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有机硫的脱除方法

发布时间:[ 2022-06-09 08:58:19]

本文介绍了环保去除气体中有机硫的各种方法,并了湿法去除硫化氢复合铁脱硫催化剂脱硫化氢的效果。试验说明SY在去除硫化氢的同时,复合铁脱硫催化剂还可以去除有机硫(主要是基硫),其去除效率可达85%以上。

复合铁、脱硫催化剂、有机硫

目前,焦炉气、水气、天然气和石油气广泛应用于化工生产和日常生活中。由于原料和工艺不同,硫化物的种类和含量也不同。一般来说,硫化物可分为无机硫和有机硫,主要指硫化氢(H2S),有机硫包括基硫(COS)、二硫化碳(CS2)硫醇和硫醚。硫化物的存在会给工业生产和人民生活带来各种危害。COS有机硫主要存在于工业气体中,其化学活性比H2S小,酸性和极性比H2S弱,所以,去掉H2S该方法不能有效地完全去除COS,只有解决COS只有这样,工业气体的总硫才能降低到环保要求。酸性气体处理过程中,COS目前,主要的脱硫技术是氢还原法、水解转化法、有机胺吸收法、固态吸附法和液相吸收法。

1 加氢还原法

主要用于石化工业H2还原COS生成H2S一种方法,又称加氢转化法,是将COS有机硫化合物转化为有机硫化合物H2S反应原理如下:


常用的加氢转化催化剂有Co—Mo系、Ni—Mo系和Ni—Co—Mo系等,以负载为主γ—Al2O3载体上的Co—Mo催化剂是较常用的。Ni—Mo系和Ni—Co—Mo适用于石油炼制中碳氧化物含量高、烯烃含量高的加氢转化过程。Fe—Mo系适用于CO焦炉气中有机硫的加氢转化过程小于8%,烯烃体积小于5%。

加氢转化法的优点是转化率高,如石油裂化气COS体积分数从1×10-3降低到4×10-8,但Co—Mo—Al2O催化剂价格高,需要在较高的操作温度下使用COS转化成H2S,再由高温ZnO在这个过程中容易带来冷热病,并有一定的副作用。

2 水解转化法

方程式如下COS水解转化为易于去除的水解H2S,它具有反应温度低、不消耗氢源、副作用少等优点。COS目前,水解技术已成为一个非常活跃的研究领域。外国研究始于20世纪60年代COS20世纪70年代末,中国也开始开发水解催化剂。研究主要集中在两个相互促进的方面:一方面是水解催化剂的研发;另一方面是反应动力学和反应机制的研究。反应动力学和反应机制的研究不仅为反应器的设计提供了理论依据,而且有助于人们开发具有高活性和良好性能的水解催化剂。


COS开发催化剂是水解技术的关键,COS水解中使用的固体催化剂主要包括Al2O3基、TiO2基及其混合物浸渍一定量的碱金属、碱土金属和过渡金属。虽然文献中提出了许多催化剂的改进配方,但在工业应用中仍然存在Al2O以三基催化剂为主。

催化剂的活性和使用寿命不仅与催化剂的成分、扩散性和孔径分布有关,还受反应组成和反应温度的影响。研究发现,COS随着催化剂碱性和水解反应速度的增加,催化剂活性的增加与浸渍离子的类型和数量有关。原料气体SO2、CO2、O2.水蒸气等COS在催化剂表面的碱性中心竞争吸附,防止COS另一方面,吸附和水解SO2与O2共存会导致催化剂硫酸盐化,毒害催化剂碱性中心,降低活性。

333 吸收有机胺溶剂

主要是根据COS醇胺溶液与胺反应的性质COS实现化学反应。较常用的吸收方法是用烷基醇胺吸收COS,其水溶液呈碱性,能吸收酸性气体。一乙醇胺是工业上去除酸性气体的烷基醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、甲基二乙醇胺(MDEA)等。MEA、DEA碱性强,与酸气反应快,价格相对便宜,但脱硫选择性差,易降解,易腐蚀,能耗高。自20世纪80年代以来,DIPA、MDEA逐步进入工业应用,特别是MDEA选择性高,能耗低,抗降解能力强,应用广泛。

烷基醇胺多用于处理H2S和COS与此同时,天然气和炼厂气也存在COS去除率不高,因此需要开发新的脱硫溶剂系统来有效吸收H2S同时,也有更高的COS去除率。混合胺已成为醇胺脱硫溶剂技术的主流,优化和系列溶剂配方;另一种方法是添加一些物理溶剂,以增加溶解度,提高选择性,减少碳氢化合物的溶解和腐蚀。此外,它还可以使用COS从气体中去除氨和许多胺很容易反应COS。

4 液相吸收法

目前,以复合铁脱硫催化剂为代表的有机硫也可部分去除湿氧化法脱硫,反应如下:



因此,在复合铁脱硫催化剂的作用下,不仅可以去除无机硫,还可以部分去除有机硫,并复合铁催化剂的脱硫效率。试验条件如下:碱液:10g/L;温度:40℃;气速:100ml/min;络合铁催化剂浓度:100ppm;入口碱硫浓度:70000ppm。

4.1 不同碱度对有机硫去除效果的影响

随着碱浓度的增加,有机硫的去除效果逐渐提高。

4.2 不同碱液量对有机硫去除效果的影响


随着碱液量的增加,有机硫的去除效果逐渐提高。

4.3 不同催化剂浓度对有机硫去除效果的影响

随着催化剂浓度的增加,有机硫的去除效果相对稳定。

试验表明,复合铁脱硫催化剂下,复合铁脱硫催化剂对基硫的脱硫效率可达80%以上。


在实际应用中,复合铁脱硫催化剂无机硫和有机硫得到了证明。四在改进水气有机硫转化生产过程中,COS浓度为300~600ppm之间,采用湿法脱硫、中温水解、常温水解、特种活性炭去除。COS<200ppm,这导致实际生产和设计不一致。络合铁SY-01型脱硫催化剂去除后H2S还有水煤气COS控制在200ppm以下设计要求保证了生产的连续性,延长了中温水解剂的使用寿命。

硫分析数据表1 在正常状态下(ppm)


脱硫液中Na2CO3为5~9克/升,络合铁25ppm左右。

5 总结

以基硫为例,介绍了气相中有机硫的各种去除方法,并通过试验确定SY去除复合铁脱硫催化剂(H2S)同时,它还具有去除有机硫的高特性,并在脱硫过程的实际应用中得到证实。它一直是去除有机硫较经济、较简单的方法,值得推广。

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