工業(yè)化學反應過程及反應器

關于工業(yè)化學反應過程及反應器第1頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三2.1硫酸生產

1．概述

硫酸是化工的重要產品之一，在國民經濟中有著十分廣泛的用途。大量用于生產磷肥(過磷酸鈣)和氮肥(硫酸銨),消耗量幾乎占硫酸產量的一半以上；在有機化工、纖維、塑料、染料以及農藥生產中都要用硫酸；無機化工中硫酸鹽、磷酸鹽、鉻酸鹽等無機鹽的生產，也要用硫酸；國防和原子能工業(yè)中制造各種無煙炸藥、從鈾礦中萃取鈾；冶金工業(yè)中金屬精煉、石油工業(yè)產品精制等。(1)硫酸的用途和產品規(guī)格第2頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三工業(yè)硫酸是指S03與H2O以一定比例混合而成的化合物，分為稀硫酸(H2S04含量65％和75%)、濃硫酸(H2S04含量92.5％和98%)和發(fā)煙硫酸(游離S03含量20%)。國標(GB534-89)規(guī)定硫酸產品規(guī)格如下表指標發(fā)煙硫酸濃硫酸92.5980.100.10200.100.03第3頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三（2）硫酸生產的原料

硫鐵礦按其來源分類有普通硫鐵礦、浮選硫鐵礦和含煤硫鐵礦。普通硫鐵礦中含硫25%-52%，含鐵35%-44%。浮選硫鐵礦又稱尾砂，含硫量為30%-40%。含煤硫鐵礦含硫35％一40%，含碳10％一20%。

原料主要有硫磺、硫鐵礦、硫酸鹽及含硫工業(yè)廢物。硫磺含硫99.5%，該工藝流程簡單、投資費用少、生產成本低。但是天然硫礦在世界上并不豐富，從石油、天然氣生產中可回收大量硫。第4頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三

含硫工業(yè)廢物主要指有色冶金廠、石油煉制副產氣及低品位燃料燃燒廢氣中的S02，煉焦工業(yè)的焦爐氣和合成氨廠的半水煤氣中的H2S，以及金屬加工廠酸洗液、石油煉廠的廢酸與廢渣。硫酸鹽有石膏（CaSO4）,芒硝（Na2SO4）和明礬石[KA13(OH)6(SO4)2]等。我國1997年硫酸產量中以硫鐵礦制酸的占71.52%，冶煉煙氣占制酸21.53%，硫磺制酸占5.44%，石膏制酸占1.2%.

采用哪種原料生產硫酸，主要取決于原料的來源和價格。第5頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三(3）硫酸生產的方法

制造硫酸始于10世紀的阿拉伯煉金術者,采用干餾綠礬(FeSO4,7H2O),得到的硫酸稱為礬油。15世紀，用硫磺和硝石混合燃燒,將二氧化硫氧化成酸的方法(硝化法)出現。18世紀,英國實現批量生產;又推出鉛室法;20世紀,開發(fā)成功塔式法。

借助固體催化劑的表面活性將二氧化硫氧化生產硫酸的接觸法制硫酸的方法。20世紀40年代，釩催化劑的出現，促進了接觸法的發(fā)展。接觸法產品質量純（不含氮氧化物）、生產強度大，很大程度上已取代了硝化法。98％以上的硫酸由該法生產。

第6頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三接觸法制硫酸基本反應如下：實際生產中一般用98.3％的濃硫酸吸收S03制硫酸。

⑴S02的制取將硫鐵礦焙燒，制取S02

(S)+O2==SO2+Q⑵SO2

的轉化SO2在固體催化劑上接觸氧化為SO3⑶SO3

的吸收SO3與水結合生成硫酸SO2+1/2O2==SO3+QSO3+H2O==H2SO4+Q第7頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三工業(yè)上由于原料的差異和凈化方法的不同，流程有長有短，其原則流程如圖所示。

第8頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三2．二氧化硫爐氣的制造

硫鐵礦除主要成分FeS2外，還含有銅、鋅、鉛、砷、鎳、鉆、硒、碲等元素的硫化物和氟、鈣、鎂的碳酸鹽和硫酸鹽以及少量的銀、金等雜質。硫鐵礦含硫量一般為30-50%,25％以下則為貧礦。硫鐵礦的粒度影響焙燒反應速率和脫硫程度，還關系到焙燒的操作狀態(tài)。破碎操作一般是先將大塊礦石粗碎至35-45mm以下，而后再細碎至碎粒小于3一6mm，然后送入料倉或直接到焙燒爐。

(1)硫鐵礦的預處理第9頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三(2)硫鐵礦的焙燒

2FeS2==2FeS+S2↑-QS2+2O2==2SO2+Q4FeS+7O2==2Fe2O3+4SO2+Q4FeS2+11O2==2Fe2O3+8SO2+3411kJ3FeS2+8O2==Fe3O4+6SO2+2435kJ①焙燒原理硫鐵礦在焙燒中發(fā)生化學反應，主要生成SO2，分兩步進行，第一步FeS2分解第二步是分解氧化總反應方程為當空氣較少,氧氣剛好滿足反應需要不過量,生成Fe3O4第10頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三焙燒過程發(fā)生的副反應有：SO2與高溫爐渣(Fe2O3)接觸被催化氧化為SO3；礦石中鈣、鎂的碳酸鹽分解為相應的氧化物，與SO3作用生成硫酸鹽；銅、鋅、鉆、硒、砷等元素的硫化物氧化生成相應的氧化物。焙燒過程放出大量熱，完全可以維持反應所需溫度。放出的熱量除高溫設備熱損失外，主要消耗在加熱爐氣和礦渣以及蒸發(fā)礦石中的水分。

在硫鐵礦焙燒兩步主反應中，FeS2的分解速率大于FeS的燃燒速率，如下圖。FeS的焙燒是一個氣固相反應，經歷了空氣中O2從氣流主體向礦粒表面擴散、O2與固相FeS發(fā)生化學反應、生成的SO2向氣流主體擴散幾個步驟。

