[发明专利]气体脱硫工艺

说明书

本发明涉及一种气体脱硫工艺。在本发明的工艺中，采用一种物理活性溶剂把硫化合物，特别是H₂S和COS，从含有CO₂的气体中洗涤吸收出来，上述吸饱了硫化物的溶剂被连续再生。

西德专利1，296，133和相应的英国专利1，164，407以及西德专利1，544，080和相应的美国专利3，453，835所公开的气体脱硫工艺，所采用的物理活性溶剂有甲醇、二甲苯、N-甲基吡咯烷酮和丙酮化学活性洗涤溶液。这些物理活性溶剂与化学活性洗涤溶液不同，它们的溶解能力近似地取决于被溶解吸收物质的分压和被洗涤气体的温度。气体物质的溶解度随着温度的降低和分压的增高而增加。由于这种原因，可以用已知的升高温度和/或降低压力的措施来使硫化合物饱和溶剂再生。

在已知工艺中，因为这些溶剂对硫化合物没有选择活性而同时也能溶解其他化合物，特别是溶解在气体中的CO₂。这种溶剂中的CO₂含量会妨碍选择脱硫作用，所以在已知的工艺中，所需的溶剂量较多。

本发的目的是采用这种工艺对两种含有不同的CO₂量的气体进行脱硫，而在处理过程中所需再生溶剂的再生率降到最低。此外，使随着硫化合物一起被共吸收的CO₂的量也减到最小值。上述此种工艺是通过这样的过程来实现的：在第一洗气段中，送入一种溶剂，此溶剂能基本上完全溶解硫化合物和部份地溶解含在气体中的CO₂至少一部份上述饱和溶剂从第一洗气段中流出而送入第二洗气段中。第二洗气段供入第二种气体，此第二种气体中含有的CO₂量比第一种气体中含有的量低，第二种气体在第二洗气段中部份地被脱硫，此种被部份脱硫后的气体从第二洗气段中流出而送入第三洗气段中，用基本上无硫化合物的溶剂进行处理。如果只有部份饱和溶剂从第一洗气段流出而送入第二洗气段，则余下的饱和溶剂就直接送入再生装置。

因为第二种气体中含有的CO₂量相对说来较低，从而影响第二洗气段溶剂中CO₂的一定的解吸作用。这样，溶剂的温度降低，溶剂吸收硫化合物的能力增加。由于这一结果，自第二洗气段流出的气体已被充分脱硫，而且此气体中含的CO₂量比送入气体中的CO₂量要多。总的饱和溶剂变得有利于溶存已吸收的硫化合物，其所含的CO₂量也较低。这一事实将大大地有助于饱和溶剂的连续再生，从而导至H₂S浓度的升高。

在下述情况下，另一优点是：第一种气体COS含量低而第二种气体COS的含量高。实际上几乎所有的COS都将在第二洗气段被吸收，这样采用相对较少量的溶剂就足以影响第三洗气段中的连续精细的脱硫作用。吸收剂的再生消耗将进一步减少。

在大多数情况下，第一种气体与第二种气体各自的二氧化碳含量不同，第一种气体所含二氧化碳量至少是第二种气体的1.5倍。举例来说，第一种气体所含二氧化碳量约占体积的20%-40%，第二种气体含二氧化碳量约占体积的2%-15%。第一种气体可以由某些气体，例如可置换的水煤气，组成，第二种气体可以由未被置换的水煤气组成。水煤气的主要成份是氢气和一氧化碳。一氧化碳可以完全或基本上完全被置换反应（CO+H₂O＝CO₂+H₂）除去，此置换反应同时也降低了COS含量。可置换的水煤气中COS的含量范围为2-30ppm，未被置换的水煤气中COS的含量约为50-100ppm。一般可这样说：第二种气体中的COS含量至少是第一种气体中COS含量的两倍。但这两种气体中的硫化氢含量约为体积的0.1-3%。

用于本发明工艺的溶剂为某些熟知的物理活性溶剂，特别是甲醇和N-甲基吡咯烷酮（NMP）。洗气段的温度范围是60℃到-80℃，压力范围为10巴到100巴左右。

从第三洗气段流出的饱和溶剂还可送入第二洗气段再予以利用，因为此饱和溶剂对于在第二洗气段要进行的部份脱硫作用还有足够的活性。如果自第三洗气段排出的已被脱硫的气体所含有的二氧化碳量会妨碍其对所说气体的进一步加工处理，那么后者（CO₂）还将进入第四洗气段处理，至少使其中一部份二氧化碳被吸收。所有的或部份的已饱和了的溶剂都可送入第三洗气段。同样，如果需要，第一洗气段排出的已被脱硫的第一种气体中所含的二氧化碳也可在第五洗气段中被除去。