一种合成氨碳化系统的脱硫方法技术方案

本发明专利技术公开了一种合成氨生产碳化系统的脱硫方法，向碳化系统按１０～３８ｇＺｎ／ＫｇＨ↓［２］Ｓ的量加入脱硫剂锌粒，在０～６５℃及氨浓度为５０ｔｔ～２００ｔｔ条件下生产含锌离子的浓氨水，然后在碳化塔内于２５～５０℃的温度下和０．５－０．８ＭＰａ的压力下，将硫化氢脱除至含量为２ｐｐｍ以下，本发明专利技术解决了碳化设备化学腐蚀、碳酸氢铵结晶小及颜色灰黑等问题，具有投资少、操作成本低、流程简单、易于操作等优点，适合于合成氨碳化系统脱硫，尤其适合于碳酸氢铵生产厂家实施。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种合成氨碳化系统的脱硫方法本专利技术涉及一种合成氨碳化系统的脱硫方法，尤其是一种碳酸氢铵生产的合成氨碳化系统的脱硫方法。在现有技术中，碳酸氢铵生产的合成氨原料气经一次脱硫及CO的变换反应后，变换气中含有约28％的CO2和0.1g/M3～0.4g/M3的硫化物进入碳化系统，用合成送来的气氨制成180tt～200tt浓氨水吸收变换气中CO2和大部分硫化物，生成的碳酸氢铵作为产品。离开碳化工段的气体中CO2含量应少于0.2％(体积)，H2S含量应少于0.01g/m3。碳化系统在净化硫化氢过程中，不但设备管道腐蚀，而且系统生成的FeS使肥料结晶变细，水份含量高，肥料颜色黑。为了满足合成氨生产需要，必须将碳化后气体的硫化氢含量脱至2PPM以下。目前，广泛采用碳化后串干法脱硫，即用活性炭、氧化锌、氧化铁脱硫，水解脱硫剂作吸附剂脱硫，活性炭及氧化铁硫容较低，因此用量大、更换频繁；使用氧化锌脱硫及水解脱硫，虽然净化度高，但工艺复杂且成本高。山西省化工研究院于1978年发表的在碳化氨水中使用FeSO4脱硫法，利用FeSO4电离出的Fe++和HS-生成溶度积较小的FeS沉淀，以增加气相中硫化氢转入到液相中的平衡推动力，来达到提高原料气净化度的目的，具有较好的脱硫作用，但其对设备腐蚀严重且碳酸氢铵产品结晶小、水份高且颜色呈灰黑色。本专利技术的目的在于提供一种新的脱硫方法，即相应提供一种新的脱硫剂，将变换气的H2S含量降低至2PPM以下，并防止碳化系统设备腐蚀和生产出质量优异的碳酸氢铵产品。为了达到上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案：即采用锌氨脱硫法除去变换气中的H2S，过程包括：(1)向碳化系统按10～38gZn/KgH2S的量自吸氨系统的净化器加入锌粒，在0～65℃、氨浓度为50tt～200tt条件下生成含锌离子的-->浓氨水，然后(2)送至碳化塔，在温度为25～50℃、压力为0.5～0.8MPa条件下吸收二氧化碳，将硫化氢脱至2PPM以下。本专利技术较好的技术方案可以是：脱硫剂锌粒的加入量为20～30g/KgH2S，此加入量效果最好，锌粒的加入量不要过高或过低，锌的加入量若低于10g/KgH2S，脱硫化氢的效果差，且造成腐蚀设备，产品质量也受到很大影响，其结晶小、含水量高且颜色变得灰黑。此外，没有必要加入过多的脱硫剂锌粒。本专利技术较好的技术方案还可以是：在一次循环吸氨排管出口处、二次循环吸氨排管出口处或母液槽出口处其中之一处加入脱硫剂锌粒，即可以将净化器(5)装至如图1所示的一次循环吸氨排管(4)、二次循环吸氨排管(9)或母液槽(1)之一的出口处，向净化器(5)中加入计量的锌粒，均可达到较好的脱硫效果。但其工艺控制条件有所不同，即温度和氨浓度不同，具体数据列于表1。          表1  三种加锌部位工艺条件    加锌部位反应温度  (℃)  氨浓度  (tt)一次循环吸氨排管出口  28-65 150-170二次循环吸氨排管出口  30-45 180-200母液槽出口  0-50 50-100与现有技术相比，本专利技术具有以下明显的优点：1、本专利技术使用的脱硫剂锌比铁的电负性低，在氨水中较铁更易发生电化学反应(Zn的电极电位-1.245V，Fe的电极电位-0.877V)，锌在氨水中能和溶解氧反应并将氧除尽，有效抑制碳化设备及管道发生化学腐蚀。2、除氧生成物Zn(OH)2很容易生成溶解于氨水中的氨络合物，锌氨络合物离解出的Zn++能和氨水中NH4HS电离出来的HS-反应生成比FeS溶度积更小的ZnS沉淀，氨水中基本不存在HS-，极大提高了氨水脱硫能力，使碳化后气体中的硫化物含量在2PPM以下。3、使用锌脱硫生成的硫化物是白色沉淀，提高了产品碳酸氢铵的外观质量。-->4、本专利技术的流程简单，易于操作，可以根据变换气中硫化物含量的高低，任意调节加锌量，确保碳化后气体中的硫化物净化度不受变换气中硫化物升高的影响。