專利名稱：在固體產(chǎn)生量最少時，從流體中去除硫化氫的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種使含有多價金屬螯合物的水溶液與含有硫化氫的流體相接觸，從而去除硫化氫的工藝方法。
美國專利4，123，506和4，202，864描述了一種采用金屬化合物與含有H2S的地?zé)嵴羝嘟佑|，生成不溶于水的金屬硫化物，從而凈化了地?zé)嵴羝墓に嚪椒āＣ绹鴮＠?，196，183描述了另一種往含有H2S的地?zé)嵴羝型ㄈ胙鯕?，并使它通過一個活性炭床，從而凈化地?zé)嵴羝墓に嚪椒ā?br> 在地?zé)嵴羝锌刂屏蚧瘹涞母鞣N各樣的工藝方法概述在由F.B.Stephens等人起草的美國能源部的報告＃DOW/EV-0068(1980年3月)中。
美國專利4，009，251公開了一種采用金屬螯合物去除氣流中硫化氫的工藝方法，該工藝事實上只生成硫，而不生成硫的氧化物。美國專利4，414，817也公開了一種從地?zé)嵴羝腥コ蚧瘹涞墓に嚪椒?，從而生成了單體硫或固態(tài)的硫，這些硫必須被去除。
美國專利4，451，442公開了一種從地?zé)崃黧w中去除硫化氫，同時使所生成的固態(tài)硫的量為最小值的工藝方法。在該工藝中，采用多價金屬螯合物和氧化劑從流體中去除硫化氫。氧化劑最好采用二氧化硫，它是通過氧化硫化氫流體側(cè)面而生成的。然而，該工藝方法在產(chǎn)生SO2時也生成CO2，CO2又轉(zhuǎn)變成不溶于水的碳酸鹽，這些不溶于水的鹽對必須或希望在無固體顆粒存在下運行的地?zé)岚l(fā)電廠和其他領(lǐng)域的應(yīng)用中是易出故障的，而且使費用昂貴。
美國專利4，622，212描述了一種采用含硫代硫酸鹽的螯合溶液作為穩(wěn)定劑，去除硫化氫的方法。
美國專利3，446，595描述了一種凈化氣體的工藝方法，在該工藝中，用亞硫酸氫鹽來吸收硫化氫，生成單體硫和亞硫酸鹽。該亞硫酸鹽與二氧化硫接觸時得到回收，從而生成亞硫酸氫鹽，而此處二氧化硫本身是通過燃燒單體硫而得到的。
美國專利3，859，414描述了一種在生成硫代硫酸鹽的條件下，例如在PH6至7之間，采用亞硫酸鹽與氣流中的硫化氫起反應(yīng)生成可溶于水的硫的化合物的工藝方法。
其它與本發(fā)明相關(guān)的參考文獻(xiàn)還有美國專利4，629，608;3，447，903;和3，851，050。
本發(fā)明直接關(guān)系到采用多價金屬螯合物與亞硫酸鹽氧化劑，使流體中的硫化氫轉(zhuǎn)變成可溶于水的硫化物的工藝方法。本工藝方法優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的工藝方法之處在于通過生成可溶性的硫的化合物使得固態(tài)硫的生成量減到最低水平。
本發(fā)明的工藝方法包括以下幾個步驟(a)焚燒硫化氫以生成二氧化硫;
(b)在堿性溶液中有選擇地吸收上述二氧化硫，從而生成亞硫酸鹽，而基本上不吸收CO2，因此基本上沒有不溶性的碳酸鹽生成;
(c)上述流體在第一反應(yīng)區(qū)內(nèi)與適合于去除硫化氫的PH值的水溶液相接觸，此處所述的水溶液中含有足夠量的多價金屬螯合物，從而把硫化氫轉(zhuǎn)變成硫，而多價金屬的螯合物被還原成較低的氧化價態(tài);
