[发明专利]通过减少烃和氧气的共吸收而从流体流中脱除酸性气体

说明书

本发明涉及一种从流体流中脱除酸性气体的方法以及一种吸收介质。

出于不同原因，从流体流如天然气、炼油气、合成气中脱除酸性气体 如CO₂、H₂S、CS₂、HCN、COS或硫醇是重要的。由于硫化合物在常常 被天然气夹带的水中形成酸(该酸是腐蚀性的)，因此必须通过适当的处理 措施直接在天然气井减少天然气中硫化合物含量。因此，为了在管道中输 送天然气，含硫杂质必须满足预置极限值。通常要求减少二氧化碳含量以 设定预置热值。

出于各种原因而需要从废气中脱除二氧化碳，特别是为了减少二氧化 碳排放，其被认为是所谓温室效应的主要原因。

为脱除酸性气体，使用无机或有机碱水溶液进行多步涤气。酸性气体 溶解于吸收介质的过程中，与碱形成离子。吸收介质可通过膨胀至较低压 力和/或汽提而再生，其中离子物质逆反应形成酸性气体和/或利用蒸汽脱 除。再生过程后，吸收介质可再次使用。

美国专利US 4,336,233中描述的吸收介质也被特别证明。其为甲基二 乙醇胺(MDEA)和哌嗪的水溶液作为吸收促进剂或活化剂。所述涤气液包 含1.5-4.5mol/l的甲基二乙醇胺(MDEA)和0.05-0.8mol/l，优选至多0.4mol/l 的哌嗪。

虽然烃本身不溶于水，但是由于高有机胺含量，用于脱除酸性气体的 胺水溶液具有明显的亲油性。这导致当用胺水溶液处理含烃流体时发生烃 的共吸收。由于种种原因烃的共吸收是不利的。烃是许多流体流的重要初 级产品。因此烃的共吸收导致不希望的重要产品的损失。尽管所吸收的烃 可以在吸收介质再生并脱除酸性气体之前的上游膨胀阶段从负载的吸收介 质中释放出来，但是这需要额外的过程支出。在许多情况下，所生产酸性 气体的纯度也是相关的。例如，分离的硫化氢可送入硫回收装置(SRU)， 在其中其被催化氧化成硫。在该过程中，烃，特别是芳香烃如苯、甲苯或 二甲苯的存在是有害的，因为其损害所得硫的质量或损害SRU中使用的催 化剂。

烟道气中通常包含大量的氧气。在使用胺水溶液脱除二氧化碳的过程 中，氧气可在一定程度上物理地溶解于吸收介质中。所溶解的氧气可能导 致胺的逐渐破坏(特别是在吸收介质再生中的高温条件下)。为避免该问题， 已经提出向吸收介质中加入抗氧诱导分解稳定剂。尽管使用稳定剂有效地 抑制了胺的分解，但是由于稳定剂需要不断地补充，其使用会带来相当高 的成本。由于胺分解主要是由物理地溶解于吸收介质中的氧气引起的，所 以需要抑制吸收介质中氧气的共吸收。

本发明的目的是确定用于从含烃或含氧的流体流中脱除酸性气体的方 法和吸收介质，其减少烃或氧气的共吸收而(i)不显著降低吸收酸性气体的 吸收速率；(ii)不显著降低溶液对酸性气体的吸收能力并且(iii)不显著增加 再生所需的能量需求。

已经发现通过在水溶液中结合使用氨基羧酸和/或氨基磺酸的金属盐， 可减少烃或氧气的共吸收而对吸收能力、吸收速率和能量需求无有害影响。

在吸收介质中使用氨基酸盐本身是已知的。GB 1 543 748描述了使用 N-二烷基-α-氨基单羧酸如二甲基甘氨酸的碱金属盐水溶液从裂解气中脱 除CO₂和H₂S的方法。

US-A 4,094,957公开了使用包含碱性碱金属盐、空间位阻胺和氨基酸 如N，N-二甲基甘氨酸的吸收溶液从气流中脱除CO₂。

EP-A 671 200公开了使用氨基酸金属盐和哌嗪的水溶液从大气压下的 燃烧气体中脱除CO₂。

现有技术没有暗示使用包含氨基羧酸和/或氨基磺酸的金属盐的胺水 溶液从含烃或含氧流体流中脱除酸性气体。

本发明涉及一种从含烃流体流或含氧流体流中脱除酸性气体的方法， 其中使流体流与基本不含无机碱性盐且包含(i)至少一种胺和(ii)至少一种 氨基羧酸和/或氨基磺酸的金属盐的水溶液接触。

本发明还涉及一种用于从流体流中脱除酸性气体的吸收介质，其包括 基本不含无机碱性盐且包含(i)至少一种链烷醇胺和(ii)氨基羧酸和/或氨基 磺酸的金属盐的水溶液。

如果上下文中没有出现，则下述有关本发明方法的细节也相应地应用 于本发明吸收介质，反之亦然。