第11頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三第12頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三為得到硫鐵礦中硫的高燒出率和焙燒反應速率，應設法提高FeS的焙燒速率。O2通過氧化層的擴散控制著FeS的燃燒速率，為了提高整個反應速率，就得設法增大O2的擴散速率。

②焙燒操作條件:

a．溫度提高溫度有利于增大O2通過氧化層的擴散速率，從而加快FeS焙燒速率，提高FeS2分解速率。但溫度太高，會使礦料熔融，引起爐內結疤，破壞了爐內正常操作。焙燒溫度控制在850—950℃為宜。第13頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三b．礦粒度礦粒度決定著氣固兩相接觸表面積和O2通過氧化鐵層的擴散阻力。礦粒度越小，O2容易擴散到礦粒內部，提高了FeS焙燒反應速率。礦粒度太小會導致爐氣所含礦塵增多，給爐氣凈化帶來困難。實際生產中，要控制一定的粒度分布。

c．氧濃度

O2的濃度增加，可加快O2通過礦粒表面氧化鐵層的擴散速度，提高了硫鐵礦焙燒速率。氧濃度過高，生成的SO2轉化為SO3，使爐氣冷卻后生成酸霧多，會加重凈化的負荷。

第14頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三③焙燒設備

焙燒爐有塊礦爐、機械爐、沸騰爐等幾種型式，我國廣泛使用沸騰爐。

沸騰爐的構造如圖示。爐體由鋼板焊接成圓筒，內墊耐火磚。爐內上部分為爐膛，包括沸騰層和燃燒空間。下部為空氣分布室，室內有空氣預分布器，分布板上裝有若干個分布帽。

第15頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三

礦料由加料口加入爐膛，具有一定風壓的空氣從爐底經風帽，連續(xù)通入爐膛。礦料在爐內上下翻騰而像液體沸騰一樣，形成一定高度的沸騰層，從而達到高的硫燒出率和大的生產能力。生成SO2夾帶有細小礦粒的爐氣經燃燒空間繼續(xù)焙燒和沉降分離后，從爐體上部爐氣出口排出，而爐渣則從出渣口排放掉。

第16頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三（3）爐氣凈化

①凈化的目的和指標在焙燒過程中硫鐵礦中的As、Se、F等元素轉入爐氣，以As2O3SeO2HF形態(tài)存在。As2O3和SeO2可使催化劑中毒而失活;HF腐蝕設備襯里和瓷環(huán)，使催化劑的載體SiO2

溶化成小塊，造成粉化。細小礦塵會堵塞管道，增大系統(tǒng)阻力，覆蓋催化劑表面，降低催化劑活性。爐氣中的水蒸氣與SO2形成酸霧，腐蝕管道和設備。對于爐氣凈化指標我國暫行規(guī)定的標準（mg·m-3）如下：水分＜100；塵＜2；砷＜5；氟＜10；酸霧：一級降霧＜35，二級電降霧＜5。

爐氣凈化的目的是除去爐氣中的雜質，為轉化工序提供合格原料氣。第17頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三②凈化的原理及設備根據爐氣中雜質種類的特點，可用U形管除塵、旋風降塵、水洗（或酸洗）、電除塵、干燥等凈化方法逐級進行分離。

粒徑大于100um的礦塵，依賴礦塵本身重力作用自然沉降分離或借助慣性力作用強制分離，可用直管或U形管來實施。旋風除塵可分離10—100um的礦塵。利用離心力進行氣體除塵的設備叫旋風分離器，構造如圖2—4所示。旋風分離器結構簡單，應用范圍大，但獲得高的除塵率需較大的氣速，壓力損耗大。

第18頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三第19頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三對0.5—50um的礦塵，采用文氏管洗滌除塵。通常在文氏管后聯接一旋風分離器，用以捕集礦塵的液滴從氣體分離出來。圖2—5為文氏管洗滌器。文氏管結構簡單，制造方便，分離效率高于旋風分離器，缺點是氣體通過的壓力損失較大。

電除塵(霧)利用氣流通過高壓直流電場，使直徑小于0.5um的礦塵沉積到帶相反電荷的電極上，從而與氣體分離。圖2—6為管式電除塵器簡圖，含塵氣體從管側部進入，通過兩極時，氣體分子被電離成正、負兩種離子，被異性電極吸引粘附到電極上而從管下部除掉，氣體則從管子上部排出。第20頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三電除塵器除塵效率高，氣體阻力小，生產能力大，但投資較大。

第21頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三③凈化流程粒徑較大礦塵經旋風分離器除去，再用各種方法除去細粒礦塵和氣態(tài)雜質。爐氣凈化流程分為濕法和干法兩大類。

濕法是用液體洗滌爐氣.高溫爐氣(350～400℃)使液相中水分氣化，本身溫度降低。當爐氣降至190～230℃時，轉入氣相的水與爐氣夾帶的蒸汽和爐氣中SO3形成硫酸蒸氣；隨爐氣溫度降低，爐氣中As2O3和SeO2轉化為微小結晶懸浮于氣相中，形成As,Se和酸霧氣溶膠體系。為提高除霧效率，需增大霧粒粒徑。第22頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三濕法流程按噴淋液的不同分為酸洗流程和水洗流程，前者可分為稀酸洗和濃酸洗兩種，后者可分為文氏管水洗和塔式水洗兩類。

典型的酸洗原則流程如下圖所示，爐氣經第一洗滌塔洗滌后，除去大部分礦塵，大部分的SO3及As2O3和SeO2轉為酸霧,HF氣體和小部分的As2O3和SeO2則冷凝到洗滌酸中；第二洗滌塔洗滌后，剩余礦塵及雜質進一步被清除；一級電除霧器中有95％的酸霧被沉降除掉。

采用的方法是降溫，輔以增濕，使霧粒吸收水分而長大。除熱、除霧是濕法凈化的兩個主要途徑。

第23頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三第24頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三圖為一種常見的文、泡、文水洗原則流程。

