合成气脱硫脱碳
NHD技术用于合成气脱硫脱碳工程及设计方案
N HD技术用于合成气脱硫脱碳工程及设计方案林民鸿 郭淑翠(南化集团研究院,南京210048) (河北藁城市化肥总厂) N HD法脱硫脱碳净化技术是一种高效节能的物理吸收方法。
文中阐述了N HD溶剂的优良应用性能及其用于脱硫脱碳的先进设计方案。
河北省藁城市化肥总厂等十几套N HD脱硫脱碳工业装置的成功投产,取得显著的综合经济效益,为N HD 工艺的广泛应用提供了丰富的生产、工程经验。
关键词:合成气 脱硫脱碳 N HD技术 聚乙二醇二甲醚是一种物理吸收溶剂,广泛用于天然气、燃料气、合成气等混合气体中H2S、CO2、CO S、烃、硫醇等组分的吸收,在国外称之为Selexo l工艺。
该工艺是“低能耗”大型氨厂的重要组成部分,是国际公认的节能工艺。
国内南化集团研究院成功开发了类似的N HD净化工艺。
N HD溶剂的物化性质与Selexo l接近,但其组分含量与分子量都不同。
该技术通过化工部鉴定,并被列入“九五”国家级科技成果重点推广计划。
专家认为,N HD法用于脱硫脱碳,具有能耗低、净化度高、操作稳定、设备及流程比较简单的优点.目前已在河北起城市化肥总厂、山东郯城化肥厂等多家中小化肥厂应用,并且取得了较好的经济效益。
该技术属国内首创,具有国际先进水平,特别适用于以煤为原料,酸性气含量高的氨合成气、甲醇合成气和羰基合成气的净化。
以及天然气、油田气、炼厂气、城市煤气中酸性气体的脱除,适合我国国情。
1 N HD溶剂的物理性质和应用性能N HD溶剂的主要成分是聚乙二醇二甲醚的同系物,分子式为CH3O(C2H4O)nCH3,n=2～8,平均分子量为250～280。
同系物中,四乙二醇二甲醚、五乙二醇二甲醚及六乙二醇二甲醚具有优良的使用性能,其含量越高越好。
1.1 物理性质(25℃)密度,1027kg m3蒸汽压,0.093Pa表面张力,0.034N m粘度,4.3M Pa・s比热,2100J (kg・K)导热系数,0.18w (m・K)冰点,-22～-29℃闪点,151℃燃点,157℃1.2 应用性能(1)吸收CO2、H2S、CO S等气体的能力强,溶液循环量小。
合成气的净化详解
氧 化 锌 脱硫 床层 脱硫 分布
注意：从脱硫设备中硫含量的分布情况分析可知， 进口硫含量高，出口含量低，当过程进行到一定 程度后，其吸硫物质（氧化锌）的吸硫能力降低， 需要更换氧化锌。实际操作过程中如何完成的？
实际操作中采用两套吸收设备，一台操作，另 一台备用。当操作中的一台吸硫能力下降时，更换 到备用设备；为减少吸硫剂的使用量，通常将设备 出口的氧化锌重新装入吸硫设备的入口处。即从设 备套数和流程设置改决问题。
脱除硫化合物的方法 • 优点：脱S彻底 • 缺点：设备体积庞大，脱硫剂不能再生，单质硫回
收困难 • 应用：微量S的脱除
2.2.1.1 活性炭法
活性炭又称碳分子筛，由于 碳微晶的不规则排列，在交 叉连接之间有细孔，是一种 多孔碳，比表面积大。
用途：对各种气体有选择性 的吸附能力，能有效吸附水 中游离的氯、酚、硫及其它 有机物。
2.2 合成气的净化
问题思考：
以天然气、石油为原料制气，合成气中含有哪些不 是氨合成所需的组成，如何除去？若以煤为原料制 气，其气体中除含有固体颗粒外，还含有哪些杂质？
思考的方法是：作为原料的物质中含有哪些杂质， 通过转化以什么方式、状态存在？它们的物化性 质如何？净化的要求又如何？
净化的四个步骤
