化工工艺 合成氨除杂质

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1、合成氨第二工段--原料气的净化成员：AP09091班学号14-27杂质1.合成氨原料气为氮气和氢气2.氮气由液化空气分离得来，氢气由水和煤炭在高温下合成：C+H2O→CO+H23.杂质来源：煤炭中的硫化物燃烧产生的气体反应产物CO，CO2等这些气体对主体反应不仅没有作用，而且会使氨合成过程中使用的一些催化剂中毒，减小活性甚至失活。另外这些杂质增加液态溶剂的黏度，腐蚀、堵塞设备和管道,影响产品质量，所以需要进行洗气，除去这些有害杂质。合成气中的一氧化碳，可与水蒸气作用生成氢和二氧化碳，这个过程称一氧化碳变换。习惯上

2、把脱除硫化合物的过程称脱硫；脱除二氧化碳的过程称脱碳。残余的少量一氧化碳、二氧化碳和残余水蒸气则在最后除去。除杂工艺流程脱硫试剂栲胶的循环脱碳试剂NHD的循环↑↑原料气---脱硫---co转换---脱co2----精制---精制气↓↓↓硫的回收CO2的回收铜氨液的循环冷煤气脱硫方法大致有：干法脱硫（氧化铁法和活性炭法）冷煤气脱硫湿法脱硫（砷碱法、ADA、改良ADA和栲胶法颇）煤气的脱硫方法从总体上来分有两种：1.热煤气脱硫2.冷煤气脱硫而在我国，热煤气脱硫现在仍处于试验研究阶段，还有待于进一步完善，而冷煤气脱硫是比较

3、成熟的技术，其脱硫方法也很多。一.脱硫1.1.栲胶法在合成氨脱硫工艺的设计中常采用改良ADA法工艺，但此法在操作中易发生堵塞，而且药品价格昂贵，近几年来，在改良A.D.A的基础上开发的栲胶法克服了这两项，因此脱硫工艺采用栲胶法脱硫。1.2.栲胶法反应机理根据栲胶主组分的分子结构，按醌（酚）类物质，变价金属络合物两元氧化还原体系的反应模式，栲胶法脱硫的反应过程如下：碱性水溶液吸收H2SNa2CO3+H2S→NaHS+NaHCO3五价钒络合物离子氧化HS-析出硫磺，五价钒被还原成四价钒2V5++HS-→2V4++S+

4、H+醌态栲胶氧化四价钒成五价钒，空气中的氧氧化酚态栲胶使其再生，同时生成H2O2。TQ（醌态）+V4++2H2O→THQ（酚态）+V5++2OH-2THQ+O2→2TQ+H2O2H2O2氧化四价钒和HS-H2O2+V4+→V5++2OH-H2O2+HS-→H2O+S+OH-当被处理气体中有CO2、HCN、O2时产生如下副反应。NaCO3+CO2+H2O→2NaHCO3Na2CO3+2HCN→2NaCN+H2O+CO2NaCN+S→NaCNS2NaCNS+5O2→Na2SO4+CO2+SO2+N22NaHS+2O

5、2→Na2S2O3+H2O1.溶液组分溶液的主要组分是碱度、NaVO3、栲胶。碱度溶液的总碱度与其硫容量成线性关系，因而提高总碱度是提高硫容量的有效途径，一般处理低硫原料气时，采用的溶液总碱度为0.4N，而对高硫含量的原料气则采用0.8N的总碱度。NaVO3含量NaVO3的含量取决于脱硫液的操作硫容，即与富液中的HS-浓度符合化学计量关系。应添加的理论浓度可与液相中HS-的摩尔浓度相当，但在配制溶液时往往要过量，控制过量系数在1.3～1.5左右。栲胶浓度作为氧载体，栲胶浓度应与溶液中钒含量存在着化学反应的计量关

6、系。从络合作用考虑，要求栲胶浓度与钒浓度保持一定的比例，同时还应满足栲胶对碳钢表面缓蚀作用的含量要求。目前还无法有化学反应方程计算所需的栲胶浓度，根据实践经验，比较适宜的栲胶与钒的比例为1.1～1.3左右。工业生产中使用的溶液组成见下表2：1.3.主要操作条件表2工业生产使用的栲胶溶液组成溶液类别总碱度∕NNa2CO3∕(g•L-1)栲胶∕(g•L-1)NaVO3∕(g•L-1)稀溶液0.43～41.81.5浓溶液0.86～88.47.02.温度常温范围内，H2S、CO2脱除率及Na2S2O3生成率与温度关系不敏感。

7、再生温度在45℃以下，Na2S2O3的生成率很低，超过45℃时则急剧升高。通常吸收与再生在同一温度下进行，约为30～40℃。3.CO2的影响栲胶脱硫液具有相当高的选择性。在适宜的操作条件下，它能从含99℅的CO2原料气中将200mg/m3（标）的H2S脱除至45mg/m3（标）以下。但由于溶液吸收CO2后会使溶液的PH值下降，使脱硫效率稍有降低。1.4.栲胶法的工艺流程栲胶法脱硫工艺，将碱性栲胶溶液打入溶液循环槽，自循环槽出来，经过滤加压后进入系统的裂脱塔，吸收气体中的H2S，由裂脱塔出来的溶液进入裂脱再生塔，再生好

8、的溶液由塔底流到溶液循环槽，经过滤加压循环使用；脱硫溶液从循环槽出来后经过滤加压送到变脱塔，吸收气体中的H2S，由变脱塔出来的溶液进入变脱溶液再生塔，再生好的溶液由变脱再生塔出来，进入变脱溶液循环槽，再经过滤加压，如此循环使用。1.4.1脱硫动态流程图二.CO转换用不同燃料制得的合成原料气，均含有一定量的一氧化碳，一般固体燃料气化制得的水煤气中