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铁基离子液体湿法氧化硫化氢的反应性能何义;余江;陈灵波【摘要】以氯化丁基甲基咪唑(BmimCl)和六水合三氯化铁(FeCl_3·6H_2O)为原料合成了铁基离子液体.分析表明,铁基离子液体具有非定量组成[Bmim]Fe_(0.9)Cl_(4.7),表现出较强的疏水特性,而且具有良好的氧化性和热稳定性.以铁基离子液体为脱硫剂,对其氧化脱除硫化氢及再生工艺进行了初步研究,考察了硫化氢流量、硫化氢浓度、反应温度和氧气流量对脱硫效率的影响.结果表明,铁基离子液体的硫容达到0.31 g·L~(-1),氧化脱硫过程中无须添加辅助试剂和调控pH值,反应温度和硫化氢流量是对脱硫率影响最为显著的两个因素,铁基离子液体脱硫剂可以在氧气中再生并循环使用.因此,铁基离子液体作为脱硫剂可以氧化硫化氢生成硫磺并在氧气中再生并生成水.基于产物水与疏水脱硫剂的不溶性,可以构建基于疏水性铁基离子液体作为脱硫剂的非水相湿法氧化脱硫新工艺,避免了水相湿法氧化脱硫过程中二次污染及操作复杂的难题,对研究发展绿色湿法脱硫工艺具有积极意义.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2010(061)004【总页数】6页(P963-968)【关键词】硫化氢;铁基离子液体;非水相湿法氧化;脱硫【作者】何义;余江;陈灵波【作者单位】北京化工大学化工学院环境科学与工程系,环境催化与分离过程研究组,北京,100029;北京化工大学化工学院环境科学与工程系,环境催化与分离过程研究组,北京,100029;北京化工大学化工学院环境科学与工程系,环境催化与分离过程研究组,北京,100029【正文语种】中文【中图分类】X701.3Abstract：A Fe-based ionic liquid(Fe-IL)was synthesized directly by mixing 1∶2 mole ratio of 1-butyl-3-methylimidazolium(BmimCl)and FeCl3·6H2O at room temperature.The Fe-IL is of unstoichiometric [Bmim]Fe0.9Cl4.7,and shows high hydrophobicity,thermostability and oxidation ability.Based on the new Fe-IL a non-aqueous wet oxidation desulfurization for hydrogen sulfide was investigated and developed.It is found that its sulfur capacity is 0.31 g·L-1and the desulfurization efficiency is high, which depends on flow and concentration ofhydrogen sulfide,reaction temperature and oxygen pared with wet oxidation desulfurization process,the new desulfurization process is of several advantages：no secondary pollutants produce,product water separates easy and control of pHvalue is not necessary.The new non-aqueous desulfurization process is not only of high desulfurization efficiency