[发明专利]一种新型脱硫剂及氧化脱除硫化氢的工艺

说明书

本发明提供了一种新型脱硫剂及氧化脱除硫化氢的工艺，脱硫剂包括铁基离子液体和助溶剂，优选还包括消泡剂，铁基离子液体、助溶剂和消泡剂的重量配比为200：(1～80)：(1～60)。氧化脱除硫化氢的工艺采用上述脱硫剂，将硫化氢气体通入脱硫剂中，进行硫化氢脱除。铁基离子液体和助溶剂构建的非水相脱硫体系具备稳定的物化性质和高效的脱硫性能，能够克服现有湿法氧化脱硫工艺中因水存在而导致的脱硫剂易流失、酸碱性调控繁琐、产物硫磺含水率高等问题，进一步加入设定消泡剂后，又能够克服脱硫剂自身及杂质引起的严重发泡问题，是一种高效硫磺资源化的技术，具有一定的经济价值和社会效益。

技术领域

本发明属于化工过程中气体净化领域和污染控制领域，尤其涉及一种新型脱硫剂及氧化脱除硫化氢的工艺。

背景技术

在当今，石油化工炼制、天然气开采、生物燃气开发等过程中产生或释放H₂S。H₂S是一种易燃的酸性气体，当其与空气按照一定比例混合会形成爆炸性气体，遇明火易燃爆。同时，H₂S与工业过程中夹带和产生的水汽混合后，会腐蚀金属管道和检测设备，并且部分H₂S转化为SO₂后会进一步腐蚀设备，造成堵塞。H₂S还是一种强烈的神经毒素，当浓度达到10ppm时，眼睛及呼吸道开始受到一定的刺激。在20ppm-300ppm浓度下，会导致头晕、头痛、嗅觉暂失和浮肿现象。浓度上升至300ppm-500ppm时，短期暴露会出现生命危险，需要及时救治。高于此浓度，则会发生闪电死亡。因此，无论是环境治理、生产安全都必须进行硫化氢的脱硫净化处理。

国内外通常将脱硫技术分为干法脱硫和湿法脱硫。干法脱硫通常是利用颗粒或粉末状脱硫剂来对H₂S进行吸附、吸收或者氧化的过程，但是大部分干法脱硫剂再生困难、容易结块、对反应温度要求较高。湿法脱硫是利用具有吸收H₂S特性的溶剂或者溶液对硫化氢进行吸收或者吸收氧化的过程，其中，湿法吸收法需要与其他氧化技术联用才能够实现硫磺资源化，且能耗高、容易产生二次污染。湿法氧化法则能够单独实现硫磺资源化过程，且脱硫剂能够循环再生利用。

传统湿法氧化技术是以水相为基础进行氧化脱硫过程，但是，由于反应均是在水溶液中进行的，且需调节脱硫液为弱碱性，随脱硫反应及脱硫剂再生循环过程的进行，脱硫液易被生成的产物水不断稀释。此外，工业过程中产生的原料气同CO₂和水含量较高，CO₂质量比介于0.1～65％之间，水含量在0.01～15Kg/cm³。CO₂会与脱硫剂中碱性物质反正反应产生复盐，影响体系酸碱性，消耗脱硫液组分；而水的富集会导致脱硫剂稀释，影响脱硫性能。为了补偿被水稀释的脱硫液，必须定期补充脱硫液并调控pH值等工艺参数，最终导致工艺操作过程复杂，净化成本提高，大量废弃的脱硫液造成严重的二次污染，同时产生硫磺含水率高等问题。

同时，脱硫剂在脱硫过程中，会出现一定的发泡现象。重烃类物质及其他杂质容易引起脱硫剂发泡程度加重，进一步导致液泛、雾沫夹带等问题，造成脱硫剂流失。同时，发泡严重时，反应过程中压力损失会显著提高，增大生产成本和设备要求。

为克服上述问题，并且实现高效硫磺资源化的过程，需要开发一种新的脱硫剂并构建相应的湿法脱硫绿色工艺，该脱硫剂不仅要具备传统湿法氧化脱硫高效、可循环利用的优势，还应该能够克服水存在导致的一系列问题，通过简单的分离过程即可实现脱硫剂与水的分离，并且能够有效控制发泡程度；该绿色脱硫工艺同时满足安全可靠，不产生二次污染，低处理成本。

发明内容

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，结果发现：通过具有较强的疏水特性、良好的氧化性和热稳定性的铁基离子液体为脱硫剂，同时通过设定条件以及助溶剂和消泡剂的添加，实现了硫化氢的高效脱硫，解决了处理过程中大量泡沫产生的问题；处理方法成本低、操作简单、无二次污染生成，脱硫剂可再生，避免了对后续工业生产推广的影响，从而完成了本发明。