專(zhuān)利名稱(chēng)：用于凈化二氧化碳的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及二氧化碳的凈化，更具體地說(shuō)，是涉及從二氧化碳?xì)饬髦腥コ蚧衔铩?br> 二氧化碳有著許多工業(yè)和家庭用途，其中不少用途是需要不帶雜質(zhì)的二氧化碳。遺憾的是從天然源例如天然氣得到的二氧化碳或在工業(yè)中產(chǎn)生的，尤其是烴類(lèi)產(chǎn)品燃燒產(chǎn)生的二氧化碳，常含有雜質(zhì)量的硫化合物，例如硫化羰(COS)和硫化氫(H2S)。對(duì)于需要采用高純度二氧化碳的情況，例如制造食品或醫(yī)用品，必須在使用之前去除氣流中所含的硫化合物和其它雜質(zhì)。
已經(jīng)知道有許多方法用于從氣體例如二氧化碳中去除硫化合物。例如授予Lieder等人的美國(guó)專(zhuān)利No.4,332,781揭示了從氣流中去除COS和H2S的方法，是使烴氣流先與一種可再生的氧化劑(可以是多價(jià)金屬離子，例如鐵、釩、銅等)接觸，從烴氣流中首先去除H2S，產(chǎn)生含COS的氣流以及含硫和經(jīng)還原的該氧化劑的水溶液混合物；接著將該氣流與水和一種適宜的水解催化劑如鎳、鉑、鈀等接觸，使氣流中的COS水解成CO2和H2S，然后，除去H2S，如果需要，還除去CO2。這個(gè)步驟可以通過(guò)上述的H2S去除步驟或通過(guò)吸收而完成。上述的方法要使用笨重而成本高的裝置，還要使用液體基質(zhì)體系，后者需要給予充分的注意，并可能導(dǎo)致將不需要的化合物例如水蒸汽引入至二氧化碳產(chǎn)品中。
同樣地，授予Holmes等人的專(zhuān)利No.5,104,630也揭示了從烴氣流例如天然氣中去除COS的方法。該方法是將逆流的該氣流與含有堿性吸收劑例如二乙醇胺(DEA)的熱貧水溶液接觸，使COS轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2；然后使該富H2S氣流與堿性吸收劑的冷貧水溶液接觸，吸收去H2S和CO2；再令富含H2S和CO2的水溶液吸收劑再生即從中去除H2S和CO2，此再生的水溶液再循環(huán)使用。除了也有前一專(zhuān)利所述的缺點(diǎn)之外，這個(gè)專(zhuān)利的方法中所用的堿性溶液除吸收H2S之外還吸收CO2，因而對(duì)于純化CO2不適用。
還知道可以將氣流與金屬氧化物例如氧化銅、氧化鋅或其混合物接觸，直接從氣流中去除硫化合物如COS和H2S，但只有當(dāng)氣流中這些雜質(zhì)以微量存在時(shí)該方法才是經(jīng)濟(jì)上可行的，因?yàn)樗玫倪@些氧化物催化劑不能再生，而且較為昂貴。
由于許多二氧化碳的最終使用者需要的應(yīng)是實(shí)際上不含硫化合物的二氧化碳?xì)怏w，而天然的和工業(yè)生產(chǎn)的二氧化碳?xì)怏w常含有硫化合物，人們?cè)诓粩嗟靥剿鲝亩趸細(xì)饬髦心軐?shí)際上完全去除硫化合物，但同時(shí)不引入其它雜質(zhì)的經(jīng)濟(jì)而有效的方法。本發(fā)明為此提供了一種既簡(jiǎn)便又有效的方法。
本發(fā)明是采用一種多步的方法從二氧化碳?xì)饬髦腥コ蚧衔?如硫化羰和硫化氫)。第一主要步驟是在水解催化劑存在的條件下將氣流與水蒸汽接觸，使硫化羰水解成硫化氫和二氧化碳；第二主要步驟是將氣流中的硫化氫再轉(zhuǎn)變?yōu)樵亓蚝?或金屬硫化物，再?gòu)臍饬髦袑⑵淙コ?br> 水解催化劑可以用活性氧化鋁，也可以是在一種基材如氧化鋁、二氧化硅等上載有貴金屬如鉑、鈀、銠、鎳等的催化劑。在一個(gè)較好的實(shí)例中，該水解催化劑是用活性氧化鋁。
