[發明專利]含有硼酸胺鹽的選擇性脫硫溶劑

有效

• 申請號: 201310439544.3
• 申請日: 2013-09-25
• 公開（公告）號: CN104437000B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 毛松柏;朱道平;余勇;宋麗;陳園園
• 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CO₂的氣體混合物中選擇性脫除H₂S的含有硼酸胺鹽的吸收劑及其使用方法。

背景技術

烷醇胺水溶液一直是從天然氣、煉廠氣、合成氣等工業氣流中脫除H₂S的主要方法。幾十年來，胺法工藝不斷發展，取得了長足進步，形成了多種可供選擇的胺法脫硫溶劑，如一乙醇胺、二乙醇胺、二乙丙醇胺以及甲基二乙醇胺（MDEA）等。其中，以甲基二乙醇胺及各種改良甲基二乙醇胺最為普遍，如：US4，537，753提出以MDEA溶液脫除天然氣中CO₂及H₂S；US4，397，660提出以MDEA—環丁砜溶液處理工藝氣流；DE3，411，532提出以含有MDEA—MEA及甘醇（甘醇醚）的溶液脫除氣體中CO₂及H₂S。

從酸性氣體中有選擇性地脫除H₂S，保留一部分CO₂的選擇性脫硫，具有以下優勢：

（1）選擇性脫除H₂S，可以減少吸收劑的循環量，從而降低設備尺寸，減少投資以及動力消耗；同時，因脫除的CO₂量少，可以相應地降低再生能耗。

（2）選擇性脫除H₂S，可以降低再生酸氣中CO₂的濃度，這會使CLAUS硫回收裝置的操作容易得多，因為CO₂的濃度太高會引起火焰的不穩定。

（3）有利于凈化某些工藝所產生的廢氣。如CLAUS裝置的尾氣中CO₂/H₂S較高，且H₂S的分壓較低，而各國對硫化物的排放規定日趨嚴格，對這類氣體的處理，必須使用選擇性高的脫硫技術。

提高脫硫的選擇性的主要手段之一是采用新型的高選擇性溶劑如：

US4，405，585提出用空間位阻胺溶液來實現選擇性脫除H₂S；

US4，895，670提出用空間位阻胺和空間位阻氨基酸的混合液來選擇性脫除H₂S；

WO93/10883提出用空間位阻胺來富集貧氣中的H₂S以滿足Claus裝置的要求；

CN200680029581.5提出用受阻胺的金屬磺酸鹽、金屬膦酸鹽、金屬磷酸鹽、金屬硫酸鹽、金屬氨基磺酸鹽、金屬氨基磷酸酯或金屬羧酸鹽來選擇性脫除H₂S。

發明內容

本發明的目的是提出一種含有硼酸胺鹽的選擇性脫硫溶劑及其應用。

本發明是這樣來實現的：采用一種水溶液吸收劑與氣流密切接觸而從含有酸性氣體的氣流中有選擇性地脫除H₂S。該吸收劑含有含重量百分比30-45%的甲基二乙醇胺（MDEA）和重量百分比5-15%的硼酸胺鹽。

所述的硼酸胺鹽由哌嗪、甲基哌嗪、乙基哌嗪、羥乙基哌嗪、二乙烯三胺或三乙烯四胺與硼酸反應得到。

所述硼酸胺鹽是是硼酸哌嗪鹽、硼酸甲基哌嗪鹽、硼酸乙基哌嗪鹽、硼酸羥乙基哌嗪鹽、硼酸二乙烯三胺鹽或硼酸三乙烯四胺鹽。

任何同時包含H₂S和CO₂的氣體都可以按照本發明進行處理。氣源對本發明來說不是關鍵的，包括例如天然氣、合成氣和各種煉廠氣。

氣流中的H₂S和CO₂通過與本發明的吸收劑密切接觸而被除去。同時使已使用過的吸收劑再生，除去全部或部分所吸收的H₂S和CO₂，然后再循環到吸收步驟。

本發明的吸收劑可以包括各種常用于氣體脫硫脫碳工藝的添加劑，如，消泡劑、抗氧化劑、腐蝕抑制劑等，典型地，這些添加劑的濃度范圍為0.01%～5%（wt），這些添加劑的使用是本技術領域人員所公知的。

本領域任何公知的提高選擇性脫除H₂S的工藝及設備都適用于本發明的吸收劑，這些工藝或設備的使用可以更進一步提高脫除H₂S的選擇性。典型地，所述的工藝包括：分段吸收、多級冷卻等，所述的設備包括超重力機、動力波洗滌器等。

本發明吸收劑可以通過加熱和汽提的方式進行再生。具體再生方式是本技術領域人員所公知的。

本發明的優點是：與常規脫硫溶劑相比，其對H₂S的選擇性較高。

具體實施方式