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第三章
原料气中的硫化物主要指H2S和有机硫。
脱硫方法很多,根据脱硫剂的物理形态可分为干法脱硫(固体)和湿法脱硫(液体)。
干法脱硫——精细法
特点:既能脱除无机硫,又能脱除有机硫,脱硫精度高。但设备庞大,再生困难,需周期生产,一般适用于含S量较少的情况。
湿法脱硫——粗法
特点:脱硫量多,输送容易,再生简单且可回收元素硫。一般适用于含S量较大的场合。
干法脱硫剂按其性质可分为三种类型: 加氢转化催化剂——钴钼型、镍钼型、铁钼型等。 吸收型或转化吸收型——氢氧化铁法、氧化铁法、氧化锌法和氧化锰法等。 吸收型——活性炭、分子筛等。
一、干法脱硫
干法脱硫
—有机硫加氢转化脱硫法
有机硫加氢转化为H2S的反应:
RSH(硫醇)+H2RH+H2S
RSR(硫醚)+2H2RH+H2S+RH
C4H4S(噻吩)+4H2C4H10+H2S
CS2+4H2CH4+2H2S
有机硫加氢的同时,煤气中的不饱和烃类,也发生了加氢反应。
如:C2H4(乙烯)+ H2 C2H6
上述反应的平衡常数都很大,有机硫的转化率相当高,但不同
干法脱硫
操作温度为350~450℃,~,空速
为500~1500h-1。
超温原因原料气中氧含量超标。处理方法一般是冷激压温和
要求前面工序降低原料气氧的含量。
结炭会造成催化剂活性下降。原因主要是发生了有害副反应,如:
CS2+2H22H2S+C
C2H2CH4+C
2COCO2+C
干法脱硫
氧化锌脱除有机硫的能力很强,可使出口硫含<,氧化锌脱硫法是原料气精细脱硫的首选方法。当原料气硫含量<50×10-6时,仅用它一步脱硫就行了。若硫含量较高,可先用湿法,再用此法。 可以脱除有机和无机硫。 : 脱除无机硫ZnO(s)+H2S(g)=ZnS(s)+H2O(g)
干法脱硫
脱除较大分子有机硫
ZnO(s)+C2H5SH(g)=ZnS(s)+C2H5OH(g)ZnO(s)+C2H5SH(g)=ZnS(s)+C2H4(g)+H2O(g)(主)
脱除小分子有机硫
CS2+2ZnO(s)=2ZnS(s)+CO2
COS+ZnO(s)=ZnS+CO2
有氢存在,小分子有机硫转变成H2S,再被转化:CS2+4H2=2H2S+CH4COS+H2=H2S+CO
干法脱硫
有机硫的脱除可认为是氧化锌对某些有机硫化物的热分解有
催化作用,使之分解为碳氢化合物和硫化氢,硫化氢再被吸收。无机硫脱除选择在200℃左右。多数有机硫化物在400℃发生分
解,因此脱除温度选在350-450℃。而噻吩500多度也不分解,所
以难脱除。
温度/℃
200
300
400
500
2×108
×106
×105
×105
0
p
K
干法脱硫
H2S(g)+ZnO(s)=ZnS(s)十H2O(g)+Q
①温度对反应平衡的影响
这是一个放热反应,随温度升高,气相中H2S的平衡浓度也增加,所以吸收温度不宜过高。
温度/℃
200
250
300
350
400
H2S平衡浓度/(mL/m3)
×10-5
5×10-4
×10-3
×10-3
×10-2
干法脱硫