从气流去除硫化氢制造技术

本发明专利技术涉及从气流中去除硫化氢。一种在气液吸收器设备中从气流去除硫化氢的方法，所述吸收器设备具有两个分开的吸收区段，并且其采用第一吸收器碱性溶液流和第二吸收器碱性溶液流，所述第一吸收器碱性溶液流是来自苏打灰生产装置的废碳酸钠源，所述第二吸收器碱性溶液流是来自苏打灰生产装置的工艺进料流。该方法特别适用于从在苏打灰生产装置中产生的含CO2气流去除H2S。

【技术实现步骤摘要】
从气流去除硫化氨 专利
本专利技术涉及从气流去除硫化氨，更具体地，涉及在气液吸收器中从二氧化碳气流 选择性地去除硫化氨，所述气液吸收器采用从苏打灰生产装置获得的两种独立的水性碱性 碳酸轴溶液。 专利技术背景 碳酸轴（NasCOs)，也称作苏打灰，是在美国生产的一种重要且大量的化学品，其用 于玻璃、化学品、服皂和去污剂和铅的制造，并用于纺织工艺、石油精炼和水处理，W及许多 其他用途。 在美国，几乎所有的苏打灰（碳酸轴，NasCOs)都是从天然存在的天然碱矿（作为 主要来源）和苏打石矿（作为次要来源）的地下矿藏得到的。美国已知的最大天然碱矿 矿藏位于怀俄明州西南部的绿河（Green化ver)流域，主要是在怀俄明州的斯威特沃特县 (Sweetwater County, Wyoming),其通常在地下约800-3000英尺的水平。苏打石矿（天然 存在的碳酸氨轴，NaHC〇3)矿藏位于科罗拉多州西北部的皮申斯河（Piceance化eek)流域。 天然碱矿的地下矿藏主要由倍半碳酸轴（NagC^参NaHC^参2&0)构成巧0-95重 量％ )，并含有较少量的氯化轴（NaCl)、硫酸轴（崎5〇4)、有机物质和不溶性物质，例如粘± 和页岩。 可W从地下天然碱矿矿藏回收天然碱矿，通过机械采矿技术或者通过各种溶液采 矿方法，用于在表面操作中进一步加工成苏打灰或其他碱性产物。目前通过机械采矿和溶 液采矿工艺对绿河流域的天然碱矿矿藏进行商业采矿。通过溶液采矿技术对皮申斯河的苏 打石矿矿藏进行开采。 在怀俄明州西南部的绿河流域中，由许多不同的组织运行从天然碱矿矿藏回收 苏打灰的苏打灰生产装置，包括FMC公司（本专利申请的受让方）、苏威化学品有限公司 (Solvay Qiemicals, Inc.,)、培培化学品北美公司（Tata Qiemicals No;rth America)和怀 俄明州 LP 的 OCI 公司（0CI Wyoming LP)。 机械采矿，也称作干法采矿，是在地下碱性矿床中，通过采矿人员采用复杂机械在 地下进行的，并且其包括房柱式和长壁式采矿法。由于下沉矿井的前期成本W及对于采矿 劳动力和复杂采矿机械的持续需求，机械采矿法成本较高。此外，此类机械采矿法在干矿床 中留下很大部分的未回收的天然碱矿，例如，在房柱式采矿中约为60%未回收，在长壁式采 矿中约为30%。 溶液采矿是用于从地下矿藏回收矿物的一种替代的采矿方法。溶液采矿有时称作 原地回收或原地浸出。溶液采矿也用作机械采矿的替代或其补充，用于地下矿物矿有价物 质的经济回收（例如，从天然碱矿回收碱性有价物质，如苏打灰）。 溶液采矿采用常规钻井技术，并包括通过钻井孔将水或者其他水基采矿溶剂注入 到天然碱（或者其他可溶性矿物矿）的地下矿藏中；使得采矿溶剂溶解可溶性矿；通过钻 井孔将得到的采矿溶液（矿水）粟送到表面；W及对矿水进行加工，从溶液回收溶解的矿石 有价物质作为固体产物，其是碳酸轴或者其他相关的轴基化学品的形式。溶液采矿法还可 用于从先前已经进行过机械采矿并废弃的废矿藏中回收碱性有价物质。 在专利文献中，描述了许多对天然碱矿和苏打石矿进行回收的溶液采矿法，它们 采用表面引发的钻井技术注入各种水性采矿溶剂，使得地下矿藏溶解，之后从溶液采矿的 矿藏回收碱性采矿溶液。[001引于1945年10月30日出版的Pike的美国专利第2,388, 009号；1962年8月21 日出版的Caldwell等人（FMC)的美国专利第3, 050, 290号；于1964年1月28日出版的 化int等人（FMC)的美国专利第3, 119, 655号；于1965年5月18日出版的Gran巧的美国 专利第3, 184, 287号；于1981年4月28日出版的化Ivenston等人（PPG)的美国专利第 4, 264, 104号；于1991年8月27日出版的化int等人（FMC)的美国专利第5, 043, 149号； W及于1993年3月9日出版的化int等人（FMC)的美国专利第5, 192, 164号掲示了用于 天然碱的示例性溶液采矿法。 