|
| 绵阳江油龙光净化有限公司 |
| 所在地区：
四川/绵阳 |
| 法人代表：宋道太 |
| 公司规模：200人 |
| 成立年份：1991 |
| 经营模式：生产型 |
|
| 联 系 人： |
宋道太 |
| 联系电话： |
0816--3610195 |
| 手 机： |
13778063519 |
| 联系传真： |
0816--3610195 |
| 电子邮件： |
fjc@netsun.com |
| 网 址： |
http://www.sc-lg.cn/... |
| 联系地址： |
四川省江油市金鹏现代城 |
| 邮政编码： |
621000 |
| |
|
 |
|
| 产品搜索 |
|
|
|
|
|
 |
|
| 产品分类： |
化工/催化剂及助剂/吸附剂 |
 |
|
| 出 厂 价： |
|
|
| 主要规格： |
|
|
| 用 途： |
|
|
| |
 在线询盘 打印本页 |
|
| 氧化锌脱硫剂是一种转化吸收型固体脱硫剂。其主要活性组分是ZnO，有时还添加MgO、CuO、MnO2等促进剂及矾土、水泥、纤维素等胶粘剂和发孔剂。氧化锌脱硫剂不仅能脱除H2S，还能脱除一些简单的有机硫化物，但对噻吩转化吸收能力很低。ZnO脱硫剂脱硫精度高，净化气总硫含量可降到0.03mg/m3以下。硫容大，质量硫容高达25%以上，但不能再生。氧化锌脱硫剂使用方便，是一种常用精脱硫剂，也是目前用得最多的一种干法脱硫剂。脱硫机理
(1) 化学反应及热力学数据氧化锌与硫化氢反应生成难于离解而十分稳定的ZnS，从而达到精脱硫的目的，其反应为：ZnO+H2S→ZnS+ H2O ΔH0298= -76.62kj/mol上式中的ZnO与ZnS都为固体,故反应气相平衡常数Kp仅与H2O和H2S的分压有关。氧化锌吸收硫的反应平衡常数见表5-11。根据上式计算出的不同水蒸气浓度及温度对H2S平衡浓度的影响见表5-12。
表5-11 氧化锌吸收硫的反应平衡常数温度/℃Kp=P H2O/ P H2 S 温度/℃Kp=P H2O/ P H2 S 200 2.081×108 360 1.569×106 220 9.494×107 380 1.008×106 240 4.605×107 400 6.648×105 260 2.359×107 420 4.491×105 280 1.268×107 440 3.101×105 300 7.121×107 460 2.185×105 320 4.157×106 480 1.568×105 340 2.514×10-6 500 1.145×105
表5-12 不同水蒸气浓度及温度对H2S平衡尝试的影响H2O/% 平衡浓度H2S(mL/L) 200℃250℃300℃350℃400℃3.3 2.6×10-4 1.7×10-3 0.7×10-2 4.2×10-2 6.5×10-2 1.7 1.3×10-4 0.9×10-3 0.3×10-2 2.1×10-2 3.2×10-2 0.33 2.6×10-5 1.7×10-4 0.7×10-3 4.2×10-3 6.5×10-3 0.17 1.3×10-5 0.9×10-4 0.3×10-3 2.1×10-3 3.2×10-3
许多工业原料气,例如,合成氨原料气,在很多情况下水蒸气含量接近饱和值,常温下为3%～4%,从表5-12可知当H2O为3.3%时,在350℃以上H2S的平衡浓度大于0.03 mL/L，脱硫精度并不高。因为脱硫反应为放热反应，温度升高，其平衡常数减小。
氧化锌脱硫剂除了能脱除H2S还能和某些有机硫反应，其反应为：
ZnO+COS→ZnS+ CO2 ΔH0298= -126.40kJ/mol
4H2+C2H5SH→C2H5+H2S ΔH0298= -0.58kJ/mol
4H2+CS2→2H2S+CH4 ΔH0298= -283.95kJ/mol