①概念 采用溶液吸收硫化物的脱硫方法统称为湿法 脱硫，适用于含大量H2S气体的脱除，其优点之一是 脱硫液可以再生循环使用并回收富有价值的硫磺。
②湿法脱硫分为：化学吸收、物理吸收及物理-化学 吸收法三种。依再生方式可分为循环法、氧化法。
0~5.0
0~2.0
钴钼加氢
RSH、CS2 、 COS、C4H4S
350~430 0.7~7.0
空速/h-1
400
化学工艺学 合成气中硫化物和二氧化碳的脱除
合成气中硫化物和二氧化碳的脱除1.1合成气中硫化物的脱除在制气时，所用的气、液、固三类原料均含硫化物。
在制气时转化成硫化氢和有机硫气体，它们会使催化剂中毒，腐蚀金属管道和设备，危害很大，必须脱除，并回收利用这些硫资源。
1.1.1硫化物的危害硫化物是制气过程中最常见、最重要的催化剂毒物，极少量硫化物就会使催化剂中毒，使催化剂活性降低直至完全失活。
硫化物主要有硫化氢和有机硫化物，后者在高温和水蒸气、氢气作用下也转变成硫化氢。
用天然气或轻油制气时，为避免蒸汽转化催化剂中毒，已预选将原料彻底脱硫，转化生成的气体中无硫化物。
煤或重质油制气时，氧化过程不用催化剂，不用对原料预脱硫，因此产生的气体中有硫，在下一步加工前必须进行脱脱硫。
1.1.2硫化物脱除的方法分类脱硫方法要根据硫化物的含量、种类和要求的净化度来选定，还要考虑技术条件和经济性，有时可用多种脱硫方法组合来达到对脱硫净化度的要求。
按脱硫剂状态来分，有干法、湿法两大类。
干法脱硫可分为吸附法和催化转化法，湿法脱硫可分为化学吸收法、物理吸收法、物理-化学吸收法和湿式氧化法。
下面主要介绍湿法脱硫中的物理吸收法（NHD）。
1.1.3 NHD脱硫方法湿法脱硫剂为液体，一般用于含硫量高、处理量大的气体的脱硫。
其中物理吸收法是利用有机溶剂在一定压力下进行物理吸收脱硫，然后减压而释放出硫化物气体，溶剂得以再生。
主要有冷甲醇法、此外还有碳酸丙烯酯法、N-甲基吡啶烷酮法、NHD法等，主要介绍NHD法。
1.1.3.1原理及工艺流程NHD溶剂是一种有机溶剂（聚乙二醇二甲醚），它对气体中硫化物和二氧化碳具有较大的溶解能力，尤其是对硫化氢有良好的选择吸收性，NHD溶剂物化性能稳定，蒸气压低，挥发损失小，无气味、无毒、不腐蚀、不分解。
该工艺能耗低、消耗低、成本低，运转时溶剂耗损少，是一种较理想的物理吸收剂，适合于以煤（油）为原料，酸气分压较高的合成气等的气体净化，脱硫时需消耗少量热量，脱碳时需消耗少量冷量，属低能耗的净化方法。
NHD脱硫脱碳气体净化工艺技术介绍
NHD脱硫脱碳气体净化工艺技术介绍目录第一章基础理论和数据1.1概述1.2NHD溶剂物化性质1.3吸收原理和相平衡规律1.4脱硫工艺参数的选定1.5脱碳工艺参数的选定第二章工艺过程设计2.1工艺说明2.2脱硫脱碳方案比较2.3 结论第一章基础理论和数据1.1概述NHD净化技术与美国专利Selexol净化技术类似，并达到同等水平。
NHD溶剂是一种有机溶剂（聚乙二醇二甲醚），它对气体中硫化物和二氧化碳具有较大的溶解能力，尤其是对硫化氢有良好的选择吸收性，蒸汽压低，运转时溶剂耗损少，是一种较理想的物理吸收剂，适合于以煤（油）为原料，酸气分压较高的合成气等的气体净化，脱硫时需消耗少量热量，脱碳时需消耗少量冷量，属低能耗的净化方法。
根据化工部“七五”国家重点科技攻关计划合成氨一条龙中“75—7—6NHD净化技术的研究”合同，即采用NHD物理溶剂法脱除合成原料气中的硫化物和二氧化碳，并选择一个中型厂使用此项技术，然后提供大型厂使用，“七五”为油头和煤头大型厂净化技术作准备，提出气液平衡数据和工业化基础设计。