(d)上述硫與上述亞硫酸鹽的溶液相接觸，使其生成可溶性的硫的化合物;
(e)在第二反應(yīng)區(qū)內(nèi)使上述被還原的多價金屬螯合物與氧氣相接觸，從而再氧化上述金屬螯合物;以及(f)使上述被再氧化的溶液再循環(huán)到第一反應(yīng)區(qū)。
所研究的流體可能是地?zé)嵴羝@里，第一步先要將上述蒸汽冷凝在第一反應(yīng)區(qū)的溶液中形成一個減少了硫化氫含量的不冷凝氣體的氣流。含有多價金屬螯合物和亞硫酸鹽的溶液。使硫轉(zhuǎn)變成可溶性的硫的化合物。還原態(tài)的螯合物在第二反應(yīng)區(qū)內(nèi)被再次氧化，然后再循環(huán)到第一反應(yīng)區(qū)。焚燒不冷凝氣流中所含的硫化氫就生成了二氧化硫，然后通過吸收生成了亞硫酸鹽。這些亞硫酸鹽是供給第一反應(yīng)區(qū)的。
本工藝的優(yōu)點是能將堵塞在管道中、熱交換器表面、冷卻塔塔身以及類似物上的固態(tài)硫和不溶性碳酸鹽基本上消除。例如在地?zé)岚l(fā)電廠的設(shè)備上的這些污垢會導(dǎo)致維修費用昂貴，以及發(fā)電量減少。本工藝方法的優(yōu)點是，當(dāng)用于清洗氣體時刪去了所需的昂貴的機器設(shè)備，如沉淀池、泡沫發(fā)生器、過濾器、離心分離器、熔化器和類似用于除硫的設(shè)備，當(dāng)處理的流體是硫含量低的流體以及從過程中除去硫時所用的設(shè)備不能保證回收的硫的質(zhì)量時，本工藝更具有顯著的優(yōu)點。
本工藝的另一個優(yōu)點是把反應(yīng)條件控制在進(jìn)一步確保硫的完全的溶解方面，通過生成硫的增溶劑(亞硫酸鹽)而使硫的排出物變?yōu)樽钌?，而硫化氫的去除工藝最佳化，同時所使用的補充試劑，例如螯合溶液和苛性試劑的量為最少值。


圖1是用圖解的方法來說明一種采用本發(fā)明氧化地?zé)嵴羝淠褐械牧蚧瘹涞墓に嚪椒ā?br> 圖2是用圖解的方法來說明一種應(yīng)用本發(fā)明從酸性氣體例如天然氣、煉油廠的氣體、合成氣體或其他類似氣體中去除硫化氫的工藝方法。
在圖1中，從管道2中來的地?zé)嵴羝麕右粋€蒸汽汽輪機4，汽輪機4又與一個電力發(fā)電機6相連。由管道2來的蒸汽經(jīng)管道18直接供給蒸汽汽輪機4。從汽輪機4排出的氣體經(jīng)管道8進(jìn)入冷凝器10中。從管道28來的含有螯合鐵(三價鐵的螯合物)和亞硫酸鹽的冷卻水噴淋進(jìn)入起冷凝作用的冷凝器10，從冷凝器10出來的水經(jīng)管道14進(jìn)入一個熱水池16，它在100°F到125°F范圍內(nèi)運行。不冷凝氣體如CO2、H2、CH4、N2、O2和部分H2S經(jīng)管道36從主要冷凝器10中排出。如果需要，可以在管道36上安裝一臺或幾臺普通的蒸汽噴射泵，以產(chǎn)生一個部分真空或低壓區(qū)域。從管道36中排出的蒸汽，包括H2S和不冷凝氣體進(jìn)入一個焚燒爐或SO2發(fā)生器54，以將H2S氧化為SO2，含氧氣體，如空氣、氧氣或它們的混合物由管道55進(jìn)入SO2發(fā)生器54中。SO2發(fā)生器54是普通的催化焚燒爐，然而，如果需要，也可以采用熱焚燒爐。