ZnO + H2S→ZnS+H2O ΔH0298= -137.83kJ/mol
但氧化锌与有机硫的反应是有限度的，尤其是对于那些分子量大，结构稳定的有机硫化物，反应速度非常缓慢，以致无法实现工业化。试验表明：氧化锌与硫化氢的反应速度与温度成线性函数关系，即温度升高，反应加快。
(2)反应动力学
反应动力学研究表明：硫化氢和氧化锌的反应对P H2 S而言为一级反应，其速度常数可按下式计算：
K=9.46×10-2exp(-7236/RT)
在氧化锌脱硫进程中,硫离子必须扩散进入晶格才能使氧离子向固体表面扩散。由于六方晶体系的氧化锌转化成了等轴晶系的硫化锌，使脱硫剂晶体结构发生了变化。较大的硫离子取代原来氧离子的位置使孔隙率明显下降。在脱硫剂表面示形成ZnS膜后受晶格扩散控制，此时H2S就较难通过表层ZnS与体相ZnO反应。较大的比表面积与合适的孔结构有利于氧化锌与硫化氢之间的反应，提高脱硫效率。
国内前后开发出20多种氧化锌脱硫剂，其温度范围涉及高温、中温、低温和常温。应用范围有天然气、油田气、轻油、甲醇合成气、丙烯、二氧化碳、制氢和制氨原料气等。T305型氧化锌脱硫剂是应用最为广泛的一种脱硫剂，其适应性强，能耐高汽/气比，穿透硫容大，净化度高。市场占用率为70%~80%。
氧化锌脱硫剂高温下的硫容较高，如250℃一般可达25%左右，常温下的硫容(质量)一般仅为10%左右。但在常温下H2S脱除精度较高可达0.03mL/m3，而高温下脱除H2S的精度却只有0.2mL/m3。氧化锌脱硫剂其精脱COS、CS2的硫容不高，只有2%~3%。氧化锌精脱硫剂的脱硫成本高于氧化铁和活性炭精脱硫剂，因此近年来在国内，常温氧化锌脱硫大多已被氧化铁精脱硫一般在1.30~1.45kg/L，目前已降到1.0kg/L以下。FZ-2型宽温型脱硫剂其硫容较高。
失活氧化锌脱硫剂不能再生，但可以此为原料制氧化锌脱硫剂，其将其回收制成含锌肥、涂料、橡胶填料以及医药工业原料等，以降低生产成本和使资源充分利用。
金属氧化物与H2S结合的能力顺序为：CuO>ZnO>NiO>CaO>MnO>MgO.
所以有些常温脱硫剂加CuO等来提高其脱硫能力。
NCT2000型肮煤常温精脱硫催化剂，以特殊加工的活性氧化锌为主要活性组成。主要用于肮空煤油的精制脱硫，可脱除10-4的硫化氢与元素硫以确保肮空煤油的银片腐蚀指标达标。它可在零度以上的室温操作，使用压力为常压~10MPa,入口H2S含量(体积分数)小于2×10-6，入口S含量(体积分数)小于0.5×10-6。此催化剂在渐江镇海炼化股份有限公司使用时，使肮空煤油从入口的银片腐蚀Ⅱ级降为出口的零级。
T312型锌锰脱硫剂适用于以重油或渣油裂解气或以煤为原料的含成氨工艺中，如新疆化肥厂。其堆积如山密度约为1.1~1.3kg/L，侧压强度为40N/cm，可在0.1~4.0MPa，200~400℃，1000～3000h-6(1～6h-1液时空速)工艺条件下使用。入口S含量为200mg/m 3。此催化剂对CS2、COS等有机硫具有转化有吸收的能力。
国内主要工业用氧化锌脱硫剂分别见表5-13和5-14，国外工业用主要型号氧化锌脱硫剂见表5-15.
ICI86-1和ICI86-2是ICI75-1的改进产品，具有水解和吸收H2S能力。其硫容为180~200kg/ m 3。ICI86-2在100℃可将C O2中的COS6~0.06mg/ m 3和300mg/ m 3的H2S脱至0.1mg/ m 3以下。
典型的氧化锌脱硫剂的制备方法为混捏法。将活性氧化锌与定量的发孔剂、胶粘剂等混合后碾匀再加水捏合，挤条成型后经干燥、焙烧而成。常用助催化剂有MnO2等，发孔剂有羟甲基纤维素、碳酸锌或仳学糨糊。胶粘剂有氧化镁或矾土水泥等。氧化锌脱硫剂多呈条形，焙烧温度的高低对活性氧化锌的物化性能影响较大，参见表1-16。NCT305型脱硫剂的制备工艺见图5-8.
