硫化氢废气的资源化利用方向

2017-06-23石鹏远卢长洁翟子玮山东科技大学山东青岛266590

化工管理 2017年16期

石鹏远卢长洁翟子玮(山东科技大学，山东青岛 266590)

硫化氢废气的资源化利用方向

石鹏远卢长洁翟子玮(山东科技大学，山东青岛 266590)

硫化氢废气主要来源于含硫矿物的燃烧以及化石燃料的脱硫等过程，针对当前的硫化氢废气处理状况，提出硫化氢废气在硫磺回收、无机硫化物以及含硫有机产品回收利用的方向。硫化氢废气的资源化利用不仅有利于生态环境的保护，同时也具有一定的经济价值，具有广阔的市场前景。

资源化硫化氢废气废气治理

硫化氢是一种有恶臭的无色气体，属于急性剧毒的物质，低浓度的硫化氢不仅会损害人的健康，还会对环境造成污染和破坏。硫化氢废气大多数来源于天然气脱硫、炼油厂干气脱硫、煤制甲醇过程再生气脱硫以及工业合成氨等工业过程[1]，硫化氢废气的排放不仅加剧环境的恶化，而且还受到国家法规的约束。因此，对硫化氢废气的处理，有利于硫的资源化利用，发展前景十分广阔。

含硫化氢废气的处理是含硫矿物和天然气资源开发过程中的重要组成部分，硫化氢废气处理方法有很多，分为干法脱硫和湿法脱硫，按照净化方法的特点，又可以分为吸收法、吸附法、干法氧化法和湿法氧化法。硫化氢废气的处理不仅有利于降低硫化物的排放，还可以生产现今所需的硫工业产品。

当前，硫化氢废气的资源化利用方向主要是硫磺回收，无机硫化工产品以及有机硫化工产品，在处理废气的同时也具有一定的经济收益。同时，硫化氢废气的处理也有一些新的研究方向和工业试验，如以硫化氢为原料生产硫磺和高附加值的氢气[2]。因此，硫化氢废气的处理是化工生产研究的重要方向。

1 硫磺产品

硫磺是一种重要的化工产品和基本的化工原料，广泛应用于硫的深加工以及造纸、印染、漂白等行业。由于天然硫铁矿资源的限制，我国硫磺的生产源于天然气净化、石油炼制以及合成氨合成的含硫废气。当前，国内硫磺的年产量为10万吨，回收硫磺已占到硫磺总产量的96%。

克劳斯法工艺是当前硫磺产品的主要回收方法。克劳斯法工艺分为热反应段和催化反应段，以一定浓度的硫化氢和空气为原料，经过预热后以一定的比例进入燃烧炉进行高温热反应,约有65%－70%的硫化氢转化为硫磺。随后进入催化反应段，混合气中的硫化氢和二氧化硫进行低温催化反应，从而提高硫磺的产率。

根据国家最新标准，工业废气中二氧化硫排放限值为100g/ ml，单纯的克劳斯反应工艺并不能达到工艺废气的排放标准，必须增加尾气处理工段。尾气处理主要包括液相低温克劳工艺、直接氧化工艺、还原—吸收工艺等处理手段[3]，同时，一些新型的克劳斯尾气处理方法发展也很迅速，总硫的回收率也大大提高。

2 无机硫化工产品

(1)硫化钠广泛应用于化工生产中，用烧碱吸收高浓度的硫化氢制备硫化钠是一种常见的制备方法。由于硫化氢废气中含有一定量的二氧化碳气体杂质，需要对硫化氢气体进行提浓，提浓的硫化氢与纯碱反应即可得到硫化钠产品。

(2)硫氢化钠主要用于制取硫化铵及农药乙酸醇半成品的原料，在采矿工业中大量用于浮选铜矿，是一种重要的无机化工材料。在生产中，先将硫化氢提浓，在负压条件下，液碱与高浓度硫化氢反应先制得硫化钠，继续通入硫化氢得到硫氢化钠。

3 含硫有机产品

(1)甲硫醇是一种重要的有机合成原料，也是用于生产甲烷磺酰氯和蛋氨酸的中间体。制备甲硫醇的方法有很多，其中硫化氢—甲醇气相合成法是制备甲硫醇的主要方法之一。硫化氢废气经过提浓后，在低压反应器中，以活性γ—氧化铝为主催化剂，在220-280℃的反应温度下，与甲醇蒸汽反应生成甲硫醇产品[4]，同时该过程能生产一定量的副产品甲硫醚，提纯后可进行出售。

(2)硫脲是一种含硫有机物，是一种重要的化工产品，也是制药工业的重要原料，在化工生产中应用广泛。目前世界硫脲总生产能力为8万吨/年，我国是硫脲主要的生产国和出口国，市场前景十分广阔。在负压条件下，硫化氢废气与石灰乳发生吸收反应生成硫氢化钙，紧接着再与氰氨化钙反应，在不断地搅拌下，经过低压过滤，即可得到硫脲液体。并经过浓缩、冷却结晶和脱水，就可以得到硫脲固体产品。化学反应如下：

(3)二甲基亚砜(DMSO)广泛用作溶剂和反应试剂，既溶于水又溶于有机溶剂，是一种应用广泛的非质子极性溶剂。二甲基亚砜的制备可以先采用硫化氢—甲醇气相合成法，将硫化氢废气制得的副产物甲硫醚，然后用二氧化氮或双氧水进行氧化反应，即可得到二甲基亚砜。

(4)蛋氨酸是一种含硫的必需氨基酸，与生物体中的硫代谢密切相关，是一种常见的营养增补剂。用硫化氢废气制取蛋氨酸的方法为缩合水解法。废气先通过硫化氢—甲醇气相合成法制得甲硫醇，甲硫醇与丙烯醛反应生成甲硫基丙醛，甲硫基丙醛缩合水解，再经蒸馏、结晶、离心干燥即可得到蛋氨酸[5]。蛋氨酸作为人体八大必需氨基酸之一，市场潜力巨大。