸收剂是环丁砜-烷基醇胺（例如甲基二乙醇胺）混合液，前者对硫化物是物理吸收，后者是化学吸附。

湿式氧化法脱硫基本原理是利用含催化剂的碱性溶液吸收硫化氢，以催化剂作为载氧体，使H2S氧化为单质硫，催化剂本身被还原。再生时通入空气将还原态的催化剂氧化还原，如此循环使用。

此法一般只能脱除硫化氢，不能或只能少量脱除有机硫。如ADA 法。其他还有萘醌法、配位铁盐法、费麦克斯·罗达克斯法等。砷碱法因砷有毒已被淘汰。

（3）干法和湿法比较

4、硫化氢的回收

湿法脱硫后，在吸收剂再生时释放的气体含有大量的硫化氢，为了保护环境和充分利用硫资源，应予以回收。工业上采用克劳斯工

艺技术。其基本原理是让让燃烧炉内的1/3的S2H和O2反应，生成SO2，剩余2/3的H2S与此SO2在催化剂作用下发生克劳斯反应，生成单质硫。克劳斯催化剂主要是氧化铝，可添加少量NI、MN等金属氧化物，有的催化剂还兼有水解有机硫的作用。经改进克劳斯工艺技术和催化剂，可使硫的回收率提高到99%以上。

姓名：陈清

学号：200942932003

班级：应化专09

学院：矿业学院