硫化氫的氧化反應(yīng)則是在一種不能再生的金屬氧化物催化劑/吸收劑存在的條件下進(jìn)行的。該氧化催化劑用氧化鐵較好，它可以用載體，也可以不用載體。
在本發(fā)明的一個(gè)較好實(shí)施方案中，所用的方法還包括一個(gè)第三主要步驟，即將氣流與一種選自氧化銅、氧化鋅以及銅鋅混合氧化物的金屬氧化物接觸，從氣流中去除殘余的硫化合物，包括未反應(yīng)的硫化羰和硫化氫。
在另一個(gè)較好的實(shí)施方案中，在硫化羰水解步驟之前加一個(gè)預(yù)純化步驟，去除那些對(duì)本發(fā)明方法的一個(gè)或多個(gè)主要步驟會(huì)有不利影響的雜質(zhì)。適用的預(yù)純化程序包括過(guò)濾去除固體雜質(zhì)，吸收和/或蒸餾以從原料氣流中去除不能濾去的雜質(zhì)，例如烴類(lèi)和穩(wěn)定化合物等。


圖1為本發(fā)明的用于從二氧化碳?xì)饬髦腥コ蚧衔锵到y(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案方框圖。
圖2為圖1系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施方案方框圖。
本發(fā)明的方法對(duì)于純化二氧化碳?xì)饬?例如從燃燒過(guò)程或天然氣分離過(guò)程中生成的氣流)是有用的。本發(fā)明對(duì)于從粗制二氧化碳?xì)怏w中即一種包括至少90％(體積)的二氧化碳，余為雜質(zhì)如硫化合物、烴類(lèi)、氮、氬、水汽等的氣體中，去除硫化合物如硫化羰、硫化氫、二硫化碳等是有用的。本發(fā)明尤其適用于從一種相對(duì)較純的二氧化碳?xì)饬髦腥コ蚧衔镫s質(zhì)。
總的來(lái)說(shuō)，本發(fā)明方法的主要步驟有二硫化羰水解步驟和硫化氫氧化步驟。還可以在硫化羰水解和硫化氫氧化步驟之后添加一個(gè)后精制步驟，去除殘余在氣流中的微量硫化合物；還可采用一個(gè)或多個(gè)預(yù)純化步驟，去除氣流中的各種其它雜質(zhì)。
本發(fā)明的第一主要步驟為硫化羰水解成硫化氫和二氧化碳。表示該水解反應(yīng)的方程式為
水解反應(yīng)將二氧化碳原料氣體和水蒸汽的混合物與一種位于反應(yīng)區(qū)中的固體催化劑接觸而在氣相中進(jìn)行的。一般來(lái)說(shuō)，進(jìn)行該水解步驟要使用超過(guò)化學(xué)計(jì)量的水(較好為以水蒸汽的形式)。由于該氣流通常只含有少量的COS，在原料氣流中以水蒸汽形式就可以提供足夠的水分。然而，如果尚需要額外的水分，可以以其它形式(例如向水解反應(yīng)器中導(dǎo)入水蒸汽)提供。
在水解步驟中可以使用任何一種適宜的氣相硫化羰氧化反應(yīng)的催化劑。適用的催化劑可用鎳、鉑、鈀、鈷、銠或銦，或者它們的混合物。該催化劑可不帶載體使用，也可以沉積在一種載體如氧化鋁、二氧化硅或其混合物上面使用。對(duì)于本發(fā)明方法水解步驟中使用的具體催化劑，要求并不苛刻。選擇適用的水解催化劑，熟悉硫化羰水解反應(yīng)的人員都能勝任。
水解反應(yīng)進(jìn)行時(shí)的溫度由原料氣流的組成、水蒸汽的含量、水解中使用的具體催化劑以及其它可變因素等決定。一般來(lái)說(shuō)，理想的是在約0至400℃(更好為約25至約200℃)的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行水解。反應(yīng)進(jìn)行時(shí)理想的壓力也隨上述因素而異，但一般絕對(duì)壓力為0.1013至5.066MPa(1至50大氣壓)，通常保持在絕對(duì)壓力0.1013至2.533MPa(1至25大氣壓)范圍。這些反應(yīng)條件是熟悉現(xiàn)有技術(shù)的人員熟知的，因而不成為本發(fā)明的一部分。