1988年批准的山东鲁南化肥厂二期扩建工程为年产8万吨合成氨，造气部分引进德士古煤浆气化技术，其它部分由国内配套。
由于煤气中硫化物和二氧化碳含量较高，经多方研究认可选用了NHD溶剂脱除合成气中硫化物和二氧化碳的工艺，于1992年投产。
原料气先经选择脱硫，而后脱碳，H2S经富集后进克劳斯硫回收，在2MPa压力下将含CO2 43%，H2S 4.5克/标米3，COS 13毫克/标米3的变换气净化至CO2 0.1%，总硫1ppm，每吨氨总能耗99万大卡，溶剂损耗0.5公斤。
在气液平衡数据的测定和鲁化厂年产8万吨生产装置的基础上，提供了大型厂设计参数，进行此项年产30万吨合成氨NHD脱硫脱碳基础设计，条件是以德士古煤浆气化气经中低温耐硫变换后的气体为原料，和设定操作压力为3.4MPa。
选用脱CO2溶剂（脱碳富液）选择性脱硫，尔后脱碳，H2S富集后去克劳斯回收的流程，在3.3MPa压力下，原料气含CO2 42.91%，H2S 0.86%，COS 18ppm 净化至CO2 0.1%，总硫1ppm，每吨氨脱硫及H2S提浓需耗蒸汽0.31吨，脱碳需耗冷量0.709×106KJ，总能耗1.9727×106KJ，溶剂损耗0.4公斤，溶剂吸收能力47标米3 CO2/米3。
论现代合成气中脱硫脱碳技术
论现代合成气中脱硫脱碳技术关键词：合成气二氧化碳硫化物脱除技术引言在现代化工中合成气是不可缺少，对于我们也不陌生。
合成气是指一氧化碳和氢气的混合气，其中一氧化碳和氢气的比值随原料和生产方法的不同而异。
它是有机合成中的重要原料之一也是氢和二氧化碳的来源。
制造合成气的原料是多种多样的包括：煤，天然气，石油馏分，农林废料，城市垃圾等均可用来制造合成气。
那么其中在制造的过程中脱硫脱碳是必不可少的，也是其中关键的部分，下面就来简单的介绍一下脱硫脱碳的技术和设备。
目录第1章：二氧化碳的脱碳方法 (2)1.1多胺法（改良MDEA）及其应用 (3)1.2基本原理和应用设备 (3)第2章：硫化物的脱除方法 (4)2.1脱硫方法及工艺 (6)第1章二氧化碳的脱除方法二氧化碳的脱除方法包括物理吸收法和化学及吸收法，他们的根本不同点是吸收剂与分子溶质之间的力不同。
物理吸收是因为范德华引力而化学吸收是化学键力。
其中物理吸收法包括：加压水洗法其溶剂是水，低温甲醇洗涤法溶剂是甲醇，Fluor法溶剂是碳酸丙烯酯，Selexol法溶剂是聚乙二醇二甲醚NHD。
化学吸收法有苯菲尔法DEA，MDEA，有机胺，浓氨水。
如果精制方法采用甲烷化法，宜采用使脱碳气中二氧化碳降至0.1%的脱碳方法，如苯菲尔法和MDEA法。
如果精制法为铜洗法，由于铜洗法能洗涤少量二氧化碳，通常采用净化度不高的常温物理吸收法。
例如碳酸丙烯酯法，聚乙二醇二甲醚法等当采用以高碳氢比的重油，煤为原料，部分氧化法制取原料气时，对大型合成氨装置而言，可以选用低温甲醇洗等物理吸收法较为合适。
即采用“冷法净化”流程。
这是因为高碳氢比的原料，须脱除的二氧化碳量较多，而低温甲醇洗涤法在低温加压的条件下，可以达到比其任何方法都大地吸收能力，而且在系统能量利用上也比较经济。
