生产贫含硫化氢的气体物流的方法技术

本发明专利技术提供由含Ｈ↓［２］Ｓ的原料气物流生产贫含Ｈ↓［２］Ｓ的气体物流的方法，所述方法包括如下步骤：（ａ）通过提供含Ｈ↓［２］Ｓ的原料气物流、惰性液体介质和含分子氧的气体物流到含至少一个含氧化催化剂的催化区的反应区，和在惰性液体介质存在下在１２０－１６０℃的温度下使每个催化区的所述氧化催化剂与所述原料气物流和／或所述含分子氧的气体物流接触以形成元素硫和贫含Ｈ↓［２］Ｓ的气体物流，从而选择性氧化Ｈ↓［２］Ｓ，在这样的条件下形成的元素硫基本为液体形式并利用惰性液体介质从反应区脱除以获得含惰性液体介质和基本为液体的元素硫的液体物流；（ｂ）任选使步骤（ａ）中获得的液体物流分离成富含惰性液体介质的第一液相和富含液体元素硫的第二液相；（ｃ）燃烧至少一部分步骤（ａ）中获得的所述液体物流或至少一部分步骤（ｂ）中获得的所述第二液相以形成含二氧化硫的流体物流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及生产贫含硫化氢(H2S)的气体物流的方法。技术背景^,, 一，， 、、，根据如下式的H2S到S02的氧化2 H2S + 302 — 2H20 + 2S02 (1) 可以根据克劳斯反应使形成的S02(催化)转化成元素硫 2 H2S + S02 — 2H20 + 3/n Sn (2) 反应(1)和(2)的组合称为克劳斯法。克劳斯法通常在精炼厂中采 用和用于加工从天然气中回收的H2S。克劳斯法的缺点是当H2S转化进 行时所述克劳斯法在热力学上受到水蒸汽含量增加的限制和同时受到 H,S和S02浓度降低的限制，及结果是克劳斯反应的平衡向左边移动。 由于水的露点低于硫的凝固点，故为解除此限制而使工艺气体中的水 冷凝可能产生严重的问题如由于硫凝固引起的堵塞以及由于硫酸形成 引起的腐蚀，从而产生严重的操作问题。克劳斯法的另一个缺点是处 理气体中的H2S浓度仍然相对较高。已经改进克劳斯法到其中处理气 体的H2S含量可以下降到大约1 vol。/。的程度(Superclaus-99法)。 但是，特别地在必须按照关于住宅使用的要求或按照关于硫化合物排 放的环境规范的情况下，必须达到ppm范围的更低H2S浓度。克劳斯法和Superclaus法的缺点是不能达到如此低的H2S浓度。 又一个缺点是需要使H2S从含H2S的气体物流(它例如可以是天然 气物流)中分离和然后将得到的富含H2S的物流送料至克劳斯单元。这 样做的原因是根据反应(1)的氧化反应也引起H2S以外的物质氧化。另 外，克劳斯法需要富含H2S的原料以在可接受的速率下进行。达到分 离H2S的一种通常应用的方法是使含H2S的气体物流与吸收溶剂(典型地一种或多种胺溶剂)接触以形成载有H2S的溶剂。此加载溶剂物流的 再生得到富含H2S的气体物流，随后可以使所述气体物流在不存在烃 或氢下根据反应(1)和(2)处理。因此，生产贫含H2S的气体物流的常 规方法包括如下步骤在胺吸收单元中吸收H2S随后再生胺液体以产 生载有H2S的气体物流，和最终在克劳斯单元中转化H2S成硫。这导致 较麻烦的工艺和需要大量的胺溶剂。由含H2S的气体物流生产贫含H2S的气体物流的另一个已知方法是 H2S到元素硫的选择性氧化，例如在US 4, 886,649中所述。US 4,886,649中的选择性氧化在两个阶段中实施。原料氧化阶段在粒状 催化剂的流化床中在250-350t:的温度下进行，所述粒状催化剂包含 10-20质量％在氧化铝上的铬酸镁。在第二氧化阶段中，使来自原料阶 段的未反应H2S和氧气在140-155。C下在包含五氧化二矾和氧化铝的 催化剂存在下反应。US 4， 886， 649的方法的缺点是在原料阶段中形成气态硫。在原料阶段的气态流出物中存在疏的浓度下，这将不可避免地形成疏雾，所 述硫雾难以与气体物流分离和导致元素硫在催化剂、反应器元件或导管上的沉积。在US 4， 311, 683中描述了生产贫含H2S的气体物流的方法，其中 通过H2S的选择性氧化而从原料气物流中脱除H2S。在使H2S和氧气反 应以产生元素硫蒸气的条件下使含H2S和氧气的原料气物流通过催化 剂床层。提及约250-450°F(121_232 。C)的进入催化剂床层的入口温的氧化催化剂。提及的是通过保持氧化反应器中游离硫的分i低于冷 凝必须的压力而防止石克沉积和由此产生的催化剂失活。优选地，使温 度保持在450。F(232。C)以下和通过采用惰性气体或采用循环气体稀释 原料而使原料中的H2S浓度保持较低。在US 6， 207， 127中描述了在绝热操作的反应器中的选择性氧化方 法，其中催化剂床层的入口温度是至少150'C (优选至少17(TC ),即 大于形成的硫的露点。