一.產(chǎn)品概述:
各種工業(yè)化的脫硫都具有普遍性,盡管對(duì)質(zhì)量.指標(biāo)的要求有所不同,但是在對(duì)脫硫的效率和脫硫的范圍上,卻要求越來越高。今天企業(yè)追求高質(zhì)量產(chǎn)品.率,必須同效益起來,那么就必須對(duì)降低成本,延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命.環(huán)境保護(hù)等方面有深刻的認(rèn)識(shí),尤其以含硫高的煤和石油等作為化工生產(chǎn)的原材料時(shí),其解決的迫切性就更為突出。脫硫工藝要求使用的脫硫劑,應(yīng)具有效率高.作用范圍廣.用法簡(jiǎn)單.成本低.安全無害和綜合效益多等特點(diǎn),才能獲得廣泛地應(yīng)用。然而,在我國(guó)的工業(yè)脫硫中,目前較為普遍采用的諸多脫硫劑,都不能同時(shí)具備上述特點(diǎn)(如ADA法.MSQ法.栲膠法.FD法.KCA法等)。較為*的pds濕法脫硫劑卻能改善現(xiàn)狀,彌補(bǔ)現(xiàn)有脫硫劑的不足。在產(chǎn)品性能上有獨(dú)到之處,使用PDS濕法脫硫劑所產(chǎn)生的綜合效益也是其它脫硫劑*的。PDS脫硫劑適應(yīng)了企業(yè)的技術(shù)改造,生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大及增加產(chǎn)品品種的需要,把脫硫工藝提高到一個(gè)新的水平。值得強(qiáng)調(diào)的是,PDS濕法脫硫劑具有脫硫效率高、在脫無機(jī)硫的同時(shí)也能脫有機(jī)硫、溶瀉硫的能力強(qiáng)、綜合效益高四大特點(diǎn),這在脫硫工藝中具有特殊的意義。尤其在脫硫過程中(以合成氨廠為例)普遍存在著沉積硫和附著硫,液體混濁,懸浮硫不易清除的現(xiàn)象,輕者影響脫硫,動(dòng)力消耗大;重者產(chǎn)生堵塔,嚴(yán)重影響生產(chǎn),這個(gè)脫硫問題困惑企業(yè)多年,終得不到*解決。目前,在化肥生產(chǎn)中面臨原材料價(jià)格上漲,運(yùn)費(fèi)提高,為了降低生產(chǎn)費(fèi)用,有的廠不得使用產(chǎn)地較近.價(jià)格較低的但含硫較高的煤作為生產(chǎn)原材料,這就給脫硫帶來了新的問題;有的企業(yè)擴(kuò)大了生產(chǎn)能力,增加生產(chǎn)品種(如甲醇.尿素等)對(duì)殘硫量要求很嚴(yán)格,要求總脫硫率高(包括脫H2S、有機(jī)硫和高硫),那么選用什么樣的脫硫劑就十分重要了。好的脫硫劑,不但脫硫好、成本低、還能節(jié)氨(堿)、節(jié)能、節(jié)銅等綜合效益的增加,特別是解決了堵塔、沉積附著硫及再生溶液的問題,延長(zhǎng)了設(shè)備維護(hù)周期和設(shè)備使用壽命,有利于后工段觸媒的再生期等等,表現(xiàn)出與眾不同的*性。
TTS-ⅡPDS題,是目前較為理想的脫硫催化劑。
二.基本原理
PDS脫硫催化劑系磺化酞菁鈷系列有機(jī)高分子類化合物。酞菁類化合物是以多種金屬離子為中心的一大類有機(jī)高分子配位化合物的總稱。它們具有許多特殊性質(zhì),如具有特定顏色、性質(zhì)穩(wěn)定、不在酸堿介質(zhì)中發(fā)生變色或分解、對(duì)熱也較穩(wěn)定;若帶上親水基團(tuán),水溶性也顯著增加,這類化合物無毒,它們對(duì)硫化物具有催化氧化活性。
不少研究結(jié)果證明,對(duì)硫化物的催化氧化活性,是許多金屬離子對(duì)負(fù)二價(jià)硫離子S2- 的氧化,雖然有較大活性,然而,都因它們對(duì)硫化物的溶度積過小而無實(shí)際意義。在有機(jī)金屬化合物中磺酸酞菁鈷鈉卻具有很強(qiáng)的催化氧化活性。
脫硫催化劑是在具有一定PH值范圍的液態(tài)介質(zhì)(氣-液相或液-液相)中發(fā)揮催化作用的。酞菁類金屬化合物之所以能具有很高的催化氧化活性,這是與它的分子組成中即含有特定電荷.半徑和外層電子構(gòu)型的正二價(jià)鈷離子有關(guān),同時(shí)又與多氮密切著看的,即與二價(jià)鈷離子可在配位體中形成特殊的多電子大K鍵有關(guān)。當(dāng)適當(dāng)?shù)馗淖兎肿又凶鳛橹行碾x子的正離子的種類和數(shù)量時(shí),就將使配位場(chǎng)力的分布重新得到調(diào)整。因而它的催化活性也將發(fā)生相應(yīng)地向著提高的方向改變。
三.作用機(jī)理(可概括為四步)
1PDS脫硫劑在堿液中將溶解的O2吸附而活化;
2.在此后,遇到H2S等含硫化合物時(shí),將硫化物吸附到高活性的大離子微觀表面。這時(shí)硫化物的分解和氧的分解將形成新化合物分子。這一過程的活化能較吸附前大為降低。因而,在常溫常壓下,便由原來的吸攜活化氧將含硫化合物氧化。產(chǎn)物大部分為硫和多硫化合物,同時(shí)也有硫代硫酸鹽或二硫化物形成;
3.新產(chǎn)物從活性大離子的微觀表面上解析離去.