表5-13 国内工业用主要高温型氧化锌脱硫剂型号T303 T304 CT304 T304-1 T305 CT305 NCT305 KT-3 FZ-2 外型尺度/mmΦ4×(4~10)条Φ5×(5~15)条Φ4×(4~15)条Φ4×(4~15)条Φ4×(4~10)条Φ4×(4~12)条Φ4×(4~15)条Φ4×(5~10)条Φ4×(4~10)条堆密度/(kg/L) 1.30~1.45 1.15~1.35 1.2~1.4 1.15~1.35 1.1~1.3 1.0~1.3 1.0~1.3 1.0~1.3 比表面积/(m2/g) 10~20 10~20 28 30 >40 30~60 侧压强度/(N/cm) ≥25≥24.5≥40≥40≥40≥40≥40≥40 磨耗率/% 98 >90 >88 >98 >95 >98 >95 >85≥90 使用压力/MPa 0.1~5 0.1~4 0.1~4 0.1~4 0.1~4 0.1~4 0.1~4 使用温度/℃200~400 350~380 350~400 350~400 200~400 200~400 200~400 200~400 200~400 气时空速/ h-1
表5-14 国内工业用低、中温型氧化锌脱硫剂型号T302 T306 T308 CT307 KT311 T307 KT310 NCT310 QTS-01 外型尺度/mmΦ4×(3.5~4.5条Φ5×(5~10)条Φ4×(4~10)条Φ3×(4~10)条Φ5×(5~15)条Φ5×(5~15)条Φ5×(5~15)条Φ5×(4~15)条Φ4×(5~10)条堆密度/(kg/L) 0.8~1.0 1.1~1.3 0.8~1.0 1.0~1.1 0.9~1.0 1.1~1.3 0.9~1.0 0.7~0.9 0.8~0.95 比表面积/(m2/g) 35~60 30~50 70约100 >40 30~50 70~100约110 80~100 侧压强度/(N/cm)≥20≥50≥50约40≥50≥50≥50≥50≥60 ZnO/% 80~85 >90 >80 >80 >85 >90 >70 >80 使用压力/MPa >2.0 0.1~4.0 0.1~3.0 0.1~3.0 0.1~4.0 0.1~4.0不限0.1~4.0 0.1~5.0 使用温度/℃200~350 180~400 120~300 200~250 100~400室温室温室温30~40 气时空速/ h-1 3000≤3000 2000 1000~3000≤3000 ≤1000 1000~2000≤2000 液时空速/ h-1 1~6≤5≤3 1~6≤5 入口硫浓度/(µg/g) 10
表5-15 国外氧化锌脱硫剂型号CT-2 G72-D ICI-32-4 ICI-75-1 R5-10 HTZ-3 34-H NT48 CDZ-6E 公司UCI(美) UCI(美) ICI(英) ICI(英) BASF(德) Topsoe(丹麦) THAII(俄)日本化学PDIL(印度) ZnO/% 80 90 95 99 90 82 95 其他组分AI2O3 AI2O3 AI2O3 MgO Fe2O3,AI2O3 外型尺度/mmΦ4×(8~8)条Φ5球Φ(3~5)球Φ(3~5)球Φ4条Φ4条Φ5条Φ5条Φ3条Φ3.5球堆密度/(kg/L) 1.12 1.04 1.1 0.84 1.4 1.4 1.2~1.3 1.0 1.2~1.3 比表面积/(m2/g) 30 41 25 85 19 7 35 30~35 侧压强度/(N/cm) 70 70 20N/颗20N/颗20~30 >20 80~140 50 30 压力/MPa 0.1~5 0.1~5 0.1~5 0.1~5 0.1~5 0.2~5 0.1~4 3~5 温度/℃200~450 30~450 350~450 150 200~400 200~400 360~380 320~400 350~400 空速/ h-1 1000~1500 硫容/% 18 17~20 18~25 20 25 25 25 25
表5-16 焙烧温度对活性氧化锌的物化性能影响焙烧温度/℃比表面积/(m2/g)硫容/%堆密度/(kg/L)电境结果600 38.8 19.72(800℃) 0.84块状粒径约0.1µm,少量棒状或极少块状,粒径约0.02µm 400 79.9 20.25(450℃) 0.49
23.62(380℃)
对发孔剂的要求是:发孔剂分解温度不宜过高,热分解时,发孔速度不宜过快,分解应完全,本身及分解产物均无毒,且与脱硫剂中其他组分不发生反应.碳酸锌发孔热分解后产生的ZnO是脱硫剂的主要组分,其晶粒细,比表面积大.而羧甲基纤维素和化学糨糊则起粘结和润滑作用,便于挤条成型,热分解时又同时起了造孔的作用.
