[发明专利]从酸性气流中脱除硫化氢的方法

说明书

存在于各种“酸性”工业气流中的大量H₂S成了一个长期性的问题。虽然为脱除和回收这种污染物建立了许多方法，但由于种种原因，大多数上述方法还不够完善。

在一目前引人注意的方法中，其做法是使酸性气体与一种多价金属螯合物或配合物反应剂水溶液接触，以生成可在反应剂再生之前或之后回收的固态硫。最佳的反应剂是铁(III)螯合物，即铁(III)与特定的有机酸或其衍生物形成的铁(III)螯合物。

虽然在不需要深度脱H₂S(例如H₂S脱除率大于95％)时用许多方法都可成功地处理H₂S浓度较低的酸性气流，但是达到上述或更大的脱除率在不致引起过大的操作和材料费用的情况下，要求有效的操作。

一种实行气体处理的方案采用了二级接触法。其中：文丘里管形接触区为起始或第一接触级，用于脱除大量的H₂S；第二级或清除级，例如为填充塔或喷淋塔，用于除去气流中残存的H₂S。

这种方案有许多缺点，例如对堵塞的敏感性，高压降和高费用。业已测得，铁螯合物或配合物体系的脱H₂S速率不受铁与H₂S反应的速率的限制，但受H₂S吸入反应剂溶液的速率的限制。

本发明提供了一种足以保证具有高的H₂S吸入接触溶液速率而可避免堵塞和高压降的或使堵塞和高压降达到最小和高效方法。美国专利第4,664,902和4,758,416号介绍了一种多区接触程序，其中的一特定接触区包含有许多串流接触段。在一个实施方案中，特定接触区的第一接触段有许多分流槽。其为过程中的气体-溶液混合物提供分流道；分流槽段的后面是再分布段，其适宜于使溶液和气体能径向混合和再分布以及抑制堵塞。本发明是上述方法的一种改进方法。

根据本发明，从酸性气流中脱除H₂S的方法包括以下步骤：

a)把酸性气流送入第一接触区，并使酸性气流在该第一接触区中与含有一种或多种有机酸的加溶铁(III)螯合物和一种或多种上述酸的加溶铁(II)螯合物的反应剂水溶液；在低于硫熔点的温度下和在足以使H₂S有效地转变成硫和阻止硫沉积的溶液对气体之比和其它条件下密切接触，以得到一种由酸性气和反应剂水溶液组成的气体溶液混合物；

b)使步骤a)所得的气体-溶液混合物，在可使H₂S转变成硫和温度低于硫熔点的条件下，通过第二接触区中一系列相连的许多封闭式接触段，上述第二接触区的第一接触段由许多抗硫沉积的分流槽组成，各分流槽都为通过该段的气体-溶液混合物提供分流道，以使该气体-溶液混合物的方向至少开始是与进入该段的气体-溶液混合物的流动方向成锐角的；气体-溶液混合物流经的第二接触段为封闭式混合段，该段有利于或适宜于使气体-溶液混合物径向混合，和使溶液在气体中再分布，以及阻止因硫形成所造成的堵塞；气体-溶液混合物通过的第三接触段由许多抗硫沉积的分流槽所组成，各分流槽为通过该段的气体-溶液混合物提供分流道，以使气体-溶液混合物的方向至少开始是与进入该段的气体-溶液混合物的流动方向成锐角的；和在该第二接触区中可得到一种含固态硫的气体-溶液混合物，该气体反应剂-溶液混合物中的反应剂溶液的所述一种酸或多种酸的加溶铁(III)螯合物含量和所述混合物的气体中H₂S含量均已得到降低。

c)将第三接触段得到的气体-溶液混合物通过上述第二接触区的附加接触段，并使气体-溶液混合物与含有上述一种或多种酸的加溶铁(III)螯合物或铁(II)螯合物的反应剂水溶液接触，并形成一种溶液对气体之比已得到提高的气体溶液混合物；和

d)把H₂S含量已得到降低的气体从步骤c)中得到的气体-溶液混合物中分离出来。