[发明专利]从酸性气流中除去硫化物的吸收剂和方法

说明书

技术领域：

本发明属气体净化技术领域，具体涉及从酸性气流中除去硫化物的吸收剂和方法。这种酸性气流包括天然气、合成气、炼厂气、液化石油气等。

背景技术：

工业气体中通常含有H₂S、CO₂和COS、各种硫醇、硫醚等有害杂质，在进一步利用前必须将它们脱除干净，到目前为止，应用于气脱硫脱碳的技术已不下上百种。最常见的是酸性气流与有机溶剂(或有机溶剂的水溶液)在气体净化装置中接触。在这些过程中已经有大量专利文献。总的说来，大致有两种不同的气体净化溶剂。

第一种是物理溶剂，靠的是物理吸收。典型的物理溶剂有环丁砜和它的衍生物、直链酰胺、NMP(N-甲基吡咯烷酮)、N-烷基吡咯烷酮、相关的吡咯烷酮、甲醇以及聚乙烯醇二烷基醚的混合物。

另一种是化学溶剂。基于化学反应，使酸性气生成易移去的化合物。举例来说，工业上最常用的化学溶剂是醇胺，因为生成的盐容易分解或者容易被蒸汽气提，胺因此可以循环使用。从气流中除去酸性成分比较好的胺有一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、二异丙醇胺(DIPA)、胺基乙氧基乙醇(AEE)、甲基二乙醇胺(MDEA)以及添加了各种活化剂的MDEA。

通常，上述溶剂对脱除H₂S和CO₂具有较高的效率，但对有机硫则存在许多困难。物理溶剂可以将有机硫脱除至很低的水平，但是这个过程是不合适的，因为这些物理溶剂会吸收其他的直链烷烃，再生处理起来很昂贵。化学溶剂中，各种醇胺对COS的水解率不高，而对硫醇类化合物仅依靠物理溶解来脱除硫醇，由于硫醇在醇胺水溶液中的溶解度很小，因此，对有机硫的脱除效果极差，在胺法处理之后，往往还要采用催化水解或碱洗、催化氧化脱硫醇，再经固定床干法精脱硫，造成脱硫总体步骤繁多、总流程冗长，因而设备多、投资大、总消耗指标高。

因此，有很多研究者对脱除有机硫提出了建议，包括：

US3,716,620提出在胺溶液中加碘来脱除H₂S和硫醇。

US4,808,765提出用MDEA和二异丙醇胺(DIPA)混合溶液脱除原料气中H₂S和COS。

US5,589,149提出用胺溶液和聚乙二醇烷基醚的混合溶液脱除原料气中硫醇。

DE19933301提出用MDEA和哌嗪来脱除H₂S和硫醇。

DE19947845提出用MDEA和哌嗪来脱除H₂S和COS。

上述方法均未能在胺溶液中将有机硫同时脱除，因而还需增加其它脱硫装置。

本发明的目的在于，采用一种新型的溶液，它与传统的脱硫方法相比，能深度脱除H₂S、COS、硫醇、硫醚等硫化物，从而减少了处理工序，使本发明的方法更经济。

发明内容：

本发明采用一种复合胺水溶液作吸收剂，包含重量百分比15-55％的复合胺溶液和重量百分比5-11.5％的活化剂，复合胺溶液由甲基二乙醇胺MDEA和二异丙醇胺DIPA组成，活化剂由甲酰基吗啉和羟乙基哌嗪组成或由甲酰基吗啉和哌嗪组成。

本发明吸收剂及其方法可以从气流中除去几乎全部的H₂S和大部分的硫醇，从而减少了后处理工序，使本发明的方法更经济。

复合胺溶液中MDEA和DIPA为2-3：1。

活化剂由甲酰基吗啉和羟乙基哌嗪组成或由甲酰基吗啉和哌嗪组成。其中甲酰基吗啉与羟乙基哌嗪或哌嗪的比例为1-3：1。

本发明所使用的吸收剂复合胺水溶液中，也可以包含如腐蚀抑制剂、消泡剂和阻垢剂，或者类似组分的添加剂。典型地，这些添加剂的浓度范围为0.01％～2％(wt)，这些添加剂的使用是本技术领域人员所公知的。

本发明所述除去硫化物的方法是使气流中的硫化物通过与本发明所述的吸收剂接触而被除去。

采用本发明溶剂脱除硫醇所使用的装置可与习惯性使用的相同。既使气流中的硫化物通过与本发明的混合胺水溶液接触而被除去。

吸收过程可以一次到位，也可以连续多次进行。后者中可以使用多股的溶液从塔底至塔顶按温度依次降低的顺序进行气液接触。

吸收了酸气的富液通过减压实现再生，可以通过节流阀来实现。富液含有的能量可以通过透平来回收。

除掉酸气时可以采用闪蒸槽，也可以进行多次闪蒸。闪蒸后富液经过进一步再生后然后再循环到吸收步骤。

本领域任何公知的设备都可以用于吸收、再生和其它的步骤。