[发明专利]通过使用硫染料催化剂进行的硫化氢去除工艺

说明书

提出了一种方法，其中将含有硫化氢和另一种进料组分的进料流引入到吸收器中，使得所述进料流从所述吸收器的底部向上流动并且接触液体处理溶液，其中所述液体处理溶液含有硫染料催化剂。所述硫化氢被吸收到所述液体处理溶液中并转化为硫离子。从所述吸收器容器中去除基本上不含所述硫化氢的另一种进料组分，并且也从所述吸收器容器中去除废处理溶液，并且将其进料到氧化容器，在所述氧化容器中，所述废处理溶液与含氧气体接触，从而使所述硫离子氧化成硫代硫酸盐，并且将所述废硫染料催化剂转化成再生硫染料催化剂。所述硫代硫酸盐被回收，并且所述再生硫染料催化剂可以作为所述液体处理溶液的一部分再循环。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年7月16日提交的美国专利申请第16/036,471号的优先权，所述美国专利申请以此通过引用并入本申请中。

技术领域

本公开涉及一种用于从流体流中持续去除硫化氢气体(H₂S)的方法和装置以及硫代硫酸盐产物的后续选择性产生。所述方法包含吸收水处理溶液中的H₂S，然后使用含催化剂的还原染料进行氧化反应以产生硫代硫酸盐。废催化剂在氧化器中使用含氧气体再生，并且循环作为水处理溶液的一部分使用。

背景技术

已知的是，使用水盐流从废水流中去除硫污染物，具体地是H₂S。同样，从含烃的气体流中去除H₂S是已知的。然而，此类已知的用于处理气体流的方法不直接产生有用化学品。因此，需要开发可以在环境温度下选择性地从工业气体流中净化和去除H₂S并且同时产生有用液体产物的具有经济效益的方法。这些优点和其它优点将在本公开的以下更详细的描述中变得显而易见。

发明内容

本公开涉及一种用于处理含工业气体的进料流或被H₂S污染的液体流以获得净化的不含H₂S的流体流和含硫代硫酸盐的单独的液体水流的方法。在其最广泛的应用中，本公开接受的进料流首先在吸收器中与pH优选地维持在大于7下的水处理溶液接触。所述处理溶液含有下文详细描述的催化剂，并且可以含有碱或氨盐的阴离子以及如碳酸钾、氢氧化钾、碳酸钙、氢氧化钠、碳酸钠、氨和碳酸钾(potash)等氢氧化物、硫化物或碳酸盐的阳离子。另外，可以使用氨溶液或如碳酸、硼酸、磷酸和石炭酸等弱酸的碱金属盐溶液、或如乙醇-胺等有机碱的水溶液以及如甘氨酸或丙氨酸等氨基羧酸的碱金属盐水溶液。

处理溶液中的盐浓度优选地介于0wt.％与足以使溶液饱和的数量之间。进料流和处理溶液优选地以逆流流动方案彼此接触。吸收器可以含有有助于接触进料和处理溶液的物理组件，如折流板、填料、托盘、静态混合器、阀、纤维膜型材料或增加进料流与处理液之间的接触面积的其它材料。所使用的处理溶液的量基于进料中H₂S的浓度以及进料速率。在此，在处理溶液中吸收H₂S时会形成硫离子，所述硫离子然后吸收在催化剂上以便进一步反应。之后，硫离子在单独的氧化器中被氧化以形成硫代硫酸盐。所产生的硫代硫酸盐保留在处理溶液中。当处理溶液中存在钾盐时，选择性地形成硫代硫酸钾。从吸收器中去除基本上不含H₂S的产物流，以进行进一步加工或运输。

用于在氧化器中将硫离子氧化成硫代硫酸盐的催化剂优选地呈还原染料或金属硫酸盐的形式，并且更优选地呈硫染料和/或硫化还原染料的形式。硫化还原染料在化学和结构上与硫染料类似，包含具有二硫化物/硫醇盐官能度。因为所述硫染料和硫化还原染料通常使用还原染料工艺获得，所以其被给出还原染料名称。可以根据本发明的方法利用的硫染料和硫化还原染料包含但不限于以下(“C.I.”表示“颜色索引”)：

C.I.硫黄1、2、3、4、5、6、8、9、10、11、12、13、14、16、20和23，C.I.无色硫黄2、4、7、9、12、15、17、18、21、22和23以及C.I.可溶性硫黄2、4、5、19、20和23；