JPH03503856A - 硫化水素除去のための組成物、方法、および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 硫化水馬除去のための組成物、方法、および装置技術分野 本発明は、水溶液中の多価金属キレート触媒を用いて、気体から硫化水素を除去 するための、組成物、方法、およびｉ画に関する。

背日技術 様々な化学産業的工程、油田生産、および石油処理で生じる、ガス流体から硫化 水素を除去することは、硫化水素を含有するガス流体の、環境への放出および／ 又は燃焼が制限されるため、ますます重要になってきている。

硫化水素は、大気汚染の原因となり（大気中に放出されるか燃焼さきた時）、人 間の健康に有害であり、非常に低濃度で不快な臭気を生み出す。硫化水素の燃焼 生成物であるＳ０２と同様に、大気中に放出される１２３ｍを制限する、国およ び地方自治体の規制が存在する。さらに、生産者と、末端ユーザ、公益事業又は パイプライン会社との間の大部分の天然ガス販売契約では、硫化水素含傷は最小 限であること、通常４　ＤＤＩＩＶ以下であることを要求する。それ故、最終利 用、販売、又は大気中への放出前に、これ等のガスから硫化水素を除去すること は、通常必要である。

ハイツ等の米国特許第２．７４７．９６２号の開示で例示されるカセイ洗浄、バ ー二等の米国特許第４．５１５．７５９号に開示される。亜硝酸ナトリウムのよ うな水溶性亜硝ｌ！！塩の水溶液による洗浄、および数多くの他の方法を含む、 多くの方法が、ガス状流体から硫化水素を除去方法として、従来技術において知 られている。本発明は、ガス流体中の硫化水素の酸化のために、キレート生鉱レ ドックス触媒のような多価金属キレート触媒の水溶液を使用し、溶液中に元素状 の硫黄沈澱物を生成させることに関する。

ガス流体中の硫化水素を酸化し、溶液中で元素状の硫黄を生成するために、水溶 液中で多価金属キレート触媒を用いることは従来技術においてよく知られており 、本川ｉｓの一部を構成する次の代表的な開示により説明されるニハードレイ等 の米国特許第３．０６８，０６５号、ビッツ等の米国特許第３．０９７．９２５ 号、フジタ等の米国特許第３．１９９，９４６号、ロバーツ等の米国特許第３． ６７６．３５６号、サレメの米国特許第３゜９３３．９９３号、モイリイの米国 特許第４．００９゜２５１号、マンシニ等の米国特許第４，０１１，３０４号、 シボイド等の米国特許第４．０３６．９４２号、トンプソン等の米国特許第４， １８９，４６２号、ハーディソンの米閏特許第４，２３８．４６２号、ブライタ ス等の米国特許第４．３５６．１５５号、ディアズの米国特許第４，３６８，１ ７８号、第４．３８２．９１８号、第４，４００．３６８号および第４．５１５ ．７６４号、ブリミックの米国特許第４．３７４，１０４号、ブライタスの米国 特許第４．３９０，５１６＠および第４．４１４．１９４号、チョウの米国特許 第４．４３１゜６１６号、ジョーンズ等の米国特許第４．４９９．０５９号、ク リ−等の米国特許第４，５２５．３３８号、タジリ等の米国特許第４．５３２， １１８号、ローゼンバウムの米国特許第４．５３４，９５５号、スナベリー等の 米国特許第４．６４９．０３２号、およびオイル　アンド　ガス　ジャーナル（ ＯＧＪ　　レボ−１−＞１９８７年５月２５日号５４〜６２ページの７オング等 による［シェル　レドックス　デサルファリゼーション　プロセス　ストレス　 パーサティリティ（Ｓｈｅｌｌ　ＲｅｄｏｘＤｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ　 Ｐｒｏｃｅｓｓ　５ｔｒｅｓｓｅｓ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｉｔｙ）　Ｊ。

上記時ｒ＋および論文の開示から見られるように、多価金属キレート触媒の水溶 液を用いる硫化水素除去方法は、（ω気体−液体の接触する容器中での、元素状 硫黄への硫化水素の酸化、（へ）水溶液から、静ｌ、起泡、濾過、又は固体の硫 黄元素を除去するための他の手段による、硫黄の分離、仲別の再生槽又は帯域で の、還元された多価金属キレート触媒の酸化型への再生、およびゆ硫化水素を含 むガス流体と、さらに接触させるために、接触槽への再生した金属ギレート触媒 のリサイクル、のための様々な多段階の工程を含む。静置、起泡、フローテーシ ョン、濾過、ハイド１コフローニング、又は伯の、溶液がらイオウの分離を行う ために、硫黄粒子を凝集させ、さもなくば溶液からの硫黄の分離をより容易に、 より効果的にするため、できるだけ大きい硫黄粒子を作るのが、これ等先行技術 の方法の目的である。ガス流体中に存在する硫化水素の樋は、ガス流体鰺と同様 に変化し、かくて日々除去すべき硫化水素の量は、１日当り数千トンという大量 から、１日当り数ボンドという少量まで変る。Ｈ２Ｓ除去のための多くの商業的 な方法があり、その方法の選択は、除去すべき毎日の歩に強く依存する。例えば 毎日の処理曾が大きい場合（１日約５トン以上）には、典型的な方法にはアルカ ノールアミン法によるＨ２Ｓの分離と回収、それにつづくクラウス法での硫黄へ の変換がある。しかし小スケール処理（例えば１日当り５００ボンド以下のＨ２ Ｓ）の場合には、この方法は高くつき、装置が複雑となるため実際的でない。か くて毎日の少量の硫化水素の除去は、経済的な処理の特別の場合である。

少量のＨ２Ｓを除去するために数種の方法が商業的に利用できる。これ等の方法 の重要な特徴は、それ等が簡単な安価な装置による典型的にバッチケミカルタイ プの方法であることである。「鉄スポンジＪ方法では、Ｈ２Ｓを反応させて硫化 鉄を生成させることにより、ベッドを通過するガスからＨ２Ｓを除去するため、 乾燥したベッド中においた木材チップに含浸した酸化鉄を用いる。その物質が消 費されると、ベッドから除去し容認された方法で廃ｌ！する。この方法の不利な 点は、薬品そのものは比較的安価であるが充填と取り出しの工程がやっかいで労 力を要し、使用ずみ物質が発火性であり、しばしば右害廃棄物と考えられること である。

他の商業的な方法では曲硝酸ナトリウムの水溶液を用い、サワーガスが単一の容 器中の定常液体柱を通過する時に、硫化水素と反応させる。亜硝！！塩がすべて 消費されたならば、その物質を取り出し、２級廃棄物として廃棄し、容器に新し いものを充填する。この方法の不利な点は、亜硝酸ナトリウムの薬品の溶液が比 較的高価なことである。

硫化水素の酸化のために、キレート化した鉄のレドックス触媒を用いることは、 数種の商業的方法において行われており、それ等は次の化学式に基づく２Ｆｅ　 　（キレート）刊−１２Ｓ＝２Ｆｅ　（キレート）−’、Ｓ＋２８”これ等の方 法は、溶液から硫黄を回収するため、通常、別の吸収装置、再生′６ｉＩｒ四、 静置タンク、ポンプ、濾過器、遠心分離器等を用いる複雑なフロースキームを含 む。それ等は資本を要し、操作が燗雑である。したがって、これ等の方法は「鉄 スポンジ」法や、亜硝酸塩法のような嶋易な方法が望ましい少量のＨ２Ｓ除去用 には、通常使用されない。

