15万吨年合成氨脱硫开题报告
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15万吨/年合成氨脱硫工段设计
答辩人： 指导导师：
选题意义及依据
选题意义： 氨是中腰的化工产品之一，用途很 广泛。在农业方面，一氨为主要原料可以生产 各种氮肥料，如尿素、硝酸铵、碳酸氢铵、氯 化铵等，以及工作喊氮复合肥料。液氨本事就 是一种高效单数肥料，可以直接施用。 合成氨工业中，脱硫倍受重视。合成氨所 需要的原料气，无论是天然气，油田气还是焦 炉期、半水煤气都是含有硫化物，这些硫化物 主要是硫化氢、二硫化碳、硫氧化碳、硫醇和 噻吩等。其中硫化氢是属于无机化合物，称为 “无机硫”。
目前收集的资料
生产规模：15万吨/年合成氨 入洗涤塔的半水煤气的温度 t1=60℃ 出洗涤塔入脱硫塔的半水煤气的温度 t2=45℃ 出脱硫塔半水煤气的温度 t3=41℃ 入脱硫塔半水煤气的压力 P=0.125MPa（绝压） 脱硫成分表：
组成
Na 2 CO
3
NaHCO
3
总碱 26.8
课题相关国内外研究现状
目前原料气脱硫的方法很多，据统计达四五 十种。随着石油化工的发展，还会开发出新的脱 硫方法。按脱硫剂的物理形态分为干法（脱硫剂 为固态）和湿法（脱硫剂为液态）两大类。
干式脱硫法
干式脱硫法：干法脱硫又分为吸附法——以活性炭 、分子筛为脱硫剂；接触反应法——以氧化锌、氧 化铁等为脱硫剂；加氢转化法——以钴钼为催化剂 ，先将有机硫转化为H2S，再脱除。 干式脱硫优点：干法脱硫具有郊率高、设备简单、 操作简单、维修方便等优点。 干式脱硫缺点：脱硫反应速度慢，脱硫过程是间歇 操作，设备庞大；在脱硫剂使用后期，脱硫效率和 阻力变大，脱硫剂阻力变大，脱硫剂再行困难。
nNa 2 CO
3
H 2 S NaHS NaHCO
3
nNaHCO
3
Βιβλιοθήκη Baidu
H2S NaHS CO
2
H 2O
2 NaHS与偏钒酸钠反应生成焦钒酸钠：硫氢化钠
方案的确定
与偏钒酸钠反应生成焦钒酸钠，析出单质硫。
2NaHS 4NaVO
3
H 2 O Na 2 V 4 O 9 4NaOH
气体流程、溶液流程、硫回收、工艺化 学过程、反应条件对反应的影响、艺条 件的确定、物料衡算、热量衡算、车间 布置、三废的处理及利用
预期成果形式
最终成果： 由于合成氨对农业、工业、其他
行业都有很大的好处， H2S在合成氨生产中是 一种有害物质，能造成设备腐蚀，填料堵塞， 能使甲烷化、合成催化剂积累性永久中毒失活， 因此必须脱除原料气中的H2S。目前的脱硫工 艺主要有ADA法、栲胶（TV）法、PDS法、碱 液催化法、等。通过对比国内外的合成氨脱硫 的方法，选取栲胶法，使合成氨脱硫后达到国 家标准。
选题意义及依据
选题依据：合成氨在生产原料气中硫化物虽然含量 不高，但是多生产的危害极大。 1、腐蚀设备、管道。含有H2S的原料气，在水 分存在时。就形成硫氢酸（HSH）腐蚀金属设备。 其腐蚀程度随原料气中H2S的含量增高而加剧。 2、使催化剂中毒、失活。当原料气中德硫化物含 量超过一定指标时，硫化物与催化剂活性中心结合 ，就能使以金属原子或者金属氧化物为活性中心的 催化剂中毒、失活。包括转化催化剂、高温变换催 化剂、低温变换催化剂、合成氨催化剂等。
2NaHS 2Na
4H
2
2O
2
Na 2Na
5H
2
S 2O 3 H 2O
2
2
S 2 O 3 3O
2
2
SO
4
2SO
2
2
O
2NaHS
2
O Na
2
S 2O 3
2NaOH
Na 2 S 2 O 3 4H
4
O
2
2Na
2
SO
5H
2
O
湿式脱硫工艺流程图
拟解决的关键问题
