一种从含硫化氢和二氧化硫气体中回收硫磺的吸收液和方法技术

一种从含硫化氢和二氧化硫气体中回收硫磺的吸收液和方法，属气体净化技术领域。公开了具有溶解硫磺的有机溶剂及有机胺、有机酸组成的吸收液，吸收液包括对硫磺具有较高的溶解度和较高的沸点能维持在吸收和再生过程中硫磺溶解在吸收液中有机溶剂、硫化氢吸收剂及有机酸。脱硫过程中的硫化氢和二氧化硫在液相中发生反应将硫化物成硫磺，硫磺溶解在溶剂中，避免了硫堵、溶液起泡等问题，溶解在溶液中的硫磺通过冷却结晶将硫磺从溶液中分离，本方法可以处理含硫克劳斯尾气、烟气等气体的硫磺回收工艺。

An absorption solution and method for recovering sulfur from the gas containing hydrogen sulfide and sulfur dioxide

【技术实现步骤摘要】
一种从含硫化氢和二氧化硫气体中回收硫磺的吸收液和方法
本专利技术属于气体净化领域，涉及一种含硫化氢和二氧化硫气体中回收硫磺的方法。
技术介绍
随着高硫石油的大量开采加工，全球性的环境污染日益严重，世界各国都制定了严格的环保法规，限制向大气中排放SO2、H2S等有毒有害气体。胺/克劳斯(Amine/Claus)工艺是我国处理石油、天然气加工副产酸性气体及其它含H2S气体回收元素硫的主要方法。近几年发展最快的硫磺回收和尾气处理技术主要有Claus+SCOT、SuperClaus（超克劳斯工艺）、Cope和MCRC亚露点硫磺回收法等工艺。2017年7月1日起执行的《石油炼制工业污染物排放标准》酸性气回收装置二氧化硫排放浓度小于400mg／m3，特定地区排放浓度小于100mg／m3的指标限值。为了满足新的环保法规要求，克劳斯尾气净化处理技术和装置面临升级和改造以满足环保法规要求。
技术实现思路
1、所要解决的技术问题：现有的处理处理石油、天然气加工副产酸性气体及其它含H2S气体回收元素硫的方法不能满足2017年7月1日起执行的《石油炼制工业污染物排放标准》的规定。2、技术方案：为了解决以上问题，本专利技术提供了一种一种处理含硫化氢和二氧化硫气体中并回收硫磺的吸收液，包括重量百分含量70%～90%有机溶剂、重量百分含量10%～30%的硫化氢吸收剂，其余为有机酸，所述有机液能够完全溶解硫磺。所述有机溶剂基团上有胺基包括：N，N-二甲胺基四乙二醇甲醚、N，N-二甲胺基五乙二醇甲醚，N-乙基-2胺基吡咯烷的一种或一种以上。所述硫化氢吸收剂为有机胺类化合物，包括：N，N-二丁基乙醇胺、N，N-二甲基辛胺，N，N-二甲基壬胺的一种以及多种的混合物。所述有机酸包括酒石酸、苹果酸的一种或一种以上。所述吸收液的PH值为5-6.5。本专利技术还提供了一种处理含硫化氢和二氧化硫气体中并回收硫磺的方法，包括以下步骤：第一步：配置所述的处理含硫化氢和二氧化硫气体中并回收硫磺的吸收液；第二步：将含硫化氢和二氧化硫气体鼓泡通过所述吸收液，然后将处理过的气体排放出；第三步：将第二步中的吸收液在3-6C水中冷却静止25-35分钟后，经过滤、洗涤、烘干得到硫磺。在第二步中，将所述吸收液放置于吸收管的底部，所述含硫化氢和二氧化硫气体通过气体管线进入所述吸收管底部。所述含硫化氢和二氧化硫气体的气体流速为5-15毫升/分钟。所述吸收液的吸收时间为：200-280分钟。所述吸收液的吸收温度为：60-70oC3、有益效果：本专利技术采用有机溶剂脱硫体系，脱硫过程中的硫化物转变成硫磺，产生的硫磺溶解在溶剂中，避免了硫堵、溶液起泡等问题，溶解在溶液中的硫磺通过冷却结晶将硫磺从溶液中分离。本专利技术方法可以用于含硫化氢、二氧化硫等气体的硫磺回收。具体实施方式下面通过实施例来对本专利技术进行详细说明。本专利技术的原理是吸收液在吸收过程中将气体中的硫化氢和二氧化硫通过气液传质使气体中硫化物进入吸收液中；进入吸收液的硫化氢和二氧化硫发生液相克劳斯反应生成硫磺，产生的硫磺溶解在有机溶剂中，有机溶剂溶解的硫磺通过冷却结晶将硫磺从溶剂中分离回收；处理后的气体达到国家排放的要求。本专利技术的技术方案是这样来实现的：采用具有溶解硫磺的有机溶剂吸收液，有机溶剂带有胺基团，胺基团具有促进硫化物的吸收溶解作用，将气体中的硫化氢和二氧化硫快速进入溶液主体，溶液中的有机胺硫化氢转变成硫氢根离子；硫氢根离子与进入液相的二氧化硫发生反应生成硫磺.反应方程如下：2R+H2S(l)+S(l)=(HR)2S2(1)2(HR)2S2+SO2(l)=3S+2H2O+4R(2)方程式中R-有机胺，l-液相。吸收液加入有机酸调节吸收液的pH值，吸收液的pH值为5-6.5时，溶液呈酸性，在酸性的有机溶剂中二氧化硫不会与有机胺反应生成亚硫酸，亚硫酸会进一步氧化生成稀硫酸或硫酸盐，腐蚀设备，降低硫磺回收率。本专利技术的吸收液具有以下特征：吸收剂沸点高损耗小；吸收和再生过程中无硫磺颗粒；对设备无腐蚀。实施例1一种处理含硫化氢和二氧化硫气体中并回收硫磺的方法，包括以下步骤；第一步：配置1000克有机溶剂的组成如下：N，N-二甲胺基四乙二醇甲醚400克，N，N-二甲胺基五乙二醇甲醚300克，N，N-二丁基乙醇胺200克，N，N-二甲基辛胺50克，酒石酸50克。第二步：用含二氧化碳、氮气、硫化氢、二氧化硫的气体配制硫化氢体积浓度为2.1%、二氧化硫体积浓度为1.1%的试验气体。用本专利技术所说的吸收液脱除气体中的硫化氢和二氧化硫，试验方法用直径为20毫米、长度为200毫米的吸收管，吸收管中加入20毫升溶剂，气体从气体管线进入吸收管底部，鼓泡通过溶剂，脱硫后的气体进入硫化氢、二氧化硫测定仪分析气体中硫化物的含量。试验气体流速：10毫升/分钟，吸收时间为240分钟，吸收温度为：60oC。第三步：将第二步中的吸收液在3-6C水中冷却静止25-35分钟后，经过滤、洗涤、烘干得到硫磺。硫磺样品经x衍射分析为α-S。上述试验条件下，连续吸收气体中硫化物，吸收过程中测定出口气体硫化氢平均含量为4mg·/Nm3，出口气体二氧化硫平均含量为2mg·/Nm3。实施例2：一种处理含硫化氢和二氧化硫气体中并回收硫磺的方法，包括以下步骤；第一步：配置1000克有机溶剂的组成如下：N，N-二甲胺基四乙二醇甲醚450克，N，N-二甲胺基五乙二醇甲醚300克，N，N-二丁基乙醇胺150克，N，N-二甲基辛胺50克，苹果酸50克。第二步：用含二氧化碳、、氮气、硫化氢、二氧化硫的气体配制硫化氢体积浓度为2.1%、二氧化硫体积浓度为1.1%的试验气体。用本专利技术所说的吸收液脱除气体中的硫化氢和二氧化硫，试验方法用直径为20毫米、长度为200毫米的吸收管，吸收管中加入20毫升溶剂，气体从气体管线进入吸收管底部，鼓泡通过溶剂，脱硫后的气体进入硫化氢、二氧化硫测定仪分析气体中硫化物的含量。其中试验气体流速：10毫升/分钟，吸收时间为240分钟，吸收温度60oC。第三步：将第二步中的吸收液在3-6C水中冷却静止25-35分钟后，经过滤、洗涤、烘干得到硫磺。硫磺样品经x衍射分析为α-S。上述试验条件下，连续吸收气体中硫化物，吸收过程中测定出口气体硫化氢平均含量为6mg·/Nm3，出口气体二氧化硫平均含量为3mg·/Nm3。实施例3：一种处理含硫化氢和二氧化硫气体中并回收硫磺的方法，包括以下步骤；第一步：配置1000克有机溶剂的组成如下：N，N-二甲胺基四乙二醇甲醚450克，N-乙基-2胺基吡咯烷300克，N，N-二甲基壬胺120克，N，N-二甲基辛胺50克，苹果酸70克本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理含硫化氢和二氧化硫气体中并回收硫磺的吸收液，其特征在于：包括重量百分含量70%～90%有机溶剂、重量百分含量10%～30%的硫化氢吸收剂，其余为有机酸，所述有机液能够完全溶解硫磺。/n

