本篇化工論文淺析化學(xué)工程與工藝技術(shù)在煤氣脫硫技術(shù)中的應(yīng)用，目前，全球經(jīng)濟(jì)下滑，經(jīng)濟(jì)必將受到重創(chuàng)，石油的需求將有所下降，同時(shí)，節(jié)能降耗技術(shù)的不斷發(fā)展和新能源的開(kāi)發(fā)，也將促使全球?qū)κ托枨蟮臏p弱。但中國(guó)、印度等國(guó)家經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，對(duì)石油的需求將不斷增加。煤炭資源相對(duì)豐富。在這種形勢(shì)下，以煤炭為原料生產(chǎn)化工產(chǎn)品成為中國(guó)的一種重要嘗試和選擇。

　　《精細(xì)石油化工》(雙月刊)1984年創(chuàng)刊，本刊為專業(yè)技術(shù)性刊物。主要發(fā)表油田化學(xué)品、日用化工產(chǎn)品、紡織染整性助劑、膠粘劑、表面活性劑、合成洗滌劑、催化劑、合成材料助劑、煉油精細(xì)化學(xué)品、石化副產(chǎn)品綜合利用以及中間體的研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用等方面的成果，介紹國(guó)內(nèi)外發(fā)展精細(xì)化工工業(yè)的經(jīng)驗(yàn)及精細(xì)石油化工領(lǐng)域的新成就和技術(shù)進(jìn)展。

　　化學(xué)工程與工藝是應(yīng)用化學(xué)等學(xué)科的基本理論、基本知識(shí)對(duì)新產(chǎn)品、新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備進(jìn)行研究、開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)的初步能力; 利用化學(xué)工程與工藝脫硫脫氰是焦?fàn)t煤氣凈化的主要工藝過(guò)程，通常有干法脫硫和濕法脫硫兩種工藝，但干法脫硫工藝的局限性較大，制約了其在焦?fàn)t煤氣凈化中的應(yīng)用，而濕法脫除H2S 和HCN 的技術(shù)則早已被廣泛采用，在焦?fàn)t煤氣脫硫脫氰凈化中，通過(guò)與廢液處理技術(shù)相結(jié)合，采用濕法脫硫技術(shù)可組成各種不同的焦?fàn)t煤氣脫硫脫氰工藝流程。中國(guó)富煤少油，是世界上少數(shù)幾個(gè)以煤炭為主要能源的國(guó)家。煤炭作為中國(guó)的主要能源，分別占一次能源生產(chǎn)和消費(fèi)的76%和69%，在未來(lái)的相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里，中國(guó)消費(fèi)結(jié)構(gòu)仍將是以煤為主。最近幾年來(lái)石油價(jià)格的迅速攀升是多種因素導(dǎo)致的，如全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度高，對(duì)石油需求旺盛，此外，還有國(guó)際財(cái)團(tuán)炒作等帶來(lái)的影響。

　　一、煤炭的化學(xué)成分

　　煤的化學(xué)成分及其復(fù)雜，是由無(wú)機(jī)組分和有機(jī)組分構(gòu)成的混合物。無(wú)機(jī)組分主要包括黏土礦物、石英、方解石、石膏、黃鐵礦等礦物質(zhì)和吸附在煤中的水;有機(jī)組分主要是由碳、氫、氧、氮、硫等元素構(gòu)成的復(fù)雜的高分子有機(jī)化合物的混合物。碳是構(gòu)成煤大分子骨架最重要的元素，也是煤燃燒過(guò)程中放出熱能量最主要元素之一。 其它還含有氫、 氧、 氮、硫等元素。但硫在煤中以三種形式存在，即有機(jī)硫、硫鐵礦硫(黃鐵礦和白鐵礦硫等形態(tài)存在的硫)和硫酸鹽硫。前兩種可以燃燒，通常稱為可燃硫。研究表明，底煤化程度煤以低相對(duì)分子質(zhì)量的脂肪族有機(jī)硫?yàn)橹鳎呙夯潭让阂愿呦鄬?duì)分子質(zhì)量的環(huán)狀有機(jī)硫?yàn)橹鳌ｋS煤化程度提高，具有三環(huán)結(jié)構(gòu)的二苯并噻吩相對(duì)于四五環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物數(shù)量減少，而具有穩(wěn)定甲基取代位的含硫化合物則不斷增加。由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展或生活的需求，必須采取化學(xué)手段對(duì)煤氣中的硫元素進(jìn)行脫去，這樣才能將煤氣利用到生活中去。

　　二、利用化學(xué)工程與工藝技術(shù)對(duì)煤氣脫硫工藝的選擇

　　(一)濕法氧化脫硫技術(shù)

