合成氨氣體凈化技術(shù)進(jìn)展
作者/來(lái)源:王祥云(南化集團(tuán)研究院,江蘇 南京 210035) 日期: 2004-07-16 點(diǎn)擊率:1424
合成氨生產(chǎn)過(guò)程中,無(wú)論采用何種原料路線(煤、油、天然氣)、何種工藝技術(shù),其粗合成氣中都含有大量的CO2以及硫化物;以煤為原料的合成氣中還含有多種形態(tài)的硫化物。CO2和硫化物對(duì)氨合成催化劑有很強(qiáng)的毒性。因此,在合成氣進(jìn)入氨合成之前,需將CO2和硫化物脫除干凈。俗稱為“脫硫”、“脫碳”工藝。
幾十年來(lái),脫硫、脫碳工藝不斷發(fā)展、進(jìn)步,新工藝和老工藝改進(jìn)大量涌現(xiàn),本文不可能全面、完整地論述,只將典型的、常用的一些工藝及其進(jìn)展匯集與此,供同行們了解相關(guān)動(dòng)態(tài),在選擇工藝時(shí)參考。
1 脫硫技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
原料氣脫除硫化物技術(shù)分為干法和濕法脫硫兩類。濕法脫硫又分為“濕式氧化法”和“胺法”。濕式氧化法是溶液吸收H2S后將H2S直接轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫,分離后溶液循環(huán)使用。胺法是將吸收的H2S經(jīng)再生系統(tǒng)釋放出來(lái),送至克勞斯裝置,再轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫,溶液循環(huán)使用。濕法脫硫多用于合成氨原料氣中大量硫化物的脫除,干法脫硫則多用作精脫,干法脫硫?qū)o(wú)機(jī)硫和有機(jī)硫都有較高的凈化度。此外,“低溫甲醇洗”、“NHD”都是同時(shí)脫硫、脫碳的先進(jìn)工藝,在本文“脫碳”部分介紹。
1.1 濕式氧化法脫硫技術(shù)
濕式氧化法脫硫是將硫化氫在液相中氧化成元素硫并分離出去。它具有如下特點(diǎn)[1]:可將H2S直接轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫,無(wú)二次污染;脫硫效率高,凈化后的氣體殘硫量低;既可在常壓下操作,又可在加壓下操作;脫硫劑可以再生循環(huán)使用,運(yùn)行成本低。
1.1.1 濕式氧化法脫硫技術(shù)的進(jìn)展
1.1.1.1 蒽醌二磺酸鈉法(ADA法)
蒽醌二磺酸鈉法稱為Stretford法(ADA法)。近年來(lái)的改進(jìn)主要在脫硫氣體的預(yù)處理、硫回收、廢液處理等方面。該法以釩作為脫硫的基本催化劑,并采用蒽醌2,7-二磺酸鈉(ADA)作為還原態(tài)釩的再生載氧體,吸收液由碳酸鹽作介質(zhì)。
該法存在的問(wèn)題有:(1)懸浮的硫顆;厥绽щy,易造成過(guò)濾器堵塞;(2)副產(chǎn)物使化學(xué)藥品耗量增大;(3)脫有機(jī)硫和HCN效率差;(4)有害廢液處理困難,可能造成二次污染;(5)細(xì)菌集累;(6)腐蝕嚴(yán)重。為克服上述工藝問(wèn)題,開(kāi)發(fā)了Sulfolyn法和Unisulf法。Sulfolyn法在吸收溶液中加入一種有機(jī)氮化物,以克服Stretford法溶液中鹽類的生成;Unisulf法在吸收液中加入了硫氰酸鹽、羥酸(通常是檸檬酸)和芳香族磺酸鹽螯合劑,目的是避免副產(chǎn)物鹽類的生成....