JNT系列干法脱硫综述.pdf

《JNT系列干法脱硫综述.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、JNT系列干法脱硫综述刘壬川（长春东狮科贸实业有限公司130115）0前言在合成氨、炼油制氢和合成甲醇等过程中，烃类转化、低温变换、甲烷化和氨合成、甲醇合成等中所用催化剂都对“硫毒”很敏感，因此必须首先对原料气进行脱硫。原料气的种类很多，不同原料气含硫情况也不一样，在选择干法脱硫时要区别对待。干法脱硫剂按其性质可分为三种类型：加氢转化催化剂——铁钼、镍钼、钴钼、镍钴钼等；吸收型或转化吸收型——氧化锌、氧化铁、氧化锰、改性活性炭等；吸附型——活性炭、分子筛等。按其净化后含H2S净化度不同又可分为粗净化（1×10-3kg/Nm3），中等净化（2×10-5kg/Nm3

2、）和精细净化（1×10-6kg/Nm3）。在含有机硫的情况下，首先要将有机硫化合物进行加氢或水解反应，转化成无机硫（H2S），以便进一步除去。其中能做到精细脱硫的有加氢转化催化剂、氧化锌脱硫剂、活性炭、合成沸石吸附剂等。1氧化铁脱硫剂1.1氧化铁法1.1.1基本原理氧化铁法是一种古老干式脱硫法，早先用于城市煤气净化，改进的干箱氧化铁法，只用于城市煤气及中、小型尿素装置CO2脱H2S。氧化铁法经我们多次改进及研究，应用范围逐渐扩大，为此目前我们的氧化铁已从常温扩大到中温和高温领域，因操作温度不同，脱硫剂的热力学状态，脱硫的反应机理，脱硫性能都不一样。为使用方便，将

3、氧化铁脱硫过程按温度不同划分为三种温区，表1给出了各种方法的特点。表1各种氧化铁脱硫法特点型号方法脱硫剂组份使用温度（℃）脱除对象生成物JNT-1型常温脱硫FeOOH25~45H2SFe2S3·H2OJNT-1A型中低温脱硫Fe2O3•MxOy45~-150H2S、RSHFe2S3、FeS、MSJNT-2型中高温脱硫ZnFe2O4>200H2S、COS、CS2、RSHFeS、ZnS1.1.2化学反应方程式及热力学数据常温碱性条件下用水合氧化铁脱硫时，一般采用α或γ型Fe2O3·H2O制成的脱硫剂，脱硫反应为：2FeOOH＋3H2S＝Fe2S3·H2O＋3H2O△

4、HΘ298＝63kJ/mol脱硫剂吸收H2S后可加入适量空气在一定条件下再生，反应为：Fe2S3·H2O＋1.5O2＝2FeOOH＋3S△HΘ298＝609kJ/mol中温下用Fe2O3进行脱硫时，需先还原：3Fe2O3＋H2＝2Fe3O4＋H2O吸收时：Fe3O4＋H2＋3H2S＝3FeS＋4H2OFeS＋H2S＝FeS2＋H2再生时：3FeS＋4H2O＝Fe3O4＋3H2S＋H21912Fe3O4＋0.5O2＝3Fe2O32FeS＋3.5O2＝Fe2O3＋2SO2用于JNT-2型中温氧化铁脱硫剂在原料气中含有COS、CS2时，被氧化为SO2、SO3，最终被吸

5、收成不可再生的硫酸盐。高温下用JNT-2型脱硫时，反应方程式：ZnFe2O4＋3H2S＋H2＝ZnS＋2FeS＋4H2O中、高温下按上式进行脱硫时，不同温度和水汽浓度对氧化铁脱硫剂上H2S平衡浓度影响示于表2。中、低温、加压和降低水汽浓度均有利于降低平衡时H2S的浓度。表2不同水汽浓度与温度下H2S平衡浓度（10-6）水汽浓度（%）200℃250℃300℃370℃400℃3.31.853.15.18.910.81.70.71.352.023.514.230.330.00860.1570.2020.410.490.170.001570.0620.0930.1640

6、.1961.2JNT氧化铁性能及应用控制条件1.2.1温度气体进入床层温度一定要保持在露点以上，特别是在冬季，以免严重水化脱硫剂。不论是低温还是中温脱硫，不论脱H2S还是脱硫醇及有机硫，升高温度对脱硫有利。对于常温脱H2S而言，只要脱硫剂能保证一定的水含量，宜采用较高的操作温度，如JNT-1型氧化铁脱硫剂脱硫应保证不低于20℃。特别是应用在湖北三宁化工股份有限公司变压吸附脱碳后，用氧化铁脱H2S效果明显并且还能脱除50%的COS。同时，我们的氧化铁在制备后期经过活化，能进一步提高它的反应速度，即每升高10℃，反应速度增加1倍。但对常温氧化铁而言，一旦操作温度高于

7、45℃，脱硫产物Fe2S3·H2O即分解为FeS2及Fe3S2，造成再生困难。总之，对于常温型氧化铁脱硫剂使用温度以20~40℃为宜，在此范围内活性较大，硫容较稳定。1.2.2压力常温下，氧化铁的脱硫反应是不可逆的，故不受平衡分压影响。但提高操作压力可增大硫化氢的浓度，提高脱硫剂的硫容。气体中硫化氢含量越高，压力影响越显著。所以在条件允许时，提高脱硫操作压力是有利的，不仅可缩小设备尺寸，还可减少脱硫成本。1.2.3脱硫剂的碱度常温氧化铁脱硫过程中有一个重要步骤，就是H2S在脱硫剂表面水膜中的解离。＋-H2S→H＋HS－＋-2HS→H＋SH2S在脱硫剂表面水膜中溶

8、解后，主要发生第一步解离