合成氨原料气的脱硫

硫化物的危害
1.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 2.腐蚀设备和管道
目的：延长催化剂使用寿命，减少设备腐蚀。还 可副产硫磺
二、硫化物的脱除方法 •硫化氢溶解在脱硫溶剂中再反应－化学法 • 硫化氢溶解在特定溶剂中-物理法 • 既有物理溶解又有化学反应-物理、化学法
• 工艺条件：操作条件，温度一般在300～
400℃，压力0.7～7.0MPa，入口气态烃空 速为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。
• ②氧化锌脱硫
• 基本原理： • • • H2S+ZnO=ZnS+H2O C2H5SH+ZnO=ZnS+C2H4+H2O H2+ C2H5SH+ZnO= ZnS+C2H6+H2O ZnO（80-90％） Al2O3
钴(Co)钼(Mo)加氢转化串联氧化锌脱硫工艺流程图
• 在实际操作中，氧化锌常采用两套吸收设 备，一台操作，一台备用。当操作中的一 台吸硫能力下降时，更换到备用设备；为 减少吸硫剂的使用量，通常将设备出口的 氧化锌重新装入吸硫设备的入口处，即从 设备套数和流程设置解决问题。
•与固体物质进行反应（催化转化法）－化学法
湿 法 脱 硫
• 被吸附在固体吸附剂上再脱附（吸附法）-物理法
干法脱硫
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
钴(Co)钼(Mo)加氢-氧化锌脱硫
• 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。
• 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％。钴钼催化剂 须经硫化后才具有相当的活性。经硫化后 的活性组分主要为MoS2，Co9S8。

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
• 脱硫剂的组成
•
附. 氧化锌脱硫剂 的化学组成和物理性质
型 化 学 组 成， % 号 ZnO MgO MnO2 SiO2 Al2O3 T302 80～85 6～8 3～5 T(T)303 ≥99 T304 ≥90 6～8 T305 ＞95 C7-2 75～80
10～12 8～10
白色条状 Φ4×4～6 1.30～1.45 6～9 ≥0.235 770 白色条状 Φ5×5～10 1.15～1.35 10～20 0.30～0.36 320 白色条状 Φ4×4～10 1.10～1.30 28 0.40 284 白色条状 Φ4×4～6 1.1～1.2 20～35 0.3 200
可与加氢转 化催化剂串联 使用，也可用 作低温变换保 护剂
可使S含量 降到0.1ppm 以下，可单 独使用，也 可与加氢转 化催化剂串 联使用
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
10000
20000
温度
汽气比
影响因素
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
空速
氧化锌脱硫示意图
*氧化锌脱硫只能脱除硫化氢和一些简单的有 机硫化物。不能除去噻吩等复杂的有机硫化 物。而所有的有机硫化物在钴(Co)钼(Mo)催 化剂作用下能全部加氢转化成容易脱除的硫 化氢。 *工业生产中一般采用钴(Co)钼(Mo)加氢转化 串联氧化锌脱硫工艺，先将有机硫化物转化 成无机硫化物硫化氢，再脱除硫化氢，可使 总的硫含量降到0.1cm3/m3以下。
外观 尺寸，mm 堆密度，kg/L 比表面，m2/g 孔容，ml/g 平均孔半径，Å
深灰色球 Φ3.5～4.5 0.8～1.0 40～60 0.43 215
备 注
用于脱除微 只用于在石 用于气、液 量H2S和“反应 脑油为原料的 态烃高温脱硫， 性”有机硫以保 大型氨厂加氢 对不含复杂有 护低温变换催 转化之后 机硫的天然气 化剂 亦可单独使用
合成氨原料气的脱硫
—钴(Co)钼(Mo)加氢-氧化锌脱硫
12化工三班 1203023028 李俊旗
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。