足夠量的多價金屬螯合物由管道56加入一個已開始運行的冷水池66中，以補償由于管道76連續(xù)排放所造成的損耗。如果需要，也可以把堿性試劑的溶液，如氫氧化鈉溶液，由管道78以同樣的方式加入冷水池66中，以調(diào)整或維持循環(huán)液的PH值在所期望的5到11的范圍內(nèi)，最好在7到9的范圍內(nèi)。
冷水池66中的水溶液由管道63抽進(jìn)泵60中，再由泵60經(jīng)管道58打入一個靜態(tài)混合器50中，然后再經(jīng)管道28進(jìn)入冷凝器10中。
熱水池16中的水溶液由管道64抽入泵62中，然后再由泵62經(jīng)管道70注入冷卻塔72中，在冷卻塔72中，溶液噴淋地進(jìn)入塔中，并被循環(huán)的空氣所氧化。管道76連續(xù)排放溶液。從管道2來的蒸汽約有10-20%被管道76連續(xù)排放，這些排放的蒸汽再注入一個地下的承載蒸汽的構(gòu)筑物中。冷卻的溶液可以經(jīng)管道74循環(huán)到冷水池66中，冷卻塔72在80處與大氣連通，因此基本上沒有H2S存在。
在焚燒爐中產(chǎn)生的SO2，與不冷凝氣體和燃燒產(chǎn)物一起，經(jīng)管道52進(jìn)入一個附加的急冷塔81中，然后再經(jīng)管道82進(jìn)入第一級洗氣塔84中，在洗氣塔84中，SO2被PH值為4到7的堿金屬的亞硫酸鹽/亞硫酸氫鹽溶液所吸收。亞硫酸鹽/亞硫酸氫鹽的溶液經(jīng)泵83和循環(huán)回路85在塔中循環(huán)。來自洗氣塔84的未被吸收的氣體經(jīng)管道86進(jìn)入第二級洗氣塔88，在此塔中，氣體中剩余的SO2被吸收到小于10PPm，然后通過管道87排放。PH值為8.5到9.5的堿金屬的亞硫酸氫鹽和亞硫酸鹽的溶液，借助于泵89和第二級循環(huán)回路90在洗氣塔88中循環(huán)。通過管道91將所補充的堿金屬的氫氧化物，加入循環(huán)回路90中，以維持所要求的PH值，同時，使堿金屬的氫氧化物與過量的SO2在循環(huán)回路90中反應(yīng)，生成亞硫酸氫鹽，因此基本上避免了CO2在洗氣塔88中被吸收，以及碳酸鹽的產(chǎn)物的形成。來自循環(huán)回路90的吸收液經(jīng)管道92進(jìn)入循環(huán)回路85，以維持所要求的PH值，和洗氣塔84中洗滌液的液位。循環(huán)回路85中的含有亞硫酸鹽和/或亞硫酸氫鹽的洗滌液經(jīng)管道93加入到管道58中，加入的量要足夠以維持冷凝器10中可溶性硫的生成條件。
圖2中，由管道110引入酸性氣體，與從管道158來的水溶液混合在一起進(jìn)入靜態(tài)混合器112中，以進(jìn)行氣-液的充分混合。所產(chǎn)生的混合液流進(jìn)入第一分離器114，從分離器114中流出的氣體，經(jīng)管道116從分離器114的頂部排出，然后再與管道126中的循環(huán)水溶液混合在一起，經(jīng)管道118進(jìn)入靜態(tài)混合器120中，然后再進(jìn)入第二氣-液分離器122。從第二分離器122頂部排出的凈化了的或脫硫的氣體由管道124排出，而液態(tài)的殘留物經(jīng)管道156、泵154和管道158循環(huán)到第一分離器114中。