下面大致介绍一下氨水中和联产碳铵法：1，吸氨过程：NH3+H2O=NH3H2O2,碳化过程：二氧化碳从气相溶解于液相CO2(气)=CO2（液）游离氨的碳化2NH3+CO2=NH2COONH43，氨基甲酸铵水解形式碳酸氢铵或碳酸铵NH2COONH4+H2O=NH4HCO3+NH3下面大致介绍一下热钾碱法的基本原理CO2(g)=CO2(l)+K2CO3+H2O=2KHCO3次反应常温下反应速率较慢，须将温度升至120—130℃．提高碳酸钾溶液的浓度可以得到较快的反应速率。
煤气化合成气净化工序工艺流程
煤气化合成气净化工序工艺流程引言煤气化合成气净化工序是指通过煤气化工艺将煤转化为合成气，并对合成气进行净化处理，以提高合成气的纯度和稳定性，保证合成气的质量，以便用于后续的利用。
本文将介绍煤气化合成气净化工序的工艺流程，旨在提供一个清晰的工艺参考。
工艺流程概述煤气化合成气净化工序的工艺流程主要包括除尘、脱硫、脱氮和脱碳等净化步骤。
其中，除尘主要是去除煤气中的颗粒物，脱硫是去除煤气中的二氧化硫，脱氮是去除煤气中的氮氧化物，而脱碳则是去除煤气中的二氧化碳。
除尘步骤除尘是煤气化合成气净化工序中的第一步，其主要目的是去除煤气中的颗粒物，以防止颗粒物对后续设备和催化剂的损害，并提高合成气的纯度。
除尘步骤通常包括以下几个过程：1.预处理：将煤气中的大颗粒物先行去除，以减轻后续处理设备的负荷。
2.除尘器：采用除尘器将煤气中的细颗粒物去除，常见的除尘器有电除尘器、布袋除尘器和湿式除尘器等。
3.净化：除尘后的煤气进行净化处理，以进一步提高气体的纯度。
脱硫步骤脱硫是煤气化合成气净化工序中的重要步骤，其主要目的是去除煤气中的二氧化硫，以减少二氧化硫对环境和设备的危害。
脱硫步骤通常包括以下几个过程：1.吸收剂准备：选择合适的吸收剂，并将其与煤气进行接触，使二氧化硫被吸收。
2.吸收器：在吸收器中，煤气与吸收剂进行接触，并被吸收剂吸收二氧化硫。
3.脱附：吸收剂中的二氧化硫通过脱附过程被分离出来，以得到可再生的吸收剂。
脱氮步骤脱氮是煤气化合成气净化工序中的重要步骤之一，其主要目的是去除煤气中的氮氧化物，以减少氮氧化物对环境的污染。
脱氮步骤通常包括以下几个过程：1.催化剂还原：使用合适的催化剂还原氮氧化物，将其还原为氮气。
2.分离：将还原后的氮气与其他气体进行分离，以获取纯净的氮气。
脱碳步骤脱碳是煤气化合成气净化工序中的最后一步，其主要目的是去除煤气中的二氧化碳，以提高合成气的氢气含量和催化剂的稳定性。
脱碳步骤通常包括以下几个过程：1.吸收剂准备：选择适当的吸收剂，并将其与煤气进行接触，以吸收二氧化碳。
合成氨脱碳系统的优化及稳定(NHD脱炭)
合成氨脱碳系统的优化及稳定（NHD脱炭）摘要：合成氨脱碳系统中NHD脱硫、脱碳技术具有能耗低、净化度高、设备和流程简单等特点，已在舍成氨、甲醇和醋酸生产企业的脱硫、脱碳中得到了成功应用，并取得了丰富的实践经验。
近年来，又全力开发NHD技术在焦炉气脱硫中的应用，并取得了突破性的成果。
为实现焦炉气制甲醇技术的工业化提供了有效的脱硫工艺。
关键词：NHD脱硫脱碳优化稳定一、合成氨脱碳系统中NHD溶剂性质、吸收机理及工艺特点1.物理性质NHD（脱碳）溶剂的主要成分是聚乙二醇二甲醚的同系物，分子式为CH3一O一(C2HO) CH ，式中凡=2—8，为浅黄色液体。
在25cI：时，其密度为l027kg ／m ，蒸气压为0．093Pa，冰点为一2一29cI：，闪点为l5l℃，燃点为157cI：。
2.工艺原理NHD（脱碳）溶剂吸收H：S、COS、CO：的过程具有典型的物理吸收特征，在H：S、COS、CO：一NHD溶剂系统，当上述气体分压低于lMPa时，气相压力与液相浓度基本符合亨利定律。