濕法制酸流程熱量利用率低，工藝流程復雜,設備投資大，消耗動力多，并產生污水。每生產1噸酸要排出10～15m3的酸性污水。

第25頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三干法凈化是新發(fā)展的凈化方法，其原則流程如圖。

干法流程簡短，整個過程在高溫下進行，熱利用率高。無污酸、污水排出，減少了硫酸生產對環(huán)境的污染。缺點是基本上不能除盡As,Se,F等雜質，不適于含As,Se,F成分多的礦料。第26頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三3．二氧化硫的催化氧化

(1)二氧化硫的催化氧化理論基礎

①化學平衡

SO2的氧化反應是一個有催化劑存在下進行的可逆、放熱、體積縮小的反應。設混合物氣體的總壓—為p；a，b分別為起始狀態(tài)混合氣體中SO2和O2的摩爾分數，取lmol起始狀態(tài)混合氣體為衡算基準，當達到平衡時，則：由上式知，降低溫度、提高壓力、增加氧含量有利于平衡轉化率的提高。

第27頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三②催化劑和反應動力學

SO2的氧化必須使O2鍵斷裂，需要大量的能量。用催化劑來降低反應活化能加快反應速率。有催化作用如Pt，V2O5，Cr2O3，Fe2O3及CaO等。鉑催化劑在低溫下有很高的活性，價格貴，易中毒；Cr2O3，Fe2O3，CaO在高溫下才具有顯著的活性，在高溫下SO2的平衡轉化率較低；V2O5的活性溫度比其它氧化物低，抗毒能力又比Pt強。以V2O5為主體，SiO2為載體，以K2O或Na2O為促進劑的釩催化劑。載體SiO2用以分散和支持活性組分，加入促進劑K2O或Na2O。釩催化劑使用溫度范圍為430—600℃。

第28頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三a．氧分子被催化劑表面吸附，氧分子原子間的鍵被破壞；

b．被氧覆蓋的催化劑表面吸附SO2分子；

c．催化劑表面吸附態(tài)的SO2分子和氧原子進行表面反應，生成吸附態(tài)的SO3；d．表面上生成的吸附態(tài)的SO3進行解吸。SO2的氧化為氣固相催化反應，由外擴散、內擴散和動力學過程組成。在反應初期和較高的溫度下有內擴散阻滯現象，反應后期溫度較低時是化學動力學控制。SO2催化氧化的動力學過程經歷以下幾個階段：氧的表面吸附為控制階段，動力學方程式為：第29頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三式中

k1.K2為正、逆反應速率常數，a為實驗常數。其數值決定釩催化劑的性質，整理得到動力學方程式：

式中

r—反應速率，kmol·m-3(Cata)·s-1。

qn,SO2—SO2摩爾流速，kmol·s-1。

VR—催化劑床層體積，m3。

Co2Cso2，Cso3一分別為氣體混合物中O2，SO2，SO3的瞬時濃度，kmol．m3；k1，k2——正、逆反應速率常數；

Kc——平衡常數。

第30頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三（2）二氧化硫催化氧化的工藝條件

①最適宜溫度

SO2氧化的平衡轉化率隨溫度升高而降低，氧化反應宜在低溫下進行。決定反應速率有兩方面因素，常數項如k2和Kc取決于溫度濃度如Co2,Cso2,Cso3等取決于轉化率。下圖為不同轉化率時反應速率與溫度的關系圖。將各曲線最高點連起來，就是不同轉化率的最適宜溫度線。

在低溫范圍內，由于Kc值很大，提高溫度使k2值變大，速率是增大的。當溫度提高到一定程度時，Kc值迅速下降，這時反應速率從最大值轉而下降。第31頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三第32頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三上圖是按最適宜溫度和轉化率繪出來的。反應初期最適宜溫度較高，不超過600℃，反應后期不低于400～430℃。實際中，反應是從偏離最適宜溫度較遠的較低溫度430—440℃開始，按絕熱操作線進行.第33頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三最適宜溫度的數學式為：

②適宜的爐氣組成不論從熱力學還是從動力學觀點看，提高爐氣中O2的濃度是有利的。爐氣中O2濃度越大,SO2轉化率越大，反應速率也越快。SO2濃度還與催化劑的用量、轉化器生產能力及生產總費用有關。隨著轉化率增加溫度上升，溫度升到600℃,轉化率約70％時，按最適宜溫度曲線進行操作。式中：Te為平衡溫度，E1,E2

分別為正、逆反應的活化能第34頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三左圖表示生產一噸硫酸的催化劑用量與混合氣體初始組成中SO2濃度間的關系。在同一轉化率情況下,SO2濃度增加，催化劑用量隨之增加。右圖為當不同濃度SO2，其濃度與轉化器生產能力的關系曲線。第35頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三左圖為硫酸生產成本與SO2初始濃度的關系。SO2濃度在7％-8％時總費用最小。流程不同，爐氣中SO2適宜濃度也不盡相同。一轉一吸流程，濃度以7%-8%為適宜。二轉二吸流程，濃度為8%-9%。第36頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三最終轉化率在97%～98.5%之間，對生產成本的影響最小。目前最終轉化率一般確定為97.7％。③最終轉化率

最終轉化率越高原料利用率越高，也減輕了污染。轉化率越高，反應速率就越低。

圖2—17為最終轉化率與生產成本間的關系。第37頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三增加壓力有利于SO2的轉化。壓力對平衡轉化率的影響不大。硫酸生產基本上是采用常壓。但增加壓力可以提高反應物的濃度，利于加快反應速率、提高產量、環(huán)境保護和節(jié)省投資。

①轉化器是SO2催化氧化的主要設備,固定床反應器，由鋼板卷焊面成。（4）壓力SO2氧化是體積縮小的可逆的反應（3）二氧化硫催化氧化的主要設備和流程按層間換熱方式分間接換熱式和直接換熱式兩類。前者靠換熱器移去反應熱，后者通過補充一定量的冷氣降低上一層流出反應氣的溫度，又稱冷激式。第38頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三式中qn,1,qn,2—混合氣體進入和離開催化床的摩爾流量，mol·s-1;