ガス流体から硫化水素を除去するための、簡易な水溶液性多価金属キレート方法 を提供し、それにより、より経済的な方法を提供するのが本発明の目的である。

本発明の債の目的は、ガス流体中から毎日の９曾のＨ２Ｓを除去するための、水 溶液の多価金属キレート組成物と方法とを経済的なベースで提供することである 。

本発明のもう一つの目的は、Ｈ２Ｓをほとんど完全に除去するための、水溶液の 多価金属キレート組成物および方法を提供することである。

本発明の他の目的は、運転上の注意および／又は維持管理をあまり必要としない 簡単な装置を用い、簡単な方法でＨ２Ｓの除去を可縫にすることである。

本発明のさらにもう一つの目的は、単一の気体／液体接触槽中で、酸素存在下で 、Ｈ２Ｓを硫黄に変換するための接触方法を提供することである。

本発明の他の目的は気体／液体接触帯域おいて沈澱、発泡、起泡およびポーリン グを阻止するため、沈澱した硫黄を非常に小さい粒子に分散させることである。

発明の概要 本発明の一つの側面で、酸素存在下で、ガス流体から硫水水素を除去するための 、次のものを含有する水溶液からなる組成物を提供する。

ａ）約０．００５〜約０．２ｔ１％のキレート錯体中にある多価金属、 ｂ）約０．００５〜約１重惜％のキレート化剤、Ｃ）溶解限度までのＤＨ！Ｉ衝 剤、 ｄ）水溶液中に存在する硫黄粒子を分散させるための少くとも約０．００１％の 分散剤、およびｅ）約０．０２重−％までの消泡剤 本発明は他の側面において、硫化水素を含むガス流体を、水溶性の酸化状態の多 価金属キレート触媒の水溶液と接触させて、硫化水素を微粒状の元素状硫黄に変 換し、かつ多価金属キレート触媒を還元すること、還元された多価金属キレート 触媒をその酸化型に酸化するため、上記接触は十分な酸素の存在で起ること、そ れによって上記水溶液中に微粒子の元素状硫黄の懸濁液を形成すること、微粒状 の元素状硫黄が水溶液の所定の重量％に達するまで、上記接触を継続すること、 微粒状の元素状硫黄の懸濁液を含む水溶液の少くとも一部分を廃棄すること、そ して追加的な硫化水素を含むガス流体と接触させるため、廃棄する水溶液を、上 記の水溶性の酸化状態の多価金属キレート触媒の新しい水溶液と置換する口とよ りなる、ガス流体から硫化水素を除する方法を提供する。

他の側面において本発明は、硫化水素を含むガス流体を、水溶性の酸化状態の多 価金属キレート触媒と接触させて、硫化水素を微粒状の元素状揄黄に変換し、か つ多価金属キレート触媒を還元すること、上記接触が、還元された多雨金属キレ ートＭｔｌｌをその酸化状態に酸化するため、十分な酸素存在下に起こること、 それによって、微粒状の元素状硫黄を分散粒子の形に保つための、有効−の分散 剤を含む水溶液中で、微粒状の元素状硫黄の懸濁液を形成すること、および上記 硫黄粒子を水溶液中で懸濁状態に保つことよりなる、ガス流体から硫化水素を除 去する方法を提供する。

他の側面において本発明は、硫化水素を含むガス流体を水溶性の酸化状態の多価 金属ギレート触媒の水溶液と接触させて、硫化水素を微粒状の元素状硫黄に変換 し、かつ多価金属キレート触媒を還元すること、上記接触は、還元された多価金 属キレート触媒をその酸化状態に酸化するため、十分なＳ素の存在下で起ること 、それによって、微粒状の元素状硫黄の平均粒子径が約１５ミクロン以下である ような、上記水溶液中の微粒状の元素状硫黄の懸濁液を形成しかつ維持させるこ とよりなる、ガス流体から硫化水素を除去する方法を提供する。

他の側面において本発明は、還元帯域において、硫化水素を含むガス流体を、水 溶性の酸化状態の多価金属ギレート触媒の水溶液と接触させて、硫化水素を微粒 状の元素状硫黄に変換し、多価金属キレート触媒を還元すること、酸化帯域にお いて、還元された多価金属キレート触媒を含む溶液の一部を、還元された触媒の 少くとも一部を酸化型に酸化するのに一部分な気体を含む酸化剤（ｏｘｉｄａｔ ｉｏｎ　）と接触させ、還元帯域および酸化帯域は、気体が帯域に含まれる水溶 液を通って上方向に通過することができるようそれぞれ適応されており、それぞ れの帯域は、それぞれのガス流体が混合せず、帯域は溶液が帯域の間を通過でき るよう帯域の低末端でのみ連絡するよう配冒したガスの入口とガス出口を持って いること、それによって上記水溶液中で微粒状の元素状硫黄の懸濁液を形成させ ること、微粒状の元素状硫黄が水溶液の所定の重量パーセントになるまでＬ記接 触を継続すること、微粒状の元素状硫黄の懸濁液を含む水溶液の少くとも一部分 を廃棄すること、廃棄する水溶液を、追加的な硫化水素を含むガス流体との接触 のため、その中に懸濁した微粒状の元素状硫黄を本質的に含まない上記水溶性多 価金属キレート触媒の新しい溶液と置換すること、よりなるガス気流から硫化水 素を除去する方法を提供する。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明の方法の基本的な操作のための装置を示す。

第２図は、本発明の好ましい側面を実施するための装置の模矩的な実施態様を示 す。

発明の開示 本発明は、単〜の接触／反応帯域中で酸素の存在下で、元素状又は沈澱した硫黄 を溶液から除去する必要なしに、ガス流体を多価金属キレート融媒の水溶液と接 触させることにより、ガス流体から硫化水素を除去する方法を提供する。これは そのもつとも基本的な形では、溶液中で沈澱した元素状の硫黄を分散スラリー又 は懸濁液に保ち、硫黄を凝集、沈澱泡立て又は起泡させないことにより達成され る。適当な分散剤と消泡剤を使用することにより、溶液中の分散した微粒状の元 素状硫黄の含量は、水溶液の少くとも約１又は２重陽％、好ましくは約４又は５ ％、より好ましくは約８％まで増加させることができ、多くの場合的１０％又は それ以上とすることができ、分散剤のためなお水性スラリー又は懸濁液に保たれ る。溶液が分散又は／及び懸濁した元素状の硫黄の沈澱粒子の望ましい、或いは 所定の最高パーセントに達した時、好ましくは、溶液全体を接触帯域から除き、 廃棄し、処置する。

