适于处理高压气流的除硫方法技术

通过在液体介质中与ＳＯ↓［２］反应处理含Ｈ↓［２］Ｓ的气体，特别是在升高的压力下处理所述气体，以除去Ｈ↓［２］Ｓ，其中ＳＯ↓［２］相对于Ｈ↓［２］Ｓ以化学计量过量存在。优选使用氧气，通过燃烧硫，优选在ＳＯ↓［２］和Ｈ↓［２］Ｓ的反应中产生的硫生成ＳＯ↓［２］。该方法产生的处理后的气体基本上不含ＳＯ↓［２］和Ｈ↓［２］Ｓ。在本发明专利技术的操作中，不需要酸－气体吸收器／汽提器体系，所述体系一般是用于在所述方法中升高或浓缩待处理气体中Ｈ↓［２］Ｓ水平的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术涉及一种在产生硫的一体化体系中，从天然气或工业煤气中除去硫化氢的方法。本专利技术更优选涉及其中被处理气体处于相对高压下的方法。一种用于处理含硫化氢的天然气并产生硫的最常用体系包括使用公知的分离H2S的吸附器-汽提器步骤，和公知的产生硫的克劳斯法。在所述体系中，简化形式的基本步骤通常是(a)使用H2S吸附剂，从酸性气体中除去H2S，以得到脱硫产物天然气；(b)从富H2S吸附剂中汽提出H2S，以获得H2S；(c)燃烧H2S，得到SO2和H2S的混合物；(d)在高温下使用SO2固体催化H2S反应，形成和回收S，和产生H2S和SO2含量减少的尾气；以及(e)处理来自步骤(d)的尾气，以回收主要成分是硫的余量H2S和SO2，并形成烟道气释放到大气中。步骤(c)和(d)结合通常称为克劳斯法。本人的U.S.专利6,495,117，此处引作参考，描述了一种方法，其中在有机液体或溶剂的存在下，气态硫化氢(H2S)与气态二氧化硫优选于硫熔点之上的温度下反应，其中发生以下反应2H2S(g)+SO2(g)→3S(1)+2H2O(g) (1)在该反应中，H2S过量存在，由此产生含H2S的尾气。反应气可以与有机液体并流或逆流流动。所述反应器的一个优选例子是板式塔，其中反应气与有机液体流逆流流动。在任何一种类型的反应器中通过反应(1)产生的硫形成与有机液体并流流动的单独液相。通过燃烧反应器尾气中含有的硫化氢产生了气态二氧化硫。优选该燃烧是富燃料进行的，以避免形成SO3和NOx的危险，这两种物质都是不希望的。本人的US专利6,645,459公开了一种大体上类似的方法，其中在由燃烧炉通往反应器的途中，使用直接或间接骤冷冷却SO2气体，产生含水物流，将其一点或多点引入反应器，以保持冷却。在其它已知方法中，H2S和SO2以化学计算量或接近化学计算量存在于反应器中。例如，由Jefferson Lake Sulfur Company小试但从未投入工业操作的一种方法是燃烧硫得到SO2，随后将其与含H2S的气体混合。H2S和SO2处于化学计量比。将混合物加热并通过一系列与常规克劳斯法中使用的那些类似的催化床。在US专利3,170,766，(Townsend)中描述了一种方法，通过用空气燃烧硫，并在二甘醇或三甘醇中吸附SO2，以及在接近室温下将含H2S的气体与溶液接触以产生固体硫的二醇淤浆来产生SO2。随后将淤浆加热至硫的熔点以上、沉降并通过滗析分离两个液相。通过蒸馏从二醇相中分离水和未反应的SO2。该方法的主要缺点在于需要将硫饱和的再生二醇冷却至硫沉淀温度以下。如果使用换热器，固体硫将在这些条件下覆盖在冷却表面。在US专利3,441,379(Renault，Institut Francais du Petrole转让并商业化的″IFP法″)描述的方法中，在高于硫熔点的温度下，H2S和SO2于乙二醇、水和催化剂组成的溶剂中在塔中反应。采用IFP法处理克劳斯装置的尾气，因此H2S和SO2在可能的程度上以精确的化学计量比存在，哪一种都不过量，并且哪一种因此都不能基本上反应完。因此，来自IFP反应器的气态流出物含有有害量的H2S和SO2。该方法仍然要求焚化尾气以消除H2S，烟道气的SO2含量不能符合当今严格的环境标准。在US专利5,733,516和5,738,834(DeBerry)中描述了另一种方法，CrystaSulf法。其中，在无水的水不混溶有机溶剂存在下，H2S在高压下于塔中反应，所述溶剂由提供碱度的一种或多种叔胺和使溶剂不与水混溶的一种或多种芳族溶剂组成。