[发明专利]一种油-络合铁乳液氧化脱硫的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化脱硫的方法，具体地说是一种油-络合铁乳液氧化脱硫和硫磺回收方法。

背景技术

采用碱（Na₂CO₃或K₂CO₃）的水溶液吸收硫化物，H₂S气体与碱发生反应生成HS^-，通过高价态Fe 离子还原成低价态Fe离子，将HS^-转化成硫磺。在再生过程中，低价态的络合铁溶液与空气接触氧化成高价态络合铁溶液，恢复氧化性能，溶液循环吸收硫化氢气体。络合铁法氧化脱硫的反应机理如下：其中g代表气态，l代表液态；

H₂S(g)→H₂S (l) ；

H₂S (l)+(OH^-)→ (HS^-)+H₂O；

HS^-+OH^-→2S^2-+H₂O；

2Fe³⁺+2S^2-→2Fe²⁺+S；

总反应式为：

H₂S+2Fe³⁺→2Fe²⁺+S+2H⁺；

再生反应式为：

O₂(g)→O₂ (l)；

O₂ (l)+4Fe²⁺+2H₂O→4Fe³⁺+4OH^-。

LO-CAT工艺路线主要有两种方式：（1）H₂S吸收和催化剂的再生分别在两个鼓泡塔中进行，脱硫液在两塔间循环；（2）H₂S吸收和催化剂再生在一个鼓泡塔的不同区域进行，如自循环LO-CAT流程，吸收和再生分别在一个内环流鼓泡塔的中央和环隙部分进行。但是这两种方式都需要将反应生成的硫磺颗粒迅速从脱硫溶液中分离，否则将引起堵塔和副反应的发生，影响装置正常运行。反应产生的硫磺颗粒的粒径很小（几百纳米到几微米），具有特殊的表面性质，易发生吸附，而不易沉降。现有技术通过添加分散、絮凝剂等方法，提高硫磺的沉降比，使硫磺在反应器底部沉降后，将沉降液排出，然后分离硫磺，由于沉降液中的硫磺含量低，使大量溶液在过滤单元和反应器间循环，增加了能耗和脱硫剂的损耗，而且分离效果也不理想。

CN1554467A公开了一种络合铁法脱除富二氧化碳气体中硫化物的方法。该方法采用了络合铁脱硫剂以及高效喷射塔与流化床组合工艺，提高了气液传质效率，解决了硫磺堵塔问题，提高了净化度。但是该方法仅适用于较低压力下的硫化物脱除，再生过程中络合铁脱硫液与硫磺颗粒分离不彻底，对后续循环过程会产生影响。

CN101870884A公开了一种络合铁液相氧化吸收硫化氢气体和硫磺回收的方法。该方法包括一种由鼓泡反应段、气液分离段和泡沫收集段构成的再生分离塔，在鼓泡反应段，催化剂氧化再生，硫磺颗粒在气泡界面富集，在气液分离段，再生脱硫溶液和泡沫分离，脱硫溶液返回吸收塔循环使用，硫磺被泡沫携带至泡沫收集段，提高了硫磺颗粒分离率和再生反应速率高。但是该方法没有彻底解决一直存在的堵塔和发泡问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种油-络合铁乳液氧化脱硫的方法，该方法具有吸收速度快、脱硫效率高和操作简单等特点。

本发明油-络合铁乳液氧化脱硫的方法，包括如下内容：含硫化氢气体进入吸收器与油-络合铁乳液接触，硫化氢反应生成硫磺，硫磺溶解在油相中，净化气从吸收器顶部排出，含硫磺的油-络合铁乳液进行破乳处理，然后油水分离，并从油相中回收硫磺。

本发明方法中，含硫化氢气体为各种含硫化氢废气、炼厂气、天然气、Selexol尾气和克劳斯尾气等的一种或混合气体。含硫化氢气体中H₂S的体积百分比为0.01%~20%。

本发明方法中，所述的油-络合铁乳液为水包油型（O/W），油-络合铁乳液的硫容为3%~9%（g/g）。

本发明方法中，油-络合铁乳液中的油相为催化裂化柴油，催化裂化柴油的馏程范围为180~380℃内任意馏分，优选240~330℃内任意馏分。

本发明方法中，所述的催化裂化柴油中双环芳烃含量为30wt%~80wt%。