5、本专利技术的实施投资少，操作费用低。生产能力为5万吨/年的合成氨厂，要保证脱硫达2PPM以下，用锌氨法脱硫投资为1万元左右，而采用其它方法总投资达150万元左右；本法每吨氨脱硫费用为0.15～0.20元，即每吨氨耗锌不足30克，是其它任何脱硫方法无法比拟的。以下对本专利技术的附图作出说明。图1是本专利技术的工艺流程示意图，所示的加锌部位在一次循环吸氨排管出口处。图中，方框内的1是母液槽，2是一次吸氨泵，3是一次高位吸氨器，4是一次循环吸氨排管，5是净化器，6是循环槽，7是循环氨水泵，8是二次高位吸氨器，9是二次循环吸氨排管，10是浓氨水槽，11是浓氨水泵，12是碳化副塔，13是碳化主塔，14是稠厚器，15是离心机，16是碳化综合塔。其物料走向参看圆圈内编号，圈内编号1是来自三气回收氨水，2是低碳化度稀氨水，3、4是混合母液，5、6、7、8、9是除氧后含锌氨水，10、11、12、13是二次循环浓氨水，14是予碳化液，15、16是含碳酸氢铵的碳化液，17是母液，18是碳酸氢铵，19是变换气，20是主塔出口气，21是副塔出口气，22是碳化后原料气，23、24是合成氨送来的气氨。以下通过具体的实施例对本专利技术作进一步详细的描述。实施例1  将脱硫剂锌粒按13gZn/KGH2S的量自净化器(5)加入，净化器(5)装在一次循环吸氨排管(4)出口处，从吸氨排管出来的浓度为150tt～170tt、温度为30～60℃的浓氨水进入净化器(5)发生反应后，进入氨水循环槽(6)，用循环氨水泵(7)再次送入高位吸氨器(8)，继续吸收从合成氨岗位送来的气氨，制成180tt～200tt的浓氨水，经二次循环吸氨排管(9)冷却后送入浓氨水槽(10)，用浓氨水泵(11)将不含溶解氧，仅含〔Zn(NH3)4〕++和Zn++的浓氨水送至压力为0.5～0.8MPa的碳化副塔(12)内，吸收碳化主塔(13)出口气中二氧化碳和硫化氢，出碳化副塔(12)的予碳化液进入碳化主塔(13)继续吸收变换气19中的二氧化碳和-->硫化氢，在碳化主塔(13)内生成碳酸氢铵，含碳酸氢铵的碳化液15进入稠厚器(14)静置一段时间，然后将含碳酸氢铵碳化液放入离心机(15)，分离出产品碳铵18，母液17进入母液槽(1)内和综合塔(16)来的低碳化度稀氨水混合后，用一次循环泵(2)送至一次高位吸氨器(3)吸收从合成氨岗位送来的气氨23，制成150tt～170tt的浓氨水经一次循环排管(4)冷却至28～65℃进入净化器(5)中，开始新一轮循环。气本流程：由变换岗位送来的含二氧化碳28％，硫化氢0.1～0.4g/M3的变换气进入碳化主塔(13)，进行脱碳脱硫反应，主塔(13)出口气进入副塔(12)用浓氨水继续吸收其中的CO2和硫化氢，出副塔(12)的气体进入碳化综合塔(16)用三气回收来的稀氨水继续吸收尾气中的二氧化碳及硫化氢，出综合塔(16)的原料气中二氧化碳含量低于0.2％，硫化氢含量低于2PPM送后工段进行净化和氨合成。本实施例的工艺控制及产品质量见表2。实施例2～6：净化器(5)与实例1同装在一次循环吸氨排管(4)出口处，操作方法同例1，工艺控制及产品质量见表2。实施例7～9：净化器(5)装在二次循环吸氨排管(9)出口，基本操作方法同例1，工艺控制及产品质量见表2。实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合成氨生产碳化系统的脱硫方法，向碳化系统中加入适量的脱硫剂，在一定的温度和氨浓度条件下脱硫，本专利技术的特征在于采用锌氨脱硫法，过程包括：（１）向碳化系统按１０～３８ｇＺｎ／ＫｇＨ↓［２］Ｓ的量自吸氨系统的净化器加入锌粒，在０～６５℃、 氨浓度为５０ｔｔ～２００ｔｔ条件下生成含锌离子的浓氨水，然后（２）送至碳化塔，在温度为２５～５０℃、压力为０．５～０．８ＭＰａ条件下吸收二氧化碳，脱去硫化氢至含量为２ＰＰＭ以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1、一种合成氨生产碳化系统的脱硫方法，向碳化系统中加入适量的脱硫剂，在一定的温度和氨浓度条件下脱硫，本发明的特征在于采用锌氨脱硫法，过程包括：(1)向碳化系统按10～38gZn/KgH2S的量自吸氨系统的净化器加入锌粒，在0～65℃、氨浓度为50tt～200tt条件下生成含锌离子的浓氨水，然后(2)送至碳化塔，在温度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓得顺，
申请(专利权)人：邓得顺，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]