[发明专利]吸收剂和选择性脱除硫化氢的方法

说明书

本发明涉及一种用于从包含二氧化碳和硫化氢的流体料流中选择性脱除硫化氢的吸收剂，其包含a)10重量％至70重量％的至少一种在分子中具有至少一个醚基团和/或至少一个羟基的位阻仲胺；b)至少一种在分子中具有至少两个选自醚基团和羟基的官能团的非水溶剂；和c)任选助溶剂；其中所述吸收剂的羟基密度ρabs在8.5至35mol(OH)/kg的范围内。还描述了一种从包含二氧化碳和硫化氢的流体料流中选择性脱除硫化氢的方法，其中使所述流体料流与所述吸收剂接触。所述吸收剂具有良好的再生能力和高循环酸性气体容量。

本发明涉及吸收剂和从流体料流中选择性脱除硫化氢，尤其相对于二氧化碳选择性脱除硫化氢的方法。

由于各种原因，从流体料流如天然气、炼厂气或合成气中脱除酸性气体，例如CO2、H2S、SO2、CS2、HCN、COS或硫醇是重要的。必须直接在天然气来源通过合适的处理措施降低天然气中的硫化合物含量，因为硫化合物在天然气常夹带的水中形成具有腐蚀作用的酸。为了在管道中输送天然气或在天然气液化厂(LNG＝液化天然气)中进一步加工，因此必须遵循含硫杂质的给定限额。此外，许多硫化合物甚至在低浓度下也有恶臭和有毒。

除其它物质外尤其必须从天然气中除去二氧化碳，因为在用作管道气或销售气的情况下高CO2浓度降低该气体的热值。此外，CO2与常夹带在流体料流中的水分一起，会造成管道和阀中的腐蚀。相反，太低的CO2浓度同样不合意，因为该气体的热值因此太高。通常，管道气或销售气的CO2浓度在1.5体积％至3.5体积％之间。

通过用无机或有机碱的水溶液进行洗涤操作，除去酸性气体。在酸性气体溶解在吸收剂中时，与该碱形成离子。吸收介质可通过减压至较低压力和/或通过汽提再生，在这种情况下离子物类逆向反应以形成酸性气体和/或借助蒸汽汽提出。在再生过程后，该吸收剂可再使用。

非常基本除去所有酸性气体，尤其是CO2和H2S的方法被称作“全吸收”。相反，在特定情况下，可能希望相对于CO2优先吸收H2S，例如以获得为下游Claus装置热值优化的CO2/H2S比。在这种情况下，称作“选择性洗涤”。不利的CO2/H2S比会通过COS/CS2的形成和Claus催化剂的焦化或通过太低的热值损害Claus装置的性能和效率。

高位阻仲胺，如2-(2-叔丁基氨基乙氧基)乙醇，和叔胺，如甲基二乙醇胺(MDEA)表现出相对于CO2对H2S的动力学选择性。这些胺不直接与CO2反应；相反，CO2在缓慢反应中与该胺和与水反应以产生碳酸氢盐-相反，H2S在胺水溶液中立即反应。这些胺因此尤其适用于从包含CO2和H2S的气体混合物中选择性脱除H2S。

在具有低酸性气体分压的流体料流的情况下，例如在尾气中，或在酸性气体富集(AGE)(例如用于在Claus工艺之前富集H2S)的情况下，常使用硫化氢的选择性脱除。