從第一分離器114排出的殘渣，由管道164排出，經(jīng)泵160送入管道162中，然后與來自管道184的水溶液混合，混合可在或不在靜態(tài)混合器150中進(jìn)行。分別來自管道162和184的混合殘渣和液體經(jīng)管道152進(jìn)入氧化反應(yīng)器146中。通過管道144將含氧氣體送入氧化器146，使多價金屬的螯合物氧化成為較高的氧化態(tài)。不能被吸收的氣體由管道148從頂部排出。氧化器146的殘渣由管道143進(jìn)入泵142中，排放管135連續(xù)地排放來自泵管道136的水溶液中的一部分水溶液。
與泵相連的管道136將液體送入混合槽132中，該槽中有一個混合器134攪拌所加入的化學(xué)試劑，管道138將所添加的堿性溶液送入混合槽132中，以調(diào)節(jié)溶液的PH值到所要求的范圍內(nèi)。補充的多價金屬螯合物由管道140加入。混合槽132中的溶液由管道130進(jìn)入泵128中，然后再由管道126循環(huán)到第二分離器122中。
由管道166進(jìn)入的任何一種常規(guī)源例如壓力罐或其他類似容器中的硫化氫，與來自管道168的含氧氣體，如空氣、氧氣或它們的混合物一起，進(jìn)入SO2發(fā)生器或焚燒爐178中。所產(chǎn)生的SO2經(jīng)管道172進(jìn)入一個附加的急冷槽183中，然后再經(jīng)管道187進(jìn)入第一級洗氣塔180。借助于泵179和循環(huán)回路181將洗滌液在洗氣塔內(nèi)打循環(huán)，以吸收SO2氣體。部分經(jīng)洗滌的含有SO2的氣體由管道184從第一級洗氣塔的頂部排入第二級洗氣塔182，借助于泵185和循環(huán)回路186使洗滌液在第二級洗氣塔182中循環(huán)。經(jīng)過洗滌的氣體(SO2含量按體積計小于10PPm)從洗氣塔182的頂部由管道194排放。足夠量的苛性堿或其他堿金屬或銨的氫氧化物的補充液以一定速度由管道190進(jìn)入循環(huán)回路186中，以維持溶液的PH值在8.5到9.5的范圍內(nèi)，由于堿金屬的氫氧化物在與含有SO2同時又含有CO2的氣體接觸之前，就反應(yīng)生成了亞硫酸鹽和/或亞硫酸氫鹽，因此在洗氣塔180、182中基本上避免了碳酸鹽的生成。來自洗氣塔182的洗滌液以足夠的速度從循環(huán)回路186通過管道192進(jìn)入循環(huán)回路181中。以使第一級洗氣塔180中洗滌液的PH值保持在約4到7的范圍內(nèi)。含有亞硫酸鹽和/或亞硫酸氫鹽的洗滌液由循環(huán)回路181經(jīng)過管道184進(jìn)入管道152中，以維持上述氧化塔146中的溶液在能生成可溶性硫的條件下。
換句話說，亞硫酸鹽和/或亞硫酸氫鹽或金屬螯合物溶液也可以在除上述描述以外的地方加入到此流程中去。
這里所使用的多價金屬螯合物是溶于水的、含可還原多價金屬的多價金屬螯合物，如能被還原和結(jié)合水溶液中的金屬的螯合劑或絡(luò)合劑。這里所說的多價金屬是那些有兩個或兩個以上能被還原的價態(tài)的金屬。這些多價金屬是鉻，鈷，銅，鐵，鉛，錳，汞，鉬，鎳，鈀，鉑，錫，鈦，鎢和釩。在制備多價金屬螯合物時，應(yīng)優(yōu)先使用上述的多價金屬中的鐵，銅和鎳，而鐵是最好的。