4.此時(shí)原催化液中的活性大離子,經(jīng)重新攜氧而再生.如此反復(fù),只要活性大離子保留在催化液中,不被其它物質(zhì)俘獲或溢出系統(tǒng)外,催化劑的使用壽命將是相當(dāng)長(zhǎng)久的.
四.化學(xué)反應(yīng)原理
1.脫除H2S原理:
吸收反應(yīng): H2S(氣相)=H2S(液相)
H2S(液相)+Na2CO3 = NaHS+NaHCO3
NaHS被攜氧的催化劑吸附,在催化劑作用下和氧起反應(yīng).
NaHS +1/2 o→ NaOH+S
生成的單質(zhì)硫被吸附在催化劑表面,可以和其它硫形成多硫鏈.催化劑吸硫的表面可以是釋放氧后的空位,也可以是再生時(shí)未被*脫除的吸附硫.再生過程:再生時(shí)大量氧接觸催化劑,催化劑表面的單質(zhì)硫被置換脫落,在空氣作用下形成泡沫,上浮到液面被分解除去.因此,在再生操作時(shí),必須保證有足夠的空氣量,并使氣液充分接觸,同時(shí)要認(rèn)真搞好過濾除硫工作,使循環(huán)溶液中盡量少含懸浮硫.
2.脫除有機(jī)硫原理
吸收反應(yīng) RSH+Na2CO3 ═ RSNa+NaHCO3
COS+Na2CO3 ═ Na2CO2S+CO2
CS2+Na2CO3 ═ Na2CO2S+CO2
氧化反應(yīng) 2RSNa+1/2O2+H2O →RSSR+2NaOH
Na2CO2S+1/2O2 →S+Na2CO3
Na2COS+1/2O →S2+Na2CO3
催化劑在脫有機(jī)硫方面的原理和脫H2S的基本原理是相同的,但是,不同硫化物因性質(zhì)上的差異影響脫硫效率.溶解度的不同.氣相的硫化物首先要溶解在液相中,才能進(jìn)行下一步吸收反應(yīng).硫醇(RSH)和硫化氫H2 S都是微酸性氣體,易被堿液溶解吸收,其它有機(jī)硫的溶解度就比較差.
②有機(jī)硫的分子結(jié)構(gòu)不同,鏈狀的有機(jī)硫化物,比環(huán)狀的有機(jī)硫化物容易氧化.
五.產(chǎn)品性能
1.質(zhì)量指標(biāo):
a.外觀:墨綠色蓬松狀粉末
b.活性組分(%):>90%
c.密度(20℃,g/cm3):0.96
d.水不溶物(%):≤3
2.包裝與貯存:5千克紙箱裝,貯存于室內(nèi)陰涼干燥處,貯存期一年。
3.用途:可以用與合成氨生產(chǎn)中的半水煤氣、變換氣;脫硫工藝上,又可用于天然氣、焦?fàn)t氣、城市煤氣、制藥廠的沼氣和煉廠氣的氣體脫硫及在汽油、液態(tài)烴、粗苯和含硫的廢水等液體脫硫和凈化上。
4.特點(diǎn)
①. 脫硫效率高: a. 即可脫低硫,又可脫高硫
b. 可同時(shí)脫無機(jī)硫98%以上,脫有機(jī)硫
(如硫醇RSH.噻吩C4H4S硫氧化碳COS.二硫化碳CS2)達(dá)50%以上.
c.硫容高
d.抗中毒能力強(qiáng)
②.溶瀉硫能力強(qiáng):對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的沉積硫,附著硫有高活性的清除效果,又可解決塔堵現(xiàn)象.
③.再生好:懸浮硫多、硫顆粒大、松散、利分離、液體清、循環(huán)暢通,減少動(dòng)力消耗,再生效率高.
④.使用方法簡(jiǎn)單易行,使用范圍廣,無公害,對(duì)設(shè)備和工藝要求寬,與其它催化劑有協(xié)同效果.
⑤.綜合效益高: a.可提高產(chǎn)品質(zhì)量
b.節(jié)堿(氨)、電、蒸氣、銅效果明顯.
c. 延長(zhǎng)設(shè)備維修周期,不腐蝕不堵塞設(shè)備
d.減輕精細(xì)脫硫負(fù)擔(dān),有利于各工段觸媒再生.
e.提高回收率,純度高.