這個(gè)水解步驟也能夠?qū)⒛承┢渌牧蚧锶缍蚧妓獬闪蚧瘹浜投趸?。所以，該步驟可用于從要純化的二氧化碳原料氣流中除去COS以外的硫化合物。
本發(fā)明的第二主要步驟是從二氧化碳?xì)饬髦腥コ蚧瘹?。這個(gè)步驟是將來(lái)自硫化羰反應(yīng)區(qū)域的氣流與價(jià)廉的金屬氧化物(如氧化鐵(III)，最好是以載體上的顆粒狀態(tài))進(jìn)行接觸。該氧化鐵能將硫化氫氧化成元素硫或?qū)⒘蚧瘹滢D(zhuǎn)化為硫化鐵，或者同時(shí)通過(guò)這兩種過(guò)程從氣流中去除硫化氫。這個(gè)步驟可用于從二氧化碳?xì)饬髦杏行У厝コ谢蚪^大部分(只留有微量)的硫化氫。
在該步驟的反應(yīng)進(jìn)行期間，催化劑會(huì)因其中聚積硫或硫化物而逐漸去活化。當(dāng)催化劑的活性降至不再能從氣流中明顯去除所有硫化氫時(shí)，則棄去該催化劑并用新的催化劑取而代之。
如上所述。在這第二主要步驟中所用的催化劑是一種價(jià)廉的金屬氧化物。采用這類(lèi)催化劑較宜，是因?yàn)樗鼈儾粌H對(duì)于從二氧化碳?xì)饬髦腥コ蚧瘹浜苡行?，而且排棄也方便。?duì)于該步驟較佳的催化劑可用氧化鐵(III)、氧化鎳、二氧化錳等。這些金屬氧化物可以用實(shí)際上純的氧化物，也可以用不純的礦石。如果需要，它也可以載置在一種載體如活性碳上。最佳的催化劑是氧化鐵(III)，因?yàn)樗鼉r(jià)廉，高效，且用掩埋法排棄也是廣為接受的。
硫化氫去除步驟進(jìn)行的條件不是很?chē)?yán)格的。一般來(lái)說(shuō)，理想的是該反應(yīng)在0至約200℃(最好為20至100℃)的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。該反應(yīng)有時(shí)候常常希望在環(huán)境溫度下進(jìn)行。該反應(yīng)時(shí)的壓力同樣也無(wú)嚴(yán)格要求，一般來(lái)說(shuō)，該反應(yīng)在絕對(duì)壓力為0.1013至5.066MPa(1至50大氣壓)的范圍內(nèi)進(jìn)行，較佳的是在0.1013至2.533MPa(1至25大氣壓)的絕對(duì)壓力范圍內(nèi)進(jìn)行。這里要再次強(qiáng)調(diào)，這些反應(yīng)條件是本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的，因而不成為本發(fā)明的特定部分。
在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施方案中，該方法還包括一個(gè)最終氣體純化操作作為第三主要步驟，其用于從二氧化碳產(chǎn)物流中去除在硫化羰水解和硫化氫氧化步驟中所有末被除去的硫化合物。有時(shí)水解和氧化這兩個(gè)步驟并不能從氣流中完全去除所有的硫化合物。這是可能的，例如，當(dāng)原料氣含有很高濃度的硫化合物雜質(zhì)時(shí)，或當(dāng)催化劑失去活性時(shí)，后一情況在硫化氫去除步驟中更可能發(fā)生。在這些情況下，殘余的微量硫化羰、硫化氫以及在二氧化碳產(chǎn)物氣流中可能殘留的其它硫化合物就在最終的純化步驟即后精制步驟中除去。