在現(xiàn)有技術(shù)和參考文獻(xiàn)中眾所周知的“螯合劑”都適用于本發(fā)明，在制備本發(fā)明所說的多價金屬螯合物時，可用的螯合劑包括所有那些能與一種或多種上述多價金屬形成可溶于水的螯合物的螯合劑或絡(luò)合劑。這樣的螯合劑包括氨基多羧酸及其鹽，次氮基三乙酸，N-羥乙基氨基二乙酸和包括乙二胺四乙酸，N-羥乙基乙二胺三乙酸，二亞乙基三胺五乙酸，環(huán)己烯基二胺四乙酸，三亞乙基四胺六乙酸及其類似物在內(nèi)的多氨基羧酸;氨基膦酸如乙二胺四(亞甲基膦酸)，氨基三(亞甲基膦酸)，二乙三胺五(亞甲基膦酸);膦酸如1-羥基、亞乙基-1，1-二膦酸，2-膦?；宜?，2-膦酰基丙酸和1-膦?；彝?1，2-二羧酸;多羥基螯合劑如單糖和糖類(如象蔗糖、乳糖和麥芽糖這類的雙糖)，糖酸(例如葡糖酸或葡庚酸);其他多元醇，如山梨醇和甘露糖醇及其類似物。在制備本發(fā)明使用的多價金屬螯合物時，應(yīng)優(yōu)先使用上述螯合劑中的多氨基羧酸，尤其應(yīng)最先使用乙二胺四乙酸和N-羥乙基乙二胺三乙酸。優(yōu)先使用的多價金屬螯合物是三價鐵與多氨基羧酸的螯合物，優(yōu)先選用多氨基羧酸是根據(jù)本發(fā)明的工藝條件而選擇的，一般更優(yōu)先使用乙二胺四乙酸和N-羥乙基乙二胺三乙酸。
為實現(xiàn)本發(fā)明，多價金屬螯合物的有效量是以所吸收的硫化氫為基準(zhǔn)時的1個化學(xué)計量到代表溶液中金屬螯合物的溶解度的限度的量的范圍內(nèi)。同樣地，氧化劑(亞硫酸鹽和/或亞硫酸氫鹽)的有效量是在以生成單體硫時約1個化學(xué)計量到5個化學(xué)計量的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的工藝中，亞硫酸鹽和/或亞硫酸氫鹽(這里統(tǒng)稱為亞硫酸鹽)作為一種氧化劑，以維持至少在第二反應(yīng)區(qū)內(nèi)的(氧化-還原)條件，尤其使第一反應(yīng)區(qū)內(nèi)的條件維持在適于生成可溶性的硫的化合物，如硫代硫酸鹽，而不能生成固態(tài)單體硫的條件內(nèi)。亞硫酸鹽的來源應(yīng)優(yōu)先采用水溶液吸收燃燒H2S時的燃燒產(chǎn)物所得到的亞硫酸鹽，而此燃燒產(chǎn)物應(yīng)優(yōu)先使用燃燒或催化焚燒部分本工藝中要處理的含有H2S氣體時得到的燃燒產(chǎn)物。水溶液吸收時，應(yīng)優(yōu)先采用堿金屬的氫氧化物或氫氧化銨作吸收液，在不吸收CO2的條件下，在二級逆流洗氣塔中吸收。例如，可以這樣完成上述過程，將補充的堿金屬的氫氧化物加到一個循環(huán)管道或循環(huán)回路中去，以便使堿金屬離子與以亞硫酸鹽形式存在的含有SO2的氣體相接觸，使吸收液中基本上不含有堿金屬的氫氧化物，因為堿金屬的氫氧化物能吸收CO2，從而生成碳酸鹽，在一個期望沒有固體物的系統(tǒng)中，不希望生成碳酸鹽，而螯合溶液在冷卻塔中冷卻時更加不希望有碳酸鹽生成。在這樣一個二級洗氣系統(tǒng)中，第一級洗氣塔最好在PH值大約為4.5，如4～5的條件下運行，而第二級洗氣塔最好在PH值約9，如8.5～9.5的條件下運行。這樣運行的二級洗氣系統(tǒng)是最優(yōu)的，因為在亞硫酸鹽/亞硫酸氫鹽的流出液中沒有過量的堿性，也就是說，相對于亞硫酸鹽的含量來說，高比例的亞硫酸氫鹽對本工藝是經(jīng)濟(jì)的，因為這可以靠減少堿的補充量，使SO2的含量下降到很低的濃度(通常小于10PPm)，而且在亞硫酸鹽/亞硫酸氫鹽的流出物中由于選擇性地不吸收CO2，因此基本上沒有堿金屬碳酸鹽的生成物。