中間換熱式四段轉化流程如圖示

②工藝流程

絕熱操作過程中溫度與轉化率的關系：升溫所需熱量=反應放出熱量qn,2cp(t1-t2)=qn,1y(x1-x2)(ΔH0R)第39頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三t1，t2—混合氣體進入和離開催化床時的溫度，℃；

x1，X2—混合氣體進入和離開催化床時的轉化率；

ΔH0R—溫度為t1時SO2氧化反應熱，J/mol;cp—轉化率為x2，溫度自t1到t2時混合氣的平均比定壓熱容Jmol-1k-1y—爐氣中SO2的摩爾分數，％。式中入稱為絕熱溫升系數。表明各段溫升與轉化率凈值呈正比。

上式又稱為絕熱操作線方程，還可寫成：第40頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三

下圖是原始組成為SO27.5％，O210.2％，四段轉化的最適宜始末溫度與轉化率分配圖。各段進出口溫度與轉化率分配如下：段數進口溫度/℃出口溫度/℃出口轉化率/％轉化率凈值/％

144059271.371.3248952387.215.9346147593.96.7443343997.03.1第41頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三右圖為空氣冷激流程。優(yōu)點是：補加了空氣，從而提高了轉化率，相應可提高進口爐氣濃度。缺點是要增加空氣，干燥和鼓風機，熱利用率低。由圖知，各段催化床層的絕熱操作線斜率入是相同的，各段的絕熱操作線為一組互相平等的直線。這種流程的優(yōu)點是結構緊湊；操作集中；壓力降??；保溫容易。其缺點是反應器本身龐大，結構復雜，層間換熱器的清理、檢修不便。b．四段轉化空氣冷激流程第42頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三下圖是以燃燒硫磺，氣體濃度為12％而作出的t—x圖。

第43頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三C．二轉二吸流程如圖所示，該流程的優(yōu)點是最終轉化率（達99.5%）高，提高了硫利用率，減少了污染，缺點是兩次預熱爐氣，需要增加傳熱面積；不適用于SO2濃度低的爐氣。第44頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三吸收成酸是用硫酸水溶液吸收SO3。nSO3＋H2O＝H2SO4＋（n-l）SO3＋Q

當n＞1時，生成發(fā)煙硫酸；n=1時，生成無水硫酸；n＜1時生成含水硫酸。用濃度為98.3％的酸來吸收，效果最好。4．三氧化硫的吸收從轉化工序來的轉化氣中SO3含量一般不超過10%。將轉化氣中SO3用硫酸吸收成產品酸；或者使之與水蒸氣結合成硫酸蒸氣，再冷凝為酸。前者為吸收成酸，后者是冷凝成酸。（1）吸收成酸第45頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三濃度高于98.3％的硫酸，則具有較大的SO3蒸氣壓。濃度越高，SO3蒸氣壓越大，吸收推動力越小。吸收速率低，而且不可能達到完全吸收，吸收率也低。只有濃度為98.3％的硫酸，在任何溫度下，總蒸氣壓最小。濃度低于98.3％的硫酸，液面上水蒸氣分壓大。SO3氣體和水蒸氣迅速結合成硫酸分子，生成的硫酸分子來不及溶解于水中。SO3與水蒸氣化合成硫酸蒸氣的速率超過了硫酸分子被水吸收的速率而冷凝成酸霧。第46頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三吸收SO3必須控制其溫度。溫度太高，硫酸中水分蒸發(fā)，與SO3氣體結合成酸霧，使吸收率降低；溫度過低，會使粘度增大，而降低傳質系數和吸收速率，吸收酸溫一般以40—50℃為宜。吸收流程如圖所示。第47頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三當H2SO4的蒸氣分壓超過其飽和蒸氣壓，凝成酸溶液：

H2SO4（氣）＝H2SO4（液）＋50.13kJ（2）冷凝成酸

冷凝成酸適用于轉化氣中含有水分的場合，這時氣體中的SO3與水蒸氣結合成硫酸蒸氣：SO3（氣）＋H2O（氣）＝＝H2SO4(氣)＋125kJ吸收成酸為化學吸收過程，吸收劑為98.3％濃硫酸，操作溫度較低，進塔氣體溫度一般控制在120～200℃。冷凝成酸是一物理過程，用硫酸的濃度較低，如93％、76％，甚至水都可以，操作溫度較高，一般轉化氣體進口溫度保持在220～400℃以上第48頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三硫酸生產工藝流程以爐氣凈化方法來命名，有水洗、酸洗和干洗三種制酸流程。5．接觸法生產硫酸的全流程下圖2是硫鐵礦為原料的水洗法二轉二吸流程。第49頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三

