含铁硫化氢去除剂及气体中硫化氢的去除方法技术

本发明专利技术涉及一种含铁硫化氢去除剂和一种气体中硫化氢的去除方法，所述含铁硫化氢去除剂为铁化合物的溶液，该溶液中的总三价铁离子浓度大于０ｍｏｌ／Ｌ且小于全部为二价／三价铁离子时产生结晶析出的浓度，溶液的ｐＨ值＝１．５～３．０。所述的铁化合物采用在ｐＨ值＝１．５～３．０条件下可溶性的无机铁化合物、有机铁化合物或这些无机铁化合物和／或有机铁化合物的任意组合。所述硫化氢去除方法是通过高压泵将上述硫化氢去除剂泵入射流泵的射流入口，待处理气体被吸入射流泵并与硫化氢去除剂充分混合并发生脱硫反应。本发明专利技术可用于石油、炼化、化工过程中产生废气硫化氢的处理，也可用于油田开采中油井待处理气体、天然气井产出的硫化氢的去除。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种含铁硫化氢去除剂，还涉及一种气体中硫化氢 的去除方法，可用于从石油、炼化、化工过程中产生的废气中去除出含有硫化氢的天然气中去除硫化氢以及其他类似处理。 背景纟支术很多油田的天然气中含有大量的硫化氬，例如，塔河油田天然气中硫化氢的含量最高达到7%以上，而四川普光油田天然气中H2S 平均含量15. 16%; C02平均含量8. 64%,属油田的原生硫化氢。又如， 辽河油田油井待处理气体中甲烷的浓度15%左右，二氧化碳的浓度 80°/ 以上，硫化氬的浓度在O. 5°/ ~1%，这种组成不仅导致待处理气 体成为不可燃气体，而且放入大气中会造成空气污染。气体中高浓 度的硫化氢在油气井作业时的泄漏、放空会造成作业人员的中毒， 甚至伤害致死。虽然世界上研究开发过的脱硫技术已达100多种，但工业化的 只有十几种。主要有氧化铁法、活性炭法、氧化锌法、液体吸收法、 吸收氧化法等，这些方法基本都属于碱性溶液吸收法、固体吸附氧 化还原法等复杂体系的传统方法。碱性溶液吸收法对硫化氢气体具有较好的吸收效果，但当待处 理气体中混有酸性气体(如二氧化碳等)时，硫化氢去除剂消耗量 会大增，造成极大的浪费，并且使处理效率下降。而氧化还原法多 采用填料塔喷淋法进行含硫化氢气体的处理，该法工艺技术较为成 熟，但它存在气液反应慢、填料需定期更换、占地面积大，后期管 理等费用高，工艺参数需不断调整等缺点，并不适合大量气体的处 理。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于从气体中去除硫化氢的含铁硫化 氩去除剂以及采用这种硫化氢去除剂的硫化氢去除方法，采用这种 石克化氢去除剂和碌"匕氢去除方法可以有效地去除石油工业废气和天 然气等气体中的硫化氢，而对其它成分气体基本上没有吸收作用， 其硫化氢去除效率基本上不受其他成分的影响。本专利技术实现上述目的的技术方案是一种含铁硫化氢去除剂，为铁化合物的溶液，溶液中的总三价 铁离子浓度大于Omol/L且小于全部为二价/三价铁离子时产生结晶 析出的浓度，溶液的pH值-1.5-3. 0。所述的铁化合物可以采用任意在pH值=1. 5 ~ 3. 0条件下可溶性 的无机铁化合物、有机铁化合物或这些无机铁化合物和/或有机铁化 合物的任意组合。所述无机铁化合物可以采用下列任意一种4失化合物或任意多种 铁化合物的任意比例组合三氯化铁、三溴化铁、硝酸铁、氟硅酸铁和鵠酸铁。所述有机铁化合物可以采用下列任意 一种铁化合物或任意多种 铁化合物的任意比例组合柠檬酸铁胺、羰基铁、EDTA铁、羧酸类 铁等。所述溶液中的pH值可以采用酸性物质调节而成，所述酸性物质 采用酸根同Fe'+不生成沉淀的无机酸和有机酸。一种气体中硫化氢的去除方法，通过高压泵将上述硫化氢去除 剂泵入射流泵的射流入口，在射流泵同形成高速射流，将待处理气 体的管道连接所述射流泵的吸入口 ，将待处理气体吸入所述的射流 泵，使待处理气体和硫化氢去除剂充分混合并发生脱硫反应，将从 射流泵的射流出口连接液气分离装置，使反应后的混合物进行液气 分离，形成脱石克后的气体。本专利技术的原理是硫化氢去除剂中起脱硫作用的铁离子为三价铁离子，以含铁离 子和酸性物质的水溶液作为硫化氬去除剂来吸收混合气体中的硫化 氬，该过程中其它气体组分不参与反应，并且不生成氢氧化铁、氧 化铁、硫化铁等不溶性铁盐。含铁离子硫化氢去除剂吸收辟u化氢后， 副产硫磺，再生的含铁硫化氬去除剂可以循环使用。