對照實驗1往一個在恒溫池內(nèi)的1升的帶攪拌的反應(yīng)器中，加入約500克水，14.8克(0.0448摩爾)三價鐵-N(羥乙基)-乙二胺三乙酸螯合劑(Fe+3.HEDTA)，和1.15克(0.0148摩爾)亞硫酸鈉，作為吸收0.0148摩爾H2S的促進(jìn)劑。用NH4OH或HCL將PH值調(diào)到7.0。在20℃的條件下反應(yīng)30分鐘，這時所有的硫化氫基本上都被三價鐵氧化成單體硫。三價鐵被還原成二價鐵。
然后，將整個反應(yīng)溶液稱重并在一個已扣稱重的過濾紙上過濾，以重量分析測定法測定固態(tài)硫的重量百分?jǐn)?shù)。將已稱重的過濾紙干燥并稱重。根據(jù)溶液的重量計算出固態(tài)硫的重量百分?jǐn)?shù)，采用離子色譜分離法，分析濾液中硫代硫酸鹽(S2O＝3)和硫酸鹽(SO＝4)的百分含量。
分析結(jié)果表明，有966PPm的固態(tài)硫和164PPm的硫代硫酸鈉(Na2S2O3)。硫酸鹽(SO＝4)的含量低于檢測限，例如小于110PPm。
例1除了向反應(yīng)器中加入2.95克亞硫酸鈉外，其他均按照對照實驗1的方法和條件進(jìn)行反應(yīng)，這表明，相對于對照實驗1中的亞硫酸鈉，過量了化學(xué)計量的50%。
分析結(jié)果表明，生成了149PPm的固態(tài)硫和3440PPm的硫代硫酸鈉。
例2和對照實驗2除了溶液的PH值控制在8.0以外，其他都按照對照實驗1的方法和條件進(jìn)行反應(yīng)。不添加亞硫酸鹽(對照實驗2)時，分析結(jié)果表明，生成了953PPm的固態(tài)硫和232PPm的硫代硫酸鈉。當(dāng)加入亞硫酸鹽時(例Ⅱ)，分析結(jié)果表明只生成了53PPm的固態(tài)硫，同時生成了3412PPm的硫代硫酸鈉。
例3和對照實驗3除了溶液的PH值控制在6.0以外，其他均按照對照實驗1的方法和條件進(jìn)行反應(yīng)。
當(dāng)不加入亞硫酸鹽(對照實驗3)時，分析結(jié)果表明，生成了968PPm的固態(tài)硫和149PPm的硫代硫酸鈉，當(dāng)加入亞硫酸鹽(例3)時，分析結(jié)果表明，生成了163PPm的固態(tài)硫，3370PPm的硫代硫酸鈉。
對照實驗4除了不控制溶液的PH值以外，其他均按照對照實驗1的方法和條件進(jìn)行反應(yīng)。當(dāng)PH值降至大約3.6時，幾乎完全失去了去除H2S的能力和吸收SO2的能力。而在較高PH值時，大部分硫代硫酸鈉很可能在一開始就生成了。
各個例子和對照實驗的結(jié)果列于表1中。