【技术特征摘要】
1.一种处理含硫化氢和二氧化硫气体中并回收硫磺的吸收液，其特征在于：包括重量百分含量70%～90%有机溶剂、重量百分含量10%～30%的硫化氢吸收剂，其余为有机酸，所述有机液能够完全溶解硫磺。


2.如权利要求1所述的处理含硫化氢和二氧化硫气体中并回收硫磺的吸收液，其特征在于：所述有机溶剂基团上有胺基包括：N，N-二甲胺基四乙二醇甲醚、N，N-二甲胺基五乙二醇甲醚，N-乙基-2胺基吡咯烷的一种或一种以上。


3.如权利要求1所述的处理含硫化氢和二氧化硫气体中并回收硫磺的吸收液，其特征在于：所述硫化氢吸收剂为有机胺类化合物，包括：N，N-二丁基乙醇胺、N，N-二甲基辛胺，N，N-二甲基壬胺的一种以及多种的混合物。


4.如权利要求1所述的处理含硫化氢和二氧化硫气体中并回收硫磺的吸收液，其特征在于：所述有机酸包括酒石酸、苹果酸的一种或一种以上。


5.如权利要求1-4任一权利要求所述的处理含硫化氢和二氧化硫气体中并回收硫磺的吸收液...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建平，俞健健，朱燕，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中石化南京化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11