合成氨气体净化技术进展
作者/来源:王祥云(南化集团研究院,江苏 南京 210035) 日期: 2004-07-16 点击率:1360
合成氨生产过程中,无论采用何种原料路线(煤、油、天然气)、何种工艺技术,其粗合成气中都含有大量的CO2以及硫化物;以煤为原料的合成气中还含有多种形态的硫化物。CO2和硫化物对氨合成催化剂有很强的毒性。因此,在合成气进入氨合成之前,需将CO2和硫化物脱除干净。俗称为“脱硫”、“脱碳”工艺。
几十年来,脱硫、脱碳工艺不断发展、进步,新工艺和老工艺改进大量涌现,本文不可能全面、完整地论述,只将典型的、常用的一些工艺及其进展汇集与此,供同行们了解相关动态,在选择工艺时参考。
1 脱硫技术的发展现状
原料气脱除硫化物技术分为干法和湿法脱硫两类。湿法脱硫又分为“湿式氧化法”和“胺法”。湿式氧化法是溶液吸收H2S后将H2S直接转化为单质硫,分离后溶液循环使用。胺法是将吸收的H2S经再生系统释放出来,送至克劳斯装置,再转化为单质硫,溶液循环使用。湿法脱硫多用于合成氨原料气中大量硫化物的脱除,干法脱硫则多用作精脱,干法脱硫对无机硫和有机硫都有较高的净化度。此外,“低温甲醇洗”、“NHD”都是同时脱硫、脱碳的先进工艺,在本文“脱碳”部分介绍。
1.1 湿式氧化法脱硫技术
湿式氧化法脱硫是将硫化氢在液相中氧化成元素硫并分离出去。它具有如下特点[1]:可将H2S直接转化为单质硫,无二次污染;脱硫效率高,净化后的气体残硫量低;既可在常压下操作,又可在加压下操作;脱硫剂可以再生循环使用,运行成本低。
1.1.1 湿式氧化法脱硫技术的进展
1.1.1.1 蒽醌二磺酸钠法(ADA法)
蒽醌二磺酸钠法称为Stretford法(ADA法)。近年来的改进主要在脱硫气体的预处理、硫回收、废液处理等方面。该法以钒作为脱硫的基本催化剂,并采用蒽醌2,7-二磺酸钠(ADA)作为还原态钒的再生载氧体,吸收液由碳酸盐作介质。
该法存在的问题有:(1)悬浮的硫颗粒回收困难,易造成过滤器堵塞;(2)副产物使化学药品耗量增大;(3)脱有机硫和HCN效率差;(4)有害废液处理困难,可能造成二次污染;(5)细菌集累;(6)腐蚀严重。为克服上述工艺问题,开发了Sulfolyn法和Unisulf法。Sulfolyn法在吸收溶液中加入一种有机氮化物,以克服Stretford法溶液中盐类的生成;Unisulf法在吸收液中加入了硫氰酸盐、羟酸(通常是柠檬酸)和芳香族磺酸盐螯合剂,目的是避免副产物盐类的生成....