合成气的生产过程讲义.ppt

? 氧化锌法：精脱硫至1ppm ZnO + H2S = ZnS + H2O 除噻吩外脱除其它硫化物 ZnO(80~90%)接触反应型脱硫剂，硫容较高， 活性组分ZnO(80~90%) ，载体Al2O3； 反应受内扩散影响; 放热，200～400 ℃，Kp很大; 3~6mm球状（条状），灰白、浅黄色→深灰黑色 c 脱硫方法举例 第六十三页，共七十七页。 ? 钴-钼加氢法:精脱硫至0.02ppm CS2 + 4H2 = 2H2S + CH4 使绝大部分有机硫化物转变为H2S，又可使烯烃加氢变为饱和，防止析碳； 操作条件340～400 ℃，Kp很大; 钴钼催化剂成分：MoO3、CoO；载体Al2O3； 催化剂硫化后活性更高。 第六十四页，共七十七页。 ? 气-液反应过程 － 氧化法 吸收： H2S + 载氧体Q（氧化态 ） = S + 载氧体H2Q（还原态） 再生： H2Q + ?O2 = S + H2O *氧化催化剂选择： (-) H2S → 2e + 2H+ + S (+) Q + 2H+ + 2e → H2Q 第六十五页，共七十七页。 ? 改良的ADA法 实质：pH=8.5~9.2稀碱吸收H2S 成分：ADA（蒽醌二磺酸钠）、偏钒酸钠、酒石酸钠、三氯化铁和EDTA（乙二胺四乙酸） 操作条件： 溶液的pH值 钒酸盐含量 温度 压力 再生空气用量和时间 第六十六页，共七十七页。 ? 第六十七页，共七十七页。 ? 原则：根据硫的形态、含量、脱硫要求、 脱硫剂供应条件、原料气净化的整个流程、 通过技术经济比较。 d 脱硫方法选择 天然气—干法 煤—湿法+活性炭 重油—湿法串干法 第六十八页，共七十七页。 ? 有机S的脱除以干法为主，为使总S精脱到1ppm以下，只能用干法（ZnO)。 原料气中H2S含量低而含CO2较高，可选用ADA湿法氧化法。 H2S、CO2含量高，选用物理吸收法（低温甲醇洗涤法）。 原料气中H2S高达30－45g/Nm3，选用乙醇胺脱S法。 第六十九页，共七十七页。 ? 2. 脱碳 （1）原因 a CO2是合成氨催化剂毒物 b 太高CO2影响甲醇收率 c CO2可以再利用合成尿素、纯碱、NH4HCO3等 （2）目的 CO2脱除；回收CO2，净化98% 第七十页，共七十七页。 ? （3）方法 化学吸收法：常用的有氨水法、乙醇胺法、热钾碱洗等。例如，国内合成氨装置联合生产甲醇都采用浓氨水脱除二氧化碳，同时得到碳酸氢铵。 物理吸收法：应用广泛的水洗法和低温甲醇法、碳酸丙烯酯法等。 物理吸收法 化学吸收法 物理化学吸收法 水吸收法 低温甲醇洗涤法 碳丙法（碳酸丙稀酯） 聚乙醇二甲醚法 氨水吸收法 有机胺吸收法 热钾碱法 环丁砜－烷基醇胺法 第七十一页，共七十七页。 ? b 侧臂烧嘴炉 第三十一页，共七十七页。 ? ② 转化炉管 Φ：70 ～120 mm 臂厚：11 ～ 18 mm 长度：10 ～12 m 炉管结构：冷底式 热底式 猪尾管 第三十二页，共七十七页。 ? 二段转化炉 ①二段转化炉的作用：在1000 ℃高T下进一步转化CH4，是合成氨生产中温度最高的催化反应过程 结构：立式圆筒，壳体材质是碳钢，内衬耐火材料，炉外有水夹套 a 甲烷进一步转化 b 调节H/C比 ②二段转化炉的结构 立式圆筒，内径约3米，高约13米， 壳体材质为碳钢， 内衬不含硅的耐火材料，炉壳外保温。 上部有燃烧空间的固定床绝热式催化反应器 第三十三页，共七十七页。 ? 第三十四页，共七十七页。 ? 天然气蒸汽二段转化法的工艺流程 第三十五页，共七十七页。 ? 天然气 配入中压蒸汽 对流段 一段转化炉 变换工序 离开二段转化炉 1200℃燃烧 二段转化炉 对流段 少量水蒸汽