[發(fā)明專利]深度脫除二氧化碳的吸收劑

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710058601.8
• 申請日: 2007-08-06
• 公開（公告）號: CN101362974A
• 公開（公告）日: 2009-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾樹兵;陳文峰;郭洲;劉培林;陳賡良
• 申請（專利權(quán)）人: 中國海洋石油總公司;海洋石油工程股份有限公司
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10;C10K1/14;B01D53/14;C01B31/20
• 代理公司: 天津三元專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 胡婉明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及脫碳劑，尤其涉及一種應(yīng)用于天然氣凈化的深度脫除二氧化碳的吸收劑。

背景技術(shù)

作為清潔能源，天然氣正在得到越來越廣泛的應(yīng)用。為了便于運(yùn)輸，天然氣常常需要液化，以減小體積。天然氣液化過程中需要深冷至約-162℃，才能由氣態(tài)轉(zhuǎn)變成液態(tài)。為了避免在低溫液化過程中出現(xiàn)結(jié)冰堵塞設(shè)備和管線，天然氣在液化之前必須進(jìn)行凈化，脫除天然氣中的酸性氣體(如H₂S，CO₂等)和水。因?yàn)樘烊粴庖夯臏囟确浅５停瑸榉乐笴O₂在低溫下形成干冰堵塞設(shè)備和管道，需要進(jìn)行深度脫碳，使CO₂含量低于50ppmv。

目前常用醇胺法進(jìn)行脫碳，該工藝方法從20世紀(jì)30年代問世以來，經(jīng)多年的實(shí)踐，不斷改進(jìn)發(fā)展，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于天然氣、煉廠氣等的凈化。

醇胺類化合物的分子結(jié)構(gòu)中至少包含有1個(gè)羥基和1個(gè)胺基。前者的作用是降低化合物的蒸汽壓，并增加其水溶性；而后者則為水溶液提供必要的堿度，促進(jìn)對酸性氣體組分的吸收。醇胺溶液與天然氣、煉廠氣中的CO₂反應(yīng)形成氨基甲酸鹽和碳酸鹽化合物，從而使氣體得到凈化。

醇胺法脫碳工藝中常用于脫碳的醇胺包括：一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、二異丙醇胺(DIPA)、二甘醇胺和甲基二乙醇胺(MDEA)。

國內(nèi)已投產(chǎn)的幾個(gè)天然氣液化廠大多采用MEA法進(jìn)行深度脫碳。MEA法具有化學(xué)反應(yīng)活性好，反應(yīng)快的特點(diǎn)；但在凈化過程中MEA和原料氣中的CO₂會發(fā)生副反應(yīng)而生成難以再生的噁唑烷酮等降解產(chǎn)物，導(dǎo)致部分溶劑喪失能力；與羰基硫(COS)、二硫化碳(CS₂)的反應(yīng)則是不可逆的，因而會造成溶劑損失和降解產(chǎn)物在溶液中積累。同時(shí)，MEA的再生溫度較高，不僅能耗高，還易導(dǎo)致再生系統(tǒng)腐蝕嚴(yán)重，在高酸氣負(fù)荷下則更甚。

由于存在易發(fā)泡、易降解變質(zhì)、能耗高、對設(shè)備和管線的腐蝕嚴(yán)重等缺點(diǎn)，MEA法正逐漸被MDEA混合醇胺法代替。

MDEA是叔醇胺，分子中不存在活潑H原子，因而化學(xué)穩(wěn)定性好，溶劑不易降解變質(zhì)；且溶液的發(fā)泡傾向和腐蝕性也均低于MEA和DEA；具有能耗低、不易降解等優(yōu)點(diǎn)。由于其堿性較弱，因此該方法也存在反應(yīng)速度慢、氣體凈化度不高等缺點(diǎn)。實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，如果在甲基二乙醇胺(MDEA)中加入一定量的一乙醇胺(MEA)或二乙醇胺(DEA)組成混合醇胺溶劑，通過一乙醇胺(MEA)或二乙醇胺(DEA)能與CO₂發(fā)生快速反應(yīng)生成氨基甲酸鹽的特性來激活MDEA，從而能提高M(jìn)DEA與CO₂的反應(yīng)速率，滿足氣體凈化要求。目前混合胺法主要應(yīng)用于天然氣處理、化肥等行業(yè)的淺度脫碳，由于脫碳深度不同，淺度脫碳的溶劑配方有所不同。混合胺法用于天然氣深度脫碳在國內(nèi)只是剛開始研發(fā)。

MDEA混合醇胺法脫碳工藝，關(guān)鍵是合理確定吸收劑中MDEA與MEA或DEA的配比，才能滿足天然氣液化項(xiàng)目對氣體凈化度的要求，同時(shí)達(dá)到降低能耗和操作成本的功效，這是該行業(yè)需要不斷研究的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有產(chǎn)品存在的上述缺點(diǎn)，提供一種深度脫除二氧化碳的吸收劑，用于天然氣的深度脫除二氧化碳工藝中，凈化氣中二氧化碳含量可降低至50ppmv；且可降低再生塔重沸器的能耗，以及降低吸收劑的降解變質(zhì)程度；還可以減輕對脫碳系統(tǒng)設(shè)備和管線的腐蝕，同時(shí)能夠減少吸收劑的損耗量，操作費(fèi)用低，效果理想。

本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明深度脫除二氧化碳的吸收劑，包括水和醇胺；其特征在于，所述醇胺為兩種以上醇胺的混合液，其中一種為甲基二乙醇胺(MDEA)；混合醇胺溶液的重量百分比濃度為45％至50％；混合醇胺溶液中甲基二乙醇胺(MDEA)的重量百分比濃度為30％至40％。

前述的深度脫除二氧化碳的吸收劑，其特征在于，所述醇胺混合液為甲基二乙醇胺(MDEA)與一乙醇胺(MEA)或二乙醇胺(DEA)的混合液。

前述的深度脫除二氧化碳的吸收劑，其特征在于，所述水為去離子水。

本發(fā)明深度脫除二氧化碳的吸收劑的制備方法，其特征在于，兩種以上醇胺與去離子水在常溫常壓下按一定質(zhì)量比混合后，攪拌均勻后形成混合胺溶劑。

本發(fā)明深度脫除二氧化碳的吸收劑在凈化天然氣中的應(yīng)用。