[其他]含硫化氫氣體的脫硫過程

無效

• 申請號: 86101352
• 申請日: 1986-03-07
• 公開（公告）號: CN86101352A
• 公開（公告）日: 1986-10-15
• 發明（設計）人: 松岡洋夫;戶井田努;浪高男;竹中;藤田哲男
• 申請（專利權）人: 日揮株式會社
• 主分類號: C01B17/04
• 分類號: C01B17/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 劉元金

本發明關系到含硫化氫（H₂S）氣體用液相克勞斯（Claus）反應的選擇脫硫過程。

在克勞斯反應中硫化氫（H²S）與二氧化硫（SO₂），按照下列方程式（Ⅰ）反應生成元素硫，此反應以前被廣為應用于含硫化氫氣體的脫硫。

例如，氣體中低濃度的H₂S用如單乙醇胺這種吸收劑吸收，將從吸收到上脫吸的濃縮H₂S及SO₂在兩段反應中進行反應，第一段為常壓，高溫無催化劑，然后為常壓，較低溫度有催化劑時的反應，如此回收生成的元素硫。這種氣相克勞斯反應在業上是最可取的。

另一方面，由于液相克勞斯反應可望在低溫下進行，至今已研究了多種方法。

關于液相克勞斯過程，早期曾試驗了無添加劑時在水中進的反應，但眾所周知H₂S很難消除。其原因可解釋為由于各個組分的溶解速率不同，即使H₂S與SO₂同時加入水中也不能有效地進行反應。

本發明的發明者們進行了下列試驗確認了這個現象。

將含2，50ppm（百萬分之一）SO₂及5000ppm H₂S（其余為N）的氣體，加入一個充滿純水的吸收反應器中，并維持40公斤/厘米表壓。即使如此，觀測從反應器出口的氣體含H₂S4，000ppm，表示H₂S的吸收和反應幾乎沒有完成。

為了增加這些組分的溶解度，需要應用堿性水介質。然而在高pH值的狀態時，作為反應產品的膠質硫難以從系統中分離出來，而其它產品則適于生成，故推薦具有緩沖作用的適當的緩沖溶液或催化劑，以保持水介質的pH值在4到5之間。因此，迄今為止，研究液相克勞斯反應已注意到選擇有效的緩沖劑。

例如：

（1）日本專利公開特許公報Tokkai Sho 48-79789（1973）表明了一個過程，此過程將H₂S及SO₂同時加入或接連加入在一個布朗斯臺德（Bronsted）堿性溶液中，此溶液含有諸如堿金屬硼酸鹽或堿金屬磷酸鹽的，具有雙鍵氧基團的無機陰離子。

（2）日本專利特許公報Tokko Sho 52-28113（1977）表明了一個過程，在此過程中H₂S與一個含有用于（1）的類似化合物，其pH值為3-7的水吸收劑與SO₂相接觸，可取的壓力為2-10大氣壓，然后將硫分離。

（3）日本專利公開特許公報Tokkai Sho 59-207808（1984）表明了一個過程，在此過程中，SO₂首先被吸收于一個磷酸鹽，檸檬酸鹽等的水溶液中，然后一個含H₂S少于20%的氣體在1-10大氣壓的壓力下，進入富含SO₂的水溶液中生產硫。

然而，這種應用緩沖劑作為添加劑的傳統方法，需要化費添加劑的費用，并且由于緩沖的反應也適于產生副產品硫酸鹽。這些方法也引起一些麻煩，如回收的元素硫被添加劑污染，及必須處理也被添加劑污染的污水。

本發明的目的是提供一個含H₂S氣體的簡易有效的脫硫過程，消除在通常液相克勞斯反應中遇到的疑難問題。

本發明的另一個目的是為含H₂S的天然氣提供一個選擇脫硫過程。

本發明的另一目的是為含H₂S及CO₂的氣體提供一個選擇脫硫過程。

本發明另一目的是提供一個含SO₂氣體與含H₂S氣體在一起的脫硫過程。

本發明的另一目的是提供一個含H₂S氣體的脫硫過程，在那里將一部分從克勞斯反應區得到的水包硫分散相形式的回收硫，與含氧氣體燃燒，生成反應時需要的SO₂，以此取消必須從外界提供SO₂。

本發明的另一個目的是提供一個脫硫過程，在那里當大部分H₂S從含H₂S氣體中用液相克勞斯反應脫除后，用吸收劑將氣體中殘余硫化物凈化以獲得高程度的脫硫。