新しい多価金属キレート触媒を、捨てる溶液と置換するために、次に入れ、分散 した沈澱硫黄粒子が、再び溶液中で望ましい濃度に達するまでその方法を続け、 そのサイクルを再び繰返す。望ましい場合、沈澱した硫黄粒子を含む溶液は、少 量の連続的な流れとして除去し、捨てる。そして新しい触媒溶液を、取り出して 捨てた溶液と置換するために、連続的に加える。本発明の方法のこのバリエーシ ョンはすべての溶液を一時に置換するための工程中断なしに、反応槽から十分な 硫黄を除き、十分な金属キレート触媒を存在させることができるのに役立つ一方 、別の硫黄分離装置又は別の触媒再生ｉ！置を操作する必要がないという利点を 提供する。その方法のこのバリエーションは、処理するガス流体中のＨ２Ｓを変 換するために、低レベルの金属キレート触媒で十分である場合に特に利益がある 。この発明の方法は、溶液から沈澱した硫黄を分離する必要をなくし、これが本 発明の方法を、従来のＨ２Ｓ除去方法より、経済的にする一つの要因である。元 素状の硫黄粒子の分散スラリーを含有する、消費した溶液は低レベル汚染物とし て、例えば滞留貯蔵（ｂｏｌｄｉｎｇ　ｐｏｎｄ）中での蒸発により、従来法で 処置することができる。

上記した組成物を用い、ガス流体からＨ２Ｓを除去する、本発明の方法の基本的 操作の一方法において、当該方法は （２）硫黄沈澱粒子へのＨ２Ｓ変換を行うため、サワーガス流体を上記組成物と 接触すること、 （ハ）　少くとも２１ｉ１ｉ鉄の一部分を３価鉄に再生させるため、十分な酸素 を連続的に存在させることにより、溶液中に少くともいくらかの３価鉄を保持す ること、（ロ）　Ｈ２Ｓの反応が、連続操作のためにはスラリーが濃くなりすぎ るほどの元素状の硫黄粒子を生成するまで、溶液を通しでガスを流し続けること 、 ゆ　ガスの流れを止めること、 （ｅ）　　溶液を排出すること、 （［）　　反応器に、上記組成の新しいバッチを再供給すること、ａ５よび （ロ）　工程（２）における様に、ガスの流れを再出発させること よりなる。

本方法においては、Ｈ２Ｓは物質移動によって気相から液相に運ばれ、そこで好 ましくはＤＨ６，５〜８．５の間に、ＤＨを緩衝された溶液、中に溶解する。高 いｐＨはＨ２Ｓの吸収速度を増し、洗浄を改良することが認められるので、高い ＤＨで運転するのが好ましい。次にＨ２Ｓは溶液中で３（ｉ１ｉ鉄イオンと反応 し、元素状の硫黄に酸化され、一方３（ｉＩｉ鉄イオンは２価鉄イオンに還元さ れる。

硫黄は液相の懸濁液中に止る小さい粒子として現れる。

２価鉄イオンは、存在する酸素によって、３価鉄イオンに再酸化される。かくて 正味の反応は、１モルのＨ２Ｓが１／２モルの酸素と反応し、上述した様に硫黄 と水を生成する反応である。

本発明の方法において使用する単一の接触帯域は、系に酸素を存在ざ才ることで 可能になる。酸素は処理するガス流体中に存在することが多い。しかしながら処 理するガス流体中に十分な酸素が存在しない場合には、少くとも一部分の、好ま しくは少くとも実質的な部分の、還元された多価金属キレート触媒を、その酸化 型に酸化することを保訓するに、十分な−だけ、追加の酸素を、ガス流体に加え るか、接触帯域に加えなければならない。

還元された金属キレート触媒の、溶液中に存在する酸素によるこの酸化は、多価 金属キレート触媒の還元によって元素状の硫黄を作る、硫化水素の酸化と本質的 に同時に起る。本発明の方法においては、接触と、硫化水素を含むガスを酸化す るためと、還元され金属キレート触媒を再生させるためとの、別の帯域又は容器 を必要としない。しかしながら本発明の方法を実施する好ましい方法では、分離 した帯域を使用する。例えば第一の帯域は、硫化水素を多価金属キレート触ｔＪ Ｘ溶液と接触させて、硫化水素を酸化し、触媒を還元するのに使用し、別の或い は第二の帯域は還元された触媒を、酸素を含むガスと接触させ、触媒をその酸化 型に酸化するのに用いる。

本発明により硫化水素の処理および除去をするのに適するガス流体には、色々な 水溶液、特に水溶性亜硝酸塩を含む溶液、および多価金属キレートｌ！！媒を含 む溶液、を用いて硫化水素の除去のために典型的に処理される。

任意の従来のガス流体がある。本発明の方法は、例えば１１０００ｐｐ以下のよ うな低レベルの硫化水素を含むガス流体を処理するのに特に適している。しかし 本発明の方法は、２０．０００１１０１又はそれ以上の硫化水素を含むガス流体 中の硫化水素のすべてを本質的に除去するのに、効率的にかつ経済的に使用でき る。ガス流体の流速が大となった場合と同様に、ガス流体中の硫化水素含量が呂 くなればなるほど、多価金属キレート触媒の水溶液は、たびたび廃棄して、新し い溶液と取り換えねばならないであろうし、このことは溶液中に分散した硫黄の 沈澱の程度によって決定されるであろう。ここに用いる「新しい」溶液とは、新 しい溶液、又は溶液を再使用するため元素状の硫黄を除いた溶液、のどちらをも 含む。

本発明の方法は、高効率で高い有効性を有する。例えば５００　ｐｕの硫化水素 を含むガス流体は、本発明の単一の接触帯域を一回通して５１！１１浬すると、 ４９ＤＩ以下の硫化水素を含むガス気流とすることができる。当業者により認識 されるように、本発明の方法の効率と有効性は、ここで議論するように、多くの ファクターに依存し、それ等ファクターは多価金属キレート水溶液中での、硫黄 への硫化水素の酸化に影響を及ぼすものとして従来より知られている。

本発明の方法により処理できるガス流体は、炭酸ガス、窒素等のような種々の物 質および成分を含む。ガス流体は、相当な壷の液体炭化水素、又は多価金属キレ ート触媒の水溶液を妨害する他の物質、を含むべきではない。

炭酸ガスのような酸性ガス、の如き他の成分が存在する場合には、水溶液のＤＨ を、従来の緩ＷＩ獅質を用いることにより、望ましい範囲に維持する必要がある 。ガス流体中の他の成分については、硫化水素を含むガスを多価金属キレート触 媒の水溶液で処理する方法として従来知られている方法によって、当業者により 処理される。

本発明の方法を実施する一つの方法においては、ガス流体中の酸素含量は、接触 帯域において、溶液中にある還元された多価金属キレート触媒を、その酸化型に 酸化する、のに必要な酸素を供給するのに十分であることが必須である。ガス流 体が十分な酸素を含まない場合、酸素を、空気または使のＭｉを含む気体の形で 、直接ガス気流に加える。あるいは酸素又は酸素を含む気体を、ガス流体が溶液 と接触するのと同じ区域又は帯域で、水溶液中に直接バブルする。しかしながら 酸素又は酸素を含む気体は、別の接触帯域にある水溶液に直接バブルすることも 可能で、それにより付加的なおよび／又は過剰の酸素が溶液と接触でき、溶液中 の触媒をその酸化型に酸化できるが、過剰の酸素、又は酸°素を含有する気体は 、硫化水素を除去するために処理する気体で稀釈し、又はそれと混合することは ない。

化学樋論的には、わずか０．５モルの酸素が、硫化水素１モルに対して必要なだ けだが、本発明の方法においては過剰の酸素を用いるのが通常望ましい。かくて 硫化水素１モルに対し少くとも約２モルの酸素のモル比を、１０：１又は１００ ：１といった高いモル比と同様に用いる。