on the removal of hydrogen sulfide,but also of no secondary pollution.So,it could be expected that a green wet oxidation of desulfurization can be developed based on Fe-IL oxidation desulfurater. Key words：hydrogen sulfide;Fe-based ionic liquid;non-aqueous wet oxidation;desulfurization硫化氢是一种有毒有害气体,主要产生于各种工业生产过程中,也存在于生态环境系统中的自然腐败过程中。
合成氨气体脱硫技术的进展摘要全面回顾了国内、外湿式氧化法和干法脱硫技术的发展及技术进展,分析了各种技术的优势及存在的问题。
关键词气体净化脱硫进展在合成氨生产过程中,无论采用何种原料路线(煤、油、天然气)、何种工艺技术,其粗合成气中都含有大量的CO2,以煤为原料的合成气中还含有多种硫化物。
CO2和硫化物对氨合成催化剂有很强的毒性,因此在合成气进入氨合成塔之前,需将CO2和硫化物脱除,称为脱硫、脱碳工艺。
几十年来,脱硫、脱碳工艺不断发展、进步,新工艺的开发和老工艺的改进大量涌现,本文不可能一一论述,只将典型的、常用的工艺及其进展加以汇总,供选择工艺时参考。
1 脱硫技术的发展现状原料气脱除硫化物技术分为干法和湿法两大类,湿法脱硫又分为湿式氧化法和胺法。
湿式氧化法是溶液吸收H2S后直接转化为单质硫,单质硫分离后溶液循环使用;胺法是将吸收的H2S在再生系统释放,然后将H2S送至克劳斯装置再转化为单质硫,溶液则循环使用。
湿法脱硫多用于合成氨原料气中大量硫化物的脱除,干法脱硫则多用作精脱且对无机硫和有机硫都有较高的净化度。
1. 1 湿式氧化法脱硫技术的进展湿式氧化法脱硫是将硫化氢在液相中氧化成元素硫并予以分离,其特点为[1]:可将H2S直接转化为单质硫;脱硫效率高,净化后的气体残硫量低;既可在常压下操作,又可在加压下操作;脱硫剂可以再生循环使用,运行成本低。
(1)蒽醌二磺酸钠法(ADA法)蒽醌二磺酸钠法称为Stretford法或ADA法,近年来的技术进步主要体现在脱硫气体的预处理、硫回收、废液处理等方面。
该法以钒作为脱硫的基本催化剂,并采用蒽醌2, 7 -二磺酸钠(ADA)作为还原态钒的再生载氧体,吸收液由碳酸盐作介质。
ADA法的不足之处主要有:①悬浮的硫颗粒回收困难,易造成过滤器堵塞;②副产物使化学药品耗量增大;③脱有机硫和HCN的效率较低;④有害废液处理困难,可能造成二次污染;⑤细菌易积累;⑥腐蚀严重。
为克服该工艺存在的问题,又相继开发了Sulfolyn法和Unisulf法。
国家职业资格全国统一鉴定化工总控工论文（技师）论文题目：湿式氧化法脱硫的生产特点与常见问题的处理姓名：邓大巍准考证号：所在省市：内蒙古自治区呼和浩特市所在单位：内蒙古天润化肥股份有限公司湿式氧化法脱硫的生产特点与常见问题的处理邓大巍内蒙古天润化肥股份有限公司摘要：目前，煤化工行业在净化脱硫方面，在大中型装置以低温甲醇洗为代表的新技术得到广泛应用，但是在中小规模及焦炉气、锅炉尾气处理中，湿式氧化法脱硫由于投资规模小、工艺设备简单，所以还是占有很大比例。
现将其操作特点及常见问题进行分析和阐述，希望对现有的操作人员和管理者有所帮助。
如有不足及纰漏还望多多指正，将不胜感激。
关键词：湿式氧化法、脱硫、特点、常见问题一、湿式氧化法脱硫概述1、湿式氧化法脱硫定义：以碱性溶液吸收酸性气体硫化氢，同时选择适当的氧化催化剂，将溶液中被吸收的硫化氢氧化成单体硫，因而使脱硫溶液得到再生，并获得副产品硫磺。
还原态的催化剂可用空气氧化成氧化态再循环使用。
这种方法被称为湿式氧化法脱硫。
2、主要有哪几种：目前应用较多的有：栲胶法、PDS法、DDS法、888法、络合铁法等。