论文工作计划
序号 设计各阶段内容 起止日期 1 文献调研、开题答辩、文 2013-03-12～2013-03-23 献翻译 2 工艺方案选择 2013-03-24～2013-03-29 3 确定装置工艺流程、工艺 2013-03-30～2013-04-15 参数
4
物料衡算、能量衡算以及 2013-04-16～2013-05-08 设备计算和选型
2S
3 将 Na2V4O9 氧化成偏钒酸钠：醌态栲胶氧化四 价钒络离子为五价钒络离子使钒络离子恢复活 性而醌态栲胶被还原为酚态栲胶失去活性。 4 还原态栲胶的氧化：酚态栲胶被氧化获得再生， 同时生成H2O2。
H 2 O 2 N a HS H 2 O S N a OH
方案的确定
此外 ,在生产中还有生成硫代硫酸钠的副反应:
湿式脱硫法
湿式脱硫法：湿法脱硫又分为化学吸收法（按脱 硫溶液与H2S发生的反应，又分为中和法如乙醇胺 法和氧化法如ADA法、氨水催化法等）、物理吸 收法（如低温甲醇洗涤法等）和物理化学吸收法 （如环丁砜法等）。 湿式脱硫优点：湿法脱硫有着明显的优点，即脱 硫剂是便于输送的液体、可以再生并能回收硫磺 ，构成一个连续的脱硫系统。 湿式脱硫缺点：净化度不高，主要用于脱除原料 气中硫化氢。
总藩 0.6
栲胶 1.5
浓度（g/L）5.0
50.6
方案的确定
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。栲胶法有如下优点：（1） 栲胶资源丰富，价廉易得。（2）基本上无硫堵塔 的问题。（3）栲胶既是氧化剂又是钒的配合剂， 用法简单。（4）栲胶脱硫液腐蚀性小。 处理方法： 1碱性溶液吸收 H2S 的反应 ：
绘图 2013-05-09～2013-05-24
5 6
撰写毕业设计（论文）报 2013-05-25～2013-06-10 告、答辩
谢谢各位老师
答辩人： 指导导师：
选题意义及依据
选题意义： 氨是中腰的化工产品之一，用途很 广泛。在农业方面，一氨为主要原料可以生产 各种氮肥料，如尿素、硝酸铵、碳酸氢铵、氯 化铵等，以及工作喊氮复合肥料。液氨本事就 是一种高效单数肥料，可以直接施用。 合成氨工业中，脱硫倍受重视。合成氨所 需要的原料气，无论是天然气，油田气还是焦 炉期、半水煤气都是含有硫化物，这些硫化物 主要是硫化氢、二硫化碳、硫氧化碳、硫醇和 噻吩等。其中硫化氢是属于无机化合物，称为 “无机硫”。
目前收集的资料
生产规模：15万吨/年合成氨 入洗涤塔的半水煤气的温度 t1=60℃ 出洗涤塔入脱硫塔的半水煤气的温度 t2=45℃ 出脱硫塔半水煤气的温度 t3=41℃ 入脱硫塔半水煤气的压力 P=0.125MPa（绝压） 脱硫成分表：
组成
Na 2 CO
3
NaHCO
3
总碱 26.8
课题相关国内外研究现状
目前原料气脱硫的方法很多，据统计达四五 十种。随着石油化工的发展，还会开发出新的脱 硫方法。按脱硫剂的物理形态分为干法（脱硫剂 为固态）和湿法（脱硫剂为液态）两大类。
干式脱硫法
干式脱硫法：干法脱硫又分为吸附法——以活性炭 、分子筛为脱硫剂；接触反应法——以氧化锌、氧 化铁等为脱硫剂；加氢转化法——以钴钼为催化剂 ，先将有机硫转化为H2S，再脱除。 干式脱硫优点：干法脱硫具有郊率高、设备简单、 操作简单、维修方便等优点。 干式脱硫缺点：脱硫反应速度慢，脱硫过程是间歇 操作，设备庞大；在脱硫剂使用后期，脱硫效率和 阻力变大，脱硫剂阻力变大，脱硫剂再行困难。
nNa 2 CO
3
H 2 S NaHS NaHCO
3
nNaHCO
3
Βιβλιοθήκη Baidu
H2S NaHS CO
2
H 2O
2 NaHS与偏钒酸钠反应生成焦钒酸钠：硫氢化钠
