[發明專利]一種脫除硫化氫氣體的方法

有效

• 申請號: 201210501402.0
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN103846003A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 路洋;蒲文晶;王艷麗;徐延軍;路昆;王天來;王宏偉
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D53/52;C07F19/00
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 謝小延

技術領域：

本發明涉及一種利用Keggin型金屬有機框架多金屬氧酸鹽脫除硫化氫氣體的方法。

背景技術：

硫化氫是一種高度刺激的氣體，具有強烈的臭雞蛋氣味，氣體中硫化氫的存在不僅會引起設備和管路腐蝕、催化劑中毒，而且會嚴重威脅人身安全。我國對環境大氣、車間空氣及工業廢氣中硫化氫濃度已有嚴格規定：居民區環境大氣中硫化氫的最高濃度不得超過0.01mg/m³；車間工作地點空氣中硫化氫最高濃度不得超過10mg/m³；城市煤氣中硫化氫濃度不得超過20mg/m³；油品煉廠廢氣中硫化氫濃度要求凈化至10-20mg/m³。

對于硫化氫的脫除，已見報道的處理方法很多，這些方法主要分為二大類：干法脫硫劑脫硫工藝和濕法脫硫劑脫硫工藝。干法脫硫劑脫硫工藝由于其工藝簡單、易于操作、脫硫精度較高，相對能耗低而被廣泛應用。常用的干法脫硫劑主要有：氧化鐵、氧化鋅、普通活性炭等。該工藝一般常用于工業尾氣中硫化氫的去除或其它的精細脫硫，所采用的脫硫劑大多數不能再生或再生工藝復雜，不合適天然氣中大量硫化氫氣體的脫除，且無法回收或再利用硫形成資源浪費。濕法脫硫劑脫硫工藝，一般采用吸收液吸收硫化氫，在催化劑作用下將硫化氫氧化成硫磺，催化劑可在空氣或氧氣中再生后繼續使用。該工藝反應催化體系為液相體系，且高效、可再生，同時具有將硫化氫轉化為單質硫的優點。

目前，濕法脫硫劑脫硫工藝在溶液穩定性、控制副反應和氧化劑環保性等方面還存在問題。開發一種穩定性好、組成相對簡單且綠色環保脫硫效率高的氧化劑成為該工藝的研究重點。

發明內容：

本發明提供一種利用Keggin型金屬有機框架多金屬氧酸鹽脫除硫化氫氣體的方法。采用多金屬氧酸鹽作為濕法脫硫劑，其穩定性好且脫硫效率高。

本發明原理：

多金屬氧酸鹽吸收硫化氫的化學傳質反應過程,包括以下五個步驟：

（1）將多金屬氧酸鹽制備成水溶液；

（2）將含硫化氫的氣體通入上述水溶液，使硫化氫從氣相主體擴散到氣液界面；

（3）在界面處硫化氫溶解并解離成HS^-，同時通過界面向液相擴散；

（4）HS^-、過量的H₂S與多金屬氧酸鹽發生氧化還原反應，生成單質硫；

（5）隨著氧化還原反應的進行，解離平衡被破壞，更多的H₂S向液相擴散，參與氧化還原反應，從而實現了脫除氣相中硫化氫的目的。

本發明所述的一種深度脫除硫化氫的濕法脫硫劑，該脫硫劑主要是多金屬氧酸鹽，包括：Cu₃(L)₆[H₃(PMo₁₂O₄₀)₂]·nH₂O（或

Cu₃(L)₆[H₅(SiW₁₂O₄₀)₂]·nH₂O），C₈H₁₀N₄結構式：記作L。

本發明所述的多金屬氧酸鹽脫硫劑的制備方法，包括下列步驟：

取0.01-0.2mmol的H₃[PMo₁₂O₄₀](或H₄[SiW₁₂O₄₀])，0.05-2mmol的Cu(CH₃COO)₂，0.01-1mmol的C₈H₁₀N₄，室溫條件下溶于5-50ml蒸餾水。利用0.1-1mol/l的鹽酸調節上述溶液的pH值，使其保持在3-5.5。