二、各种方法的特点1、栲胶法栲胶节是聚酚类（丹宁）物质，在溶液中做为析硫载氧体，碳酸钠作为吸收剂，五氧化二矾为催化剂，价格低廉，且栲胶本身还是良好的矾络合剂，不需添加酒石酸钾钠等络合剂。
此法吸收较好且不易堵塞脱硫塔内填料。
但是配制脱硫液和补加栲胶时都要经过加热溶化制备过程。
反应原理：吸收反应Na2CO3+H2S≒NaHS+NaHCO3析硫反应NaHS +4 NaVO3+H2O≒NaV4O9+4NaOH+2S↓再生反应(Q代表栲胶)NaV4O9+Q（氧化态）+2NaOH+ H2O≒4 NaVO3+Q（还原态）主要控制指标有：总碱度0.4N；pH值：8.5～9.0；栲胶含量：1～2g/L；NaVO3含量：1～1.5g/L；吸收温度：30～40℃；再生温度：30～45℃；喷射器脱硫液压力：0.2～0.3MPa。
单井硫化氢检测与消除实验报告目录一、硫化氢危害和脱除方法以及油井情况 (3)1.1硫化氢的危害 (3)1.2硫化氢的来源 (3)1.3脱除硫化氢的工艺 (3)1.4 油井现场情况 (5)二、硫化氢去除实验 (5)2.1 LQ硫化氢吸收剂 (5)2.2 硫化氢吸收剂现场实验 (5)2.3 实验室内模拟评价实验 (7)三、现场小试实验方案 (9)四、实验结论 (10)五、药剂施工安全预防和应急预案 (11)一、硫化氢危害和脱除方法以及油井情况1.1硫化氢的危害硫化氢（H2S）是可燃性无色气体，略重于空气，宜在低洼处聚集，具有典型的臭鸡蛋气味。
对人体的安全临界浓度是≤20ppm，致命浓度是500ppm；爆炸浓度极限为4.3%-46%；易溶于水、也溶于油品，对金属亦较强腐蚀作用。
1.2硫化氢的来源石油采出液中的硫化氢（H2S）来源主要有石油中的有机物、硫酸盐底层、钻井液的处理剂、细菌、含硫化氢的地层。
1.3脱除硫化氢的工艺目前硫化氢脱除的方法，主要有干法脱硫、碱液吸收法、湿式氧化法、三嗪脱硫法等。
1.3.1、干法脱硫干法是利用H2S的还原性和可燃性,以固定氧化剂或吸收剂来脱硫或直接燃烧。
该方法包括克劳斯法、不可再生的固定床吸附法、膜分离法、分子筛法、变压吸附(PSA)法、低温分离法等,所用脱硫剂、催化刺有活炭、氧化铁、氧化锌、二氧化锰及铝矾土。
一般可回收硫磺、二氧化硫、硫酸和硫酸盐。
该法脱硫效率较高,但设备投资大,脱硫剂需要间歇再生或更换,且硫容量相对较低,因此一般适于气体的精细脱硫。
1.3.2、碱液吸收法目前化学吸收法一般不采用强碱性溶液作为吸收剂,而大多用pH值在9～11之间强碱弱酸盐溶液。
常用乙醇胺法、氨法和碳酸钠法。
该法适用于高压下的天然气脱硫,具有碱性强、与酸气反应迅速、有一定的有机硫脱除能力、价格相对便宜等优点,但不足之处是无脱硫选择性、与H2S、C02反应热较大、存在化学降解和热降解、通常装置腐蚀较严重、溶剂只能够在低浓度下使用,导致溶液循环量大、能耗高，还会造成严重的污染问题，污染治理费用很大。
硫化氢吸收净化技术研究进展 张家忠1 易红宏2 宁 平2 郝吉明1(1.清华大学环境科学与工程系,北京100084;2.昆明理工大学环境科学与工程学院,昆明650093)摘 要 综合评述了硫化氢气体的吸收净化方法及特点。
净化方法分为干法和湿法两大类。
大部分干法脱硫剂均不能再生,硫容量相对较低,主要适于气体精细脱硫。
吸收净化工艺能适应较高负荷的脱硫要求,应用面广,其中尤以吸收氧化法较突出。
指出吸收氧化法中的铁基工艺尽管在工艺控制方面还有一定难度,但仍可作为一种有较大发展前途的方法。