硫化氢处理过程主要是利用了三价铁离子的氧化性及低价疏的还原性达到脱硫目的的；实验表明，含铁硫化氢去除剂中各种形态的铁离子的总含量 大小决定着含铁硫化氢去除剂的除硫化氬能力及效果，同铁离子配 体的类型和种类关系不大，配体只能影响含铁石危化氢去除剂中铁离 子的含量大小，不会影响脱硫效果；因为，在其它组成相同的情况 下，且铁离子浓度也相同，而只是配体的浓度不同时，该含铁硫化 氢去除剂的脱硫效果相差非常小，因此，只用总三价铁离子浓度来 表示含铁硫化氬去除剂中铁化合物浓度即可，没有必要用具体的某 种铁化合物浓度来表示，由此在相应条件下各种可溶性的有机铁化 合物和无机铁化合物均可以用于制备本专利技术的石克化氢脱碌u剂，也可 以采用多种在相应条件下可溶性的有机铁化合物和无机铁化合物以 任意比例制备本专利技术的硫化氢脱硫剂。本专利技术脱石克反应式为H2S+2Fe3+ 一 2Fe2++S+2H+由以上反应方程式可以看出，该反应为瞬间反应，故本专利技术处 理含硫化氢气体量可以很大，不会有任何限制。在反应过程中，Fe3+ 的量会随着反应而逐渐降低，同时Fe2+的浓度会随之升高，但Fe3+ 和Fe^浓度的总和大于Omol/L， pH=l. 5 ~ 3. 0，处理过程中随着Fe3+ 浓度的进一步降低，会导致含疏化氢气体处理效率降低，此时需要 对含铁离子硫化氢去除剂进行再生，经过再生的疏化氢去除剂中Fe浓度达到要求，循环利用。由于本专利技术的含铁硫化氢去除剂中含有较高浓度的三价铁离子 和二价铁离子，从化学反应动力学和热力学及化学反应平衡理论角 度来看，可以有效地降低单质铁被氧化成二价铁离子或三价铁离子 的反应速度，即减轻了含铁疏化氢去除剂对设备的腐蚀性，延长了 设备的使用寿命。本专利技术同生化铁一碱溶液催化法气体脱硫方法比较，具有如下 优点①生化铁一碱溶液催化法中的硫化氢去除剂为碱性，当待处 理气体中含有酸性气体，甚至酸性气体浓度很高时，将产生大量的 无谓的消耗，经济上不允许，本专利技术所用含铁^琉化氢去除剂为酸性， 同酸性气体不发生任何反应，反应单一性很强；②生化铁一碱溶液 催化法在处理含硫气体过程中会生成大量的不溶性铁盐，对设备的 堵塞严重，本专利技术则在吸收硫化氢过程中不生成任何含铁沉淀物； ③生化铁一碱溶液催化法再生过程需依赖微生物，对反应的条件要 求苛刻，并且再生效率不高，本专利技术可以采用臭氧曝气再生法再生， 硫化氢去除剂再生效果好；④生化铁一碱溶液催化法所用生化铁碱 溶液含有大量有机物如苯、蒽、醌等，有些毒性很强，对自然界和 人类有很大的污染、危害，本专利技术所釆用的含铁硫化氢去除剂中只 含有三价铁离子及少量表面活性剂，对环境友好，不会危及人的生 命健康。本专利技术同氧化还原填料塔喷淋法脱硫方法比较，具有如下优点 ①氧化还原填料塔喷淋法对于工艺参数要求苛刻，随进气量、混合 气中的组分等变化，需要不断进行调整，本专利技术需要调整的工艺参 数很少，操作方便；②氧化还原填料塔喷淋法装置较大，需要占用 很大面积，本专利技术的处理装置紧凑，体积小；③氧化还原填料塔喷 淋法中气一液两相接触面积小，反应浓差不宜扩散，造成反应不充 分、处理量小，本专利技术采用喷射泵/射流泵将气液进行强制混合，流 体流动状态属于湍流，4妻触面积大，反应速度快，对碌"匕氢的吸收 效率是氧化还原填料塔喷淋法的5倍；④氧化还原填料:t荅喷淋法在 反应过程中生成的副产物硫磺易附着在填料表面上，易造成填料孔 隙堵塞，从而造成液泛等问题，影响处理效果，本专利技术不需要填料， 所生成的好J黄可以在外部进^f亍沉降，不影响处理。另外，这种硫化氬去除剂可以保证各种形态的铁离子在溶液中稳 定地存在，不致产生各种形态的含铁的沉淀物质，从而增强了该含 铁爿琉化氬去除剂的稳定性。本专利技术的气体脱硫方法，对脱硫前含硫化氢气体的总硫含本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含铁硫化氢去除剂，其特征在于其为铁化合物的溶液，溶液中的总三价铁离子浓度大于０ｍｏｌ／Ｌ且小于全部为二价／三价铁离子时产生结晶析出的浓度，溶液的ｐＨ值＝１．５～３．０。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘德铸，张洪君，肖昕，赵鹏，穆剑，梁涛，魏姝玮，毕研斌，王红，张彬，
申请(专利权)人：中国石油辽河油田钻采工艺研究院，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]