本発明の方法において酸素は消費されるので、本発明は、処理するガス流体中の 酸素を減少させるという付加的な利益を提供する。このことは、例えば油田から の天然ガス生産のようなガス流体において、特に有利である。

本発明の方法は、天然ガスの酸素含量と硫化水素を、同時に減少させ、それによ って住宅使用への販売に適したガス流体を生産できる。例えば２．５００ｐｐｓ ｖの酸素と１．０ＯＯＤρｍＶの硫化水素を含む天然ガス流体を、本発明の方法 により処理すると、４１）ｌ）ｍＶ以下の硫化水素と約２．０ＯＯｐｐｉｖの酸 素を含有する気体を作ることができる。

水溶液のｐＨは、約６．５と約８．５の間に保つべきである。本方法をこの好ま しい範囲以下の、又は以上のｐＨで操作したとしても、当業者は、ＤＨが低いレ ベルにある時、溶液への硫化水素の吸収速度が減少するのを認識するであろう。

またｐＨを上げれば、金属水酸化物が沈澱として生成する可能性が増すであろう 。溶液を最初に用いる時、ｐＨは例えば１０又は１２のように非常に高いが、一 度操作を開始すると、急速に、望ましい水準に落ちるということに注意すべきで ある。好ましくはＤＨは約７〜８の範囲に保つべきである。ｐＨを望ましい範囲 に保つために、緩衝剤を用いることができ、緩衝剤は処理するガス流体の水溶液 に吸収される、酸性の又は他の物質を償う。いくつかの好ましいＩＩＩ剤は、ア ルカリ土類金属重炭酸塩、炭酸塩、水酸化物であり、好ましくは重炭酸ナトリウ ムであるが、従来公知の他の緩ＩｊＭも使用できる。

使用する緩衝剤の量は、溶液中でのその緩衝剤の溶解性限界までであり、それは ある場合には、２５重ｉ％程度であるが、通常は１０又は１５重φ％までである 。

本発明の方法を行う温度は常温であるが、より低い温度、又は高い温度も用いら れる。本発明の方法を操作する圧力は、１気圧から１０００ｐｓｉ又はそれ以上 までの範囲にある。基本的には本発明の方法は、任意の一般に普及しているガス 流体圧で使用できる。高圧にすると通常、硫化水素と酸素が溶液中に入る速度を 増加させる。

硫化水素は溶液中にかなり早く、特にアルカリ性のＩ）Ｈでは、入るので、本発 明の方法での律速要因は、酸素が溶液中に入る速さである。それ故、通常高い酸 素分圧を持つことが有利である。

本発明の方法に用いる装置は、多価金属キレートの溶液を入れる単一の槽、及び ガス流体を水溶液と接触させる（典型的には水溶液を通してガス流体を１＜ブ１ ノングす手段のみを有する必要がある。かくて該装置は亜硝酸ナトリウム法、お よびカゼイ洗浄法で使用される装置と大変似ている。本発明の方法の場合、本発 明の溶液および組成物は、鋼に対して中位に１ｌｌＩ蝕性であるので、例えば炭 素鋼製の槽に、アミン硬化エポキシ　コーティング又はライナーしたような、耐 腐蝕性の槽を使用するのが望ましい。

本出願の図面の第１図を参照して、本発明の方法のための典型的な配置を示す。

接触槽１は例えば直径３フイート、高さ１２フイートの従来の大きさの典型的な 気体−液体接触槽であり、気体の入口手段２と、入って来たガス流体を小さい気 泡および水溶液４に分散させるためのスバージング手段３を有する。通常、槽の 高さ１．１水溶液の高さの約２倍であり、かくて１５〜２０フイートの槽中の水 溶液の典型的な高さは８〜１０フイートの範囲にある。処理のため槽に入るサワ ーガスは、本発明の方法に従い十分な酸素を有するが好まい１が、９１の空気才 主入手段５を、ガスが接触槽に入る前に、サワーガスに酸素を加えるために備え てもよい。接触槽は、槽中の溶液が、例えば５又は１０重惨％の硫黄のような、 所定の硫黄含量に達したとき、槽を空にするために用０る排出手段６を備える。

出口手段６はまた、接触槽中のキレート濃度を望ましい水準に維持するために、 入口手段７を通して等■の新しい溶液と置換する溶液の一日の量を排出するため 、および硫黄を除去するため用いる。多くの例で、キレート溶液を、硫化水素を 除去するのにもはや十分有効でないほど分解するまで使用し、その後溶液全体を 廃棄することが望ましいなら、このような補給溶液は使用しない。接触槽はまた 、スィートガス出口８を備え、必要なら除ミスト手段９を付ける。接触槽にはま た、槽中の水溶液のレベルをモニタリングおよび／又（ま調節するための、最低 レベルおよび最高レベルタップ１０および１１を取り付ける。ドレイン６とタッ プ１０および１１は、使用ずみの溶液を処分するために輸送が利用できるまで、 使用ずみの溶液を保持する保持タンク１２に、備えられることが望ましい。同様 に、補給溶液のための、および接触槽への新しい溶液を供給するための保持タン ク１３を備えることが望ましい。図に示した特徴に加えて、接触槽はｐＨ１溶液 の色、溶液のレベル、泡の存在、および反応をコントロールするため監視するの に望ましい俵の条件をモニターするための、モニタリング装置をとりつけること ができる。

代わって第２図は、本発明の方法を実施するための別の、ある場合には好ましい 態様を示す。第２図は、本発明の方法のこの側面が、いかに実施されるかにつ（ １ての一つの実施態様又は実施例である。槽２１は気体−液体の接触のため分離 した帯域を有し、それらは帯域２２および２３である。帯域２２には、ガス入口 手段２４およびガス出口手段２５を、溶液入口手段２６および出口手段２７と共 に設ける。ガス入口手段２４は、第１図におけるように別の酸素入口手段を有し てもよく、第１図の他の様相又は要素は、同様に本実施態様で用いてもよい。

帯域２３には、コントロールバルブ３２により調節されるガス入口手段３１、お よびコントロールバルブ３４により調節されるガス出口手段３３を設ける。帯域 ２２と２３は、その底又は低部でのみ連絡し、ｌ１ｔ２１中の溶液は、低部の連 絡部を通って帯域２２および２３の間で流れることができる。ガス入口手段２４ は、帯域２２に位置し、ガス入口手段３１は、帯域２３に位置し、そのため手段 ２４および３１を通って槽２１に入ったそれぞれのガス流体は混合することはな い。