HS、COS、CO在NHD溶剂中的溶解度随压力升高、温度降低而增大，因此宜在高压、低温下进行}{2S、COS、CO 的吸收过程；当系统压力降低、温度升高时，溶液中溶解的气体得以释放，实现溶液的再生过程。
3.工艺特点3.1净化度高正常操作工况下，在l台吸收塔内可将H S和COS脱除至l×10～，CO：脱除至0．1％以下。
3.2能选择性吸收H：S和有机硫。
3.3吸收H：S、有机硫、CO：等气体的能力强。
3.4溶剂蒸气压低，挥发损失少。
流程中不设置洗涤回收溶液的装置，企业实际吨氨溶剂消耗一般为0．2kg。
3.5溶剂无腐蚀性实践经验表明，即使溶剂含水量达10％、累积含硫量达300mg/L，也未发现设备有明显腐蚀，工艺装置基本采用碳钢材料，投资少，维护和维修费用低。
二、合成氨NHD（脱碳）技术的优化与稳定1.合成氨NHD（脱碳）溶液工艺条件的优化NHD溶液的脱碳能力、脱碳指标与很多工艺条件有关，在压力基本不变的前提下，影响因素还有温度、溶液循环量和溶液含水量。
活化后MDEA脱硫脱碳溶剂在合成气装置中的应用 杨贵林
活化后MDEA脱硫脱碳溶剂在合成气装置中的应用杨贵林摘要：合成气装置采用二乙醇胺溶液为吸收剂脱除合成气产品中的CO2和H2S，生产中合成气装置净化系统补加二乙醇胺溶液方式采用一次性补加的方法，既装置中原来使用的利用停车机会一次性全部退出，系统进行清洗后再补加新的脱硫脱碳溶剂，按比例一次性配入系统，保证净化系统二乙醇胺溶液35%（Wt）浓度。
为了降低合成气产品三剂消耗，专业技术人员创新思路，尝试重复利用二乙醇胺溶液，本文将探讨活化后MDEA脱硫脱碳溶剂再利用相关问题。
关键词：活化脱硫脱碳溶剂合成气应用合成气装置应用重油或裂解焦油气化工艺专利技术，采用合成气激冷流程生产合成气产品，装置主要由原料准备系统、气化系统、碳黑水处理系统、热回收系统、MDEA净化系统和精脱硫系统六大系统构成，其中MDEA净化系统使用MDEA脱硫脱碳溶剂，作用是脱除合成气中的二氧化碳和硫化氢。
1 MDEA脱硫脱碳溶剂活化概述1.1活化目的装置使用的MDEA脱硫脱碳溶剂，溶剂在净化系统连续使用一年后系统频繁出现液泛现象，经过技术人员分析判断后，认为MDEA失去活性，为进一步降低生产成本，决定对失去部分活性的MDEA脱硫脱碳溶剂进行在线活化，进行溶剂再利用。
1.2活化效果试用活化后MDEA脱硫脱碳溶剂分析数据表1 活化后脱硫脱碳溶剂指标要求及检测结果序号分析项目质量指标要求活化后脱硫脱碳溶剂标准指标检测结果1 净化复活后外观外观清澈透明，长时间静置后无沉淀、无分层、无油花外观清澈透明，长时间静置后无沉淀、无分层、无油花实际达到相应外观指标2 1μm固体颗粒脱除率1μm固体颗粒脱除率达到95% 1μm固体颗粒脱除率达到95% 1μm固体颗粒脱除率达到97.56%3 发泡高度胺液发泡高度<2.0cm 胺液发泡高度<2.0cm 胺液发泡高度<1.5cm4 消泡时间消泡时间<2.0s 消泡时间<2.0s 消泡时间<1.0s5 热稳定盐≤0.75≤0.75 0.31通过表中数据可以看出，经过在线活化后的脱硫脱碳溶剂各项性能指标均满足技术协议要求，可以再次在生产中试用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
合成气脱硫脱碳脱硫的目的：硫化物是各种催化剂的毒物，对甲烷转化和甲烷化催化剂、中温变换催化剂、低温变换催化剂、甲醋合成催化剂、氨合成催化剂的活性有显著影响。