廢渣主要是硫鐵礦焙燒后的礦渣，含有氧化鐵和殘余的硫化亞鐵，及少量銅、鉛、鋅、砷和微量元素鈷，硒、鋅、鍺、銀、金等。堆放日久受細菌作用氧化成水溶性硫酸鐵，污染水。6．三廢治理、能量回收及技術經濟指標（1）三廢治理廢水主要是冷卻水，除含有硫酸外，還含有砷、氟的化合物和貴重金屬。廢氣的主要是吸收后排放的尾氣，含有少量未轉化的SO2和吸收的SO3及酸霧和水汽。第50頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三廢渣利用的途徑有：①生產水泥的含鐵原料；②煉鐵原料；③提煉有色金屬及貴金屬；④作石油鉆井用的釩土加重劑；⑤制磚、鋪路等。我國1998年頒布的硫酸三廢排放標準規(guī)定:排放煙筒高30m時，SO2排放量不超過34kg/h，酸霧260mg·m-3；廢水允許排放濃度(mg·L-1)硫化物為1.0，砷0.5，鉛1.0，鋅5.0，銅2.0，汞0.05，氟20。廢水治理大都采用石灰乳中和處理。石灰乳除中和污水的酸度、與污水中砷、氟起反應生成沉淀外，并能與酸泥中的鐵離子結合生成氫氧化鐵。第51頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三生產1噸100%硫酸，焙燒反應放熱4.4×106kJ，SO2氧化反應放熱1×106KJ，干燥和吸收放熱1.8×106kJ，共計7.2×106kJ。為減少和消除吸收尾氣中SO2和SO3等的根本方法是提高SO2的轉化率和SO3的吸收率。利用氨水吸收尾氣中的SO2，副產亞硫酸銨。（2）能量利用硫酸生產的熱量回收利用水平還很低，多限于高溫位熱量的回收，據統(tǒng)計僅為27.7kJ/t(硫酸)。尋求硫酸生產的余熱回收利用的途徑，仍是硫酸工業(yè)要解決的一個問題。第52頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三技術指標有生產能力、生產效率、設備利用率等；經濟指標指消耗定額、生產成本和勞動生產率等。下表為我國97年硫鐵礦生產硫酸的主要技術經濟指標。

硫焙燒出的分率,SO2爐氣凈化中硫的收率、SO2

轉化為SO3的分率及SO3在吸收中生成硫酸的分率等,都會使硫的利用率降低.我國硫利用率僅91.18%,硫酸的成本就越高；三廢的危害性越大，設備腐蝕亦越嚴重。

（3）技術經濟指標第53頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三本節(jié)討論了以硫鐵礦為原料、接觸法制硫酸生產全過程。從工業(yè)原料到合格產品的工業(yè)生產涉及諸多實際問題.礦石的加工處理、爐氣的凈化分離等物理過程，是硫酸生產中必不可少的單元操作，焙燒和轉化工序的化學反應決定著礦石處理和爐氣凈化等物理過程進行的程度；焙燒和轉化本身又都是非均相化學反應過程，其速率是由表面反應，還是由擴散來決定，需通過宏觀動力學研究確定。小結第54頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三單元操作和宏現化學反應過程都是工業(yè)生產有別于化學實驗研究而引入的新概念、新知識.要實施這些過程，必須選擇適宜的設備、確定最佳的工藝條件、匹配以合理的工藝流程,這就是化學工藝學研究的基本內容。關于化學工藝學研究的思路，讀者可自行總結，并在本章后二節(jié)的典型化工產品生產工藝的剖析過程中，進一步學習和體會。第55頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三第56頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三氨可生產多種氮肥,如尿素、硫酸銨、硝酸銨、碳酸氫銨等；還可生產多種復合肥，如磷肥等。氨也是重要的工業(yè)原料?；净瘜W工業(yè)中的硝酸、純堿及各種含氮無機鹽;有機工業(yè)各種中間體，制藥中磺胺藥物，高分子中聚纖維、氨基塑料、丁腈橡膠、冷卻劑等。國防工業(yè)中三硝基甲苯、硝化甘油、硝化纖維等2.2合成氨生產1．概述（1）合成氨工業(yè)的重要性合成氨工業(yè)是基礎化學工業(yè)的重要組成部分，有十分廣泛的用途。第57頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三1784年，有學者證明氨是由氮和氫組成的。19世紀末，在熱力學、動力學和催化劑等領域取得進展后，對合成氨反應的研究有了新的進展。1901年法國物理化學家呂·查得利提出氨合成的條件是高溫、高壓，并有適當催化劑存在。（2）合成氨工業(yè)發(fā)展簡介1909年，德國人哈伯以鋨為催化劑在17～20MPa和500～600℃溫度下進行了合成氨研究，得到6％的氨。1910年成功地建立了能生產80gh-1氨的試驗裝置。1911年米塔希研究成功以鐵為活性組分的合成催化劑，鐵基催化劑活性好、比鋨催化劑價廉、易得。第58頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三合成氨的原料是氫氣和氮氣。氮氣來源于空氣，可以在制氫過程中直接加入空氣，或在低溫下將空氣液化、分離而得；氫氣來源于水或含有烴的各種燃料。工業(yè)上普遍采用的是以焦炭、煤、天然氣、重油等燃料與水蒸氣作用的氣化方法。（3）合成氨的原料及原則流程合成氨生產的原則流程如圖示。合成氨過程由許多環(huán)節(jié)構成，氨合成反應過程是整個工藝過程的核心。第59頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三

從化學工藝的角度看其核心是反應過程工藝條件的確定，而確定反應的最佳工藝條件，需先從事反應熱力學和動力的研究。氫氣和氮氣合成氨是放熱，體積縮小的可逆反應，反應式如下：0.5N2＋1.5H2==NH3ΔH0=46.22kJ·mol-1

其反應熱不僅與溫度有關，還與壓力和組成有關。2．氨合成理論基礎（1）氨合成反應的熱效應第60頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三下表為純3H2－N2混合氣生成φNH3為17.6％系統(tǒng)反應的熱效應。應用化學平衡移動原理可知，低溫、高壓操作有利于氨的生成。但是溫度和壓力對合成氨的平衡產生影響的程度，需通過反應的化學平衡研究確定。其平衡常數為：

（2）化學平衡及平衡常數第61頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三式中:f,γ分別為各平衡組分的逸度和逸度系數.式中,p,pi—分別為總壓和各組分平衡分壓；

yi—平衡組分的摩爾分數。高壓下化學平衡常數Kp值不僅與溫度有關，而且與壓力和氣體組成有關，用逸度表示：第62頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三研究者把不同溫度、壓力下Kγ值算出并繪制成圖。當壓力很低時，Kγ值接近于1，此時Kp=Kf。因此Kf可看作壓力很低時的Kp。第63頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三a．壓力和溫度的影響溫度越低，壓力越高，平衡常數Kp越大，平衡氨含量越高。