表1PH 固態(tài)硫的濃度 Na2S2O3濃度備注PPmPPm對照實驗17.0966164不加入亞硫酸鹽例17.01493440加入亞硫酸鹽對照實驗28.0953232不加入亞硫酸鹽例28.0533412加入亞硫酸鹽對照實驗36.0968149不加入亞硫酸鹽例36.01633370加入亞硫酸鹽對照實驗43.6-8.0582054不控制PH值/對于SO2料液例4用一個中間規(guī)模的二級逆流洗氣塔洗滌含有CO2和SO2的氣體。原料氣體連續(xù)不斷地加入第一級洗氣塔，然后再進(jìn)入第二級洗氣塔。在第二洗氣塔的循環(huán)管中加入所補充的苛性試劑，以使溶液的PH值維持在9.0左右。從第二級洗氣塔流出的洗滌液再加入到第一級洗氣塔中，以控制第一級洗氣塔中的PH值為4.5左右，把水溫控制在140°F(例4)和180°F(例5)，當(dāng)達(dá)到飽和時，經(jīng)洗滌的氣體含有1%的SO2，10%的CO2，4.5%的O2其余部分是N2;當(dāng)把水溫控制在180°F(例6)時，在達(dá)到飽和時，經(jīng)洗滌的氣體含有5%的SO2，10%的CO2，4.5%的O2，其余是N2。為了有效地控制固態(tài)硫的生成，就需要將氣流中的SO2洗滌至體積濃度小于1PPm，并且在第一洗氣塔的流出液中保持高比例的NaHSO3，同時檢測不出游離的NaOH。
權(quán)利要求
1.一種從流體中連續(xù)地去除硫化氫的工藝，包括焚燒硫化氫以生成二氧化硫；在堿性溶液中選擇地吸收上述二氧化硫，從而生成亞硫酸鹽，而基本上不吸收CO2，因此基本上不生成不溶性的碳酸鹽；在第一反應(yīng)區(qū)內(nèi)，將上述流體與一個PH值范圍在適合去除硫化氫的含有多價金屬螯合物的水溶液相接觸，從而將硫化氫轉(zhuǎn)變成硫，而使上述多價金屬的螯合物被還原成較低價的氧化態(tài)；將上述所生成的硫與上述亞硫酸鹽的溶液相接觸，使其生成可溶性的硫的化合物；在第二反應(yīng)區(qū)內(nèi)使上述被還原的多價金屬螯合物與氧氣相接觸，從而再氧化上述多價金屬螯合物；以及使上述被再氧化的多價金屬螯合物循環(huán)到上述流體/螯合物溶液的接觸步驟中去。
2.如權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于將所述亞硫酸鹽加入到上述被還原的多價金屬螯合物的溶液中，以在所述的第二反應(yīng)區(qū)內(nèi)，將上述硫轉(zhuǎn)化成上述可溶性的硫的化合物。
3.如權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于上述流體包括地?zé)嵴羝?br> 4.一種從地?zé)嵴羝羞B續(xù)地去除硫化氫的工藝，包括在第一反應(yīng)區(qū)內(nèi)，在水溶液的PH值適于去除硫化氫的條件下，冷凝上述地?zé)嵴羝?，以產(chǎn)生一個減少了硫化氫的含量的不冷凝氣體的流體，所述的溶液中含有多價金屬螯合物，因此將上述硫化氫轉(zhuǎn)變成硫，而將上述多價金屬螯合物被還原到較低的氧化態(tài)，而亞硫酸鹽將上述的硫基本上置換成可溶的硫的化合物;將上述被還原的多價金屬螯合物與氧氣在第二反應(yīng)區(qū)內(nèi)相接觸，以再氧化上述多價金屬螯合物;將上述被再氧化的多價金屬螯合物再循環(huán)到上述的第一反應(yīng)區(qū);在上述不冷凝氣流中，焚燒殘留的硫化氫，以生成二氧化硫;在適合生成亞硫酸鹽的條件下，用洗滌液來吸收上述二氧化硫，從而基本上去除了上述的二氧化硫，以及;將從上述吸收步驟中得到的亞硫酸鹽送入上述第一反應(yīng)區(qū)。
