深度脱除工业混合气中酸性气体的装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于气体分离与净化技术领域，涉及一种深度脱除焦炉煤气、合成气、天然 气、煤田伴生气等工业混合气中的C02、H2S等酸性气体的装置及方法。
【背景技术】
[0002] 焦炉煤气、合成气、天然气、煤田伴生气等工业混合气体中均含有一定量的CO2、H 2S 等酸性气体。工业混合气体中酸性气体的存在不仅对设备、管线造成严重腐蚀，会引起下游 工序中催化剂中毒，而且也会对环境带来不良影响。因此，深度脱除工业混合气体中的C0 2、 H2S等酸性气体是上述气体或作为燃料、或者进一步反应合成其它化工产品的必要工序。
[0003] 工业混合气中的酸性组分的脱除方法包括物理法和化学法，物理方法中应用最广 泛的是低温甲醇洗涤法，化学方法应用较多的是醇胺溶液吸收法。
[0004] 低温甲醇洗涤方法的原理是利用甲醇溶液在加压、低温条件下对混合气中的CO2 和H2S有较大的溶解度的物理特性，除去其中的CO2和H2S，从而达到净化混合气中的酸性成 分的目的。低温甲醇洗涤操作温度低于〇°C，操作压力在2. 4-8. OMPa。经过低温甲醇洗涤 后，混合气中的硫含量低于IX 10' CO2含量低于lOppm。工业上典型的低温甲醇洗涤工艺 流程是7塔16段流程。低温甲醇洗涤法的优点是脱除CO 2和H2S彻底，劣势在于设备和操 作成本较高。目前，在处理量较大的合成气净化领域应用广泛。
[0005] 醇胺溶液吸收法利用溶解在水中的工业气中的酸性气体与醇胺发生可逆反应的 化学特性，一定温度和压力条件下，溶解在水中的酸性气体与醇胺溶液发生化学反应，吸收 了工业气中的酸性气体；改变温度和压力条件，酸性气体与醇胺溶液发生逆反应，酸性气体 解吸，达到分离、净化酸性气体的目的，同时，醇胺溶液再生、循环利用。依据吸收剂的不同， 醇胺溶液吸收法有MEA法和各种MEA改良法，及MDEA法和各种MDEA改良法等。与低温甲 醇洗涤法相比较，醇胺溶液吸收法能耗低、工艺简单、设备腐蚀小，设备费用和操作成本都 低很多。经过醇胺溶液吸收法净化后的气体中的H 2S含量低于I X ΚΓ6,但CO2含量一般在 (50-400) X KT6之间，对于要求较为严格的工业气体，醇胺溶液吸收后CO2含量依然不符合 要求。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种脱除工业混合气中酸性气体的装置及方法。本发明提 供的方法工艺简单、成本较低、能耗较少，且脱除酸性气体较为彻底。
[0007] 为达上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0008] -种脱除工业混合气中酸性气体的装置，包括填料吸收塔1和填料解析塔2,其特 征在于，还包括填料喷淋塔3。
[0009] 作为优选技术方案，本发明所述的装置，填料吸收塔1的塔顶连接于填料喷淋塔3 的塔底，填料解析塔2的塔底连接于填料吸收塔1的塔顶。
[0010] 优选地，填料喷淋塔内装规整填料，由上部喷入液体，气体由顶部出塔，废液由塔 底部出塔。
[0011] 本发明提供的装置只需要3级塔即可完成，装置相对于低温甲醇洗涤法大大简 化，极大地节约了成本(达数倍以上)，并且达到了较为彻底的脱除酸性气体的效果。
[0012] 本发明的目的之一还在于提供一种利用本发明所述的装置脱除工业混合气中酸 性气体的方法，是两步吸收酸性气体单元，包括如下步骤：
[0013] (a)工业混合气首先在填料吸收塔1中与弱碱性溶液吸收剂逆流接触；这一步骤 可吸收其中几乎全部的H 2S和大部分的CO2 ;
[0014] (b)从填料吸收塔1出来的气体进入填料喷淋塔3中与强碱性溶液吸收剂逆流接 触。这一步骤可吸收经步骤（a)处理后的工业混合气中剩余的CO 2，从填料喷淋塔3出来的 气体即是深度脱除C02、H2S等酸性气体的净化气。
[0015] 作为优选技术方案，本发明所述的方法，还包括一步吸收剂再生单元步骤：
[0016] (C)从填料吸收塔1流出的、富含大量酸性气体的弱碱性溶液吸收剂在填料解析 塔2中，在减压、升温条件下再生，再生后的弱碱性溶液吸收剂进入填料吸收塔1循环利用， 可降低成本。其中，不同的弱碱性吸收剂对应不同的压力、温度条件，本领域技术人员可根 据实际需要进行调节。
[0017] 作为优选技术方案，本发明所述的方法，步骤（a)所述的弱碱性溶液吸收剂可再 生。
[0018] 优选地，步骤（a)所述的弱碱性溶液吸收剂为一种醇胺或多种醇胺与活化剂、消 泡剂的混合物的水溶液，所述一种醇胺或多种醇胺的体积浓度优选为30-70%，例如为33%、 38%、42%、47%、50%、55%、61%、66%、69% 等，进一步优选为 35-60%。
[0019] 作为优选技术方案，本发明所述的方法，步骤（b)所述的强碱性溶液吸收剂为 NaOH和/或KOH的水溶液，质量浓度优选为不大于10%，例如为1%、3%、5%、6%、8%、9. 5%等， 进一步优选为不大于5%。
[0020] 作为优选技术方案，本发明所述的方法，从填料吸收塔1流出的弱碱性溶液吸收 剂进入填料解析塔2,在减压、升温条件下解吸出酸性气体，解析出的酸性气体进行硫回收， 可以完全氧化制取硫酸，也可以选择性氧化制取硫磺，再生的弱碱性吸收剂贫液回流填料 吸收塔1循环利用。
[0021] 作为优选技术方案，本发明所述的方法，所述的工业混合气为焦炉煤气、合成气、 天然气或煤田伴生气。
[0022] 作为优选技术方案，本发明所述的方法，所述的酸性气体包含CO2和H2S。
[0023] 与低温甲醇洗涤法相比较，本发明所述的深度脱除工业混合气中的C02、H 2S等酸 性气体的方法工艺简单、成本较低，能耗较少；与醇胺溶液吸收法相比较，该方法脱除酸性 气体较为彻底。
【附图说明】
[0024] 图1深度脱除工业混合气中酸性气体的工艺流程图，其中1为填料吸收塔，al为 填料吸收塔1的气相进口处，bl为填料吸收塔1的液相进口处，cl为填料吸收塔