关键词 硫化氢 吸收 技术 净化AdvancesofthestudyonabsorptiontechnologyofhydrogensulfideZhangJiazhong1 YiHonghong2 NingPing2 HaoJiming1(1.DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering,TsinghuaUniversity,B eijing100084;2.FacultyofEnvironmentalScienceandEngineering,KunmingUniversityofScienceandTechn ology,Kunming650093)AbstractAllkindsofmethodsremovinghydrogensulfidebyabsorptionwerereviewedinthispaper. Thepurifyingmethodsweredividedintothedryprocessandthewetprocess.Thedesulfurizing agentofmostofthedryprocesscouldnotberegenerated,anditscapacityofsulfurwaslowerrelatively,so itwassuitablefordesulfationofprecision.Theabsorptionprocesswassuitablefortherequestofthehighd esulfurizationload,whichwasusedwidely.Themethodofabsorptionandoxidationwasbestincomparisonwith theabsorptionprocesses.Accordingthemethodsofabsorptionandoxidation,thoughtheiron basedtechnologyhassomedifficultiesincontroloftechnology,itisstillamethodwithbrightprospects. Keywords hydrogensulfide;absorption;technology;purification1硫化氢危害硫化氢是一种高度刺激的气体,具有强烈的臭鸡蛋气味,气体中硫化氢的存在不仅会引起设备和管路腐蚀、催化剂中毒,而且会严重威胁人身安全。
硫化氢治理技术研究进展摘要：本文主要是一介绍目前国内、国外的硫化氢治理技术的研究进展，其中主要包括：生物法、化学法、物理法等方法，以此来提出将来要研究的重点课题和发展的方向。
关键字：硫化氢生物法化学法物理法前言硫化氢是一种具有重大危害的有毒有害气体，尤其是对人体和环境的危害和影响是最为明显的。
硫化氢的存在不仅仅是对人类的身体健康产生严重的威胁，更是会对管路和相关的设备产生腐蚀作用。
因此，无论是国内，还是国外的研究学者毒霸研究热点放在研究硫化氢的治理技术上。
目前，在工业上有成效的治理方法倒是有许多，大体上可以划分为生物法、化学法、物理法等三大类。
一、生物法在20世纪80年代初的时候，研究者研究的方法是运用生物净化法处理废气。
在我国，最早进行了生物法处理H2S废气研究的有同济大学、昆明理工大学等两所学校的学者。
孙佩石和黄若华等[22]研究学者运用生物膜填料塔作为反应器，并采用活性污泥法进行填料挂膜，以此来研究除去H2S废气。
而邵立明等[23]则采用城市污水处理厂的二沉池污泥，经过液相曝气驯化之后，制作固定化的小球进行试验，经研究结果发现固定化微生物除去污泥率超过95%。
殷俊等[24]则是采用了研究泥炭生物虑塔处理含量H2S恶臭气体的技术。
二、化学法1.化学吸收法。
利用H2S（弱酸）、化学溶剂（弱碱）之间互相发生的可逆反应，来脱除H2S的就是化学吸收法，这种方法比较适合较低的操作压力，或者原料气中的烬含量较高的场合中。
常用的化学吸收法一般来说就包括碳酸盐法、氨法等。
最早使用从其他中除去Co2、H2S等酸性气体的方法的是碳酸盐法，它可以完全除去COS，但是不含Co2或者Co2含量较低的场合中。
碳酸盐溶液在化学性质上还是比较稳定，不会与COS、O2等物质发生降解反应，而目前的科学研究更是主要集中在新型活化剂的研究开发方面[21]。
