[其他]改进了的分离性气体的方法

说明书

本发明涉及的是从其它混合气体中分离酸性气体如二氧化碳和硫化氢，即气体混合物在一定压力下暴露在一溶剂中，酸性气体被选择性吸收。然后，酸性气体通过降低它们在与吸收溶剂相接触的气体中的分压和/或加热溶剂从它们的分离溶剂的溶液中解吸出来。更具体地说，本发明涉及的是一种用于这些分离的优良溶剂。它尤其适用于天然气，合成气和焦炉气中酸性气体的分离。

通常使用有机溶剂作为酸性气体物理吸收剂是现有技术所公知的在这些溶剂中，最成功的是聚乙二醇的低聚物醚。美国专利USP3,737,392(1973年6月5日，Ameen et al)和USP4,581,154(1986年4月8日，Kutsher和Valentine)描述了带有2-8个乙二醇残基的低聚物的二甲醚之用途。W.Woelfer在“物理溶剂吸收的有益的线索”《碳氢物处理》(1982年11月，193-197页)中阐明了同种低聚物的甲基异丙基醚的用途。日本专利公开昭49(1974)-98383公开了带2-10个乙二醇残基的低聚物醚的用途，其中一个醚化基团是叔丁基，另一个可为甲基到丁基。

美国专利USP2,139,375(1938年12月6日，Millar et al)公开了多元醇和多元醇低聚物的醚酯及醚酯混合物在脱除气体混合物中合硫酸性气体时的一般用途。在该专利中，作为一系列适用物质(第3页，左栏第9行到第4页，第30行)的一部分，特别提到了二甘醇的“二丙”醚(第3页，左栏，第60行)和一缩二丙二醇的“二丙”醚(第3页，左栏，第62行)的用途。但它并没有指出“二丙”醚比所列其它许多可能的溶剂的任何优点。事实上它指出“在分子中有相同氧原子基团的多元醇的醚、酯及醚酯混合物当中，那些分子中直接相连原子(没有氧原子与之相连)数最少的物质对酸性气体的吸收能力最大，该吸收能力随着直接相连的碳原子(没有氧原子与之相连)数增加而逐渐减小”。(第2页，右栏，笫66-75行)。这样，根据该指示，丙醚的吸收能力应比甲醚和乙醚小。

美国专利USP3,377,893(1975年4月15日，Sweny)指出用这里原则性描述的工艺消除污染物，其中包括二氧化碳，但该工艺中用“在每个烃基上有1-8个碳原子和3-8个亚乙基的聚乙二醇溶剂的二烃基醚”。(栏目10，66-68行)。据称聚乙二醇的二甲基醚是优选溶剂(栏目4，32-34行)，但该文献中没有指出使用二异丙醚的优点。

美国专利U.S.P4,044,100(1977年8月23日，MoELroy)指明了聚乙二醇的二烷基醚和二异丙醇胺混合物的用途。并且指出优选二甲基醚类(第3栏，第15-16行)。

本发明的目的是提供一条分离酸性气体的优良的分离方法，它使用以前未曾用过的溶剂，与以上提及的溶剂相比其对酸性气体的溶解能力更大，同时具有较低的粘度以适应在低于水的冰点温度下的实际操作，阻止经常出现的水与实际气体混合物的有害反应，并且使气体压力足够低以防止不经济的溶剂处理损失。

该溶剂最好用于(在其它诸方面)传统的分离工艺中，包括如下步骤：(a)在一定吸收压力下，使溶剂与含有至少一种酸性气体和至少一种其它气体的气体混合物接触；(b)从含有已溶解酸性气体的浓缩溶剂中分离出基本不含酸性气体的气相；(c)降低浓缩溶剂上方气压使之到低于吸收压力的解吸压力，从而酸性气体从溶剂相逸出到气相；(d)使解吸的酸性气体与溶剂分离；(e)使已解吸的溶剂循环，再从新的气体混合物中萃取酸性气体。或者，(但是一般由于大量溶剂加热或冷却能耗较大而不常用)，酸性气体可通过低温吸收高温解吸而分离。

本发明特别适用的特定工艺的例子是从合成气中除去二氧化碳。在一典型的这种工艺过程中，合成气与冷溶剂在一操作压力约27巴的CO₂吸收器中接触。CO₂被在吸收器中向下流动的溶剂从合成气中吸收。富集了CO₂的溶剂在吸收器底部流出，送到一低压(如5-10巴)闪蒸槽。这样便从浓缩溶剂中除去大部分氢、甲烷和惰性气体到溶剂上方的气体混合物中。移出闪蒸气体，随后可压缩和循环到另一吸收器或移作它用。经过第一次闪蒸后，溶剂仍含有大部分原来吸收的二氧化碳，再把溶剂送到压力约为1巴的第二个闪蒸槽中闪蒸。经第二次闪蒸后，进料CO₂的50-70％在闪蒸槽中被从溶剂中除去到气相空间，再把它们移出送到CO₂产品线。