第２図に示した実／Ｉ！態様での本発明の方法の操作において、硫化水素を含ん だガス流体は、帯Ｉ４２２の入口手段２４を通って槽２１に入り、水溶液を通過 し、そこで多価金属キレ−１〜触媒が８２８２元素状の硫黄に酸化し、スィート 化されたガスは出口手段２５を通って槽２１を出る。上記したように、入口手段 ２４を通って入るガス流体は、帯域２２で還元された金属キレートを、その酸化 型に、少くとも一部を、同時に酸化する酸素を含んでいる。しかし、入口手段２ ４に入るガス流体中に、十分な酸素が存在しなかったとしても、追加の酸素が区 域２３で使用でき、還元された多価金属キレートをその酸化型に酸化できる。本 発明の方法を操作するこの方法では、コントロールバルブ３４が、区１！２３か らガスを逃すことができよう十分に開かれ、それによって溶液を区域２２から帯 １２３に流れさせる。帯域２３には、帯域２３中の液のレベルを望ましいレベル に保つために、通常、レベルセンサーと、ガス入口バルブ３２とガス出口バルブ ３４をコントロールする調節器３５を設ける。好ましい操作方法では、バルブ３ ４は、酸素を含む気体がバルブ３２を通って帯域２３に入る間、閉じたままにし ておき、かくて帯１１２３の液レベルを常に下げる。液のレベルが最低レベルに 達するとバルブ３４が開き、帯域２３の頂部にあるガスを、バルブ３２での導入 速度に比べ大きい速度で逃げさせることができ、それにより液レベルを上げ、溶 液を帯域２２から帯域２３に流す。

帯域２３で適当な液レベルを保つことは、溶液レベルが高くなりすぎて溶液が出 口手段３３を通って流出するのを防ぎ、帯域２３の液レベルが低くなりすぎ人口 ３１から来たガスが帯域２３から帯域２２に流れるのを防止する。色々な操作方 法が使用される。例えば出口バルブ３４を十分に開け、帯域２３で液レベルを上 昇させ、帯域２２から帯域２３へ液を流れさす。次にバルブ３２と３４を調節す ることにより、液レベルを定レベルまたは任意の所望のレベルに保ち、それによ って出口手段３１に入る酸素又は酸素含有気体を、帯域２３の溶液と接触させる 。溶液を通り溶液から出た気体は、バルブ３４により調節されるとおりに、出口 手段３４を通って帯域２３を出る。帯域２３中の溶液が所望の酸化度に達したな ら、バルブ３２で気体を帯域２３に入れ続けながら、コントロールバルブ３４を 完全に又は部分的に閉じる。これは帯ｔ４２３の液レベルを下げ、溶液を帯域２ ３から帯域２２に戻す。帯域２３中の液レベルが所望の低レベルに下がってはい るが、帯域２３から帯域２２に気体を流すほどには低くなっていないようになっ た後に、コントロールバルブ３４を開けることおよび／又はコントロールバルブ ３２を閉めること、又は部分的に閉めることにより、コントロールバルブを逆に し、帯域２３の液レベルを所望のレベルにまで再び上昇させ、かくして、酸素処 理のため、溶液を帯域２２から帯域２３へ流れささせる。

当業考により認識されるように、本発明の方法のこの側面は、本発明の方法のこ の側面の第２図の実１Ｍ態様で説明した基本原理に従い、任意の所望の方法と、 いろいろな形態で操作できる。例えば、帯ＩＩ！２２および２３の、それぞれの 形および大きさは、環状、円筒状、らせん状、かど張ったもの等無限に変えられ る。しかしここに開示した基本原理は、２つのそれぞれの触媒還元帯域および酸 化帯域がその低部でのみ連絡し、それにより溶液を酸化帯域へ流れさせ、次に酸 化された溶液を、触媒が再還元されるガス処理帯域へ排出する手段を提供するこ とである。

第２図で説明した実施態様、及び第２図に関して上に記載した方法は、多価金属 キレート触媒の酸化に望ましい条件を利用するために、特に除去すべきＨ２Ｓを 含む、入ってくる気体が多価金属キレート触媒を十分に酸化状態に保つほど十分 な酸素を含まない時に、特に望ましい。

ある例では、処理すべき気体中に含まれる酸素は、化学量論的には十分であるが 、溶液への酸素移動の効率のため、多価金属触媒の十分な酸化は達成できない。

第２図に示し、上で議論したように、分離した酸化帯域を用いることは、そのよ うな場合には特に有用である。第２図に示した分離した触媒帯域は、多価金属キ レート溶液を酸化するのに重要な要因を最大限にするような方法を、デザインす ることを可能ならしめる。触媒酸化の調節ファクターは、酸素の気相から溶液へ の物質移動である。

物質移動の速度を増す重要な条件には、気−液接触面積、接触時間、および酸素 の分圧がある。他の要因も物質移動の速度に影響するが、これ等は重要な要因で ある。かくて表面積を増すには、小さい気泡が重要であり、これは部分的には気 体注入のスバージング手段によって達せられる。しかし本発明の方法では、微粒 状の元素状硫黄を懸濁状態に保つために分散剤を用い、この分散剤は気泡の大き さを増大し、気体と水溶液間の接触表面積を減少し、それにより気体から水溶液 中の溶解した酸素への、酸素の物質移動を減少させることに注意すべきである。

大きい気泡のサイズ、および表面積の減少という不利益を補う一つの方法は、酸 素の分圧を上げ、接Ｆｆ！時間を増加させることである。ガス’ＩＪＩＩ！Ｍ城 ２２では、処理すべき気体中に存在する酸素は通常低いレベル、約２０００ｐｐ ｌＶ以下、であり、かくて酸素の分圧は非常に低い。帯域２２での、気体から溶 液への酸素の十分な物質移動は、還元された多価金属キレート触媒の一部を酸化 するのに十分であるとしても、触媒を追加的に酸化するために、追加の酸素を供 給するのがしばしば望ましい。これは第２図の帯域２３で示すように分離した酸 化帯域でもっとも効果的に達成できる。この分離した帯域では、入口３１を通っ て入ってくる酸素又は、酸素含有気体は、非常に高い酸素分圧を提供でき、かく して気相から水溶液への酸素の物質移動を増大させる。さらに必要なら、気体入 口手段３１は、ガス処理帯域２２の気体入口手段には適さない非常に小さい気泡 と大きい気〜液接触表面積を与える異った型のスパージャ−又はガス入口手段を 、持つことができる。明らかなように、第２図に示した実施態様は、帯域２３中 の溶液が、帯域２３から帯域２２に追い出され、酸素で処理する新しい溶液が帯 １ｍ２３に流される前に、酸化帯１４２３中での任意の所望の溶液滞留時間を与 えるような方法で操作できる。

当業者により認識されるように、帯域２３は触媒を酸化するために循還ポンプ、 バッフル、バブルトレイ、又は気−液接触と、ガス流体から溶液への酸素の物質 移動を高める任意の他の従来の、又は望ましい手段、を供給するための任意の所 望の形態に、モディファイできる。

気−液接触１間は、硫化水素が水溶液に吸収され又は溶解するのに十分な接Ｐ！ ！１時間が与えられれば、本発明の操作において特に限定的ではない、接触時間 はまた、ガス流体中に存在する酸素が水溶液に同様に吸収され又は溶解するのに 十分であることが必要である。かくして、硫化水素を多価金属キレート触ｌｌＫ 溶液と接触させることにより、ガス流体からＨ２Ｓを除去するための従来がらの 接触時間を用いることができ、米ｌ特許第４．４１４゜１９４号および第４，５ １５．７６４号に開示されているように、約１〜約２７０秒の範囲、より好まし くは約２〜約１５０秒の範囲である。しかしある場合にはスタティックミキサー のような特殊な混合′１Ａｌｉを用いて、米国特許第４．６４９．０３２号に開 示されているように、１秒以下、又は０．１秒以下の短い接触時間を用いること が望ましい。しかしそのような短い接触ｖｆ問を用いるときはくそれはＨ２Ｓ１ ｍ質移動には十分である）、必要な十分な酸素を溶液中に存在させるために、溶 液中に別のＭ素導入流体を与えることが必要である。溶液に十分に連続的に酸素 を供給することが重要である。