這個(gè)后精制步驟是將氣流通過(guò)一個(gè)金屬氧化物(選自氧化銅、氧化鋅或銅鋅氧化物的混合物)的床層。這些金屬氧化物能從氣流中有效地去除所有殘留的硫化合物。這些氧化物的成本較高，使其對(duì)于去除大量硫化合物雜質(zhì)的應(yīng)用受到限制，然而對(duì)于去除微量雜質(zhì)還是理想的。當(dāng)該氣流流經(jīng)這種金屬氧化物的床層時(shí)，所有的硫化合物都與催化劑反應(yīng)，使得離開(kāi)氧化物床層的氣流實(shí)際上已完全脫除硫化合物。生成的金屬硫化物是不能再生的，因而當(dāng)金屬氧化物失效時(shí)必須丟棄。
二氧化碳原料氣可能含有雜質(zhì)如固體粒子，或者對(duì)本發(fā)明方法所用催化劑有毒或使該二氧化碳?xì)怏w對(duì)其使用目的不適合的化學(xué)雜質(zhì)。一般希望在將該氣流導(dǎo)入硫化羰水解反應(yīng)區(qū)域之前去除這些雜質(zhì)。為此，可將原料氣先通過(guò)一個(gè)或多個(gè)預(yù)純化裝置。典型的這種裝置有過(guò)濾器、滌氣器、蒸餾裝置和烴吸附床。這些裝置是眾所周知的，不成為本發(fā)明的一部分，因此不需作進(jìn)一步敘述。
本發(fā)明可以通過(guò)附圖更好地得以理解，附圖中相同的字母和阿拉伯?dāng)?shù)字是用于表示不同圖中相同或類(lèi)似的裝置。對(duì)于理解本發(fā)明不需要的輔助設(shè)備包括閥門(mén)、壓縮機(jī)和熱交換器已從這些圖中略去，以簡(jiǎn)化對(duì)發(fā)明的討論。圖1是一幅用本發(fā)明的方法從二氧化碳?xì)饬髦腥コ蚧衔锏目偟氖疽鈭D。圖1中所說(shuō)明的系統(tǒng)包括以可采用的預(yù)純化部分A、COS水解部分B、硫化氫去除部分C和可以采用的氣體后精制部分D。
在圖1中，通過(guò)管道2進(jìn)入系統(tǒng)的二氧化碳原料氣一般先流入預(yù)純化部分A，在其中去除掉除氣體硫化合物之外的雜質(zhì)。這一部分中，可以有能從氣流中去除固體雜質(zhì)的裝置例如過(guò)濾器，也可以有從原料氣中去除氣體雜質(zhì)的裝置?？梢匝b在部分A中的采用液體作工作介質(zhì)的去除裝置包括吸附器、吸收器、聚結(jié)器、蒸餾裝置等，它們用于去除氣體雜質(zhì)例如氧氣、輕的惰性氣體、氫氣、烴類(lèi)、有機(jī)化合物如潤(rùn)滑劑、腐蝕抑制劑等等。
在某些情況下，可以不必對(duì)二氧化碳原料氣進(jìn)行預(yù)純化。此時(shí)管道2內(nèi)的原料氣可通過(guò)管道4繞開(kāi)部分A直接進(jìn)入COS水解部分B。部分B是一個(gè)氣相COS反應(yīng)器，已裝入適宜的水解催化劑，如氧化鋁。部分B中具有引入水份到進(jìn)入該部分的氣流中的裝置，如果該原料氣中的水份不足以使其中所有COS完全水解的話(huà)。例如可以將水蒸汽直接通入氣流中，或者令氣流鼓泡通過(guò)一個(gè)含水容器而將水份引入原料氣中。對(duì)于將水份引入氣流中的具體裝置，并無(wú)嚴(yán)格要求，因而不成為本發(fā)明的一部分。
部分B還裝有熱交換裝置將進(jìn)入的原料氣加熱至所需的水解反應(yīng)溫度，該溫度如上所述，可為0°至400℃，但通常為25°至200℃。
當(dāng)氣流流經(jīng)部分B時(shí)，其中所含的幾乎所有的COS都轉(zhuǎn)變?yōu)榱蚧瘹浜投趸?。這種水解反應(yīng)對(duì)于從原料氣中去除COS是非常適宜的，因?yàn)樵谒庵挟a(chǎn)生的二氧化碳恰是原料氣體二氧化碳，不構(gòu)成其雜質(zhì)。結(jié)果，從原料氣中必須去除的水解產(chǎn)物僅為硫化氫。這是在本方法的下一步驟中完成的。