方案的确定
与偏钒酸钠反应生成焦钒酸钠，析出单质硫。
2NaHS 4NaVO
3
H 2 O Na 2 V 4 O 9 4NaOH
气体流程、溶液流程、硫回收、工艺化 学过程、反应条件对反应的影响、艺条 件的确定、物料衡算、热量衡算、车间 布置、三废的处理及利用
预期成果形式
最终成果： 由于合成氨对农业、工业、其他
行业都有很大的好处， H2S在合成氨生产中是 一种有害物质，能造成设备腐蚀，填料堵塞， 能使甲烷化、合成催化剂积累性永久中毒失活， 因此必须脱除原料气中的H2S。目前的脱硫工 艺主要有ADA法、栲胶（TV）法、PDS法、碱 液催化法、等。通过对比国内外的合成氨脱硫 的方法，选取栲胶法，使合成氨脱硫后达到国 家标准。
选题意义及依据
选题依据：合成氨在生产原料气中硫化物虽然含量 不高，但是多生产的危害极大。 1、腐蚀设备、管道。含有H2S的原料气，在水 分存在时。就形成硫氢酸（HSH）腐蚀金属设备。 其腐蚀程度随原料气中H2S的含量增高而加剧。 2、使催化剂中毒、失活。当原料气中德硫化物含 量超过一定指标时，硫化物与催化剂活性中心结合 ，就能使以金属原子或者金属氧化物为活性中心的 催化剂中毒、失活。包括转化催化剂、高温变换催 化剂、低温变换催化剂、合成氨催化剂等。
2NaHS 2Na
4H
2
2O
2
Na 2Na
5H
2
S 2O 3 H 2O
2
2
S 2 O 3 3O
2
2
SO
4
2SO
2
2
O
2NaHS
2
O Na
2
S 2O 3
2NaOH
Na 2 S 2 O 3 4H
4
O
2
2Na
2
SO
5H
2
O
湿式脱硫工艺流程图
拟解决的关键问题
论文工作计划
序号 设计各阶段内容 起止日期 1 文献调研、开题答辩、文 2013-03-12～2013-03-23 献翻译 2 工艺方案选择 2013-03-24～2013-03-29 3 确定装置工艺流程、工艺 2013-03-30～2013-04-15 参数
4
物料衡算、能量衡算以及 2013-04-16～2013-05-08 设备计算和选型
2S
3 将 Na2V4O9 氧化成偏钒酸钠：醌态栲胶氧化四 价钒络离子为五价钒络离子使钒络离子恢复活 性而醌态栲胶被还原为酚态栲胶失去活性。 4 还原态栲胶的氧化：酚态栲胶被氧化获得再生， 同时生成H2O2。
H 2 O 2 N a HS H 2 O S N a OH
方案的确定
此外 ,在生产中还有生成硫代硫酸钠的副反应:
湿式脱硫法
湿式脱硫法：湿法脱硫又分为化学吸收法（按脱 硫溶液与H2S发生的反应，又分为中和法如乙醇胺 法和氧化法如ADA法、氨水催化法等）、物理吸 收法（如低温甲醇洗涤法等）和物理化学吸收法 （如环丁砜法等）。 湿式脱硫优点：湿法脱硫有着明显的优点，即脱 硫剂是便于输送的液体、可以再生并能回收硫磺 ，构成一个连续的脱硫系统。 湿式脱硫缺点：净化度不高，主要用于脱除原料 气中硫化氢。
总藩 0.6
栲胶 1.5
浓度（g/L）5.0
50.6
方案的确定
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。栲胶法有如下优点：（1） 栲胶资源丰富，价廉易得。（2）基本上无硫堵塔 的问题。（3）栲胶既是氧化剂又是钒的配合剂， 用法简单。（4）栲胶脱硫液腐蚀性小。 处理方法： 1碱性溶液吸收 H2S 的反应 ：
绘图 2013-05-09～2013-05-24
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撰写毕业设计（论文）报 2013-05-25～2013-06-10 告、答辩
谢谢各位老师