2.液相催化氧化法。
在国内外，使用液相催化氧化来处理H2S的方法是比较多的，一般来说是由碱液吸收H2S，直接生成氢硫化物，而且硫化物在相对应的催化剂作用下，进一步氧化成硫磺，并且催化剂再生之后还可以再继续使用。
湿式氧化法脱除硫化氢的研究现状与进展摘要：本文介绍了湿式氧化法脱除硫化氢（H2S）的各种方法及原理特点，综述了目前的研究现状与该技术的进展。
目前，湿式氧化法脱除H2S工艺主要有钒基工艺、砷基工艺和铁基工艺，其中，以铁基工艺研究较多且较为成熟。
在此基础上，本文提出了湿式氧化法脱除硫化氢未来的发展方向。
关键词：湿式氧化；硫化氢；脱硫1、前言工业原料气和工业废气中的H2S能引起设备腐蚀和催化剂中毒，导致生产成本增加和产品质量下降；如不经处理排放到大气中，会带来严重的环境问题，直接威胁人类的生存与发展。
研究开发H2S的高效脱除技术已成为世界各国关注的热点[1]。
工业生产过程中产生的硫化氢主要在燃气制造、合成氨工业、煤气造气、污水处理厂、造纸厂等行业生产过程中。
各燃气中硫化氢含量因工艺、原料不同有所差异，对设备和环境存在不同程度影响。
为此，我国及其他一些国家对不同环境下的浓度进行了严格限制，要求在使用之前必须经过脱硫处理[2]。
多年来，国内外研究工作者对尾气脱硫问题进行了大量研究，目前见报的脱硫方法一般可分为干法和湿法脱硫，其中干法包括铁系、锌系、铜锰系脱硫剂、克劳斯法及活性炭法等，湿法包括碳酸钠吸收——加热再生、液相催化法、杂多化合物氧化法、醇胺吸收法及FRC法脱硫脱氰工艺，还有近几年发展起来的生物脱硫法[3]。
2、硫化氢脱除技术概括2.1吸收法吸收法包括物理吸收和化学吸收两种，物理吸收法一般是采用有机溶剂作吸收剂，目前应用的吸收剂有甲醇(勒克梯索尔法)、碳酸丙烯酯(福洛尔法)、N-甲基-2-砒咯烷酮(普里索尔法)、磷酸三丁酯(埃斯塔索尔凡法)等。
化学吸收法是被吸收的气体吸收质与吸收剂中的一个或多个组分发生化学反应的吸收过程，适合处理低浓度大气量的废气[4]。
2.2吸附法吸附法是利用某些多孔物质的吸附性能净化气体的方法，常用于处理含较低浓度H2S的气体。
吸附设备一般采用固定床吸附器。
目前常用的吸附剂有活性炭、分子筛[4]。
2.3分解法目前，我国大中型炼油厂均采用传统的克劳斯(Claus)工艺方法处理含H2S 的尾气，并回收硫磺。
该方法只回收了硫化氢中的硫，其中所含的氢则在氧化过程中生成了水。
目前有热分解法、电解法、光催化法和微波技术分解法[4]。
2.4微生物法H2S废气的生物净化过程的实质是利用微生物的生活活动将H2S转化为简单无害的单质硫磺、SO2-及微生物的细胞质[4]。
2.5氧化法氧化法一般是把H2S氧化为单质硫。
在气相中进行氧化的过程叫做干法氧化，在液相中进行氧化的过程叫做湿法氧化[4]。
3、湿式氧化法脱除H2S研究现状国内外吸收净化生物气中硫化氢气体的方法很多。
传统方法是依其弱酸性和强还原性分为干法和湿法。
湿式氧化法脱硫时，由碱性吸收液吸收硫化氢。
生成氢硫化物、硫化物，在催化剂作用下，进一步氧化成硫磺。
湿式氧化法脱除生物气中硫化氢可分为3种典型工艺(砷基工艺、钒基工艺、铁基工艺)和新兴工艺[5]。
3.1钒基工艺主要有蒽醌二磺酸钠法、改良蒽醌二磺酸钠法、MSQ法、栲胶法(TV法)、茶酚法等[4]。
(1)、蒽醌二磺酸钠法。
也称作strefford法，国内称为ADA法，该工艺是典型的钒基T艺，以钒作为脱硫的基本催化剂，并采用蒽醌二磺酸钠(ADA)作为还原钒的再生氧载体，洗液由碳酸盐作介质该溶液组成，该法净化效率高，但具有硫颗粒难回收，易堵塞，药品耗量大，气体刺激性大，造成二次污染[5]。
（2）、改良ADA法[6]：国内60年代初由四川化工厂等联合开发了以stretford 工艺为基础的改良ADA法。