全気体流速で割った槽中の水溶液の容積と定義される接触時間と関連して、槽中 の水溶液の断面積で割った気体流速と定義される、水溶液を通過するガス流体の 表面（５ｕｐｅｒ４ｉｃｉａｌ　＞速度を決定することも有用である。表面速度 は、水溶液を入れる槽の大きさ、および形によって広い範囲で変るけれども、一 つの一般的に使用できる指標は、約０．０１〜約０．１５フイ一ト／秒の範囲の 表面速度とすることである。多くの応用において、約０．１フイ一ト／秒の表面 速度に対応する槽および流速を設計するのが有用で、この値は、接触槽中の水溶 液の５〜１０フイートの３さと組み合わせると、約５０〜約１００秒の接触１間 を与える。しかし気体流速を増すと、接触時間は約１又は２秒に減少し、なお本 発明の方法によりガス流体から硫化水素を効果的に除去するのに十分である。

当業者により認識されるように、本発明のために選択される実際の表面速度およ び接触時間は、ガス流体から水溶液への硫化水素、および特に酸素の物質移動に より決定される。従って例えば気泡の大きさ、流速、操作圧、硫化水素および酸 素の分圧のような他の従来の要因は、ガススパージャ−、ミキシングバッフル、 スタティックミキサー等のような、用いる装置の特性と同様に、すべて本発明の 方法を用いるユニットの所望の能力および効率に関する設計基準に彰’！する。

流速の選択に影響する伯の要因は、分散した元素状の硫黄の懸濁粒子の沈降を妨 げるのを助けるためと、気体と液体間の十分な効率的な接触を保証するために溶 液中で十分な撹拌を維持しながら、発泡と起泡を最小限にしたいという本発明に おける希望である。

本発明に有用な多価金属キレート触媒は、従来のものであり、本明細書の背景技 術の項で示した文献に列挙されるように、よく知られており、本明細書の一部を 構成する。好ましい金属は通常、鉄であり、好ましいキレート化剤は通常ＥＤＴ Ａ、１−ＩＥＤＴＡ、ＤＴＰＡ、ＮＴＡおよびそのナトリウム塩のようなアミノ ポリカルボン酸である。同様に、所望のレベルにｐＨを維持するための本発明に 用いる緩衝物質は上記文献に記載されている通り従来のものである。好ましい！ ＩＩ剤は通常、アルカリ土類金属、重炭酸塩、炭酸塩、水酸化物であって、最も 一般的に使用されるのは重炭酸ナトリウムである。

本発明の方法は、溶液中の硫黄粒子が低レベルの場合は、硫黄分散剤なしで操作 するが、経済的商業的な操業のためには、水溶液を捨てて置換する前の水溶液中 の分散した固体の硫黄沈澱が、高いレベルで例えば水溶液の重倫に基づいて約５ 〜約８重量％のレベル、又は１０重慢％又はそれ以上のレベルといったレベルで 、本方法の操作を可能ならしめるため、分散剤を含有することが望ましい。硫黄 分散剤を添加することは、粒子ががたまりになるのを防ぐために望ましいばかり でなく、硫黄粒子が、上に昇る気体の泡に付着し、溶液の表面で、起泡又は発泡 をする傾向を持つので通常望ましい。さらに十分に分散しないと、硫黄粒子はま た粘着性となり、反応槽内部をよごす傾向があり、又は沈降して、反応槽の底部 をふさぐ、分散剤を加えることは、上昇する気体の泡によって起こされる小さな 撹拌のため、硫黄が水溶液相全体に均一に分散し、装謂に粘着する傾向を持たな いことを保証するのを助ける。アメリカンサイアナミツド、化１２品Ｎｆ）’　 ラｒ　１７　ロゾルＡ　−１０２（Ａｅｒｏｓｏｌ　Ａ　−１０２」の商標名で 入手できるスルホ　サグシネイト　アシッドのエトキシレイティラド　モニルフ ェノール　半エステルの水溶性ナトリウム塩、Ｗ、Ｒ，ブレイス社有機薬品部か ら「ダクサツド１４Ｂ　（Ｄａｘａ６１４Ｂ）の商標名で人手できる液体状の水 相溶性の重合したアルキルナフタリン　スルホン酸のナトリウム塩のような分散 剤が、本発明の方法に有用である。本発明に用いる分散剤は硫黄粒子の発泡およ び起泡を著しく促進しない分散剤であるべきである。本発明に有用な追加の分散 剤は、水分散系の分野の当業者に明らかであり、特に水−顔料系において有用で あり、好ましくは低い表面張力を持つ分散剤を通常含む。本発明の水溶液組成物 の系において表面張力を増すと、酸素、および多分、硫化水素の、本発明の方法 の水溶液への物質移動を減少させるからである。

本発明に有用な分散剤は、例えばピロホスフェイト類、サッカリン、ポリアクリ レート類、アミノメチルプロパツール類、ポリ力ルポキシレーｌ−類、ポリアク リル酸類、カルボキシル化高分子電解質の塩（特にグラデン　ケミ力／Ｌ、から の［グラドール（Ｇｒａｄｏｌ）Ｊ　２５０および３００シリーズ、これ等は泡 立ち性がない）、リグノスルホン酸塩類、アセチレンジオール混合物（特に低起 泡性のエア　ブロダク゛ソ　アンド　ケミカフ１社の［スルフィノ−）Ｌｔ　（ Ｓｕｒｆｙｎｏｌ）　Ｊ　Ｔ　Ｇシリーズ）、ポリメリック　カルボキリツク　 アシッドのナトリウム塩（例えばロームアンド　ハース社の低起泡性「タモール （Ｔａｉｏｌ　＞　」８５０又は９５０）、および従来技術で知られる水系分散 剤のような、水系での使用に適する公知の分散剤から選択する。

分散剤は本発明においては、典型的には水溶液の約１０〜約２００８ＤＩＷの範 囲で、好ましくは約１５〜約１５０１１［１ｍＷの範囲で、最も好ましくは水溶 液中で約２０〜約１００　ＣＤｌＩｎ１の範囲で使用する。分散剤は、本方法の 最初に水溶液に加えるか、又は分散した硫黄粒子の含量が、例えば水溶液の２． ５、又は８重拳％といった、いくらかの所定のレベルに達した後に加える。

本発明においては、沈澱した硫黄の平均粒子径を、水溶液中により容易に分散さ せるため、特に８〜１０重壷％又はそれ以上といった高い硫黄含ｉの場合に、で きるだけ小さく保つことが望ましい。元素状の硫黄への変換を含む従来のＨ２Ｓ 除去方法においては、濾過、起泡およびフロチージョン、沈降等による溶液から の分離を助けるため、大きい粒子径、特に硫黄粒子の大きいかたまりを作るのが 望ましかった。これとは反対に、本発明においては平均の硫黄粒子径を約１５ミ クロン以下、好ましくは１０ミクロン以下に保つことが望ましい。本発明の方法 の多くの応用においては、硫黄沈澱物の水溶液中における平均粒子径を約５ミク ロン以下に、好ましくは約４ミクロン以下に、より好ましくは約３ミクロン以下 に、最も好ましくは約２ミクロン又はそれ以下の範囲に保つことが望ましい。