氧化锌脱硫剂的机械强度是一个重要的指标,而机械强度在很大程度上取决于脱硫剂制造时所用的胶粘剂.常用胶粘剂有氧化镁、羧甲基纤维素和化学糨糊,它们能增加脱硫剂原料粉末和水的亲和力,使脱硫剂表面平整、光滑且易于成型.但是,它们又不单纯是胶粘剂,因为在高温下它们能完全分解并起造孔的作用,但其用量不宜过多.焙烧温度与胶粘剂和发孔剂的性质有关,一般略高于其物态不再变化时的温度即可.使用问题
在350～400℃下,用Co-Mo加氢催化剂将原料气中的各种有机硫转化成H2S,再由氧化锌脱硫剂精脱H2S,将总S含量脱至0.5×10mL/m3.这一传统的原料气精脱硫工艺在大型制氢、制氢厂中已经应用了几十年.氧化锌脱硫剂平均寿命已达3.5年.在CO含量小于3%,水/气之比为(1～1.5):1及200～260℃的低催化剂之前和CO为25%、H2为64%、200～240℃的甲醇催化剂之前，可单独采用氧化锌脱硫剂。它也可用于含少量H2S及RSH的天然气等原料，于300～400℃时进转化炉之前。氧化锌脱硫剂的复合使用情况如下。
① 与活性炭脱硫剂相串联可适用于硫含量较高的天然气等原料。
② 与Co-Mo加氢脱硫剂相串联适用于脱除含复杂有机硫的气、液态烃类原料。
③ 与Co-Mo加氢脱硫、湿法脱硫、加氧化锌脱硫可用于脱除有机硫较高的气态烃原料。
④ 预加氢转化-汽提-加氢转化-氧化锌脱硫可用于总有机硫较高的液态烃。
⑤ 铁锰脱硫剂和氧化锌适用脱硫剂配合可用于脱焦炉气等原料中的有机硫。
⑥ 湿法脱硫-氧化锌适用于重油及由煤部分氧化法所得煤气。
⑦ 中湿氧化铁脱硫剂-氧化锌用于城市煤气甲烷化。
⑧ 常温氧化铁-氧化锌用于二氧化碳精脱硫。
⑨ COS水解-氧化锌用于煤及重油甲醇合成气。
⑩ COS水解-湿法脱硫-氧化锌，可用于煤及重油制合成气。
⑾氧化铁-COS水解-氧化铁-氧化锌，用于F-T合成油的净化。
在使用中降低反应温度，增大空速，提高水汽含量均会使氧化锌脱硫剂量的硫容下降。工艺气中的硫化物形态和浓度对硫容也有一定影响。
在脱硫过程中当CO含量过高，O2含量超标时会发生以下副反应：
析炭反应 2CO→C+CO2 ΔH0298= -172.50kj/mol
CO+H2→C+ H2O ΔH0298= -131.47kj/mol
CH4→C+2 H2 ΔH0298= 76.20kj/mol
燃烧反应 C+O2→CO2 ΔH0298=- 393.80kj/mol
2H2+O2 →2H2O ΔH0298=-242kj/mol
2CO+ O2 → 2CO2 ΔH0298=- 283.20kj/mol
甲烷化反应CO+3H2 →CH4+ H2O ΔH0298=- 206.29kj/mol
CO2+4H2 → CH4+2 H2O ΔH0298=- 165kj/mol
某厂将氧化锌脱硫槽置于中变炉前，净化气含30%～35%的CO，36%～39%的H2，应置于1.9MPa下的半干水煤气脱硫气氛中。由于CO含量较高，入口温度控股在300℃以上，致使发生析碳和燃烧反应。在470℃以上操作还可能诱发甲烷化反应，出现温度的突升如从470℃升至648℃和667℃。
因此为避免发生燃烧副反应和引起氧化锌的硫容下降而影响脱硫效果，原料气中的O2含量应不大于0.5%。原料气中的氯和砷会使氧化锌脱硫剂发生毒害作用，尤其是氯还会破坏其结构。
|
| 所在地区: |
四川/绵阳 |
| 联 系 人: |
宋道太 |
| 联系电话: |
0816--3610195 |
| 手 机: |
13778063519 |
| 联系传真: |
0816--3610195 |
| 电子邮件: |
fjc@netsun.com |
| 公司网址: |
http://www.sc-lg.cn/ |
| 地 址: |
四川省江油市金鹏现代城 |
| 邮 编: |
621000 |
| |
|
|
|
