[发明专利]从气体中除去硫化氢并回收硫的方法

说明书

本发明涉及从含5％(体积)以下的H₂S的气体中除去其中的H₂S，并以硫形式回收H₂S的方法。

FR-A-2589140号公开了一种用于从气体中尤其是H₂S浓度小于5％(体积)的气体中除去H₂S的方法，在该方法中，含H₂S的气体和控制量的含游离氧的气体在适合的温度下通过，与将H₂S氧化成硫的催化剂相接触，生成含H₂S和SO₂(H₂S∶SO₂的摩尔比基本上为2∶1)的气流和气相的硫，然后，在冷却到160℃以下并分离出硫后，使上述气流与在足够低的温度下运行的克劳斯催化剂相接触，使H₂S与SO₂反应形成的硫保留在催化剂上，同时生产出硫化合物含量大大降低了的残余气体流，在排入大气前将其燃烧。载有元素硫的克劳斯催化剂定期地用非氧化性气体在200-500℃之间的温度进行清洗，以使保留在该催化剂上的硫气化，使该催化剂得到再生，然后再生的催化剂冷却到与含H₂S和SO₂的气体(即源于氧化反应的气体流)再次接触所要求的温度。

在这种方法中，在H₂S的催化阶段所采用的含游离氧的气体量可用克劳斯化学计量法有效控制，但仍有可能有未转化的氧夹带于源于催化氧化的含H₂S和SO₂的气体流中，这种氧与催化剂接触，有使克劳斯催化剂失活的危险。此外，由于该方法的最后阶段是克劳斯反应，因此，净化质量与喷入氧化反应器的含游离氧的气体的流速控制质量有关。

本发明的目的是提供除去含H₂S的浓度小于5％(体积)的气体中H₂S的方法，并以硫的形式回收这种H₂S中的硫。该方法并不包括现有技术方法中的H₂S和SO₂之间的克劳斯反应，因此，就使本发明的方法排除了上述的缺点。

本发明的方法是在适宜的温度下，含H₂S的被处理的气体和含游离氧的气体，以产生O₂∶H₂S的摩尔比为0.5-3.0的量，与选择性将H₂S氧化成硫的催化剂接触，该催化剂由沉积在耐热材料上的活性相构成，该活性相是由一种或几种过渡金属的氧化物和/或盐组成，被处理的气体和含游离氧的气体与上述催化剂通过操作接触，在整个接触期间，维持其温度在60-180℃之间的选择值，将上述被处理气体中的H₂S基本上定量地氧化成硫，并且所生成的硫几乎全部沉积在催化剂上，得到了基本上无H₂S的气流，其特征在于，所述氧化催化剂的活性相源于金属镍、银和钨中至少一种。

当H₂S氧化成硫的催化氧化反应是在本发明的温度范围进行时，H₂S被选择性地氧化成硫而无SO₂形成，甚至是在氧过量存在时。

换言之，在本发明的方法中，能够在大大超过反应的化学计量氧的情况下运行，同时保持几乎定量转换H₂S，和极好的硫选择性，这就可能使得得到的硫的产率与在氧化催化剂上的氧的流速控制质量无关。

所需量的含游离氧的气体加入含H₂S的气体可以在该气体与将H₂S氧化成硫的催化剂发生接触时进行，或最好在上述接触发生之前进行，以便在与上述催化剂接触期间，得到很均匀的气态反应混合物。

所采用的将被处理气体中的H₂S氧化成硫的含游离氧的气体虽然可以采用纯氧、富氧空气或者氧与除氮气外的惰性气体各种比例的混合物，但一般采用空气。

如上所述，所采用的含游离氧的气体的量应提供达到与催化剂接触将H₂S氧化成硫的反应混合物中O₂∶H₂S的摩尔比为0.5-3.0，优选为0.5-1.5。

气态反应混合物与氧化催化剂的接触时间为0.5-20秒，优选1-15秒，这些值是在标准的压力和温度条件下的值。