若總壓為p的混合氣體中含有N2,H2,NH3的摩爾分數分別為yN2,yH2和yNH3,其關系為Yn2+yH2+yNH3=1.令原始氫氮比R=Yh2/yN2,則各組分的平衡分壓為整理得⑶影響平衡氨含量的因素此式可分析影響平衡氨含量的諸因素:第64頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三b．氫氮比的影響當溫度、壓力及惰性組分含量一定時，使yNH3為最大的條件為若不考慮R對Kp的影響，解得R=3時，yNH3為最大值；高壓下，氣體偏離理想狀態(tài)，Kp將隨R而變，所以具有最大yNH3時的R略小于3，約在2.68～2.90之間，如圖所示。第65頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三

c.惰性氣體的影響惰性組分的存在，降低了氫、氮氣的有效分壓，會使平衡氨含量降低。

第66頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三a．混合氣體向催化劑表面擴散(外,內擴散過程)；b．氫,氮氣在催化劑表面被吸附，吸附的氮和氫發(fā)生反應，生成的氨從催化劑表面解吸(表面反應過程)；c.氨從催化劑表面向氣體主流體擴散(內,外擴散過程)（4）合成氨反應的動力學①動力學過程氨合成為氣固相催化反應，它的宏觀動力學過程包括以下幾個步驟。N2(g)+Cate—→2N(Cate)

H2(g)+Cate—→2H(Cate)

N(Cate)

+H(Cate)—→NH(Cate)氮、氫氣在催化劑表面反應過程的機理，可表示為：第67頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三對整個氣固相催化反應過程，是表面反應控制還是擴散控制，取決于實際操作條件。低溫時可能是動力學控制，高溫時可能是內擴散控制；

大顆粒的催化劑內擴散路徑長，小顆粒的路徑短，所以在同樣溫度下大顆?？赡苁莾葦U散控制，小顆?？赡苁腔瘜W動力學控制。NH(Cate)

+H(Cate)—→NH2(Cate)NH2(Cate)

+H(Cate)—→NH3(Cate)NH3(Cate)—→NH3(g)+(Cate)實驗結果證明,N2活性吸附是最慢的一步，即為表面反應過程的控制步驟。第68頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三當內擴散控制時，動力學方程為式中rNH3為反應速率,k為擴散系數,p為反應物的總壓。式中rNH3——氨合成反應的凈速率：

k1，k2——正、逆反應速率常數；

pN2,pH2,pNH3——N2,H2,NH3的分壓.

a為常數，與催化劑性質及反應條件有關，由實驗測定。rNH3=kP當化學動力學控制時，在接近平衡時：第69頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三通常0＜a＜l，對以鐵為主的氨合成催化劑a=0.5，故

上式關聯了K1,K2及Kp間的關系。反應達到平衡時,r=0,則整理得第70頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三催化劑的活性成分是金屬鐵，而不是鐵氧化物。使用前用氫氮混合氣對催化劑還原，使鐵氧化物還原為具有較高活性的a型純鐵。還原反應方程式為：②催化劑以鐵為主的催化劑(鐵系催化劑)有催化活性高、壽命長、活性溫度范圍大、價廉易得、抗毒性好等特點，廣泛地被國內外合成氨廠家采用。FeO·Fe2O3＋4H2==3Fe＋4H2OA12O3在催化劑中能起到保持原結構骨架作用，從而防止活性鐵的微晶長大，增加了催化劑的表面積，提高了活性。第71頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三

少量CO、CO2、H2O等含氧雜質的存在將使鐵被氧化，而失去活性。但當氧化性物質清除后，活性仍可恢復，故稱之為暫時中毒。硫、磷、砷等雜質引起的中毒是不可恢復的，稱作永久性中毒。

CaO起助熔劑作用。K2O的加入可促使催化劑的金屬電子逸出功降低。MgO除具有與Al2O3相同作用外，其主要作用是抗硫化物中毒的能力，從而延長催化劑的使用壽命。第72頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三

生產上選擇壓力的依據是能耗、原料費、設備投資、技術投資在內的綜合費用。經分析，總能耗在15～30MPa間相差不大，數值較小；就綜合費而言，壓力從10MPa提高到30MPa時,下降40%左右3．氨的合成與分離（1）最優(yōu)工藝條件合成工藝參數的選擇除了考慮平衡氨含量外，還要綜合考慮反應速度、催化劑特性及系統(tǒng)的生產能力、原料和能量消耗等。①壓力提高壓力利于提高氨的平衡濃度，也利于總反應速率的增加。高壓法動力消耗大，對設備材料和加工制造要求高。第73頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三②溫度溫度過高，會使催化劑過早失活。塔內溫度應維持在催化劑的活性溫度范圍(400～520℃)內。30MPa左右是氨合成的適宜壓力。從節(jié)省能源的觀點出發(fā)，合成氨的壓強應為15～20MPa的壓力。氨的合成反應存在一個使反應速度最大的溫度，即最適宜反應溫度，它除與催化劑活性有關外，還取決于反應氣體組成和壓力。最適宜反應溫度與平衡反應溫度之間存在確定的關系，如圖所示。隨著反應的進行，溫度逐漸升高，當接近最適宜溫度后，再采取冷卻措施。第74頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三③空間速度

空間速度指單位時間內通過單位體積催化劑的氣體量(標準狀態(tài)下的體積)。單位h-1，簡稱空速。

第75頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三空速越大，反應時間越短，轉化率越小，出塔氣中氨含量降低。增大空速，催化劑床層中平衡氨濃度與混合氣體中實際氨含量的差值增大，即推動力增大，反應速率增加；同時，增大空速混合氣體處理量提高、生產能力增大。采用中壓法合成氨，空間速度為20000～30000h-1較適宜。④氫氮比動力學指出，氮的活性吸附是控制階段，適當增加原料氣中氮含量利于提高反應速率。為達到高的出口氨濃度、生產穩(wěn)定的目的，循環(huán)氣氫氮比略低于3(取2.8--2.9)，新鮮原料氣中的氫氮比取3：1。第76頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三