離開(kāi)部分B的氣流接著進(jìn)入部分C，在這一部分中去除掉氣流中存在的幾乎所有的硫化氫。這里去除硫化氫的辦法是令氣流通過(guò)上述一種價(jià)廉金屬氧化物(較好為氧化鐵(III))的床層。反應(yīng)可在0°至200℃(但較好為大氣溫度即20°至60℃)的溫度下進(jìn)行。所以，一般應(yīng)在部分C中裝有熱交換裝置來(lái)冷卻從部分B進(jìn)入部分C的氣體。
部分C可以就是一個(gè)反應(yīng)容器，然而為了提供實(shí)際上可連續(xù)處理的能力，最好是在該部分裝有二個(gè)或多個(gè)反應(yīng)容器。尤其合適的一種裝置是兩床層“超前滯后”系統(tǒng)，其中含有硫化氫的二氧化碳?xì)饬饕来瓮ㄟ^(guò)第一個(gè)和第二個(gè)裝有金屬氧化物的反應(yīng)容器。在過(guò)程的初始階段，這時(shí)二個(gè)床層中都是新鮮的催化劑，幾乎所有的硫化氫均在第一床層內(nèi)去除。隨著操作過(guò)程時(shí)間的增加，硫化氫雜質(zhì)的前沿就通過(guò)該第一床層朝著氣流流動(dòng)的方向向前推進(jìn)，直至最后硫化氫雜質(zhì)前沿開(kāi)始穿透進(jìn)入第二床層。仍令氣體繼續(xù)通過(guò)第一床層，然后通過(guò)第二床層，直至第一床層的性能已達(dá)到不再值得讓氣體通過(guò)該床層，此時(shí)，含有硫化氫的氣流立即轉(zhuǎn)向直接通入第二床層，而第一床層脫離流程，更換其中的催化劑。
當(dāng)?shù)谝淮矊用撾x流程時(shí)，原料氣體只通過(guò)第二床層。第一床層中的催化劑更換之后，令離開(kāi)第二床層的氣流進(jìn)入第一床層，過(guò)程就按前述的方式繼續(xù)進(jìn)行，只不過(guò)第一床層和第二床層互換了作用。
離開(kāi)部分C的氣流，如果基本去除了硫化合物，可通過(guò)管道8直接作為產(chǎn)品送出。然而此時(shí)它一般仍含有微量的硫化合物，這些微量硫化合物令氣流再流經(jīng)后精制部分(部分D)加以去除。部分D中裝有選自氧化銅、氧化鋅或其混合物的金屬氧化物。這些氧化物尤其適用于去除氣流中所含的任何硫化合物。由于這些金屬氧化物較為昂貴，且棄置不便，因此應(yīng)在系統(tǒng)的前面幾個(gè)部分中將雜質(zhì)硫盡可能去除掉。這些金屬氧化物是很難再生的，所以它們最好以不再生的方式進(jìn)行操作。
后精制部分反應(yīng)器通常的操作溫度范圍為0至300℃(最好為20至200℃)。因此，該部分最好包括有熱交換裝置，以便在來(lái)自部分C反應(yīng)器的流體進(jìn)入部分D反應(yīng)器之前對(duì)其進(jìn)行加熱。
與部分C反應(yīng)器的情況類(lèi)似，部分D的系統(tǒng)可以是一個(gè)單獨(dú)的反應(yīng)容器或按上述超前滯后方式運(yùn)行的一串反應(yīng)容器組。通過(guò)管道6離開(kāi)部分D的產(chǎn)物已完全去除了硫化合物雜質(zhì)。
圖2表示本發(fā)明方法的一個(gè)更具體的實(shí)施方案。圖2的系統(tǒng)既包括對(duì)圖1討論中所述的各部分A、B、C、D，還包括熱交換器12、16、20以及輔助加熱器24和38。在用圖2系統(tǒng)進(jìn)行本發(fā)明方法的操作中，含有雜質(zhì)的二氧化碳通過(guò)管道2進(jìn)入部分A。在部分A中去除了COS和硫化氫以外的所有固體和氣體雜質(zhì)(可能包括其它的氣體硫化物)之后，氣流就通過(guò)管道10流經(jīng)交換器12，在其中它與離開(kāi)部分D的熱的經(jīng)純化的氣體進(jìn)行熱交換，加熱至約90℃。接著該經(jīng)加熱的原料氣流通過(guò)管道14流經(jīng)熱交換器16，在其中它使離開(kāi)部分C的氣流加熱，在此過(guò)程中本身則冷卻至50℃。然后該原料氣體又流經(jīng)管道18和熱交換器20，在其中它與離開(kāi)COS水解部分B的熱氣體進(jìn)行熱交換，而被再次加熱至約90℃。然后對(duì)此經(jīng)再次加熱的原料氣體進(jìn)行增濕處理，例如，與經(jīng)管道24導(dǎo)入管道22的氣流進(jìn)行混合。經(jīng)增濕的氣流然后在輔助加熱器26中加熱至約100℃，之后經(jīng)管道28進(jìn)入COS水解部分B。
