[發明專利]一種胺液脫硫吸收劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201611052237.X
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN108097015B
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發明（設計）人: 張英;商劍峰;陳建兵;薄德臣;馬蕊英;高明;劉元直
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D53/48;C10L3/12
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本發明涉及一種胺液脫硫吸收劑及其制備方法和應用，所述脫硫吸收劑包括N?甲基二乙醇胺（MDEA）水溶液和改性金屬有機骨架材料。將改性金屬有機骨架材料與水混合均勻，在攪拌條件下添加N?甲基二乙醇胺，將配置好的脫硫吸收劑靜止放置20～60h，去除得到的懸濁液表面泡沫和底部沉淀物，得到脫硫吸收劑。本發明可以解決現有采用胺液MDEA選擇性脫硫工藝技術中存在的發泡問題，提供一種新型脫硫吸收劑及其制備方法和應用，在保證脫硫效率的同時有效降低胺液再生過程中的能耗。

技術領域

本發明涉及石化化工領域，特別是涉及一種新型脫硫吸收劑和脫硫工藝。

背景技術

天然氣和煉廠氣（兩者總稱石油氣）的主要成分為C1-C3氣態烴，其主要有兩種用途：一是做化工產品的原料氣，另一做燃料氣。石油氣中含有一定量的硫化物，主要為硫化氫(H₂S)和有機硫化物，如羰基硫（COS）、二硫化碳（CS₂）等，若含硫的石油氣未經脫硫處理直接作為原料氣使用時，不僅會對設備造成腐蝕，而且會使合成反應和聚合反應中的催化劑中毒，催化劑失活后，反應將無法進行。作為燃料氣燃燒時，石油氣中的硫化物會轉化為硫的氧化物（SOx）排放到大氣中，形成酸雨，污染大氣，破壞生態環境。所以，石油氣作為原料氣或者燃料氣使用前，必須經過脫硫凈化處理。

目前，石油氣的脫硫技術主要采用胺液吸收再生成套技術，煉廠使用的吸收劑主要為DEA、MEA、MDEA、DEPA等堿性水溶液。由于MDEA（甲基二乙醇胺）具有腐蝕性小，對同時具有硫化氫和二氧化碳氣體的體系有選擇性脫除硫化氫和不易降解變質的特點，國內外脫硫劑普遍采用MDEA進行脫硫。典型的MDEA脫硫工藝流程為原料氣從吸收塔塔底進入吸收塔，在填料層與從塔頂留下的溶液逆向接觸，氣相中的酸性氣體被吸收劑吸收，吸收后的尾氣從塔頂到分離器再排出。吸收酸性氣體后的富液由吸收塔底流出，在富液泵的驅動下從再生塔塔頂進入再生塔，貧液經水冷卻器后從吸收塔頂進入吸收塔。富液在再生塔中進行熱再生，釋放出酸性氣體，并從再生塔塔頂排出，經冷卻器冷卻后，酸性氣體排出系統。通常，MDEA脫硫液與含H₂S氣體的吸收脫硫過程在填料塔/板式塔中進行。

目前，MDEA選擇性脫硫工藝中所使用的貧吸收劑（簡稱貧液）濃度為20w%～35w%，其余組分為H₂O，通過吸收塔后的富吸收劑（簡稱富液）濃度將更低。由于胺液屬于易發泡體系，且隨著設備運行時間的增加，有機胺液中雜質含量逐漸累積，進一步改變了溶液的表面張力和彈性，使得天然氣脫硫塔和胺液再生塔內經常發生因突發性的嚴重發泡導致的液泛沖塔現象，而這一問題已經成為天然氣、煉廠瓦斯氣脫硫脫碳過程普遍存在的共性問題，其帶來的危害主要表現在以下幾個方面：①胺液損失加大，同時胺被帶入下游導致下游產品質量降低；②降低了酸性氣體的脫除效率，并且達不到產品出廠的合格指標，在生產中不得不降量處理；③整個吸收塔或再生塔的壓力快速上升，影響長周期安全操作；④攔液造成整個系統波動較大，并對其他并行裝置，如硫磺回收單元、SCOT單元、蒸汽系統等裝置平穩運行帶來較大危害。MDEA脫硫過程泡沫形成主要有以下幾方面因素：①脫硫塔均采用浮閥塔盤，浮閥塔盤屬于鼓泡傳質，這種氣液接觸狀態為泡沫的形成創造了有利條件；②由于吸收過程存在物理、化學變化，氣液接觸時間要求較高，板上液層厚，增加了泡沫停留時間；③胺液濃度，胺液本身屬于易發泡體系，濃度越高，越容易發泡；④液態烴類（壓縮機中的潤滑油伴隨在原料氣中、在胺溶液冷凝下來的烴類）導致胺液更容易發泡。

針對天然氣脫硫過程攔液發泡問題，目前生產中實際采取的措施包括以下幾個方面：①加強凈化力度和改善凈化手段，去除來自集氣系統的液態烴的夾帶和緩蝕劑進入氣體處理的水溶液，使胺溶液的發泡傾向和泡沫的穩定性降低；②向塔中加消泡劑，但在使用時要注意用量、注入位置、加入方法才能起到有效的消泡效果；③調整溢流堰的高度，通過調整氣液接觸時間來改變氣泡產生的數量；④通過控制生產工藝參數治理發泡引起的液泛。上述措施已經在生產中得到應用，并且對于緩解脫硫塔攔液發泡問題起到了一定的積極效果，但都不能從根本上解決攔液發泡問題。

發明內容