[發明專利]一種能從含CO2的混合氣中選擇性脫除H2S的吸收劑

在審

• 申請號: 201410410897.5
• 申請日: 2014-08-20
• 公開（公告）號: CN105344205A
• 公開（公告）日: 2016-02-24
• 發明（設計）人: 毛松柏;朱道平;黃海峰
• 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

本發明屬于氣體分離技術領域，具體涉及到一種能從含CO₂的混合氣中選擇性脫除H₂S的吸收劑。

背景技術

天然氣、煉廠氣、合成氣等工業氣流中常同時含有H₂S和CO₂。

H₂S和CO₂存在會造成設備腐蝕、環境污染、催化劑中毒以及降低產品的質量，所以需要嚴格控制。工業上有時候需要通過選擇性的脫除H₂S來實現產品和工藝的最優化。如：

1選擇性脫除H₂S，可以富集貧氣中H₂S以滿足CLAUS硫回收裝置的要求，提高產品的質量。

2選擇性脫除H₂S，可以有效的凈化某些工藝產生的廢氣，使其達標排放。如CLAUS硫回收裝置尾氣中CO₂/H₂S較高，且H₂S分壓較低，對這類氣體的處理，必須使用選擇性高的脫硫技術。

3選擇性脫除H₂S，可以減少吸收劑的循環量，從而降低設備的尺寸，減少投資費用以及動力消耗；同時，因脫除的CO₂量少，也降低了再生能耗。

醇胺法脫硫一直是從天然氣、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，取得了長足的進步，形成了多種可供選擇的脫硫劑，如一乙醇胺、二乙醇胺、二異丙醇胺，位阻胺以及N-甲基二乙醇胺（MDEA）等。其中，MDEA溶劑因具有選擇性高、吸收能力強、再生能耗低、降解性和腐蝕性小等特點，使其成為H₂S脫除領域使用最多的溶劑。為進一步提高該溶劑對H₂S選擇性，開發了在MDEA中加入各種有機醇胺形成的復合胺溶劑，以及添加了各種活化劑（如哌嗪、嗎啉、環丁砜等）的MDEA復合溶劑，而在MDEA復合溶劑中添加酸組分來提高其對H₂S選擇性的還沒報導。

發明內容

本發明的目的是采用一種以復合胺水溶液，適量活化劑及酸組分組成的新型吸收劑，從含CO₂的混合氣中選擇性脫除H₂S。

本發明實現方案如下：它采用一種水溶液吸收劑與氣流逆流接觸而除去混合氣中的H₂S。水溶液吸收劑含質量分數為20~50%的復合胺和質量分數為5~10%的活化劑以及質量分數為0.5~3%的酸組分。

復合胺由MDEA和DIPA組成，合適的總胺濃度為20~50%（質量分數，下同），其中MDEA:DIPA為2~4:1。

活化劑由下列物質中的一種或幾種組成：1,5-二氮雜二環-十一烷-5-烯（DBU）、1,4-二氮雜二環[4,3,0]-5-九烯（DBN）、羥乙基哌嗪（HPZ）、2-氨基-2-甲基-1-丙醇（AMP），其濃度為5~10%，其中DBU或DBN與HPZ的質量比為1~3:1。

酸組分由下列物質中的一種或幾種組成：磷酸、硼酸、甲酸、檸檬酸。其濃度為0.5~3%。

本發明所使用的復合胺水溶液中，也可以包含如腐蝕抑制劑、消泡劑和類似組分的添加劑。

任何同時包含大量H₂S和CO₂的氣體都可以按照本發明的吸收劑進行處理。氣源對本發明來說不是關鍵，包括天然氣、合成氣和各種煉廠氣，典型地，這些氣流中包含大量的H₂S和CO₂，其中，H₂S的含量大約在0.1%~20%（mol），CO₂的含量大約在5%~50%(mol)。

采用本發明吸收劑選擇性地脫除H₂S所使用的裝置可于習慣性使用的相同，即使氣流中H₂S與本發明的吸收液接觸而被除去。

吸收過程可以一次到位，也可以連續多次進行。后者中可以使用多股的溶液從塔底至塔頂按溫度一次降低的順序進行氣液接觸。

吸收了酸氣的富液通過減壓實現再生，可以通過節流閥來實現。富液含有的能量可以通過透平來回收。

除掉酸氣是可以采用閃蒸槽，也可以進行多次閃蒸。閃蒸后富液經過進一步再生后再循環到吸收步驟。

本領域任何公知的設備都可以用于吸收、再生和其他步驟。

本發明的吸收劑具有很高的H₂S脫除選擇性。

附圖說明