硫化物还会腐蚀设备和管道，给后面工段的生产带来许多危害。
因此，对原料气中硫化物进行清除是十分必要的。
1.1干法脱硫中国五环化学工程公司(原化工部第四设计院)推荐使用RS - II 型(或RS - III) 活性炭脱除变换气中的H2S。
实际使用中,为提高活性炭的工作硫容,常向变换气中补入一定量的空气,这给后续工序的安全生产留下了一定的隐患。
由于原料煤来源的多样化、劣质化,使得脱硫槽出口的H2S 波动大,脱硫剂更换频繁,工人劳动强度大,亦不经济。
对于甲醇厂,变换气脱硫后,还需精脱硫,干法脱硫净化度不高,将大大提高精脱硫成本。
1.2湿法脱硫由于采用干法变换气脱硫存在硫容低、更换频繁和净化度不高等缺点,越来越多的厂家采用湿式氧化还原法脱除变换气中的H2S ,湿法主要有ADA法、栲胶法、MSQ 法和PDS 法。
1.2.1.栲胶法栲胶法是我国特有的脱硫技术,是使用最多的变换气脱硫技术。
栲胶是由植物的果皮、叶和干的水淬液熬制而成,主要成分是丹宁。
由于来源不同,丹宁组分也不同,但都是由化学结构十分复杂的多羟基芳烃化合物组成,具有酚式或醌式结构。
其脱硫原理如下:碱性水溶液吸收H2S、CO2 :Na2CO3 + H2S NaHCO3 + NaHSNa2CO3 + CO2 + H2O 2NaHCO3五价钒氧化HS- 析出硫磺,五价钒被还原成价钒:2V5 + + HS- 2V4 + + S + H+同时醌态栲胶氧化HS- 析出硫磺,醌态栲胶被还原成酚态栲胶:TQ + HS- THQ + S醌态栲胶氧化四价钒离子,使钒获得再生:TQ + V4 + + H2O V5 + + THQ + OH-空气中的氧氧化酚态栲胶,使栲胶获得再生,同时生成H2O2 :2THQ + O2 2TQ + H2O2德州化肥厂是合成氨联醇厂,原采用干法脱硫,使用过程中,发现干法脱硫硫容低,使用寿命短,更换频繁,流程长,压差大,能耗高。
后采用栲胶法脱硫,脱硫效率的提高,大大延长了催化剂的使用寿命,稳定了生产。
该厂甲醇催化剂使用寿命在1 年以上,氨催化剂使用寿命达2 年以上。
1. 2. 2 MSQ 法MSQ法脱硫催化剂是由苯二酚、硫酸锰及水杨酸按一定比例配制而成,该法于1978 年开始应用于半水煤气脱硫。
MSQ - 2 型脱硫催化剂是在MSQ脱硫剂基础上增加了螯合剂L 及L′,螯合剂L 与Mn2 + 有良好的配位作用,使Mn2 + 不易生成MnCO3沉淀,在脱硫液中能够保持较高的溶解锰含量,从而有利于提高脱硫过程中再生性能。
螯合剂L′与VO2 + 起配位作用,减少VOS 沉淀,不但能降低钒的消耗量,而且有利于发挥V2O5在脱硫过程中吸收H2S 的作用,提高脱硫效率。
河南偃师化肥厂用全低变催化剂进行变换反应,原采用Na2CO3 - V2O5 - HDS - 2 脱除变换气中H2 S ,后采用MSQ - 2进行改造。
MSQ - 2 法脱硫效率提高了3. 4 % ,脱硫药剂费用降低约28 %。
1. 2. 3 PDS 法PDS 脱硫催化剂是酞菁钴磺酸盐系化合物的混合物,主要成分是双核酞菁钴磺酸盐,其脱硫基本原理如下:吸收反应:H2S + Na2CO3 △NaHCO3 + NaHSNaHS + Na2CO3 + ( x - 1) S PDS Na2Sx + NaHCO3再生反应:2NaHS + O2 PDS 2S + 2NaOH2H2O + 2Na2Sx + O2 PDS 2Sx + 4NaOH湖北应城市联碱厂采用PDS 法变换气脱硫.采用栲胶法、MSQ - 2 和PDS 法脱除变换气的H2S ,与干法相比,虽能产生较好的经济效益,但脱硫效率仅80 %左右,不少装置脱硫效率甚至50 %。
