[发明专利]含铁硫化氢去除剂及气体中硫化氢的去除方法

说明书

技术领域

本发明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硫化氢，还可用于从油田开采产生的油井待处理气体和天然气井产出含有硫化氢的天然气中去除硫化氢以及其他类似处理。

背景技术

很多油田的天然气中含有大量的硫化氢，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，硫化氢的浓度在0.5％～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。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于从气体中去除硫化氢的含铁硫化氢去除剂以及采用这种硫化氢去除剂的硫化氢去除方法，采用这种硫化氢去除剂和硫化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。

本发明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铁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、氟硅酸铁和钨酸铁。

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Fe³⁺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，形成脱硫后的气体。

本发明的原理是：

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氢去除剂来吸收混合气体中的硫化氢，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硫化氢后，副产硫磺，再生的含铁硫化氢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硫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氢能力及效果，同铁离子配体的类型和种类关系不大，配体只能影响含铁硫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氢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发明的硫化氢脱硫剂，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发明的硫化氢脱硫剂。

本发明脱硫反应式为：