[发明专利]一种从混合气体中脱除硫化氢和有机硫醇的高效脱硫剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种从混合气体中脱除硫化氢和有机硫醇的脱硫剂，属于从混合气体中分离酸性气体的技术领域。

背景技术

在天然气、合成气、石油炼厂气等工业气体中通常含有硫化氢(H₂S)、二氧化碳(CO₂)、硫醇等有害物质，而天然气、合成气、石油炼厂气等在进一步加工利用之前，必须进行净化处理，以满足后续利用要求。目前，常用气体脱硫脱碳的溶剂有两类。

第一类是物理溶剂，靠酸性气体在溶剂中的溶解来实现，典型的物理溶剂有环丁砜、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、聚乙二醇二甲醚、碳酸丙烯酯等。

第二类是化学溶剂，是依靠酸气与溶剂进行化学反应生成络合盐，然后用升温或减压等方法分解络合盐释放出酸性气体，广泛应用的为有机醇胺类物质如：一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、二异丙醇胺(DIPA)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)等，其中MDEA具有选择性高、吸收能力较大、再生能耗较低、降解性和腐蚀性小等特点。

中国专利号为200610161325的发明专利中公开了一种从酸性气体中除去硫醇的吸收剂和方法，该吸收剂水溶液包含重量比15％-55％的复合胺和重量比2％-11％的活化剂；其中复合胺由N-甲基二乙醇胺(MDEA)和二异丙醇胺(DIPA)组成，活化剂由聚乙二醇400和羟乙基哌嗪组成或聚乙二醇400和吗啉组成。这种溶剂对有机硫醇脱除有较好效果；其中N-甲基二乙醇胺(MDEA)30％、二异丙醇胺(DIPA)15％、聚乙二醇400(PED400)7.5％、羟乙基哌嗪(HEPZ)10％配合而成的溶剂对有机硫醇脱除有很好效果，其硫醇脱除率为73.9％。

中国专利号为01127259.7的发明专利中公开了一种从含二氧化碳的气体混合物中选择性脱除硫化物的溶剂，其由空间位阻胺和N-甲基二乙醇胺的水溶液为吸收剂，溶液浓度为10％～70％。其中空间位阻胺的典型代表有：叔丁胺基乙醇、叔丁胺基乙氧基乙醇、2-氨基-2-甲基-丙醇、乙氧基乙醇、2-异丙氨基-1-丙醇、3-叔丁胺基-正-丁醇、丙氧基乙醇。这种溶剂对H₂S有较高的选择性和酸气负荷，对H₂S的脱除有很好的效果；当1.0MMDEA+1.5M+TBX时，酸气负荷最大，为0.525mol(H₂S+CO₂)/mol胺。

上述两种溶剂都是采用化学溶剂分别对脱除H₂S和有机硫醇具有较高效率，但上述两种溶剂在对H₂S和有机硫醇脱除率方面不能同时达到很高的脱除效率，上述两种溶剂的酸气负荷小，在气体净化过程中溶剂使用量大，溶剂再生能耗大；特别是随能源紧张的加剧和环保要求的不断提高，对于处理含高H₂S、有机硫醇的气体，这些常规的脱硫剂已不能适应要求。能同时对脱除H₂S和有机硫醇均具有较高效率的脱硫剂成了一个新的研究课题。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种脱硫剂，它不仅对具有很好的脱除H₂S的能力，也具备很好的脱除有机硫醇的能力，且溶剂的再生能耗小。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种从混合气体中脱除硫化氢和有机硫醇的高效脱硫剂，包括复合胺，所述复合胺由N-甲基二乙醇胺、叔丁胺基乙氧基乙醇(TBEE)组成，还包括环丁砜、N-羟乙基哌啶。所述N-羟乙基哌啶为一种脱硫强化剂。

叔丁胺基乙氧基乙醇(TBEE)是一种透明液体，有氨味、易溶于水，沸点117℃(10mmHg)，密度(20℃)0.948～0.951，空间位阻系数2.1，反应活性Pka＝10.3。TBEE具有空间位阻效应，广泛用于石油、天然气、油田伴生气、液态烃、合成气的选择性脱硫。对H₂S的相对选择性是MDEA的3倍。用于气体净化处理，其能耗仅为MDEA的70％，节能效果显著，使用过程不起泡，无腐蚀现象发生；可单独或与MDEA复配使用。

N-甲基二乙醇胺为无色或微黄色粘性液体，其分子量为119.2，汽化潜热519.16KJ/Kg，沸点247℃，易溶于水和醇，微溶于醚。是一种性能优良的选择性脱硫、脱碳新型溶剂，具有选择性高、溶剂消耗少、节能效果显著、不易降解等优点。广泛应用于油田气和煤气的脱硫净化剂和酸性气体吸收剂、酸碱控制剂、聚氨酯泡沫催化剂。可在活化剂参与下脱除合成氨中的二氧化碳，因此近年来在烟道气中二氧化碳的吸收中被逐步推广。