[发明专利]气体混合物中硫化氢的除去方法

说明书

本发明是关于一种气体的处理方法，更详细地说是一种用以除去污染气体中硫化氢（H₂S）的方法。

天然气常被H₂S所沾污，当含气岩层含有硫酸盐以及当硫酸盐还原菌进入含有作为驱替液的水的地层内时更是如此。氧化硫有难闻的气味，有毒且在燃烧时生成二氧化硫。这些因素使得买主常常拒绝接受那些H₂S含量超过5ppm（百万分之五）的气源。

在传流的气体脱硫方法中，H₂S是通过诸如固体氧化锌来脱除的。虽然氧化锌可以再生，但这种再生一般要求加热到500℃左右，而且产生二氧化硫。

曾经提出过各种建议以取代这种传统的气体脱硫方法。

例如日本的公开专利申请58-152488号公开了一种方法，其中被H₂S沾污的气体用含有硫酸铁的水溶液脱硫。硫酸铁被转化成硫酸亚铁及硫酸，且沉淀出硫。用氧化铁细菌，例如氧化铁硫杆菌来处理硫酸亚铁以再生硫酸铁。

西德专利公开说明书DE-A-3300402公开了一种方法，其中使含H₂S的气体与有重金属盐，例如铜盐的水溶液接触，沉淀出的金属硫化物用硫化物氧化微生物，如氧化铁硫杆菌处理氧化为硫酸盐。

法国专利申请公告No.2512051公开了一类至少含有一种元素周期表中ⅡB族元素，例如锌或镉的磺化苯乙烯/二乙烯苯共聚合离子交换树脂，并用这类交换树脂作碳氢化物的脱硫处理。所给的实施例一种是用掺了锌离子、另一种是用掺了镉离子的磺化苯乙烯/二乙烯苯的共聚物对沸程70到175℃比重为0.73公斤/升的主要沾污有硫醇和硫醚的混合碳氢化物作了液相脱硫处理。

G.A.Lobanova等，Zh.Rrikl.khim（列宁格勒），1982，55（10），2333-5，提到多种含金属的阳离子交换树脂，如含铜、钾、钴、银，而且详细公开了掺有重金属离子，尤其是铁、镉、锌、钴、锰的磺酸型阳离子交换树脂用以提纯被硫化氢（及其他有机硫化物）污染了的气体的应用，即让气体通过一根装有适当掺杂的树脂的柱子。用过了的树脂的再生方法也已公开。该方法是用使0.5M的盐酸水溶液通过用过了的树脂。所得的溶液经加热除去H₂S（及其他有机硫化物），中和到PH6，最后再使之通过柱子（让金属离子再次为离子交换树脂从溶液中所吸收）。该方法虽然从气体中脱除了H₂S，但缺点是遗留下了H₂S的处置问题。

一个用以从污染气体中脱除H₂S的方法需要所用的脱除剂是容易再生的，而且脱除的H₂S应被氧化成元素硫或硫酸根离子。

本发明提供一种除去污染气体中的硫化氢的方法，它包括用掺有一种选自镁、钙、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镉及铅的金属离子的阳离子交换树脂来处理气体，以及用一种氧化性微生物来处理树脂而使其再生。

有代表性的阳离子交换树脂可以是以聚苯乙烯，酚醛树脂或丙烯酸树脂为具体而带有磺酸、膦酸或羧酸基团作为活性基团的树脂。

典型的羧酸型阳离子交换树脂是交联聚丙烯酸酯-二乙烯基苯树脂，活性基团为-COO^-，例如Rohm&Haas出售的商标为“Amberlite IRC-50”及“Amberlite CG-50”;Duolite    International出售的商标为“Duolite    CC436”，“Duolite    436”以及“Zerolit    436”。

较佳的树脂是磺酸型阳离子交换树脂。典型的是交联聚苯乙烯/二乙烯基苯树脂（通常为8-12重量百分的二乙烯基苯），其活性基团为-SO^-₃，例如Rohm&Haas出售的商标为“Amberlite IR-120”和“Amberlite CG-120”，Dow化学公司出售的商标为“Dowex 50-X8”和“Dowex 50w-X8”以及由Duolite International出售的商标为“Duolite C225”，“Duolite C255”，“Duolite C26C”，“Eerolit 225”及“Eerolit 625”。

虽然上述树脂一般可用其颗粒形，例如粒径（目）0.295到1.2mm，但是对于大规模操作而言，预计若做成开口园筒形或马鞍形可能更为有利。