多くの例において、水溶液中で固体の硫黄沈殿物粒子の起泡又は発泡を妨げるの を助けるため、消泡剤を使用するのが有用である。ある消泡剤は、硫黄粒子の凝 集を促進する傾向があり、硫黄粒子の凝集や沈降は本発明では望ましくないので 避りるべきである。それ故、消泡剤は、それが水溶液中で懸濁状態にある分散し た硫黄の凄集、沈澱をはなはだしく促進しないよう選択し、そのようなｉで使用 すべきである。泡の存在を阻止又はなくすことが必要となるまで消泡剤を加えな いのが通常好ましい。しかしある場合には、消泡剤を本方法の開始時に溶液に加 える。本発明の方法の最も効率的な操作においては、固体の硫黄粒子の沈澱は、 硫黄粒子を懸濁液又はスラリの形に保つことにより避けることができ、その結果 水溶液を接触槽から取り除いて捨てるとき、すべての元素状硫黄を溶液と共に取 り除き、関東できる。当業者によって認識されるように、水溶液中の硫黄粒子の 分散は、水溶液を通って上方に動くガス気流の気泡による撹拌によって、ある程 度助けられる。成る消泡剤も、酸素がガス流体から水溶液へ溶解する速度を遅く する傾向があることも認められている。それ故消泡剤は、酸素の気体状態から水 溶液への物質移動を著しく妨げないよう選択し、そのような量で使用すべきであ る。本発明に有用な消泡剤の例はユニオンカーバイト社の［サグ（ＳＡＧ）ＪＧ Ｔシリーズ、エア　プロダクツ社の「スルホナール（５ｕｌｆｏｎａｌ　）　ｊ シリーズ、およびダウ　コーニング社のシリコン消泡剤のｒＦＧ　　ＩＯＪシリ ーズである。消泡剤は、本発明において、典型的には、発泡を望ましく或いは必 要なだけ調節できる程度の小量使用し、その過は通常的２００１）ＤＩＷ以下、 より好ましくは約１００　ｐｐｍｗ以下、そして最も好ましくは、水溶液中で約 ５０　ｐｐｍｗである。多くの例では、わずか５〜１Ｑｐｐｓｗの消泡剤が必要 なだけである。分散剤の場合と同様に、消泡剤は新しい溶液に本方法の最初に加 えてもよく、又は固体の硫黄沈澱粒子の重量パーセントが、ある値、例えば２． ５、又は８重量％に達した時に、方法のある所定の点で加えてもよい。一方本方 法をモニターし、発泡が接触槽の中で実際に存在した時にのみ加えることもでき る。

本発明の方法は図面の参照又は次の実施例によって、よりよく説明され理解する ことができる。

実施例１ １０７の水に４５グラムのＥＤＴＡ、３４ｇのＦｅ５０　−７Ｈ２０および６５ ０９のＮａＨＣＯ３を加えた。約１００ｐｌ）−のＨ２Ｓ、９０００　ｃ＋ｕの 酸素、および少量のＣＯ□を含む窒素ガスを、２５　ｐｓｉｇで、直径４インチ 、長さ４フイートのカラム中で、約２５ｅｔ−で上記水溶液を通した。このユニ ットは７２時間運転しても、カラムを出るＨ２Ｓを検出できないであろう。試験 終了時の溶液中の硫黄の沈澱は０．３５重潰％であった。

実施例２ この実施例では現場試験を、ヨルバ　リンダ　カリフォルニア油田で、実施例１ で用いたのと同じ６径４インチの容器中で、１０ｇ／ｌのＥＤＴＡキレート化剤 と共に用いる１３００ｐｐｍの第２鉄イオン、ＤＨを約７．７にするための６０ ’ｊ／１のＮ　ａ　ＨＣＯ３緩酌剤を含む、本発明に従った溶液を用いて、行っ た。この操作により次のデータを集めた。

２．０　　５０００　　　　０ ２．５　　　　　　　　０　　　５０００２Ｌ５　　　　　　　　０ ２２．５　　４０００　　　８００ ２４．５　　３８００　　　　　Ｔｏ　　　　　　　　０．３０　２５２５．５ 　　３４００　　　　５　　　　　　　０．３０　２５４４．５　　２８００　 　　　　　　４００００　　０．４０　２５この時点で機械的な性質によるガス 供給の問題により、試験は中断した。溶液を試験槽から取り除き、１．５フイー トの１／２“パル　リンダ（Ｐａｌｌ　ｒｉｎｏ　）を槽中に置き、１２００ｐ ｐｍの第２鉄イオン、８ｇ／ｌのＥＤＴＡ、および１００ｙ／１のＮａＨＣＯ３ の溶液を槽中に液の＾さを３フイートにして入れた。試験を再開し次の結果を得 た。

ヨルバ　リンダ現場試験 ４．９　　　　　　　　　　　　　　　　　２００００５４．２　　２０００ ７０．０　　　　　　　　　　　　　　　　　１００００　　０．７５１−空気 添加開始 ゝ−空気添加中止 実施例３ 実施例２と同じ槽および実施例２の２番目の組成物と同じ溶液を用いて、ハンチ ングトン　ビーチ　カリフォルニヤ　ガス油田で試験を行い次のデーターを収集 した。

ハンチングトン　ビーチ現場試験 経過　Ｈ２Ｓ　　Ｈ２Ｓ　　　　　　ガス時間　（入）　　　（出）　　ｏｘｙ ｇｅｎ　　　速度　　圧力（時１ｉ１）　　ＰＰＨＶ　　　　ＰＰＨＶ　　（入 ）ＰＰ１４Ｖ　　５ＣｒＨＰＳＩＧｏ　　　　９５　　　　０　　　９０００　 　１．７５　２５Ｑ、７　　　　　　　　　　　　　　　　１．６０　３０１、 ｏ　　　　　　　　　Ｏ９０００１，６０３０１７，０８００１１０００１，６ ０３２１９，０８５０ ２１，０８００ ２３，２９００１２０００１，６０３０２５，３８５０１１０００３０ ４１，０Ｂ５　　　　０　　１６５００　　１．４０　３２４２．２　　　６５ 　　　　０　　１４０００　　１．６０４４．５　　　７０　　　　０　　１５ ０００　　１．６０４７．５　　　６５　　　　０　　１４０００　　１．６０ ４９．５　　　７０　　　　０ ６５．０　　　９０　　　　０　　　９０００　　１．６０　３５６６．３　　 　９０　　　　０　　　　　　　０．５０　　２６８．０　　　　　　　　０ ７２．８　　　６０　　　　０　　　９０００　　０．５０　　２実施例４ 本方法における溶液中の分散した硫黄の沈澱の増加を示すために、実施例の４イ ンチ直径の槽中で、実験至での試験を行った。試験条件は 体積＝　水　１．５リツトル ２０ｑ／Ｉ　　ＮａＨＣＯ２ ５０１）ＤＩＶ　　　消泡剤、ダウコーニング　ＦＧＩＯ４０ｐｐρ豐　　ダク サツド１４Ｂ、分散剤テスト　ラン条件は Ｔ＝常温 Ｐ　＝　４６ｃ＋５１ｇ ＣＯ２流速−１，７ＳＬＰＭ ガス流体は、上記ＣＯ、次の量のＨ２Ｓ、および１５．５容け％の０２を含む窒 素であった。