⑤惰性氣體含量惰性氣體在新鮮原料氣中一般很低，只是在循環(huán)過程中逐漸積累增多，使平衡氨含量下降、反應速度降低。生產中采取放掉一部分循環(huán)氣的辦法。⑥進口氨的含量進合成氨塔氣體中的氨由循環(huán)氣帶入，其數量決定于氨分離的條件。溫度越低，分離效果越好。合理的氨含量應由增產與能耗之間的經濟效益來定。在30MPa左右，進口氨含量控制在3.2%～3.8%；15MPa時為2.8%～3%。以增產為主要目標，惰氣含量，約為10%—14%，若以降低原料成本為主，約為16%～20%。第77頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三氨合成是在高溫、高壓下進行，氫、氮對碳鋼有明顯的腐蝕作用。將塔設計成外筒和內件兩部分。外筒一般做成圓筒形，可用普通低合金鋼或優(yōu)質碳鋼制造,氣體的進出口設在塔的上、下兩端頂蓋上。外筒只承受高壓而不承受高溫。（2）合成塔合成塔必須保證原料氣在最佳條件下進行反應。塔內件由熱交換器、分氣盒和催化劑筐三部分構成。換熱器供進入氣體與反應后氣體換熱；分氣盒起分氣和集氣作用；催化劑筐內放置催化劑、冷卻管、電熱器和測溫儀器。冷卻管的作用迅速移去反應熱。第78頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三②多段冷激式冷激式氨合成塔有軸向冷激和徑向冷激之分。圖2—42為大型氨廠立式軸向四段冷激式氨合塔(凱洛格型)。圖2—44為中型合成氨廠的流程圖。該流程壓力為32MPa，空速為20000～30000h-1。

按從催化劑床層移熱的方式不同，合成塔分連續(xù)換熱式、多段間接換熱式和多段冷激式三種。①連續(xù)換熱式并流雙套管式氨合成塔如圖2—41所示。圖2—43為徑向二段冷激式合成塔(托普索型)。（3）合成分離流程第79頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三第80頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三第81頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三①固體燃料氣化法把煤或焦炭中的可燃物質轉變?yōu)镠2、CO和CO2，這一過程叫做固體燃料氣化，簡稱造氣。氣化所得的氣體統(tǒng)稱煤氣，進行氣化的設備叫煤氣發(fā)生爐。4．原料氣的制造和凈化(1）原料氣的制造介紹三種典型燃料高溫轉化制備原料氣的方法：固體燃料氣化法，烴類蒸汽轉化法，重質烴部分氧化法。采用間歇法造氣時，空氣和蒸汽交替通入煤氣發(fā)生爐。通入空氣的過程稱為吹風，制得的煤氣叫空氣煤氣；通入水蒸氣的過程稱為制氣，制得的煤氣叫水煤氣；空氣煤氣與水煤氣的混合物稱為半水煤氣。第82頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三

吹風2C＋O2＋3.76N2=2CO＋3.76N2ΔH0=-248.7kJ·mol-1制氣C＋H2O(g)=CO＋H2

ΔH0=131.4kJ·mol-1總反應7C＋O2＋3.76N2＋5H2O(g)==7CO＋3.76N2＋5H2

ΔH0＝408.3kJ·mol-1固體燃料氣化法的化學計量方程式為：a．空氣吹風

空氣從造氣爐底部吹入，送風發(fā)熱，提高爐溫，吹風后的氣體去廢熱鍋爐回收熱量后放空；為充分利用熱量和安全，生產過程如圖45所示。工業(yè)上采用間歇操作送風發(fā)熱法，即交替進行吹風和制氣。第83頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三d．二次上吹下吹后，爐底充滿水煤氣，此時吹入空氣升高爐溫，可能引起爆炸。再從爐底吹入蒸汽將爐底煤氣排凈，為吹風作準備。二次上吹雖可制氣，但爐溫低，氣質差，二次上吹時間盡可能短；b．上吹制氣蒸汽從爐底吹入制水煤氣，水煤氣通過廢熱鍋爐回收熱量，除塵、洗滌后送入氣柜。c．下吹制氣上吹制氣后，爐底溫度下降，爐頂溫度尚高，使蒸汽從爐頂吹入與碳反應，生成半水煤氣從爐底導出，經除塵、洗滌,送入氣柜；

e．空氣吹凈

空氣從爐底吹入，將殘存的水煤氣吹出并送入氣柜，同時制得的吹風氣(空氣煤氣)與b,c,d階段制得的水煤氣在氣柜中混合為半水煤氣。第84頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三第85頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三缺點：氣化設備簡單、便于控制，能耗大，約有一半原料被當作燃料燒掉，生產能力低，產生三廢(煤渣、含氰廢水、含硫廢氣等)較多。②烴類蒸汽轉化法以輕質烴為原料生產原料氣。有操作連續(xù)，工程投資省，能量消耗低等優(yōu)點。第86頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三

在3.8MPa下配入3.5倍體積的中壓水蒸氣，進一步加熱到500℃左右，進裝有α-Al2O3為載體的鎳催化劑的反應管內。氣體在反應管內于650～800℃溫度下發(fā)生轉化反應：烴類蒸汽轉化法應用最多的是加壓兩段催化轉化法，該法的生產流程如圖上所示.CH4+H2O＝３H2+CＯΔH0＝206.4KJCH4+2Ｈ2O＝４H2+CO2

