[发明专利]氧化脱除气体中的硫化氢

说明书

本发明是关于脱除气流中硫化氢的方法。含硫化氢的气流与含硫代硫酸盐离子的水溶液接触反应产生元素硫，再通过硫化氢的氧化作用随后将硫代硫酸盐再生。

硫化氢作为一种污染物常存在于许多气流之中，若未经处理，这些气体是不允许排入大气的，也不能利用其中的组分进行其它生产。多年来已开拓了许多脱除硫化氢气体的工艺过程，以生产基本上不含硫化氢的气体。在这些工艺过程中，很多是用循环方式进行操作并用可再生的氧化剂去氧化硫化氢，从而得到回收的元素硫，这样经过处理后的气体可排入大气或重新被利用。在硫化氢被氧化成元素硫以后，含水吸收介质中的还原了的氧化剂之再生，典型地是通过该含水介质与空气或氧气的接触来实现的。

许多这样的工艺过程常常是在溶液中使用一些相当昂贵的有机原料。本技术领域里的技术人员都熟知在许多所谓湿法脱硫化氢的工艺过程中，特别是处理那些含有机衍生物例如醌类的工艺过程，都存在一个共同的缺点，就是生成一种硫代硫酸盐离子付产物。几经奋斗和努力创造是为了减少或消除氧化液中的硫代硫酸盐及连多硫酸盐。而这些氧化液被用来从气体中吸收硫化氢。例如美国专利4，347，212叙述了几种在这方面的情况。美国专利3，773，662描述了从溶液中除去硫代硫酸盐的工艺过程，此过程引入硫化氢气体到液流中，以分解多硫化物和抑制元素硫在冷却过程中的水解作用，这样增加了硫磺厂的硫回收率。硫代硫酸盐的存在是作为不希望有的污害来处理的。

很久以来已认识到在含水溶液中的连多硫酸盐或硫代硫酸盐可与硫化氢反应生成硫。举一个例子，美国专利1，832，325，介绍了通过硫代硫酸钠氧化成连四硫代酸钠，然后再与硫化氢反应来脱除硫化氢的工艺过程。这篇美国专利同样公开了采用缓冲盐例如碳酸氢钠或磷酸钠来保持氢氧根离子浓度在某一值以下，因为在该值以上，连四硫酸钠不稳定。硫代硫酸盐氧化成连四硫酸盐是通过使用某些镍或钴催化剂来实现的。

美国专利1，937，196叙述了通过碳酸钠溶液和硫化氢反应脱除气体中的硫化氢。该碳酸钠溶液后来通过加热和曝气再生。这篇专利介绍了采用硫代硫酸盐例如硫代硫酸钠，硫代硫酸铵，硫代硫酸锌，硫代硫酸铁及类似物来吸收二氧化硫。而其中硫代硫酸盐是通过与硫化氢接触而获得再生。在与吸收了二氧化硫的硫代硫酸盐溶液的这种接触后，硫得到了回收。

美国专利3，536，618描述了脱除硫的步骤：硫代硫酸铵与气体中的硫化氢反应，然后分解以回收氨，硫化氢，水及元素硫，生成的含水物料可循环使用，即通过一个简单吸收操作脱除烃产品中的硫化物型的盐。这种工艺过程并未涉及净化气体，但确实公开了硫代硫酸盐和硫化氢生成元素硫这一反应。

发表于1984年21日的美国专利4，432，962，叙述了通过与pH值约为5～10的并含有溶解钒、硫氰酸铁、一种羧酸盐的复合试剂、一个或多个水溶性的醌，以及一个或多个能溶于四价钒的水溶性非醌芳烃化合物的可再生的洗涤液接触反应脱除气体中的硫化氢的工艺过程。吸收了的硫化氢转化为元素硫。在洗液氧化再生后，元素硫便可以与再生的溶液分离。

美国专利4，243，648，也描述了硫化氢的脱除和转化方法。在这篇专利中，含有硫化氢的气体与一种可再生的能吸收硫化氢并且能将硫化氢转化成疏水的元素硫颗粒的洗液接触反应，在pH约为5～10，含有溶解的钒、硫氰酸离子、一种四价钒的增溶剂以及一种水溶羧酸复合剂的洗液再生以后，元素硫便可被分离出来。此专利认为这种工艺过程对于酸性天然气脱硫，矿物加工，煤和油页岩分解蒸馏，煤的气化或液化应用地热液体去发电成其它产生含有硫化氢的气体进行加工过程，脱除硫化氢特别有用。

尽管公开了前述先有的工艺技术，但从污染气流中脱除硫化氢的很多工作还要继续去完成，过去硫化氢的脱除仅仅是采用多个单元操作，例如一个胺洗涤器紧接着一套克劳斯（Clous）装置，随后是一尾气处理，而硫仍然留在气流中。在实现本文所叙的发明内容以后，要解决脱除硫化氢及硫的回收问题就显得是简单而又有效了。根据下述说明，本发明的很多优点，将会更加明显。