新型络合剂的合成及其络合铁脱硫工艺研究

新型络合剂的合成及其络合铁脱硫工艺研究

严思明;廖咏梅;王柏云;王富辉

【摘要】采用氯磺酸磺化法合成了一种含有磺酸基和羧基的新型络合剂磺化戊二

酸（SG），用 SG与乙二胺四乙酸、柠檬酸、FeCl3配制出一种三元络合铁脱硫

体系。在连续脱硫装置中考察脱硫液与硫化氢气体体积比、装置运行时间、填料高度等脱硫工艺条件对复配脱硫体系脱硫效率的影响，在再生装置中考察空气流量、再生时间、再生温度等再生工艺条件对复配脱硫体系再生率的影响。结果表明：在脱硫液与含硫化氢原料气体积比为0.134、填料高度为0.4 m、脱硫温度为40℃、初始 pH为8.0的条件下，原料气中的 H2 S质量浓度可由227.679 g？m3降到0.011 g？m3，脱除率达99.99％；在空气流量为125 L？h、再生时间为30 min、温度为30℃、初始 pH为8.0的条件下，脱硫剂的再生率达93.24％。%A new complexing agent SG containing sulfonic group and carboxylic group is synthesized using chlorosulfonic acid and glutaric acid.The ternary complex iron desulfurization system is prepared with SG,EDTA,citric acid and Fe3+.In a continuous desulfurization device,the effect of liquid to feed gas ratio,running time and filler height on the desulfurization efficiency of the ternary system is stud-ied.The effect of air flow rate,regeneration time and temperature on the regeneration for the ternary system is also investigated.The optimum desulfurization conditions are approached as follows:the liq-uid?feed gas ratio of 0.134,the packing height of 0.4 m,the temperature of 40 ℃ and pH of 8.0.In this case,the H2S content of the feed gas is reduced from 227.679 g?m3 to 0.011 g?m3,the removal rate is up to 99.99%.The regeneration rate is up to 93.24% at the optimum regeneration

conditions:the air flow of 125 L?h,the regeneration time of 30 min,the regeneration temperature of 30 ℃ and pH of 8.0.

【期刊名称】《石油炼制与化工》

【年(卷),期】2015(000)002

【总页数】6页(P27-32)

【关键词】络合剂;络合铁;脱硫;再生;硫化氢

【作者】严思明;廖咏梅;王柏云;王富辉

【作者单位】西南石油大学化学化工学院，成都 610500;西南石油大学化学化工

学院，成都 610500;西南石油大学化学化工学院，成都 610500;西南石油大学化

学化工学院，成都 610500

【正文语种】中文

硫化氢是一种有毒气体。天然气、焦化气、合成气、炼厂气等气体中都含有一定量的H2S，这些气体在被使用和进一步加工前都必须经过净化处理脱除其中的H2S。工业上的脱硫方法很多，按脱硫剂的物理形态不同，可分为固体脱硫法(干法)和液体脱硫法(湿法)。络合铁法脱硫技术是一种以铁为催化剂的湿式氧化脱硫方法，能直接将H2S转变成单质硫，H2S脱除率较高，装置规模小，处理量大，是一种工艺流程简单、脱硫剂可循环利用、对环境友好的脱硫技术。进一步提高络合铁的稳定性和脱硫效果是络合铁法脱硫技术的主要研究方向[1-4]。本课题根据络合剂性

能及结构要求，采用氯磺酸磺化法合成了一种含有磺酸基和羧基的新型络合剂磺化戊二酸(SG)，用SG与乙二胺四乙酸(EDTA)、柠檬酸、FeCl3配制出一种三元络合铁脱硫体系。在连续脱硫装置中考察脱硫液与含硫化氢原料气体积比(简称液气体

积比)、装置运行时间、填料高度等脱硫工艺条件对复配脱硫体系脱硫效率的影响，在再生装置中考察空气流量、再生时间、再生温度、初始pH等再生工艺条件对复配脱硫体系再生率的影响。

1.1 试剂与仪器

H2S标准气体(H2S 15%+N2 85%)，9.8 MPa，成都浩云气体有限责任公司生产；戊二酸、氯磺酸、柠檬酸、乙二胺四乙酸二钠、三氯化铁，均为化学纯，成都科龙化工试剂厂生产。

电子天平，JD200-4型，沈阳龙腾电子有限公司生产；间歇脱硫装置，自制；连

续脱硫装置，自制；再生装置，自制。

1.2 实验装置与流程

间歇脱硫装置流程示意见图1。将一定量原料气通入脱硫装置净化，净化气通入尾气处理槽。分别测定原料气和净化气中的H2S含量，计算脱硫率。该装置主要用

于脱硫剂配方初步评选的脱硫实验。

连续脱硫装置流程示意见图2。吸收塔高100 cm，直径6 cm，填料为25

mm×25 mm×1.2 mm的塑料环，分别测定原料气和净化气中H2S含量，计算脱硫率。该装置主要用于考察脱硫工艺条件对络合铁脱硫液脱硫效果的影响。

再生装置流程示意见图3。络合铁脱硫液的再生是脱硫液中的Fe2+L(L为络合剂)

在氧气(空气)作用下生成Fe3+L的过程[5]。取连续脱硫装置吸收H2S后所得富液1 L置于再生器中，通入设定流量的空气，每隔一定时间，取一定量的脱硫液测定其中Fe2+浓度，计算再生率。该装置主要用于脱硫液的再生实验，考察再生工艺条件对脱硫液再生率的影响。

1.3 分析方法

SG对Fe3+的螯合值采用络合滴定法[6]测定；原料气和净化气中H2S含量采用碘量法[7]测定；脱硫液中的铁离子含量采用重铬酸钾法[8]测定。