[发明专利]生产贫含硫化氢和贫含硫醇的气体物流的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生产贫含硫化氢(H₂S)和贫含硫醇(RSH)的气体物流的方法。

背景技术

生产贫含H₂S和贫含RSH的气体物流包括脱除这些化合物。考虑到持续严格的环境规范，从包含这些化合物的气体物流脱除H₂S和RSH在过去一直相当重要和目前甚至更是这样。

许多天然气井产生″酸气″，即通常与RSH一起包含H₂S的天然气。硫化合物的总量通常太高，使天然气不适于直接使用。付出了相当的努力以发现脱除这些不希望化合物的有效和成本经济的措施。另外，天然气可进一步包含变化量的二氧化碳，根据天然气的用途，通常必须至少部分脱除二氧化碳。

与脱除H₂S相比通常更困难的从气体物流脱除RSH是重要的，这是因为硫醇由于它们的气味特性可以在百万分之几份浓度水平下检测到。因此，在其中气体物流打算用于家庭用途的情况下需要使RSH浓度下降到如小于5或甚至小于2ppmv。

在其中气体物流是载气物流，例如惰性气体或用于汽提含RSH的反应器床和负载RSH的烃气体的情况下，RSH脱除也是重要的。从这种负载的气体物流脱除RSH是必须的以能够再次使用气体物流作为汽提气体。

其中RSH脱除重要的另一种状况是要进一步加工贫含气体物流的情况。例如，天然气可用于典型地在气化器单元中产生合成气体。在本领域已知为费-托法的催化方法中通常将这样形成的合成气体转化为烃。如果硫醇在天然气物流中存在，它们会在气化器中反应形成H₂S，得到包含H₂S的合成气体物流。H₂S可能不可逆地在催化剂上结合和引起硫中毒。这导致严重阻碍催化过程的失活的催化剂。因此在其中方法包括催化步骤的情况下，要求将硫醇脱除到低至小于2ppmv或甚至在ppbv的范围中的非常低的水平。

通常，需要小于30ppmv的硫化合物总浓度。销售气体规范通常提及小于10ppmv或甚至低至小于4ppmv的总硫浓度。

从包含H₂S和RSH的气体物流生产贫含这两种化合物的气体物流的方法是本领域已知的。通常，该已知的方法基于物理和/或化学吸收、固体床吸附和/或化学反应。但是，已知的方法中存在许多缺点。物理吸收方法通常受限于如下事实：需要大的反应器以达到所需的低RSH浓度。固体床吸附方法受限于如下事实：它们仅能够吸附有限量的不希望化合物，而再生是相对麻烦的，例如参见US4,311,680。大的固体床需要相对更多的再生时间和不成比例地需要大量的再生气体。化学方法通常能够脱除H₂S，但是它们受限于如下事实：它们不能有效地脱除RSH和通常产生大量废物，例如参见EP 229,587。

在原料气体物流包含相对大量H₂S以及RSH和任选地二氧化碳的情况下存在特殊的问题。目的在于从这种原料气体物流生产贫含H₂S和贫含RSH的气体物流的方法是本领域已知的。

例如，在US4,957,715中描述了一种方法，其中通过在第一步骤中使用吸附剂以脱除H₂S和一部分RSH，随后在第二步骤中进行洗涤处理以脱除二氧化碳和另外一部分RSH，而从气体物流脱除H₂S、烷基取代的RSH和二氧化碳。在US4,957,715中描述的方法的缺点是要求大量的吸附剂，特别是当原料气体中硫化合物的量较高时。

在US 5,700,438中描述了通过使物流与铜化合物接触而从气体物流脱除H₂S和RSH的方法。但是，由于需要受阻胺-铜络合物，这是昂贵和费力的方法。另外，未脱除原料气体物流中存在的二氧化碳。

在US5,424,051中描述了一种方法，其中通过吸附剂首先脱除二氧化碳和通过碱性洗涤在第二步骤中脱除剩余的二氧化碳、H₂S和RSH而脱除二氧化碳、H₂S和RSH。这种方法是昂贵和费力的和此外产生相当多的使用过的洗涤液体废物。

在US4,311,680中描述了通过使用氧化铁固定床，随后通过与过氧化氢的反应再生吸收剂而脱除H₂S和RSH的方法。这种方法需要大量吸附剂，同时再生是昂贵和费力的。