浅析硫化氢提纯技术

硫化氢是一种无色有臭鸡蛋气味的有毒气体对环境污染极为严重。在炼油厂的催化干气脱硫、液态烃脱硫和含硫污水汽提、天然气脱硫和天然气-硫磺法生产二硫化碳的过程中都排出大量的硫化氢气体。硫化氢的用途极为广泛，因其有毒有害，腐蚀性极强，且常温常压下为气体，易于泄漏，所以生产过程不易控制。

在石油、天然气和煤化工生产过程中，不可避免会产生大量含H2S的尾气，统称酸性气。该气体中H2S含量约为80%以上(VOL%)，其他主要组分为氨气、二氧化碳、水等，现通常做法是采用制硫磺、制硫酸、制硫氢化钠、制硫化钠等方式。这种方法虽能解决环保问题及一定的经济问题，但却并不能最大化的利用，不能适应绿色环保及循环经济的要求。如何利用组成不复杂的酸气应对其进行分离提纯，拓宽硫化氢的用途成为最新的热点话题。

硫化氢提纯工艺主要有变压吸附法、膜分离法、深冷精馏法、溶剂吸收法,本文将对以上工艺进行浅析。

1.变压吸附法

变压吸附是一种利用气体在固体材料上的吸附特性,通过周期性的压力变换来实现气体提纯的技术"。变压吸附用于硫化氢提纯的关键是吸附剂的选择,既要考虑对二氧化碳有良好的选择性,也要考虑到吸附剂的再生性能。变压吸附具有产品纯度高;在室温和较低压力下即可工作,床层不用加热再生,产品纯度较高;设备简单,操作、维护简便;可连续循环操作,完全达到自动化。但酸气组分的复杂程度会影响其提纯的效果。

2 .膜分离法

膜分离法是利用高分子膜对不同种类的气体分子具有不同的透过率和选择性,从气体混合物中筛选分离气体的方法。该技术具有结构简单,便于连续操作,便于维修和自控,与其他分离过程耦合性好:膜分离过程条件温和:不加入其他物质即可完成分离过程,环保高效;一般膜分离过程无相变发生;能耗较低等优点。但分离膜通用性差,总体投资较大,大规模工业生产经济性较低。

3 .深冷精馏法

深冷精馏法的实质就是气体液体化技术。通常采取机械方法,如用节流膨胀或绝热膨胀等方法,把气体压缩、冷却后，利用不同气体沸点上的差异进行精馏,从而分离气体。

酸性尾气中主要组分常压下的凝固点、沸点数据表如下:

酸性尾气中N2属不凝性气体,H2S的沸点比CO2的沸点约高18℃,可通过给尾气加压,进行深冷处理,再进行精馏分离得到纯度较高的硫化氢气体。不凝性气体N,和绝大部分的CO:经脱硫处理后可直接排放。该技术具有低能耗,产品纯度高等特点,但对工艺操作有较高的要求。

4. 溶剂吸收法

该工艺采用对硫化氢选择性较好的的醇胺溶剂作吸收剂。国外采用位阻效应比较大的醇胺。硫化氢与醇胺溶液的反应速度非常快,当原料酸性气与溶液接触时,硫化氢首先发生反应,进入溶液,而大部分二氧化碳等气体未来得及与溶液反应从塔顶流出。吸收硫化氢后的溶液经加热再生,释放出硫化氢气体,获得较高浓度的硫化氢气体。释放硫化氢后的溶液恢复吸收活性,循环使用。

该工艺的优点是可以实现全自动化操作控制、无固体产生、劳动强度小。但存在酸性气含大量二氧化碳时对硫化氢的选择性有限,需要多级提浓才能将硫化氢的浓度提浓到要求的指标,消耗蒸汽多,能耗高;硫化氢的回收率较低,提浓尾气中硫化氢含量较高,需要专门处理才能符合废气排放环保标准要求。

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5 结语

石油化工及煤化工尾气中酸性尾气含有较高的硫化氢，回收利用于硫化工有利于解决尾气脱硫问题,实现较高的经济效益。常见硫化氢提纯技术各具特点,往往采用组合或多级工艺来得到更高纯度的硫化氢。