原因是这些脱硫方法均由半脱移植而来,虽然变换气脱硫与半脱有着非常相似的基本原理和工艺过程,但工艺条件具有较大差异,用半脱经验处理变换气脱硫问题,当然得不到满意的效果。
1．2．3 MSQ - 3 法MSQ - 3 法是郑州大学庞锡涛结合变换气脱硫的特点,在MSQ、MSQ - 2 脱硫技术基础上发展起来的,配方尚未公开。
河南漯河迎丰化工有限公司于1999 年采用MSQ - 3 进行变换气脱硫。
使用结果表明,脱硫效率提高5 %左右,脱硫药剂费用减少19. 8 % ,但也存在一些问题,主要是溶液中铁含量波动范围大,不易控制。
1.2.4DDS 法DDS 法由北京大学魏雄辉博士开发,脱硫液是对苯二酚和络合铁的碱溶液,用于脱除气体中CO2 、H2S 和HCN ,近年应用于工业生产。
东阿化肥厂于2001 年采用此法进行变换气脱硫。
DDS 法的脱硫效果较好,但因问世不久,实际使用中亦存在一些问题。
江氨公司采用DDS 法变换气脱硫,使用效果与栲胶法相当,但碱耗较大。
1.3小结变换气脱硫的发展趋势是湿式氧化还原法逐步取代干法。
现采用的湿法变换气脱硫技术主要有栲胶法、MSQ 法、PDS 法和DDS 法,以栲胶法为主。
由于变换气中CO2 分压高,因此,变换气脱硫技术有其自身的难度和特点,还需进行更多的研究工作,以提高脱硫净化度。
2.脱碳脱碳目的：各种原料制取的粗原料气，经一氧化碳变换后，变换气中除含氢、氮外，还有二氧化碳、一氧化碳和甲烷等杂质，其中以二氧化碳含量最高。
二氧化碳既是氨合成催化剂的有害物，又是制造尿素、碳酸氢铵、纯碱等化工产品的重要原料，但由于用途不同，不同原料制氨需要脱除的二氧化碳量差别很大，脱碳方法很多。
2.1化学吸收法一、氨水中和原理：NH3+H2O+CO2=NH4HCO3工艺流程：主要设备：碳化塔二、热碳酸钾法：碳酸钾水溶液与二氧化碳的反应如下：可逆反应。
此反应速率较慢，提高反应温度到120～130 ℃，可以得到较快的反应速率。
但在该温度下碳酸钾溶液对碳钢设备有极强的腐蚀性。
(a)加入活化剂DEA（2,2—二羟基二乙胺) 加入DEA改变机理，反应速度提高10-100倍。
(b)碳酸钾溶液对气体中其他组分的吸收。
主要设备：吸收塔和再生塔物理吸收法一、碳酸丙烯酯法(—)基本原理碳酸丙烯酯，是具有一定极性的有机溶剂，对二氧化碳、硫化氢等酸性气体有较大的溶解能力，而氢、氮、一氧化碳等气体在其中的溶解度甚微，各种气体在碳酸丙烯酯中的溶解度如表5—2所示。
由表可见，在25℃和o．1MPn下，二氧化碳在碳酸丙烯酯中的溶解度为3．47m3·m-3，而在同样条件下氢气的溶解度仅为0.03 m3·m-3，因此．可用碳酸丙烯酯从气体混合物中选择吸收二氧化碳。
同时也能吸收H2s和有机硫化物。
研究表明，压力一定时，温度升高二氧化碳的溶解度降低，氢气、氮气等气体的溶解度提高；温度一定时，二氧化碳、硫化氢、氢气、氮气等气体纳溶解度均随压力升高而增大，但氢气、氯气的溶解度与二氧化碳、硫化氢相比要小得多。
(二)工艺条件1．温度由分析可知，温度升高，会使二氧化碳、硫化氢等气体在溶剂中的溶解废下降，对吸收过程不利，而氢氮等气体在碳酸丙烯酯中的溶解度则随温度升高而增加、增大了氢氮气体的损失。