５　　　　１８．９２　　　１５５０　　　　　５１０　　　　１８．９２　　 　１５５０　　　　　１３０１５　　　　１８．９６　　　１５５０　　　　　 １４５２０　　　　１８．９６　　　１３００　　　　　６０２５　　　　１９ ．８２　　　１５００　　　　　２０３０　　　　２５．０４　　　１６００　 　　　　８０つ ３５　　　　２５．０４　　　１７００　　　　　４０４０　　　　１ｇ、５３ 　　　２３００　　　　　１８０４５　　　　　　　　　　　７８．０４　　　 　　　　　２０００　　　　　　　　　　　　６（１０５０１８，０４２０５０ ６００ ５５１８，０４２１００８００ 本試験の終了時に、溶液中に分散した硫黄は８重量％のレベルであった。本試験 ではＩ）Ｈはコントロールせず、非常に低くなることを許したことに注Ｉべきで ある。

それ故、硫化水素の除去はアルカリ性のＤＩにおけるように完全ではない。しか し本実施例の目的は溶液中に分散した高い重湯％の硫黄を示すことである。

実施例５ 本発明の方法と従来の勇硝酸ナトリウム法の経済的な比較をすると、本発明の操 作コストは亜硝酸ナトリウム法の操作コストの約１／３である。５００　ＤＩ） ＠ＶのＨ２Ｓを含む６００ＭＣＦＤ（ｌｊスをｌｐｍｖのＨ２３に１１３７（２ ５，５ボンド／日）ことに関し、次の比較ができる。

亜　　硝　　酸 １１１　　ナトリウム ガロン／供給物（ｃｈａｒｕ）　　　　　　４２５　　　１７０日／供給物（ｃ ｈａｒｇｅ）　　　　　　　　１ｆｉ　　　　　１２ドル／ボンド　除去するＨ ２Ｓ　　　　Ｏ，１９２，３８（ｌｉ品ココスト 薬品コスト　ドル７年　　　　　１．９００　　２３．５００輸送〕スト　ドル ７年　　　　　５．５００　　２．９００廃棄コスト　ドル７年　　　　　　１ ．０（１（１５００−年の全コスト　ドル　　　　　　８．４００　　２６．９ ００Ｐ工［７−１− Ｆ工［Ｅｒ−と− 国際調査報告

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．硫化水素を含むガス流体を、水溶性の酸化状態の多価金属キレート触媒の水 溶液と接触させて、硫化水素を微粒状の元素状硫黄に変換し、かつ多価金属キレ ート触媒を還元すること、上記接触が還元された多価金属キレート触媒の少くと も一部をその酸化状態まで酸化するため、十分な酸素存在中で起こること、それ によって上記水溶液中に微粒状の元素状硫黄の懸濁液を形成すること、徴粒状の 元素状硫黄が溶液の所定の重量パーセントに達するまで上記接触を続けること、 徴粒状の元素状硫黄の懸濁液を含む水溶液の少くとも一部を廃棄すること、そし て追加的な硫化水素を含むガス流体と接触させるために、廃棄した水溶液を、上 記水溶性の酸化状態の多価金属キレート触媒の新しい水溶液と置換することより なることを特徴とする硫化水素をガス流体から除去する方法。
2. ２．硫化水素を含むガス流体を、水溶性の酸化状態の多価金属キレート触媒の水 溶液と接触させて、硫化水素を徴粒状の元素状硫黄に変換させ、多価金属キレー ト触媒を還元すること、上記接触が、還元された多価金属キレート触媒の少くと も一部を、その酸化状態に酸化するために十分な酸素存在下で起こること、それ によって、徴粒状の元素状硫黄を分散粒子の形で保持するための、有効量の分散 剤を含む水溶液中で、微粒状の元素状硫黄の懸濁液を形成すること、および水溶 液中で硫黄粒子を懸濁状態に保つことよりなることを特徴とする硫化水素をガス 流体から除去する方法。
3. ３．硫化水素を含むガス流体を、水溶性の酸化状態の多価金属キレート触媒の水 溶液に接触させて、硫化水素を微粒状の元素状硫黄に変換し、多価金属キレート 触媒を還元すること、上記接触が、還元された多価金属キレート触媒の少くとも 一部を、その酸化状態に酸化するための十分な酸素の存在下で起こること、それ によって、徴粒状の元素状硫黄の平均粒径が約１５ミクロン以下であるような、 水溶液中の微粒状の元素状硫黄の懸濁液を形成し、維持することからなることを 特徴とする、硫化水素をガス流体から除去する方法。
4. ４．微粒状の元素状硫黄の平均粒径が、約１０ミクロン以下であることを特徴と する、請求項３記載の方法。
5. ５．微粒状の元素状硫黄の平均粒径が、約５ミクロン以下であることを特徴とす る、請求項４記載の方法。
6. ６．還元帯域で、硫化水素を含むガス流体を、水溶性の酸化状態の多価金属キレ ート触媒の水溶液と接触させて、硫化水素を徴粒状の元素状硫黄に変換し、多価 金属キレート触媒を還元すること、酸化帯域中で、還元された多価金属キレート 触媒を含む溶液の一部を、還元された触媒の少くとも一部をその酸化型に酸化す るために十分な気体を含む酸化剤と接触させ、その中で還元および酸化帯域はそ れぞれガスがその中に含まれる水溶液を通って上方に通過するように適応されて おり、それぞれの帯域は、それぞれのガス流体が混合せず、溶液を帯域間で通過 させるため、帯域がその低末端でのみ連絡するよう配置したガスの入口と出口を 持っていること、それによって水溶液中の微粒状の元素状硫黄の懸濁液を形成さ せること、微粒状の元素状硫黄が水溶液の所定の重量％に対するまで上記接触を 続けること、微粒状の元素状硫黄の懸濁液を含む水溶液の少くとも一部分を、廃 棄すること、および追加的な硫化水素を含むガス流体との接触のため、廃棄した 水溶液を、その中に懸濁した微粒状の元素状硫黄を本質的に含まない、水溶性多 価金属キレート触媒の新しい溶液と置換すること、よりなることを特徴とする硫 化水素をガス流体から除去する方法。
7. ７．（ａ）キレート錯体中の約０．００５〜約０．２重量％の多価金属、 （ｂ）約０．００５〜約１重量％のキレート化剤、（ｃ）溶解限度までのＰＨ緩 衝剤、 （ｄ）水溶液中に存在する硫黄粒子を分散させるための、少くとも約０．００１ 重量％の分散剤、および （ｅ）約０．０２重量％までの消泡剤 を含む水溶液からなることを特徴とする硫化水素を微粒状の元素状硫黄に変換す ることによる、硫化水素をガス流体から除去するための組成物。
8. ８．さらに少くとも１重量％の微粒状の元素状硫黄を含むことを特徴とする、請 求項７記載の組成物。
9. ９．徴粒状の元素状硫黄が、約１５ミクロン以下の平均粒径を持つことを特徴と する、請求項８記載の組成物。
10. １０．その砥部でのみ連絡し、気体入口手段が各帯域において、帯域間の連絡領 域の上に位置する、２つの垂直な帯域からなることを特徴とする気体一液体接触 用の装置。