ΔH0＝165.3KJ

配入0.25~0.5%氫的天然氣,在3.6MPa壓力下被煙道氣預熱到380℃左右，在脫硫器中經脫硫后，使其總硫含量小于0.5μg/g。第87頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三90%的CH4發(fā)生轉化.轉化后的氣體進入二段轉化爐,出來的氣體組成為CH40.3%，CO227.6%，H257%，CO12.8%，N222.3%,氣體溫度約1000℃左右，壓力為3.0MPa。經余熱利用,溫度降到場70℃.③重質烴部分氧化法重質烴是石油蒸餾時，沸點高于350℃時的餾分。氧,蒸汽和重質烴在爐中燃燒放熱,獲得H2和CO為主的原料氣.與其它方法相比，重質烴部分氧化法工藝流程種類更多。優(yōu)點：獲得的粗原料氣與半水煤氣相比，含氫量高，含CO量低，雜質氣體亦較少，后處理負擔輕。第88頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三圖為重油部分氧化法的一種流程圖。發(fā)生下列反應：4CmHn+(4m+n)O2＝4mCＯ2+2nH2O+Q2CmHn+2mH2O＝2mCＯ+(n+2m)H2-Q2CmHn+4mH2O＝2mCＯ2+(n+4m)H2-Q2CmHn+2mCO＝4mCＯ+nH2-Q第89頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三重油法發(fā)生急劇燃燒，放出大量的熱，物系溫度會更高，產生的氣體含氧更多，含CO,CO2更少?；厥盏臒崃恳捕?，副產水蒸氣的溫度高，可利用率較大。該法的缺點是需用純氧作原料，增加較多的投資，另外，去除炭黑也需增加投資。

上述反應中，氧化是放熱反應，轉化是吸熱反應。還會有一些副反應發(fā)生，如下一些析碳反應。CH4=C+2H22CO=CO2+CCO+H2=H2O+C第90頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三①脫硫主要是H2S,其次是CS2,COS,RSH等有機硫。其含量取決于原料的含硫量及加工方法.以煤為原料，原料氣中H2S含量一般為2～3g·m-3，有的高達20～30g·m-3。（２）原料氣的凈化脫硫，變換，脫碳,氣體的精制.H2S對設備和管道有腐蝕作用，使變換及合成系統(tǒng)的催化劑中毒，還使銅洗系統(tǒng)的低價銅生成硫化亞銅沉淀，增加銅耗。第91頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三工業(yè)脫硫方法很多，分為干法和濕法兩種。前者是用固體脫硫劑(如氧化鋅、活性炭、分子篩等)將氣體中的硫化物除掉；后者用堿性物質或氧化劑的水溶液即脫硫劑(如氨水法、碳酸鹽法、乙醇胺法、蒽醌二磺酸鈉法及砷堿法等)吸收氣體中的硫化物。干法脫硫優(yōu)點是既能脫無機硫，又能脫有機硫，可把硫脫至極微量。缺點是脫硫劑不能再生，故只能周期性操作，不適于脫除大量硫化物。濕法采用液體脫硫，便于再生并回收硫，易于構成連續(xù)脫硫循環(huán)系統(tǒng)，可用較小的設備脫大量硫化物。缺點:對有機硫脫除能力差，凈化度不如干法高。第92頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三

②變換用煤或烴生產出的氣體都含有相當量的CO，如固體燃料制得的半水煤氣含28％－31％，氣體烴蒸汽轉化法含15％～18％，重油氣化法含46％左右。CO對氨合成催化劑有毒害，必須除去。變換利用水蒸氣把CO變換為H2和易清除的CO2，同時又制得了所需的原料氣H2。其反應為：CO+H2O(g)=CO2+H2

ΔH0=-41kJ·mol-1溫度、反應物組成及催化劑性能都是影響平衡轉化率的因素。第93頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三中變催化劑的鐵鉻或鐵鎂催化劑反應溫度高，反應速度大，有較強的耐硫性，價廉而壽命長。低溫的銅系催化劑則正相反。中變與低變催化劑的性能與操作條件如表所示。

中變與低變催化劑的性能與操作條件組成活性溫度/℃nH2O/nCO空速/H-1

轉化率/%Fe2O3,MgO,Cr2O3,K2O380~5503~5300~40080~90CuO,ZnO,CrO180~2526~101000~200096~99為了取長補短，工業(yè)上采用中變低變串聯的流程，如圖2—48所示。第94頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三

壓力對平衡無影響。變換是在常壓下進行的.增大壓力可加快反應速度，減少催化劑用量和反應設備體積，并可降低能耗。中型廠用1.5～3.0MPa加壓變換，小型廠0.2～0.8MPa加壓變換。加壓變換的缺點是設備腐蝕嚴重。第95頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三物理吸收是利用CO2能溶于水和有機溶劑的特點。常用的有加壓水洗、低溫甲醇洗滌等。如在3MPa、-30—-70℃下，甲醇洗滌氣體后氣體中的CO2可以從33％降到10μg·g-1，脫碳十分徹底。脫除CO2的方法很多，工業(yè)上常用的是溶液吸收法，分為物理吸收和化學吸收兩種。③脫碳變換氣中含有大量的CO2(15％一35％)，對原料氣的精制及氨合成不利。第96頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三化學吸收是用氨水、有機胺或碳酸鉀的堿性溶液為吸收劑，利用CO2能與溶液中的堿性物質進行化學反應而將其吸收。大中型廠多采用改良熱堿法，此法以K2CO3水溶液為吸收液，并添加少量活化劑如氨基乙酸或乙二醇胺，緩蝕劑如V2O5等。吸收解吸反應如下：K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3當吸收液中添加氨基乙酸，吸收壓強2～3MPa、溫度85～100℃時，氣體中的CO2可從20～28%降至0.2%～0.4％；解吸壓強為10～30kPa，溫度105～110℃,用熱堿脫除CO2時，也脫除了微量的H2S。第97頁，講稿共113頁，2023年5月2日，星期三a．銅洗法即醋酸銅氨液洗滌法。由醋酸銅和氨通過化學反應配成的銅液中含有氨及醋酸亞銅絡二氨等有效成分，在加壓的情況下與CO、CO2生一系列化學反應將其脫除。其反應式為(4)氣體的精制氣體的精制就是將少量的CO、CO2進一步脫除，常用的有銅洗法和甲烷化法。CO(液相)＋Cu(NH3)2Ac＋NH3(游離)=[Cu(NH3)3CO］Ac＋Q2NH3＋CO2＋H2O=(NH4)2CO3＋Q(NH4