在部分B中，氣流中存在的所有COS如上所述的與一種合適的催化劑如氧化鋁接觸，水解成硫化氫和二氧化碳。然后，此經(jīng)脫去COS的氣流流出部分B，在熱交換器20中冷卻至約40°至60℃，隨后進(jìn)入部分C。在部分C中它又與顆粒狀氧化鐵(III)床層接觸，這樣氣體中就去除了幾乎全部(留有微量)硫化氫。在被導(dǎo)入部分C之前，氣流可以流經(jīng)一個(gè)冷凝分離器(圖中未示)，以去除在該增濕氣體冷卻時(shí)凝聚的冷凝液。然后氣流離開(kāi)部分C，流經(jīng)交換器16和輔助加熱器38而被加熱，接著在約100℃溫度下進(jìn)入后精制部分D。在部分D，氣流與金屬氧化物(例如混合的銅-鋅氧化物)床層接觸，除去所有剩余的硫化合物。氣體離開(kāi)部分C后已基本上除去了硫?！盎旧铣チ肆颉笔侵冈摎怏w產(chǎn)物符合脫硫食用級(jí)、醫(yī)用級(jí)和電子級(jí)二氧化碳的標(biāo)準(zhǔn)。隨后，熱的氣體離開(kāi)部分D，流經(jīng)熱交換器12，在其中它使原料氣加熱，本身被冷卻至約大氣溫度。
本發(fā)明再通過(guò)下面的實(shí)施例作進(jìn)一步的說(shuō)明，其中除另有說(shuō)明之外，分?jǐn)?shù)、百分?jǐn)?shù)和比率均按體積計(jì)。在該實(shí)施例中使用的是與圖1所說(shuō)明的同樣的系統(tǒng)。該系統(tǒng)備有為調(diào)節(jié)氣流在各處的溫度至規(guī)定值所必需的加熱器和冷卻器。
實(shí)施例在本實(shí)施例中使用了一種溫度為30℃，壓力為2.068MPa(表壓)(300psig)，且含有300ppm COS、4ppm硫化氫和微量有機(jī)化合物雜質(zhì)的二氧化碳?xì)饬髯鳛樵蠚饬鳌Ａ钤摎饬魇紫韧ㄟ^(guò)一個(gè)活性碳床層去除微量有機(jī)化合物，然后通過(guò)一個(gè)水容器鼓泡增濕。將已增濕的原料氣體加熱至120℃，通過(guò)一個(gè)裝有活性氧化鋁床層的COS水解反應(yīng)器。多于約99％的COS就被水解成硫化氫和二氧化碳。然后令該氣流冷卻至約30℃，再流經(jīng)一個(gè)裝有氧化鐵床層的硫化氫去除裝置，以去除氣流中幾乎所有的硫化氫。接著將氣流加熱至100℃，再流經(jīng)一個(gè)裝有氧化鋅基催化劑的氣體后精制反應(yīng)器。氣流離開(kāi)后精制反應(yīng)器后，基本上已不含硫化合物。
雖然已具體結(jié)合專(zhuān)門(mén)說(shuō)明的一些實(shí)施方案和一個(gè)具體的實(shí)施例實(shí)驗(yàn)，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了敘述，應(yīng)該理解，這些所說(shuō)明的實(shí)施方案和特定的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的示范，是可以進(jìn)行一些變化的。例如，本發(fā)明的方法可以用與附圖中說(shuō)明的那些有所不同的設(shè)備安排來(lái)進(jìn)行。同樣地，本發(fā)明方法也可用于從原料氣流中去除其它硫化合物，并且可以將其它純化步驟引入本方法中。本發(fā)明的范圍僅受所附權(quán)利要求書(shū)的限制。