催化剂包含在氧化硅载体上铁和锌的混合氧化物。在US 4,S11，68S和US 6， 207， 中描述的方法中，通过在大于 约16 0°C的温度下实施选择性氧化和通过保持硫浓度非常低而使硫保 持在气相中。这意味着这些方法不适于具有高H2S含量的气体的深度 脱石克，因为这样会不可避免地导致石危沉积。所有上述方法的又一个缺点是相当量的硫作为废料产生。 所有上述方法的另一个缺点是在需要由含硫醇以及H2S的原料气 物流生产贫含H2S以及疏醇的气体物流的情况下，它们不能脱除硫醇。 与H2S的脱除相比，从气体物流脱除硫醇通常更困难。考虑到越来越 严格的环境和技术要求，硫醇的脱除是重要的。硫醇由于其气味本质 而可以在百万分之几份的浓度水平下检测。因此，在其中气体物流打 算用于家庭用途的情况下，需要使硫醇的浓度下降到如小于5或甚至 小于2 ppmv。在其中气体物流是已经用于汽提含硫醇的反应器床层和载有硫醇的载气物流如惰性气体或烃气体的情况下，硫醇脱除也是重要的。从 这种加载气体物流脱除硫醇是必须的，以能够再次使用该气体物流作 为汽提气体。从气体物流脱除硫醇的方法通常基于物理吸收、固体床吸附和/ 或化学反应。物理吸收方法通常经受如下事实需要大的反应器以达到所需的 低硫醇浓度。固体床吸附方法经受如下事实它们仅能够吸附有限量的不希望 化合物，而且再生是相对麻烦的，例如参见US 4, 311, 680。化学方法经受如下事实它们不能有效脱除硫醇、通常消耗较多 化学品和通常产生大量的废料，例如参见EP "9，587。考虑到已知方法中所遇到的困难，在本领域中需要由含有相对大作问题和没有相当多的硫废料产生。由于硫市场不能吸收元素硫的增 加供应故这是很重要的，正如可以由元素硫的贮存增加(也称为"黄山")所观察到。此外，需要具有由含H2S以及疏醇的原料气物流生产贫 含H2S以及硫醇的气体物流的方法。现在已经发现，通过在惰性液体介质存在下选择性催化氧化H2S化剂上脱除、和燃烧这样形成的元素硫成S02，从而达到以上需求。
技术实现思路
因此，本专利技术提供由含H2S的原料气物流生产贫含H2S的气体物流 的方法，所述方法包括如下步骤(a)通过提供含H2S的原料气物流、惰性液体介质和含分子氧的气 体物流到含至少一个含氧化催化剂的催化区的反应区，和在惰性液体 介质存在下在120-160。C的温度下使每个催化区的所述氧化催化剂与贫含H2S的气体物流，从而选择性氧化H2S,在这样的条件下形成的元液体介质和基本为液体的元素石充的液体物流；(b) 任选使步骤(a)中获得的液体物流分离成富含惰性液体介质的第一液相和富含液体元素硫的第二液相；(c) 燃烧至少一部分步骤(a)中获得的所述液体物流或至少一部 分步骤(b)中获得的所述第二液相以形成含二氧化硫的流体物流。本专利技术的方法提供许多优点。重要的优点是本专利技术的方法能够在两个步骤中生产贫含H2S的气 体物流，而不会生产大量硫废料。考虑到其中需要胺吸收随后为克劳 斯法的常规方法，本专利技术的方法相当简化。在本专利技术的方法中，不需 要胺溶剂。一个优点是防止催化区中不希望的硫累积。通过在惰性液体介质 存在下在120-160X:的温度下实施催化选择性氧化，形成的硫基本为于不发生在催化剂表面上的硫沉积，这利于H2S的转化。这能够产生 H2S浓度为ppmv范围的贫含H2S的气体物流(高于99. 9%的H2S转化率是可能的)。另一个优点是在不氧化或很难氧化H2S以外的化合本文档来自技高网...

【技术保护点】
由含Ｈ↓［２］Ｓ的原料气物流生产贫含Ｈ↓［２］Ｓ的气体物流的方法，所述方法包括如下步骤：（ａ）通过提供含Ｈ↓［２］Ｓ的原料气物流、惰性液体介质和含分子氧的气体物流到含至少一个含氧化催化剂的催化区的反应区，和在惰性液体介质存在下在１２０－１６０℃的温度下使每个催化区的所述氧化催化剂与所述原料气物流和／或所述含分子氧的气体物流接触以形成元素硫和贫含Ｈ↓［２］Ｓ的气体物流，从而选择性氧化Ｈ↓［２］Ｓ，在这样的条件下形成的元素硫基本为液体形式并利用惰性液体介质从反应区脱除以获得含惰性液体介质和基本为液体的元素硫的液体物流；（ｂ）任选使步骤（ａ）中获得的液体物流分离成富含惰性液体介质的第一液相和富含液体元素硫的第二液相；（ｃ）燃烧至少一部分步骤（ａ）中获得的所述液体物流或至少一部分步骤（ｂ）中获得的所述第二液相以形成含二氧化硫的流体物流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：CMAM梅斯特斯，IC梵登鲍恩，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]