一种以离子液体为介质的常温液相Claus工艺

摘要

本发明公开了一种以离子液体为介质的常温液相Claus工艺，它是将吸收H₂S的离子液体与另一股吸收SO₂的离子液体打入内部有挡板与搅拌桨的反应塔中反应，反应后的含有硫磺固体的离子液体由泵抽出，依次通过过滤、洗涤、干燥一体机，闪蒸罐后，分成两股物流去两个吸收塔分别吸收H₂S和SO₂，吸收H₂S与吸收SO₂后的离子液体再回到反应塔中，由此形成循环。其中H₂S来源于待处理气体，SO₂来自一部分产品硫磺燃烧所得。本发明中所筛选的离子液体同时对H₂S和SO₂具有较好的溶解特性，能长期循环使用；所开发的常温液相Claus工艺，操作温度低，能耗小，无VOCs排放，无需后续尾气处理，并可以生产高纯度的硫磺，是一种绿色环保的液相Claus反应的革新工艺。

主权项

一种以离子液体为介质的常温液相Claus工艺，其特征是包括以下步骤：步骤1、含有H₂S的待处理气体(1)由大型吸收塔(A1)底部输入，与由塔顶自上而下的离子液体逆流接触，吸收H₂S后的离子液体富液(2)由大型吸收塔底泵(B1)打入静态混合器(C)；步骤2、富含SO₂的气流(3)由小型吸收塔(A2)底部处进入，与由塔顶自上而下的离子液体逆流接触，吸收SO₂后的离子液体(4)由小型吸收塔底泵(B2)打入静态混合器(C)；步骤3、吸收H₂S后的离子液体富液(2)与吸收SO₂后的离子液体(4)在静态混合器(C)预混后进入反应塔(D)反应生成硫磺固体，反应塔D的反应温度为10‑40℃；步骤4、含有硫磺的离子液体悬浊液(5)由反应塔底泵(B3)从反应塔(D)底部抽出，进入过滤、洗涤、干燥一体机(E)，过滤出固体硫磺，用常温水洗涤后干燥，得到硫磺成品；步骤5、步骤4中得到硫磺产品一部分进行储存，另一部分硫磺(11)依次进入熔硫釜(J)、燃烧炉(K)燃烧生成SO₂气体(14)经燃烧炉顶热交换器(H2)冷却后从塔底进入小型吸收塔(A2)；步骤6、步骤4中经过滤、洗涤、干燥一体机分离得到的离子液体(6)进入闪蒸罐(F)进行闪蒸，闪蒸后闪蒸釜内得到的再生离子液体由闪蒸罐底泵(B4)分别打回大型吸收塔(A1)和小型吸收塔(A2)重复使用；步骤7、步骤6中从闪蒸罐F中解吸出来的气体(7)经分馏塔(G)分离出水后重新进入大型吸收塔(A1)；所述的离子液体，其阳离子是N,N’‑二烷基咪唑、N‑烷基吡啶、N,N‑二烷基吡咯烷或不对称四烷基季铵盐中的一种，它们有如下结构：式中R₁、R₂和R₃选自C₁～C₆直链烷基，R₄～R₅均选自C₁～C₄的直链烷基，且R₄与R₅选自不同的烷基，所述的离子液体，其阴离子是氯离子、四氟硼酸根离子、三氟乙酸根、三氟磺酸根或氰基乙酸根离子中的一种。