權(quán)利要求
1.一種用于從二氧化碳原料氣流中去除硫化羰的方法，包括a.將所述的二氧化碳原料氣流與水蒸汽和一種硫化羰水解催化劑接觸，由此產(chǎn)生一種含硫化氫和二氧化碳的氣體混合物；b.將所述的氣體混合物與可還原的金屬氧化物接觸，從而將硫化氫轉(zhuǎn)變?yōu)榱?，產(chǎn)生一種高純度的二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)物。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的水解催化劑為氧化鋁。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于可還原的金屬氧化物是浸漬在活性碳上的。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的可還原金屬氧化物為氧化鐵。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的氣體二氧化碳還經(jīng)過(guò)一預(yù)純化步驟，從其中去除烴類(lèi)雜質(zhì)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括將所述的高純度二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)物與一種氧化銅、氧化鋅或其混合物接觸，從而產(chǎn)生基本上不含硫化羰和硫化氫的二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)物。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述的金屬氧化物為銅、鋅氧化物的混合物。
8.一種用于從氣體二氧化碳中去除硫化羰的方法，包括a.將所述的二氧化碳原料氣流與水蒸汽和一種硫化羰水解催化劑接觸，由此產(chǎn)生一種含硫化氫和二氧化碳的氣體混合物；b.將所述的氣體混合物與氧化鐵接觸，從而從所述氣體混合物中去除硫化氫，得到的是主要為二氧化碳但含有微量硫化羰和/或硫化氫的氣流；c.將所述氣流與選自氧化銅、氧化鋅和其混合物的金屬氧化物接觸，再去除所述氣流中存在的所有硫化羰和硫化氫。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述的水解催化劑為氧化鋁。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述的金屬氧化物為銅、鋅氧化物的混合物。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述的氣體二氧化碳還經(jīng)過(guò)一預(yù)純化步驟，從其中去除烴類(lèi)雜質(zhì)。
全文摘要
在硫化羰水解催化劑的存在下，將含有硫化物雜質(zhì)的二氧化碳?xì)怏w與水蒸汽接觸從而將氣流中的硫化羰轉(zhuǎn)變成硫化氫；再將得到的氣流與氧化鐵接觸，從氣流中以元素硫的形式去除硫化氫，最后將氣流與氧化銅、氧化鋅或其混合物接觸，再去除其中所有剩余的硫化合物。通過(guò)以上過(guò)程，可從氣體二氧化碳中去除硫化合物雜質(zhì)。
文檔編號(hào)B01D53/48GK1120517SQ9510878
公開(kāi)日1996年4月17日 申請(qǐng)日期1995年8月25日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月25日
發(fā)明者L·H·道, C·惠勒 申請(qǐng)人:波克股份有限公司