反应在足够高，一般50-70℃的温度下进行，以保存溶液中形成的硫。随后将富硫溶剂冷却，导致部分硫通过结晶沉淀出来。在溶剂循环至H2S吸附步骤之前，使用空气或使用SO2恢复溶剂的氧化能力。由于CrystaSulf溶剂的碱度，10％或更多的被吸附的H2S转化为必须使用碱洗步骤从溶剂中连续除去的硫酸盐或硫代硫酸盐。碱洗和排放形成的盐造成了损失。由于溶剂是水不混溶的，必须使用甲醇或其它挥发性溶剂洗涤硫产物，以清洁硫并回收Crystasulf溶剂。后者必须随即进一步处理，以回收与之混合的挥发性溶剂。CrystaSulf法的另一难点在于需要在换热器中冷却硫饱和的溶剂，以使硫沉淀。固体硫覆盖冷却表面并且必须定期除去。在US专利4,124,685(Tarhan)中描述了另一种方法。此时在反应器中再次使用了相对于SO2过量的H2S，以确保反应器尾气不含SO2。但是，反应器尾气中的H2S与其燃烧，倒不如回收，用于反应的SO2是通过燃烧硫，特别是一些反应器中产生的硫。目前用于处理H2S浓度较低的气体的方法倾向于包括化学鳌合H2S(由于产生废物的问题而弃用)或使用含水氧化还原法以形成硫的胶态淤浆(包括复杂的再生体系)，或在H2S引入反应器之前需要胺吸附器/汽提器体系以将其浓缩。对于克劳斯法的改进和变型仍然在进行。但是，仍然需要一种符合高排放控制标准的从气体，尤其是工业产生的气流中除硫的方法，所述方法适用于H2S含量相对较少的气流，回收硫的有用成分、经济并且多方面适用。此外，还需要一种具有在高压下处理气体的能力的方法，在所述方法中，反应速率升高，并且能够降低溶剂流量。本专利技术提供了这样一种方法。专利技术的概述此处，本专利技术包括一种用于从含H2S气体中将其除去的方法。该方法特别适用于从高压气流和/或从H2S含量相对较少，但必须将其除去的气流中除去H2S的方法。该方法能够无需使用昂贵的胺洗涤步骤而操作，允许含H2S的气流直接引入克劳斯反应器，并且产生的产物气体按需基本上不含H2S和SO2，例如适用于环境考量或下游工艺。该方法还保证了处理无需预先冷却而能够处理相对较热的原料流-温度有140-150℃这么高。此外，该方法还保证了能够除去原料气中可能含有的其它物质，诸如氨、HCl和重金属污染物。该方法可用于处理范围广泛的这样的气流，诸如天然气流、通过气化煤或重质石油馏分得到的气流以及由各种化学工艺设备得到的废气流。一般而言，此处本专利技术包括一种用于从含H2S的气体中将其除去的方法，包括(a)在反应器中，使用化学计量过量的SO2与含H2S的气流反应，产生含SO2的气体和液体硫，在高于硫熔点的反应器温度下，反应在含有促进反应的均相催化剂的有机液体溶剂中进行；2H2S+SO2＝>3S+2H2O(b)将液体硫引出反应器；(c)将步骤(a)的含SO2气体引出反应器；(d)从步骤(c)的气体中除去SO2，得到基本上不含H2S和SO2的气体；和(e)将步骤(d)中除去的SO2循环至步骤(a)。在一个优选实施方案中，用于进行除H2S处理的气体和由反应器回收的含SO2气体处于压力下，最优选处于至少约5bar绝对压力，优选10bar绝对压力或以上的压力下，并且反应也是在压力下进行的。在另一优选实施方案中，反应中使用的二氧化硫是通过燃烧硫得到的。最优选燃烧的硫至少部分是从步骤(b)的反应器回收的硫产物。另一方面，本专利技术涉及在反应器中使用化学计量过量的SO2进行反应(1)，且包括在一个方法中，通过在液体介质中与二氧化硫反应生成元素硫而从含硫化氢的气体中除去硫化氢，本专利技术包括使用化学计量过量的二氧化硫进行所述反应。其它优选实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过与二氧化硫反应在液体介质中产生元素硫而从含硫化氢的气体中将其除去的方法，所述方法包括使用化学计量过量的二氧化硫进行所述反应。

【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：S林恩，
申请(专利权)人：加利福尼亚大学董事会，
类型：发明
国别省市：US[美国]