1973年12月18日出版的Beard等人（壳牌石油）的美国专利第3, 779, 602号； 1989年3月28日出版的Rosar等人（化Tec)的美国专利第4, 815, 790号；2004年3月2 日出版的Nielsen等人（美国苏打（American Soda))的美国专利第6, 699, 447号；W及 2009年8月13日公布的Vinegar (壳牌石油）的美国专利申请公开第2009/0200854A1号 中描述了适用于苏打石矿的溶液采矿过程的例子。 来自含NaHa)3的矿藏，例如天然碱或苏打石的溶液采矿的碱性溶液通常含有溶解 的碳酸轴和碳酸氨轴，W及溶解来自矿藏的溶解的有机和无机杂质。含Na2〇)3和NaHC^有 价物质的碱性溶液不仅可W通过含NaHCOs的地下矿藏的溶液采矿获得，还可通过表面碱性 盐水湖或碱性废池塘获得。通过各种结晶过程对此类碱性溶液中的碳酸轴有价物质进行回 收作为苏打灰，并且碱性溶液中存在的杂质通常通过结晶母液（其被丢弃）的吹扫流进行 去除。 在专利文献中，描述了许多对从溶液采矿或表面湖和池塘获得的水性碱性溶液进 行处理，W从此类碱性溶液回收碳酸轴和/或碳酸氨轴的方法。它们中的许多包括在水性 碱性溶液中对碳酸氨轴进行分解或中和的步骤，目的在于增加碳酸轴浓度并使得碳酸氨轴 含量最小化的步骤，W促进碳酸轴的结晶，例如作为一水合碳酸轴，然后可W对其进行锻烧 W产生苏打灰。 W下专利是此类现有技术的苏打灰方法的例子。 1989年9月26日出版的Dome等人（通用化学公司（General Qiemical))的美国 专利第4, 869, 882号描述了一种从与苏打灰制造装置相关的废池塘或者存储池回收苏打 灰的方法，该方法通过用石灰中和碱性废水将碳酸氨盐转变为碳酸盐，蒸发，然后结晶十水 合碳酸轴，对其进行回收。 1993年11月16日出版的化int等人（FMC)的美国专利第5, 262, 134号中描述 了表面加工操作，该表面加工操作从干法采矿的天然碱矿和得自天然碱溶液采矿的碱性采 矿溶液回收苏打灰。化int等人的美国专利第5, 262, 134号描述了从地下天然碱矿藏的溶 液采矿获得的采矿液体回收碳酸轴有价物质，其是依次通过结晶倍半碳酸轴和十水合碳酸 轴，然后对后者进行重结晶作为一水合碳酸轴。化int等人的美国专利第5, 262, 134号还包 括对各种现有技术的天然碱矿溶液采矿技术的描述，W及描述了用于从干法采矿的天然碱 矿回收苏打灰的倍半碳酸盐和一水合碳酸盐苏打灰结晶方法的表面加工操作。美国 专利第5, 262, 134号的该些内容通过引用结合入本文。 在专利文献中已经描述了许多苏打灰回收方法，用于对从溶液采矿获得的碱性溶 液进行处理，并且它们中的许多包括在碱性溶液中分解碳酸氨轴的步骤，同时逸出气态二 氧化碳，将碳酸氨盐转化为碳酸轴。 1994年2月1日出版的Copenhafer等人（FMC)的美国专利第5, 283, 054号描述 了对从地下天然碱矿藏的溶液采矿获得的水性采矿溶液回收碳酸轴的方法。所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从苏打灰生产装置中的二氧化碳气流去除硫化氢的方法，所述方法包括：将H2S污染的二氧化碳气流从苏打灰生产装置中的二氧化碳汽提单元操作引入气体吸收设备，所述气流依次在第一吸收器区段中接触第一吸收器碱性流和在第二吸收器区段中接触第二吸收器碱性流，其中，所述第一吸收器碱性流是含有来自苏打灰生产装置的至少1重量％的Na2CO3和溶解的杂质的水性碱性废流，并且在气体吸收设备的第一吸收器区段中，所述第一吸收器碱性流与H2S污染的二氧化碳气流的接触量足以从气流吸收显著量的H2S，以产生H2S消耗的二氧化碳气流和含有吸收的H2S的第一吸收器流出流，以及其中，所述第二吸收器碱性流是含有来自苏打灰生产装置的至少1重量％的Na2CO3的水性工艺流，并且在气体吸收设备的第二吸收器区段中，所述第二吸收器碱性流与H2S消耗的二氧化碳气流的接触量足以从H2S消耗的二氧化碳气流中吸收显著量的残留H2S，以产生纯化的二氧化碳气流和含有吸收的残留H2S的第二吸收器流出流；从第一吸收器区段收回含有吸收的H2S和溶解的杂质的第一吸收器流出流；从第二吸收器区段收回含有吸收的残留H2S的第二吸收器流出流，之后在苏打灰生产装置中采用所述第二吸收器流出流，用于回收其溶解的Na2CO3有价物质的进一步加工；以及从气体吸收设备收回纯化的二氧化碳气流。...

