[發(fā)明專利]增加從酸性氣體捕獲硫化氫的選擇性和容量的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680076907.3
• 申請(qǐng)日: 2016-12-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108472575B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: C.S.佩雷拉;M.西斯金;T.因格拉姆;G.沃爾伯格;M.厄恩斯特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 埃克森美孚研究工程公司;BASF公司
• 主分類號(hào): B01D53/14
• 分類號(hào): B01D53/14;C10L3/10
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 麥振聲;周李軍

公開(kāi)了從氣體混合物選擇性分離H₂S的方法，所述氣體混合物還包含CO₂。使氣體混合物流與吸收劑溶液接觸，所述吸收劑溶液包含一種或多種胺、烷醇胺、受阻烷醇胺、封端烷醇胺或其混合物。吸收劑溶液的H₂S/CO₂選擇性對(duì)于約0.2?約0.6的酸性氣體載量[mol(CO₂+H₂S)/mol(胺)]優(yōu)選地為大于約4.0，并且通過(guò)減少吸收劑溶液的pH實(shí)現(xiàn)。

背景

本發(fā)明涉及從天然氣和其它氣流除去酸性氣體的方法。特別地，其涉及增加使用水性胺吸收劑從天然氣流除去硫化氫的選擇性和容量的方法。

許多不同的技術(shù)可用于除去酸性氣體，例如二氧化碳、硫化氫、硫化羰。這些方法包括例如，化學(xué)吸收(胺/烷醇胺)、物理吸收(溶解性，例如，有機(jī)溶劑、離子液體)、低溫蒸餾(Ryan Holmes方法)和膜系統(tǒng)分離。在這些方法中，胺分離是高度開(kāi)發(fā)的技術(shù)，目前許多有競(jìng)爭(zhēng)力的方法使用各種胺/烷醇胺吸收劑，例如單乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、二異丙基胺(DIPA)、二甘醇胺(DGA)、2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)和哌嗪(PZ)。在這些吸收劑中，MEA、DEA和MDEA是最常使用的。在純化過(guò)程中使用胺的酸性氣體洗滌方法通常包括在吸收塔中使氣體混合物與胺的水性溶液逆流接觸。液體胺流然后在單獨(dú)的塔中通過(guò)吸收的氣體脫附而再生，其中再生的胺和脫附的氣體作為單獨(dú)的流離開(kāi)塔。可利用的各種氣體純化方法描述于例如，Gas Purification, 第五版, Kohl和Neilsen, Gulf Publishing Company, 1997, ISBN-13: 978-0-88415-220-0。

處理含有CO₂和H₂S二者的酸性氣體混合物以從混合物選擇性地除去H₂S，同時(shí)使CO₂的除去最小化，通常是需要或理想的。盡管除去CO₂可能是避免腐蝕問(wèn)題和提供給消費(fèi)者需要的熱值所需要的，但選擇性H₂S除去可能是需要或理想的。天然氣管道規(guī)格，例如設(shè)定了對(duì)H₂S水平比CO₂更嚴(yán)格的限制，因?yàn)镠₂S比CO₂更具毒性和腐蝕性：常見(jiàn)的運(yùn)輸天然氣管道規(guī)格通常限制H₂S含量至4 ppmv，而對(duì)CO₂更寬松限制為2 vol %。選擇性除去H₂S能夠使用更加經(jīng)濟(jì)的處理廠，且選擇性H₂S除去通常是在通往硫回收單元的進(jìn)料中富集H₂S水平所需要的。

用受阻胺吸收劑的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)允許H₂S與吸收劑的胺基團(tuán)更快速反應(yīng)以在水性溶液中形成硫氫化物鹽，但在其中達(dá)到吸收的硫化物物類與CO₂的平衡的延長(zhǎng)氣體-液體接觸的條件下，二氧化碳可從之前吸收的硫氫化物鹽置換出硫化氫，因?yàn)槎趸际窃谒匀芤褐斜攘蚧瘹渎晕⒏鼜?qiáng)的酸(與對(duì)于相應(yīng)的硫化氫電離的1x10^-7相比，對(duì)于形成H⁺和HCO₃^-的第一電離步驟的電離常數(shù)在25℃下大約為4x10^-7)，使得在接近平衡條件下，選擇性H₂S除去變得有問(wèn)題，帶來(lái)了在流出產(chǎn)物氣流中過(guò)量H₂S水平的風(fēng)險(xiǎn)。