[发明专利]一种基于碱性离子液体催化剂的氧化脱硫新方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于碱性离子液体催化剂的氧化脱硫新方法，利用吸收剂选 择吸收含硫化合物，以碱性离子液体为主催化剂，添加其他离子液体为助催化剂， 在氧化剂(例如：空气、氧气、双氧水等)的存在下，催化氧化还原性含硫化合 物(S2^-)，可应用于气体或废水中硫化物的脱除及硫磺回收等。

背景技术

硫化氢是一种刺激性剧毒气体，在有氧和湿热条件下，会引起设备和管路严 重腐蚀、催化剂中毒，所以无论是天然气、合成气还是水煤气，在进一步加工之 前，必须先进行硫化氢脱除处理。硫化氢湿法脱除的一般步骤为：吸收、后续转 化(克劳斯方法等)、回收。这种方法会产生大量碱渣，腐蚀器壁等。而直接液 相氧化法，倒如专利CN1169335A公开了一种以苯酚类化合物，萘醌类化合物和蒽 醌类化合物添加钒酸盐和钒的氧化物作为催化剂，催化氧化硫化氢的方法，专利 EP1059111-A公开了一种以络合变价金属为催化剂，将硫化氢催化氧化成单质硫的 方法，这两种方法均存在吸收剂易挥发、催化剂易降解、副反应难以控制、易堵 塞等问题。

来源于化工、纸浆造纸、化学制药、染料工业、油漆、制革、煤气和冶金工 业等生产废水中的硫化物(主要是包含S2^-及金属阳离子)，对环境有巨大的危害。 当水的PH值下降时，硫化物还会生成硫化氢气体释放出来，污染大气。硫化物有 高毒性且具有恶臭，对人和动物有致毒和刺激皮肤作用。含硫废水脱硫的方法有 生物法(中国专利CN1522973A)、吸附法(中国专利CN1535756)、沉降法(中 国专利CN101003412)等。这些方法存在耗时长，效率低等问题。

离子液体作为一种新型的绿色溶剂，具有一些独特性质：1)可以通过设计离 子液体的阴、阳离子以实现某种特定的功能；2)几乎没有蒸汽压、不挥发、不易 燃、有良好的热稳定性，易于回收；3)对许多有机化合物和金属离子均有良好的 溶解性，能够提供一个非水、极性可调的两相体系。

碱性离子液体属于离子液体的一种，因其可同时提供碱性中心和lewis 碱性中心，故具有更特殊的性质。碱性离子液体可代替常规碱催化剂，用于催化 醇类的乙酰化反应，Knoevenagel反应及Michael加成反应等。但是碱性离子液体作 为一种优秀的催化剂，催化氧化还原性硫化物的方法未有报道。

本发明采用碱性离子液体为催化剂，克服了以往催化剂易挥发、易降解等问 题；反应效率高，对环境友好，吸收剂和催化剂均可再生并循环利用；可以实现 硫元素的资料化利用，故拥有广阔的应用前景。

发明内容

本项发明提供了一种基于碱性离子液体催化剂的氧化脱硫新方法。特征是利 用吸收剂选择吸收含硫化合物，以碱性离子液体为主催化剂，添加其他离子液体 为助催化剂，在氧化剂存在下，催化氧化还原性含硫化合物(S2^-)，可应用于气 体或废水中硫化物的脱除及硫磺回收等。

本项发明中使用吸收剂为氢氧化钠水溶液、氨水、一乙醇胺、二乙醇胺、异 丁醇胺、氮甲基二乙醇胺等碱性溶剂中的一种或几种，吸收剂的作用是选择吸收 混合物中的还原性硫化物，为还原性硫化物被催化氧化创造一个良好的液相环境， 增强传质。