[发明专利]用于酸性气体分离的自浓缩吸收剂

说明书

本发明提供一种有效脱酸气体混合物的工艺。所述工艺使用自浓缩吸收剂吸收酸性气体。所述工艺可减少用于脱酸操作的总能耗。

此案是申请日为2010年4月8日、申请号为201080019279.8、发明名称为“用于酸性气体分离的自浓缩吸收剂”的发明申请的分案申请。

相关申请的参考

本申请要求名称为“用于酸性气体分离的自浓缩吸收剂”，申请号为NO,12/430,998、申请日为2009年4月28日的美国专利申请的优先权，所述申请号为NO,12/430,998的美国专利申请是名称为“气体混合物脱酸的方法和体系”的美国专利申请(序列号：12/250,257，申请日：2008年10月13日)的部分继续申请，所述序列号为12/250,257的美国专利申请是名称为“相变吸收方法”的美国专利申请(序列号：11/279,095、申请日：2006年4月7日)的部分继续申请，所述序列号为11/279,095的美国专利申请于2007年10月11日公开(美国专利公开号：20070237695A1)，于2009年6月2日授予专利权(美国专利号：7,541,011)，此处公布的全部申请均为全文引用。

政府许可权声明

美国政府在本发明中拥有已付许可证，并且有权利在有限情况下，要求专利所有者以美国国家科学基金设立的小企业创新研究奖(编号：IIP-0839217)为依据在合理条件下给予他人许可。

技术领域

本发明涉及一种用自浓缩吸收剂进行气体混合物脱酸的工艺，更具体地，涉及一种使用自浓缩吸收剂将酸性气体从气体混合物中分离的方法，所述方法可减少此类脱酸操作的总能量消耗。

背景技术

许多生产工艺需要从气体混合物中脱除酸性气体，例如，初始天然气或者其他包括大量酸性气体的气体混合物的脱酸，所述的酸性气体包括硫化氢(H2S)、二氧化碳(CO2)或者类似污染物质。脱酸工艺将气体混合物中的酸性气体杂质降低到可接受的层次。该步骤通常由胺处理工艺完成，所述胺处理工艺在各种类型的工业生产中较为常见，例如炼油厂、天然气加工厂和化工厂。胺处理工艺包括利用胺的水溶液脱除酸性气体(例如硫化氢和二氧化碳)的工艺。

通常的脱酸工艺是气-液吸收工艺，典型的气-液吸收工艺通常包括将含有欲脱除的酸性气体的气体混合物与液态胺溶液接触，借助胺溶液作为吸收酸性气体的吸收剂。在工业生产中，最普遍使用的胺为醇胺，例如一乙醇胺(MEA)和二乙醇胺(DEA)。近来，将甲基二乙醇胺(MDEA)用于二氧化碳(CO2)的分离成为工业生产所关注的应用。目前，二异丙醇胺(DIPA)用于砜胺法工艺以及SCOT工艺，所述SCOT工艺用于克劳斯(Claus)装置酸性尾气净化。

在典型的气-液吸收工艺中，当酸性气体被吸入到吸收单元中的吸收剂后，富气吸收剂被送入再生单元，在所述再生单元中，富气吸收剂经处理和分离后再生分化为被吸收的气体和贫气吸收剂。而后，将所述再生的贫气吸收剂循环回收至吸收单元，并且依据使用者的目的，将酸性气体收集或者排放。在此类型的气-液吸收中，所述再生工艺的能耗占总能耗比重80％以上，因为必须再生全部的吸收剂废液以便在吸收单元中重复使用。此外，所述典型的气-液吸收工艺限于一种液相形式使用一种吸收剂。

发明内容

本发明揭示一种用自浓缩吸收剂进行气体混合物脱酸的方法，所述方法可增加将酸性气体从气体混合物中分离的吸收率，并减少用于此类脱酸操作的总能耗。

在一个总的方面，本发明的实施方案涉及一种用于含有酸性气体的气体混合物脱酸的方法，所述方法包括：

将所述气体混合物与吸收单元中的吸收剂接触，所述吸收剂包含以初始浓度溶解在溶剂中的胺；

令所述吸收剂吸收酸性气体形成浓缩胺相，所述浓缩胺相可从吸收剂的剩余部分中机械分离，所述浓缩胺相包含浓度高于初始浓度的浓缩胺和被吸收的酸性气体，其中浓缩胺包括胺或者其化学改性物，被吸收的酸性气体包括酸性气体或者其化学改性物；