[发明专利]改进的络合铁法从气体混合物中脱除硫化物

说明书

本发明涉及一种络合铁法从气体混合物中脱除硫化物的方法，特别是一种脱硫液(吸收液)的组成及其脱硫工艺。

众所周知，采用络合铁法从气体混合物中脱除硫化氢，通常将含有H₂S的气体与含有高价铁的脱硫液(吸收液)进行气液逆流接触，使气相中的H₂S被吸收的同时氧化成硫而被除去，但由于铁离子在碱性溶液中很不稳定极易生成Fe(OH)₃与FeS从溶液中析出，从而降低了脱硫液的脱硫功效，为此在脱硫液中添加络合剂，使Fe³⁺和Fe²⁺以络合态形式稳定存在于液相中，铁离子的功效是这样的：

在脱硫吸收塔中(以下简称吸收塔)，络合态Fe³⁺作为氧化剂，将液相中的H₂S氧化成硫，而本身被还原成络合态的Fe²⁺；

再生塔中，络合态的Fe²⁺，藉助空气中的氧氧化成络合态的Fe³⁺，然后返回吸收塔中重新氧化H₂S，如此周而复始；

其反应式可用下列方程表示：，

目前工业上所用的络合铁法比较成熟的为EDTA(乙二胺四乙酸)络合法，其脱硫操作成本比较昂贵，再加上该法所用脱硫液(吸收液)的饱和硫容量较低，仅为0.212克/升(参见中国化工学会化肥学会第一届年会资料，1986.12 )，故适宜于低含硫量混合气的脱硫，为此许多研究工作者寻求新的解决途径，力途开发饱和硫容量高的价廉的脱硫液及其相应的脱硫工艺。

1986年中国福州大学公开了一种FD法(参见中国化工学会化肥学会第一届年会资料，1986.12)，它主要以磺基水杨酸为络合剂，以氨水为吸收剂，所组成的脱硫液饱和硫容量可达0.403克/升，使脱硫费用有显著降低，但该法所采用的脱硫液稳定性较差，付反应多，脱硫液中的总铁量随脱硫过程的进行迅速下降，其吸收率(即脱硫能力)迅速下降，故需要经常补充大量的铁盐，再加上含氨废气、废水的大量排放，造成环境污染，因而影响了它的工应用前景。

本发明在现有技术的基础上进行了新的改进，目的在于提供一种由多组份组合的脱硫液及其相应的脱硫工艺，具有饱和硫容量大，吸收效率高，对H₂S的选择性好，付反应小，运转成本低，操作弹性好(可适用高硫和低硫混合气的脱硫)等诸优点。

本发明的构思是这样的：采用一类多组份组合的脱硫液，它们既含Fe²⁺/Fe³⁺的络合剂，又含H₂S的吸收剂，并具有较高的饱和硫容量，所说的脱硫液主要含有络合剂、吸收剂，还含有稳定剂、增效剂和缓蚀剂。

其中所说的络合剂为一种或一种以上的羧酸、氨基羧酸，如乳酸、柠檬酸、酒石酸、草酸、1，2二氨基环己烷四乙酸、二乙撑三氨五乙酸、乙二醇二乙醚四乙酸、聚氨基乙酸、聚氨基羟乙基乙酸，或它们的钠盐、钾盐、铵盐，它们与Fe²⁺有极强的络合能力，可以防止溶液中产生二价铁沉淀，同时上述所说的络合剂与Fe³⁺亦有较好的络合够力，可用下述方程1-2表示(为表述方便，以柠檬酸代表表述之，下同)：

    (1)

    (2)

其中所说的吸收剂为一种或一种以上的多乙烯多胺、醇胺类有机物，如二乙撑三胺、三乙撑四胺、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甘醇胺，以及Na₂CO₃、NaHCO₃、K₂CO₃、KHCO₃、NH₄OH等无机碱性物质以及它们的混合物，其中多乙烯多胺、醇胺类有机物既是吸收剂又是Fe³⁺极强的络合剂，其行为可用下列方程3-6表示(为叙述简便起见，以胺类有机物作代表表述之，其通式为R_nH_(3-n)N，其中n＝1-3)：

在碱性条件下的脱硫过程为：