[其他]有机多硫化物的脱硫工艺

说明书

在深的含硫燃气井中，为防止由于硫的沉积而造成生产管道的堵塞，可向井下泵送一种溶剂到井筒和生产管道之间的环隙中。接着溶剂随燃气一起返回井上，并与燃气相互分离，分离出的溶剂再循环到井下。由于溶剂是循环使用，所以会吸附少量井中的元素硫。再循环使用的结果也使溶剂中的硫浓度不断增加。二烷基二硫化物、烷基硫化物、多硫化物、苯、甲苯、锭子油等均已作为控制硫沉积的溶剂。从经济上考虑，希望能从溶剂中脱硫，以便溶剂再循环到井下使用。

先有技术中已有多种从溶剂中萃取溶解的硫的工艺，美国专利3474028、3489677、3617529、3748827、4018572和4230184中公开了使用碱金属和铵的氢硫化物和硫化物来去除矿物油中的溶解硫。Dowling、Lesage和Hyne的文章(“含二甲基二硫化物的硫溶剂的再生”，Alberta硫研究有限公司季度报告，21卷3，4期，30-52页，1984.10-1985.3)公开了二甲基二硫化物的再生工艺，此法是用碱金属和铵的氢硫化物和硫化物，最好是用硫化钠，来去除二甲基多硫化物中的硫，操作是间歇式的。上述各种先有工艺过程中，没有一种涉及到本发明所采用的连续多级逆流反应系统。

本发明的目的是要从含硫量高的有机多硫化物(如二甲基多硫化物)的物流中脱硫，其工艺过程如下：

(a)使有机多硫化物物流与互不混溶的至少含一种金属硫化物或金属氢硫化物(如硫化钠)逆流反萃水溶液连续接触，两物流的连续接触是在至少有两级直接接触反应区进行的，在每一连接的级中都形成硫含量增加的水相及硫含量下降的多硫化物有机相。

(b)在每一直接接触的反应区之间，进行水相和有机相的相分离，然后两相各自进入不同的接触反应区，直到通过所有的接触反应区为止。水相总是进入这样的接触反应区，即此接触反应区中，多硫化物的硫含量要比已通过的那一级接触反应区中的要高。

(c)回收通过最后一级接触反应区的硫含量低的多硫化物。

(d)可弃去通过最后一级接触反应区的水相或用沉淀法处理此水相以回收硫。    

图1绘出从含硫燃气井中脱硫的工艺流程图。

图2是本发明工艺中的使用立式多级逆流柱图。

图3绘出采用一系列反应罐和分离的从二甲基多硫化物中脱硫的工艺流程图。

尽管本工艺过程是以二甲基多硫化物作为需脱硫的载硫有机相和以硫化钠水的溶液作为反萃水相来进行描述的，但是本发明却是一种利用有机多硫化物与含一种或多种硫化物(Y₂S)和(或)氢硫化物(ZSH)的水相相接触而达到从有机多硫化物中脱硫目的的广义流程。分子式Y₂S中的Y可选用周期表IA族中的元素和一系列NR₁R₂R₃R₄基团，基团中R₁，R₂R₃，R₄可独自选用H和含1-20个碳原子的烷基(如甲基、丁基、环己基和十六烷基)、含6-14个碳原子的芳基(如苯基、萘基和蒽基)和含7-34个碳原子的烷芳基(如甲苯基、十二烷苯基、十六烷苯基、丁萘基和丁蒽基)。Z可选用Y和周期表中IIA族的元素。反应是在直接接触的多级连续逆流反应器系统中进行。硫化物和(或)氢硫化物的水溶液与有机多硫化物发生化学反应，形成多硫化物的水溶液和硫含量较低些的有机多硫化物，即在每一个多硫化物分子中含较少量的硫原子，其中化学反应由下式(1)表示：      (1)

其中P＞0和q≤p

温度和压力对此反应无显著影响，操作最好在室温下进行。须考虑的关键性参数是水相反萃液的选择及其浓度、接触时间以及硫化物和(或)氢硫化物与有机多硫化物中可回收硫的摩尔比。可回收的硫是二级以上的硫，即在有机多硫化物中化学结合的硫。这些参数的选定受每一分离区中有机相和水相的比重差所限制，比重差要足以实现有效的相分离。