[发明专利]一种脱除气流中酸性物质的有机胺吸收液

说明书

本发明属于气体净化技术领域，涉及到一种从气流中脱除酸性物质的基于环状基团有机胺的吸收液。本发明针对有机硫化合物脱除的要求和特点，通过在有机胺吸收剂中添加含氮环状基团的化合物作为吸收剂中的催化剂对气流中的酸性物质包括有机硫进行脱除，可以很好的将原料气中的羰基硫和硫醇同时脱除，脱除后的净化气中的总硫含量小于60mg/Nm³，达到一类商品天然气的指标。该吸收液适用于焦炉煤气、天然气、炼厂气和烟气。

技术领域

本发明属于气体净化技术领域，涉及到一种从气流中脱除酸性物质的基于环状基团有机胺的吸收液，该吸收液可以脱除的酸性物料包括二氧化碳、硫化氢、羰基硫以及硫醇（如甲硫醇、乙硫醇、丙硫醇等），该吸收液适用于焦炉煤气、天然气、炼厂气和烟气。

背景技术

天然气作为一种绿色能源在我国经济发展和能源结构调整中具有越来越重要的地位，十二五期间我国制定了大力发展天然气工业的产业鼓励政策，在进口天然气的同时要积极进行国内天然气的开采和开发。目前已经在西南地区的四川、重庆等地开发的天然气气田包括普光气田、元坝气田等。上述气田开采的天然气原料气中一般均含有大量的酸性气体、有机硫、二氧化碳、硫化氢，其中的有机硫主要为羰基硫和硫醇。其中普光气田含有的有机硫主要为羰基硫COS，其含量达到了380mg/m³，而元坝气田则同时含有羰基硫COS和硫醇RSH，其中羰基硫COS高达350mg/m³，硫醇RSH则为400mg/m³，其中硫醇RSH主要为甲硫醇。

传统的化学吸收法工艺中使用的醇胺溶剂只能对羰基硫COS、硫醇RSH实现部分脱除，脱除效率极低，或反应不可逆，造成溶剂损耗，总体上对有机硫的脱除效果不佳，尤其是当有机硫含量较高时，通常难以保证净化气中总硫含量达标。

工业应用中硫醇RSH的脱除一般为物理溶解和化学反应溶解，硫醇RSH与醇胺的反应机理较简单，和H₂S与醇胺反应类似，但是随着硫醇RSH中碳链的增长其性质接近同碳的烷烃，同时其酸性本身较弱因而与醇胺反应的活性较低，醇胺优先与其它酸性气体反应因而对RSH的溶解或反应脱除减小。通过在常规醇胺溶剂中添加一定的催化剂来改进醇胺吸收剂对羰基硫COS、硫醇RSH的脱除能力，达到提高有机硫脱除效率的目的。如陶氏DOW开发了一种助剂MRA，添加到醇胺溶液中可大大增加硫醇RSH的脱除能力。

发明内容

本发明是一种脱除气流中酸性物质的含有环状基团催化剂的有机胺吸收液，通过在传统的有机胺溶剂中添加一种或几种含有环状基团的催化剂，在达到脱除气流中二氧化碳和硫化氢的同时，对气流中的有机硫同样具有很好的脱除效果，在同等条件下，本发明的吸收液有机硫脱除率可以达到90%以上，传统有机胺吸收液的有机硫脱除率一般只有50%左右。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种脱除气流中酸性物质的有机胺吸收液，脱除的酸性物质包括二氧化碳、硫化氢、羰基硫和硫醇等，其特征在于其组成包括一种含有环状基团的催化剂A和有机胺等化合物B，其中含有环状基团的催化剂A的浓度范围为5~30%（wt），有机胺B的浓度为5~50%（wt），其余为水。

所述含有环状基团的催化剂A是一种含氮五元环基团或含氮六元环基团的化合物。

所述含有环状基团的催化剂A在吸收溶剂中的最佳浓度范围为10~20%（wt）。

所述含有环状基团催化剂A是1-甲基-2-乙基咪唑、4,5-二羟基咪唑或者N-乙酰基咪唑中的一种或几种。

所述含有环状基团催化剂A是2-甲基吡啶、2-甲基-5-乙基吡啶或者N-甲基吡咯烷酮一种或几种。

所述有机胺吸收液中的化合物B为仲胺、叔胺或者二者的混合物。

有机胺吸收液中的化合物B为二乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、二异丙醇胺、三乙醇胺中的一种或几种。

本发明的有益效果