因此，降低温度有利于对二氧化碳的吸收，减少溶剂的循环量，降低贫液泵的电耗、减少氢氮气的损失；同时、还可以降低气体带出的溶剂蒸气量，减少溶剂损失。
但温度低，会增加冷员消耗。
一般夏季温度高一些，冬季温度低一些。
2．压力吸收压力越大，越有利于对二氧化碳、硫化氢等气体的吸收。
使碳酸丙烯酯的吸收能力提高，在气体净化度和碳酸丙烯酯组成、温度一定的情况下，溶剂的循环量减小。
压力过高，会增加设备投资，压缩机的功耗相应增加。
实际生产中，应尽量选择较高压力。
另外脱碳操作压力的确定，还受到氢氮气压缩机型限制。
氢氮气压缩机的参数限定了吸收压力。
例如，采用H12A型氢氯气压缩机的脱碳吸收操作压力可定为2．7MPa，而M 20型氢氮气压缩机操作压力可定为4．3MPa。
3．溶剂贫度溶剂贫度指贫液中残余的二氧化碳的量单位为m3co／m3溶剂。
显然，贫液中残余二氧化碳量越小，气体净化度越高，但残余的二氧化碳的量，受再生方法的限制。
同时，与后继气体的净化方法有关。
小合成氨厂，如净化后工序为铜洗流程，净化气中二氧化碳含量控制在1％左右。
此时，脱碳压力为1．6—4．4MPa 情况下，溶剂贫度应控制在o．1一o．2m3CO·m-3溶剂以下。
24．吸收气液比吸收气液比是指单位时间内进吸收塔的原料气体积与进塔贫液体积之比。
吸收气液比影响工艺的经济性和气体的净化度。
气液比增大，位体积溶剂可处理原料气量也大。
所以，在处理一定原料气量时，需溶剂量就可减少，因而输送溶液的电耗和操作费用就可以降低。
要求达到一定的净化度时，吸收气液比大，则相应降低吸收推动力单位时间内吸收同样数量的二氧化碳就需加大脱碳塔的设计容量。
对于—定的脱碳塔，吸收气液比增大后，净化气中二氧化碳含量增大．影响净化气的质量，所以在生产中应根据净化气对二氧化碳含量要求调节吸收气液比至适宜值。
—般气液比控制在6—12。
(三)工艺流程碳酸两烯酯的脱碳工艺流程，一般由吸收，闪蒸，气提和溶剂回收几部分组成。
由于碳酸丙烯酯价格较高，净化气中饱和的溶剂蒸汽和夹带的溶剂雾沫的回收在经济上十分重要。
因此，流程设置上脱碳吸收过程简单。
而溶剂再生过程比较复杂。
二、低温甲醇洗法低温甲醇洗是20世纪50年代初德国林德公司相鲁奇公司联合开发的一种脱碳方法。
最早用于煤加压气化后的煤气净化。
60年代，随着以重油和煤为原料大型合成氨装置的出现，低温甲醇技术在原料气的净化方面也得到了应用。
基本原理甲醇是一种无色透明的挥发性液体，有剧毒，沸点64．7c，熔点-97．08℃，自燃点在空气中473℃，在氧气中46l℃。
甲醇对二氧化碳，硫化氢，硫氧化碳等酸性气体有较大的溶解能力，而氢、氮、一氧化碳等气体在其中的溶解度甚微，因而甲醇能从原料气中选择吸收二氧化碳、硫化氢等酸性气体，而氢氮损失很小。
图5—13为不同温度下，各种气体在甲醇中的溶解度。
由图可见，低温对气体的吸收有利。
当温度从20℃降至一40℃时，二氧化碳的溶解度约增加六倍，因而，吸收剂用量可减少六倍。
另一方面，氢气、氮气、一氧化碳、甲烷等的溶解度随温度变化很小。
从图中还可以看出：低温下，例如一40一一50℃时，硫化氢的溶解度比二氧化碳高约六倍，这就有可能选择性地从原料气中先脱除硫化氢，而在甲醇再生时先解吸回收二氧化碳。
另外，低温下，硫化氢、硫氧化碳及二氧化碳在甲醇中的溶解度与氢、氮气相比至少要大100倍，与甲烷相比大50倍。
因此，吸收过程中，有效气体损失很少。
流程优点：1．气体的净化度高净化气中总硫含量体积分数在o．I×10-6。