　　(1)濕法氧化脫硫技術(shù)是一系列脫硫技術(shù)的統(tǒng)稱，其特征是采用一種堿性液體與焦?fàn)t煤氣的硫化氫、二氧化硫和氰化氫進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成新的不易氣化的硫類化合物，再將吸收液與氧在催化劑作用下解析脫硫脫氰并將其作為副產(chǎn)品回收，以除去煤氣中大部分硫化氫、二氧化硫及氰化氫。堿性液體可利用煤氣中的氨作堿源，也可外加堿源。以煤氣中的氨作為堿源，可在洗氨的同時(shí)脫除煤氣中的硫化氫、二氧化硫和氰化氫，但也有可能因?yàn)闅怏w中硫化物和氰化物含量較高，氨含量不足而影響脫硫脫氰效果。外加堿源可根據(jù)氣體中硫化物和氰化物含量配給堿性液體，以提高凈化效果，但相應(yīng)增加了裝置投資和操作費(fèi)用，同時(shí)也有可能因?yàn)椴僮鲉?wèn)題而影響裝置運(yùn)行穩(wěn)定。常用的外加堿源有乙醇胺、碳酸鈉及氫氧化鈉。濕式吸收法脫硫脫氰工藝有真空碳酸鹽法、AS 循環(huán)洗滌法、薩爾費(fèi)班法、代亞毛克斯法等，而以氨為堿源的濕式吸收法應(yīng)用最為廣泛，其中最典型的工藝為氨- 硫化氫循環(huán)洗滌法(簡(jiǎn)稱AS 循環(huán)洗滌法或卡爾斯梯爾法) ，不同的產(chǎn)品品種和處理技術(shù)可靈活地組成多種AS 法脫硫脫氰組合工藝流程，脫硫效率可達(dá)95 % ，脫氰效率90 %。該法用含氨23%～25 %的氨水來(lái)洗滌焦?fàn)t煤氣，氨與焦?fàn)t煤氣中的H2S和HCN 發(fā)生反應(yīng)后成為富液，再用蒸汽解吸而得到NH3 、H2S、HCN 與水蒸氣的混合體。為防止二次污染，還必須對(duì)上述酸性混合氣體進(jìn)行處理。目前，國(guó)內(nèi)外采取的處理方法雖然很多，但H2 S 的最終產(chǎn)品只有元素硫、硫酸等幾種形式，NH3 的最終產(chǎn)品也只有硫銨、無(wú)水氨等。焦?fàn)t煤氣脫硫脫氰的濕式氧化法工藝技術(shù)從早期比較落后的砷堿法、改良ADA 法、對(duì)苯二酚法等，到現(xiàn)代技術(shù)先進(jìn)的TH 法、FRC 法、HPF 法等。其中以氨為堿源的濕式氧化法技術(shù)發(fā)展較快，工藝流程也比較成熟，該法以氨為堿源吸收焦?fàn)t煤氣中的H2S 和HCN ，吸收液與氧在催化劑的作用下解吸脫硫，脫硫脫氰效率都很高。該法最具代表性的脫硫工藝是塔卡哈克斯法，簡(jiǎn)稱T 法或萘醌酸鹽法，該法是通過(guò)在氨水中采用催化劑1 ，4 - 萘醌- 2 - 磺酸鈉作吸收液，吸收焦?fàn)t煤氣中的H2S和HCN ，然后與氧發(fā)生氧化反應(yīng)解吸脫硫，同時(shí)催化劑也可再生并循環(huán)使用，從而脫除H2S 和HCN。該法的脫硫廢液中含有大量的硫氰酸鹽和硫代硫酸鹽，配合T 法脫硫的廢液處理工藝有希羅哈克斯法(簡(jiǎn)稱H法) 生產(chǎn)硫銨、氧化燃燒法制取硫酸以及還原燃燒法生產(chǎn)硫磺等。

　　(2)濕法脫硫可分為化學(xué)吸收法、物理吸收法和氧化法三類煤氣中硫含量的多少主要取決于原料煤中的硫含量，在煉焦過(guò)程中約30%一35%的硫以無(wú)機(jī)物和有機(jī)物的形式進(jìn)入煤氣。無(wú)機(jī)硫主要以H2S和SO2的形式存在，有機(jī)硫主要以硫醚、噻吩的形式存濕法工藝是利用液體脫硫劑脫除煤氣中的硫化氫。安溶質(zhì)和再生性質(zhì)又分為氧化法、化學(xué)吸收法、物理吸收法和物理-化學(xué)吸收法。濕式氧化法的特點(diǎn)是采用脫硫催化劑(或載氧體)在液相下進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，是被弱堿性溶液吸收硫化氫隨即被氧化成單質(zhì)硫析出來(lái)，同時(shí)吸收堿得到再生，是焦?fàn)t煤氣脫硫氧化比較常用的方法，其實(shí)質(zhì)就是使硫化氫被氧化成單質(zhì)硫，化學(xué)吸收法，物理吸收法和物理-化學(xué)吸收法三種方法主要用于天然氣和煉油廠得煤氣脫硫，不能直接回收硫磺，較少在煤氣脫硫中使用。