在洗液中加入酒石酸钾或酒石酸钠阻止钒酸盐的生成；又加少量三氯化铁，乙二胺四乙酸及螯合剂起稳定溶液作用。
郑州工学院研究ADA异构体中葸醌-2，7-二酸钠(ADA)脱硫效率比蒽醌-2，6-二酸钠(ADA)脱硫效率更好。
（3）、MSQ法。
MSQ法采用的脱硫剂是由对苯二酚、硫酸锰和水杨酸按一定比例配制而成。
溶液组成为：Na2CO30.175~0.2mol／L、NaVO31g／L、硫酸锰0.002～0.01g／L、水杨酸0.05~0.1g／L[7]。
MSQ-2型脱硫剂是在MSQ基础上增加了2种整合剂L及L’。
MSQ-3型脱硫剂在MSQ-2型的基础上增加了一种防腐剂[8]。
3.2砷基工艺（1）、砷碱法(Thylox法)。
该法是典型的砷基工艺，洗液由K2CO3或Na2CO3和As2O3组成，以砷酸盐或硫代砷酸盐为硫氧化剂。
（2）、改良砷碱法(G-V法)。
该法是对砷基工艺的改进，洗液由钾或钠的砷酸盐组成。
由于环保要求，目前该工艺装置使用甚少。
3.3铁基工艺络合铁法脱硫技术是一种以铁为催化剂的湿式氧化脱除硫化物的方法，其特点是能直接将H2S转变成元素S，H2S的脱除率可达99％以上[9]。
但络合铁法脱硫技术目前仍存在络合剂降解严重，脱硫液再生困难等缺点，是液相氧化法脱硫技术的一大研究热点[10]。
3.3.1基本原理络合铁法脱硫的基本原理是，H2S在碱性溶液中被Fe3+的络合物Fe3+Ln 氧化成单质硫，而本身被H2S还原成Fe2+Ln，然后用空气氧化再生，生成Fe3+Ln，循环使用[11]，其反应为：总反应是：虽然络合铁法的反应原理与上述其他方法相似，但由于配体的存在，不但增加了铁离子的溶解性，而且提高了铁离子的稳定性。
3.3.2各种络合铁法脱硫工艺（1）、EDTA络合铁法脱硫工艺罗立文、李发永[12]等对EDTA络合铁脱硫工艺进行了深入研究，采用无水葡萄糖或柠檬酸做稳定剂，用缓冲溶液调节EDTA络合铁溶液。
研究结果表明，该方法既提高了对硫化氢的吸收效率，又减少了设备腐蚀；生成的硫磺颗粒较大，母液分离容易；再生反应时问短，耗能较少，逐渐形成了改良EDTA络合铁法脱硫工艺。
但也存在硫泡沫形成能力较差、硫磺质量较低、EDTA易降解、耗量大、成本高等缺点。
（2）、磺基水杨酸络合铁法脱硫工艺磺基水杨酸(FD)络合铁法是以磺基水杨酸为铁盐络合剂，以氨水做吸收剂的脱硫工艺。
经过对比发现，FD络合铁法脱硫工艺的饱和硫容约是EDTA络合铁脱硫工艺的2倍，是改良ADA脱硫工艺的3倍，MSQ脱硫工艺的5倍[13]。
（3）、三乙醇胺络合铁法脱硫工艺郑志胜等[14]开发了三乙醇胺(TEA)络合铁工艺，以TEA作为铁离子络合剂和脱硫吸收剂，以柠檬酸作为亚铁离子络合剂的二元络合体系，是一种改良的络合Fe3+／Fe2+氧化还原变价体系。
工业试验表明，TEA络合铁工艺具有硫容高、脱硫效率好、副反应少、溶液稳定、腐蚀性少、成本低等特点，已成功应用于上海川沙化工厂半水煤气的脱硫工段。
3.3.3络合铁法的应用现状Lo-CAT工艺是典型的铁基工艺，由美国空气资源公司在70年代开发。
用乙二胺四乙酸(EDTA)与多聚糖复合成双组分络合剂，并加ARI-301催化剂[15]，是最典型的铁基丁艺，目前全世界有百余套装置运行，已开发了3种工艺模式：(1)常见Lo-CAT；(2)自循环Lo-CAT系统；(3)Aqua-cat系统。
4、发展趋势在湿式氧化法的铁基工艺脱硫技术中，络合铁法的开发仍将是一个热点，在传统的湿式氧化法脱除生物气中硫化氢过程中形成了气-液-固悬浮液，结果产生了极细的硫颗粒，硫颗粒附着在溶液中小气泡上浮到液面，形成硫泡沫层，使得硫难以完全沉降与回收。
因此，随着硫磺颗粒改性、络合剂降解、催化剂再生速度慢、副反应控制等一系列问题的根本解决，湿式络合铁法将成为湿式氧化法脱硫技术中最具有工业应用前景的方法之一。
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