【技术特征摘要】
2013.05.09 US 61/821,3961. 一种从苏打灰生产装置中的二氧化碳气流去除硫化氢的方法，所述方法包括： 将H2S污染的二氧化碳气流从苏打灰生产装置中的二氧化碳汽提单元操作引入气体吸 收设备，所述气流依次在第一吸收器区段中接触第一吸收器碱性流和在第二吸收器区段中 接触第二吸收器碱性流， 其中，所述第一吸收器碱性流是含有来自苏打灰生产装置的至少1重量％的Na2C03和 溶解的杂质的水性碱性废流，并且在气体吸收设备的第一吸收器区段中，所述第一吸收器 碱性流与H2S污染的二氧化碳气流的接触量足以从气流吸收显著量的H 2S，以产生H2S消耗 的二氧化碳气流和含有吸收的H2S的第一吸收器流出流，以及 其中，所述第二吸收器碱性流是含有来自苏打灰生产装置的至少1重量％的Na2C03的 水性工艺流，并且在气体吸收设备的第二吸收器区段中，所述第二吸收器碱性流与H2S消耗 的二氧化碳气流的接触量足以从H 2S消耗的二氧化碳气流中吸收显著量的残留H2S，以产生 纯化的二氧化碳气流和含有吸收的残留H 2S的第二吸收器流出流； 从第一吸收器区段收回含有吸收的H2S和溶解的杂质的第一吸收器流出流； 从第二吸收器区段收回含有吸收的残留H2S的第二吸收器流出流，之后在苏打灰生产 装置中采用所述第二吸收器流出流，用于回收其溶解的Na2C03有价物质的进一步加工；以 及 从气体吸收设备收回纯化的二氧化碳气流。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一吸收器区段和第二吸收器区段分 别是单阶段吸收单元，并且一部分的第一吸收器流出流被再循环到第一吸收器区段。3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，从苏打灰生产装置的二氧化碳汽提单元操 作中获得的H2S污染的二氧化碳气流含有至少约30体积％的C0 2。4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，从苏打灰生产装置的二氧化碳汽提单元操 作中获得的H2S污染的二氧化碳气流含有至少约0. 1体积％的H2S。5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，从以下来源获得第一吸收器碱性流：一水合 物结晶器吹扫溶液、十水合物结晶器吹扫溶液、倍半碳酸盐结晶器吹扫溶液、碳酸氢钠结晶 器吹扫溶液、天然碱机械采矿废水、地表贮存池塘碱水、不纯的天然碱湖盐水及其组合。6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在第一吸收器区段中与气流接触的碱性流 含有至少约5重量％的Na2C0 3。7. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，从以下来源获得第二吸收器碱性流：回收自 天然碱、苏打石或其他含NaHC03的矿物矿的溶液采矿的水性碱性采矿溶液，以及用于对一 水合碳酸钠、十水合碳酸钠、倍半碳酸钠或碳酸氢钠进行结晶的结晶器进料流溶液。8. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在第二吸收器区段中与气流接触的碱性流 含有至少约5重量％的Na2C0 3。9. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在第一和第二吸收器区段中进行的硫化氢 的吸收足以使得纯化的二氧化碳气流中的硫化氢下降至小于被引入到吸收器中的H 2S污染 的二氧化碳气流中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·尼德林豪斯，
申请(专利权)人：FMC维育明股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US