[發明專利]一種選擇性脫除H2S及有機硫的吸收劑

無效

• 申請號: 201210073488.1
• 申請日: 2012-03-20
• 公開（公告）號: CN102580473A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 毛松柏;周志斌;朱道平
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;南化集團研究院
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

技術領域

本發明屬氣體分離技術領域，具體涉及一種從含有CO₂及H₂S和/或COS、CS₂、RSH等一種或多種有機硫的混合氣流中，一步法選擇性脫除H₂S或有機硫、或H₂S及有機硫的吸收劑。

背景技術

天然氣、油田伴生氣、煉廠氣、合成氣等工業氣流中，均含有一定量的H₂S、CO₂及有機硫（COS、CS₂、甲硫醇、乙硫醇、丙硫醇等硫醇（RSH））。H₂S和COS、CS₂、RSH等有機硫的存在不僅嚴重威脅著人身安全，而且引起設備和管路的腐蝕，還能使后續生產過程中的多種催化劑中毒，屬于必須消除或控制的污染物。在上述工業氣流中，CO₂通常與H₂S同時存在，雖然CO₂也屬于酸性物質，但其具有一定的化學惰性，除非后續工藝的需要一般不必除去。

對于脫除酸性較強的H₂S和CO₂，國內外都已開發了系列溶劑并形成了較為完備的工藝技術，以滿足各種復雜的氣質條件和不同凈化度的要求。目前，脫除H₂S和CO₂的工藝技術主要是基于醇胺溶劑（一乙醇胺、二乙醇胺、二乙丙醇胺及N-甲基二乙醇胺）的胺法，尤其是以N-甲基二乙醇胺（MDEA）及其配方型溶液為主導的工藝技術。MDEA具有一定的脫硫選擇性和再生能耗低、酸氣負荷大、設備腐蝕性弱等優點。因而，MDEA溶液被廣泛用于H₂S和/或CO₂的大量脫除、或CO₂/H₂S比例較高情況下需選擇性脫除H₂S的場合。

采用醇胺溶劑脫除H₂S和/或CO₂時，弱酸性的COS、CS₂、RSH等有機硫，視其含量高低及脫除溶液的具體組成也將獲得不同程度的脫除。大量的工業應用及研究結果表明，伯仲醇胺（一乙醇胺、二乙醇胺、二乙丙醇胺）與COS、CS₂、短鏈RSH能夠反應生成可逆變質產物或不可逆變質產物，從而對COS和CS₂表現出較高的脫除率，但是存在或再生能耗高、或胺損耗大、或設備腐蝕嚴重等缺陷。叔醇胺（如MDEA）堿性弱，不與COS、CS₂、RSH發生可逆或不可逆的變質反應，其中COS和CS₂可以通過部分水解方式脫除，RSH只能通過物理溶解少量脫除。另外，COS和CS₂與被醇胺水解時其反應速度比CO₂與醇胺的反應速度至少慢兩個數量級，只有在H₂S和CO₂脫除程度很低時，才能保證一定的脫除率。同時，目前所有使用的醇胺對RSH的脫除率都相對較低，并且酸氣負荷越高，RSH的脫除率也越低。因此，對于有機硫含量較高的氣流，工業上考慮到過程的相對經濟性，通常在使用醇胺溶劑部分或全部脫除H₂S和CO₂后，設置水解反應器通過水解脫除COS和CS₂，設置堿洗單元采用催化氧化法或設置分子篩單元吸附脫除RSH，或采用其他組合工藝脫除有機硫，最終都造成了流程長、設備多、投資大和單位產品消耗指標高。