[其他]从酸气流中除去硫化氢的方法

说明书

在接触区中，酸气流在低于硫熔点的温度下，并在能使硫化氢转化的条件下，与反应物水溶液接触，反应物水溶液含有以铵形成的三价铁与次氮基三乙酸配位配合物、二价铁与次氮基三乙酸配位的配合物和氨水溶液。它的ｐＨ值约在５至８．５之间。转化后，产生已经减少了硫化氢含量的气流，含固体硫的混合物水溶液和溶液中附带的二价铁配合物。其中三价铁配合物与二价铁配合物的摩尔比大约在０．２至６之间。反应物水溶液可任意选择地含有每摩尔铁０．０１摩尔至４摩尔的硫代硫酸根离子。

在各种工业酸气流中存在大量的硫化氢长久以来一直是个难以解决的问题。尽管已经开发了许多除去和回收这个污染物的方法，但由于各种各样的原因，其中大多数是不完善的。

当今一种吸引人的循环方法是使酸气与一种多价金属螯合物或配合物的反应物水溶液系统接触，产生固态硫，它可在反应物再生之前或随后被除去。较好的反应物是一些三价铁配合物，它是由三价铁与特定的有机酸及其它们的衍生物形成的。

前面这种系统的缺陷之一是不能有效地维持螯合物或配合物的高浓度以得到有效的效力。由于没有足够高浓度的配合物，限制了这些方法对含有大量硫化氢的气流的处理能力。另外，以大量的稀释溶液流通来处理哪怕是中等水平的硫化氢也需要大量资金和能量消耗，特别是在高压时。本发明涉及了这些问题，并且提供了一种用于解决这些问题的新的组成和方法。

为此目的根据本发明，除去酸气流中硫化氢的方法包括下列步骤：即温度在硫熔点以下，并在能使硫化氢转化的条件下，将酸气流在接触区中与一种反应物水溶液接触（这个反应物水溶液含有三价铁与次氮基三乙酸以铵形成的配位配合物（以下简称三价铁配合物）、二价铁与次氮基三乙酸以铵形成的配位配合物（以下简称二价铁配合物）和氨水，反应物溶液的PH值大约在5至8.5之间），产生已减少硫化氢含量的气流和含有固态硫的含水混合物，溶液中还含有二价铁配合物。这里，反应物溶液中二价铁配合物与三价铁配合物的摩尔比大约在0.2至6之间。

在一合适的实施方案中，本发明的方法还包括混合物水溶液的再生，即在能使二价铁配合物转化成三价铁配合物的条件下，将混合物水溶液与氧接触，产生再生的反应物水溶液。其中，三价铁配合物与二价铁配合物的摩尔比大约在0.5至6之间。再生的反应物水溶液可以输送到接触区，作为那里的反应物水溶液。在此之前，可以从至少一部分从再生区输送出来的再生反应物水溶液中除去硫。

在另一个适合的实施方案中，本发明的方法还包括从接触区中除去混合物水溶液，至少从一部分混合物中除去硫;用将所述的混合物水溶液在能使二价铁配合物转化成三价铁配合物的条件下与氧接触，使混合物水溶液再生，生成的再生的反应物水溶液中，三价铁与二价铁的摩尔比大约在0.5至6之间;将再生的反应物水溶液输送到接触区用作那里的反应物水溶液。

可以加入氢氧化铵以保持接触区的PH值在5至8.5。此外，在反应物溶液中配位配合物的铁的总含量可约在0.5重量%至7重量%之间，以反应物溶液和铁的总重量为基数计算。

为了防止一些多价金属配合物的降解或分解，反应物水溶液还要含有每摩尔铁0.01摩尔至4摩尔的硫代硫酸根离子。

另外，本发明也涉及适用于转化硫化氢的反应物溶液，溶液中包括三价铁配合物，二价铁配合物和氨水溶液构成的水溶液，其中三价铁配合物与二价铁配合物的摩尔比约在0.2至6之间，溶液的PH值约在5至8.5之间。

以溶液和铁的总重量为基数计，反应物溶液中的铁总含量大约占重量百分比的0.5%至7%之间。

为了防止多价金属配合物的降解或分解，反应物水溶液还要含有每摩尔铁0.01摩尔至4摩尔的硫代硫酸根离子。

下面，在说明书中用NTA代表次氮基三乙酸。

在用于从气流中除去硫化氢的溶液中，铁的总浓度并不仅由三价铁配合物和二价铁配合物的量所决定，因为还有其它一种或多种铁的配合物存在。例如，已经确定，所用的配合物的一些降解产物（以及它们本身的降解产物）是可溶的铁的配合物。再例如，很明显三价铁的配合物可以以二聚物的形式存在。