5.如權(quán)利要求4所述的工藝，其特征在于，上述吸收包括在第一洗氣區(qū)，用PH值為4～5的第一級洗滌液與上述不冷凝氣體相接觸，以吸收上述不冷凝氣體中一部分的二氧化硫，并產(chǎn)生一個二氧化硫的含量被降低的不冷凝的氣流;以及在第二冼氣區(qū)，用PH值為8.5-9.5的第二洗滌液與上述不冷凝氣體相接觸，以基本上除去上述不冷凝氣體中的二氧化硫。
6.如權(quán)利要求5所述的工藝，其特征在于，上述第二洗滌液被連續(xù)地排走，第一部分第二洗滌液與堿金屬或銨的氫氧化物混合，生成亞硫酸氫鹽，然后再將此溶液循環(huán)到第二級洗氣塔中，以維持第二洗滌液的PH值，第二部分第二洗滌液加入上述第一級洗氣塔中的第一洗滌液中，一部分上述第一洗滌液又回到第一反應(yīng)區(qū)。
7.如權(quán)利要求6所述的工藝，其特征在于上述第一和第二洗滌液中都基本上不含游離堿金屬離子或銨離子，以使在第一級和第二級洗氣塔中，均能在選擇地不吸收二氧化碳的情況下運行。
8.如權(quán)利要求4所述的工藝，其特征在于在提供給上述第一反應(yīng)區(qū)的上述亞硫酸鹽溶液中，還含有占優(yōu)勢的亞硫酸氫鹽。
9.如權(quán)利要求4所述的工藝，其特征在于金屬螯合物的用量，是根據(jù)所吸收的硫化氫對上述金屬螯合物在上述溶液中的溶解度限度計算得到的化學(xué)計量。
10.如權(quán)利要求4所述的工藝，其特征在于在上述第一反應(yīng)區(qū)中亞硫酸鹽的量是以所形成的單體硫為基準(zhǔn)的一個化學(xué)計量到5個化學(xué)計量。
11.如權(quán)利要求4所述的工藝，其特征在于第一和第二反應(yīng)區(qū)內(nèi)的溫度維持在0℃到50℃的范圍內(nèi)。
12.如權(quán)利要求4所述的工藝，其特征在于上述多價金屬螯合物是鐵的螯合物。
13.如權(quán)利要求12所述的工藝，其特征在于鐵的螯合物是鐵與氨基多羧酸，胺膦酸或膦酸的螯合物。
14.如權(quán)利要求13所述的工藝，其特征在于氨基多羧酸是乙二胺四乙酸，N-羥乙基乙二胺三乙酸，二亞乙基三胺五乙酸，環(huán)己烯基二胺四乙酸，三亞乙基四胺六乙酸，次氮基三乙酸或N-羥乙基氨基二乙酸。
15.如權(quán)利要求13所述的工藝，其中胺膦酸是乙二胺四(亞甲基膦酸)，氨基三(亞甲基膦酸)，二亞乙基三胺五(亞甲基膦酸)。
全文摘要
將含有硫化氫的流體例如地?zé)嵴羝蛩嵝詺怏w與含有多價金屬螯合物和亞硫酸氫鹽的水溶液相接觸，從而將硫化氫轉(zhuǎn)化為單體硫，然后再轉(zhuǎn)化成可溶性的硫的化合物。該金屬螯合物被還原成較低氧化態(tài)的金屬螯合物，然后該較低氧化態(tài)的金屬螯合物再被空氣氧化，回到較高氧化態(tài)，且被重復(fù)使用。焚燒流體中的硫化氫，接著用溶液在兩級逆流洗氣塔中吸收所生成的二氧化硫，于是就生成了亞硫酸氫鹽，該洗氣塔是在有利于多生成亞硫酸氫鹽，少生成亞硫酸鹽和在選擇性地不吸收二氧化碳的條件下運行的。
文檔編號C01B31/20GK1042316SQ8910877
公開日1990年5月23日 申請日期1989年10月31日 優(yōu)先權(quán)日1988年11月1日
發(fā)明者范·A·肯特, 威廉·R·貝爾, 拉里·H·柯比 申請人:唐化學(xué)原料公司