[发明专利]同时吸收多种酸性气体的反应系统、吸收液及方法

说明书

本发明提供一种同时吸收多种酸性气体的反应系统、吸收液及方法，通过在吸收液中添加MDEA(N‑甲基二乙醇胺)和DETA(二乙烯三胺)两种吸收液，采用有机溶剂和无机溶剂混合的方式，MDEA主要用于吸收含硫气体，对含碳气体吸收效率较低，DETA吸收含碳气体速率快速，结合超重力旋转填充床，降低吸收剂的粘度增加而来带的负面效果，相比于填料塔，使气液传质系数提高1‑3个数量级。同时，添加少量哌嗪和无机溶剂可以使得DETA与MDEA产生协同作用，进一步加快含碳气体的吸收速度，缩小了含碳气体与含硫气体的吸收速度差距，从而能够实现含硫气体和含碳气体的同时吸收，对于某些含硫气体和含碳气体的含量差距较小的混合气源，不需要额外增加两道吸收工艺，优化了混合气源的吸收工艺步骤，节约了工艺成本和人力物力。

技术领域

本发明涉及气体吸收技术领域，更具体的，涉及同时吸收多种酸性气体的反应系统、吸收液及方法。

背景技术

随着社会的发展和经济的快速增长，所带来的污染问题日益严重，对污染气体的吸收越来越重要。一般所说的污染气体主要为酸性气体，酸性气体包括含硫气体和含碳气体，其主要以排放尾气以及混合在能源气体的形式存在，例如克劳斯工艺产生的尾气。天然气中混杂的酸性气体，均包括有硫化氢(H₂S)和二氧化碳(CO₂)等，以天然气中混合H₂S和CO₂为例，H₂S会腐蚀管路和设备，CO₂会降低产品热值，影响产品性能，因此需要去除排放尾气以及能源气体中的酸性气体，以减少对设备和环境的损害。

目前常用的酸性气体吸收方法主要是化学法，由于吸收难度不同，化学法吸收含硫气体和含碳气体的速率差异过大，H₂S极易被吸收液吸收，但是CO₂吸收速率较慢，两者吸收速度差距过大，对于包括一定浓度含硫气体和含碳气体的混合气而言，含硫气体和含碳气体无法被同时去除，目前的处理工艺大多是利用多级吸收或者多次吸收的方式去除该混合气，导致酸性气体的去除工艺复杂，成本较高，并且吸收液浪费严重，同时增加了吸收液回收工艺的负担，对环境的污染更加严重。

发明内容

为了解决目前含硫气体和含碳气体无法同时被高效吸收、吸收体系再生能耗高和设备占地大的技术问题中的至少一个，本发明提供一种同时吸收多种酸性气体的反应系统，包括：储液罐，其中配置有吸收液，所述吸收液包括N-甲基二乙醇胺、二乙烯三胺、有机溶剂以及无机溶剂，所述无机溶剂的体积分数低于所述有机溶剂的体积分数；

反应器，所述反应器包括液体出口、与所述储液罐连通的液体进口、供多种酸性气体流通的气体进口和气体出口；其中，所述多种酸性气体包括含碳气体以及含硫气体。在某些具体实施方式中，所述有机溶剂包括乙二醇，所述无机溶剂包括水；和/或，所述含碳气体包括二氧化碳，所述含硫气体包括硫化氢。

在某些具体实施方式中，所述无机溶剂的体积分数与所述有机溶剂的体积分数之比小于5％。

在某些具体实施方式中，所述反应系统还包括：吸收液补充罐，与储液罐连通；和/或，所述吸收液还包括：哌嗪。

在某些具体实施方式中，所述反应器包括：壳体，所述壳体的底面中央设置转轴，所述转轴上连接有电机；以及

设于所述壳体内的旋转单元，所述旋转单元包括：旋转腔室、设于旋转腔室内并围绕所述旋转腔室周向设置的环形填料、以及插入所述旋转腔室中央间隙处的液体分布器；所述液体分布器与液体进口连通设置，所述填料用于剪切通过所述液体分布器喷射出的所述吸收液，并形成微纳尺度的液体微元。

本发明还提供一种同时吸收多种酸性气体的方法，包括：

通过一循环液体进料管路向一反应器内泵入吸收液，所述吸收液包括N-甲基二乙醇胺、二乙烯三胺、有机溶剂以及无机溶剂，所述无机溶剂的体积分数低于所述有机溶剂的体积分数；