专利名称:脱除气流中酸性组分的方法
本发明为一种脱除气流中酸性组份的方法。具体的说，本发明是采用物理溶剂为吸收剂来选择脱除酸性气流中的CO2、H2S以及多种有机硫化物的方法。本发明所指的气流可以是天然气、合成气以及加压城市煤气等等。
物理溶剂吸收剂可以在加压下，更为经济地脱除气流中的酸性组份。多种不同物理溶剂法已被开发出来，并均由发明者申请了专利。一些方法已按各自应用状况显示出不同程度令人满意的结果，如Rectisol法、Fluor法以及Selexol法等。这些方法中，有的需在低温下才能显示更大的效益，同时与之相匹配的工艺流程复杂，设备费用大、管理与操作技术难度较高，溶剂有毒性;有的则对H2S吸收选择性不好;有些所采用的溶剂价格昂贵，因而使其应用受到限制。
本发明的任务是给出一种溶剂易得、溶剂价格便宜、化学及热稳定性能好，蒸汽压低、无腐蚀、无毒，对酸性气体特别是H2S吸收容量大，净化度高，H2S可达0.1ppm，且工艺流程简单，耗能低的脱除酸性组份的方法。
在美国专利2926751-3中所采用的纯碳酸丙烯酯溶剂作吸收剂，称之Fluor法。近来将其应用在大型氨厂脱除CO2过程中，把节省的低位能热量作为氨吸收制冷，据称可使合成氨吨氨能耗降低10%左右。但Fluor法脱除H2S能力不大，在CO2存在下对H2S选择吸收能力差。不能满足较高浓度H2S的脱除要求。
本发明使用的溶剂是由三元醇如丙三醇2-85%;弱的多价无机酸如磷酸0.2-4%;N-甲基二乙醇胺0.5-8%，其余为碳酸丙烯酯，所组成的溶剂来脱除气流中的酸性组份。
本发明是在加压下，对气流中的酸性组份进行脱除的。其脱释过程基本遵循亨利定律，压力愈高，温度低，愈有利于酸性气体的吸收，反之则有利于酸性气体从溶剂中释出。
为了更清楚地描述本工艺方法，提供如下附图加以说明由管1来的大于8大气压的原料气进入脱硫塔2下部，与由塔顶喷淋的溶剂在常温下于填充层中逆流接触，将H2S从5-7克/标米3脱除至1-20毫克/标米3后由管3送入脱碳塔14下部。吸收了硫化物和少量CO2的溶剂，由脱硫塔底排出，经管4进入中间闪蒸器5减压闪蒸，将溶解在溶剂中大部分有用气体释放后经加压机6送至管1。闪蒸后的溶剂经换热器12与热的脱硫贫液换热后，再经加热器7加热至80-120℃进入汽提塔8顶部，与由汽提塔下部进入的经过加热器10加热至80-120℃的惰性气体，在填充层中逆流接触，使之溶解在溶剂中的酸性气体彻底释放出来，溶剂得以再生。释放出的酸性气体随着惰性气体一道由汽提塔顶排出，经冷凝分离器9回收溶剂后进入汽提塔中部，气体则被排放处理。汽提后的溶剂，经贫液泵11加压后依次进入换热器12及冷却器13打入脱硫塔2上部，使之溶剂循环使用。经预脱硫的气体进入脱碳塔14脱除CO2和精脱硫。当脱碳压力大于18大气压，采用常温并用空气汽提时CO2可脱至0.5%，H2S可达0.1PPm。从脱碳塔排出的气体即为产品气，通过管17输送。富液由脱碳塔底流入中间闪蒸器15减压闪蒸，闪蒸气由加压机16送入管3，闪蒸后的溶剂进入常压介吸器18，释放出大量的高浓度CO2，由管22排出，溶剂则通过U型管进入汽提塔19。若需更多的回收CO2，则可先经一真空介吸出CO2后，再将溶剂送入汽提塔上部用由管20来的空气在填充层中进行汽提，使溶剂得以彻底再生后由泵21打入脱碳塔14循环使用。
本方法亦可在不影响脱硫、脱碳效率下有效地脱除鲁奇炉煤气中的轻质油，并无需添加额外的油品分离和萃取装置，油与溶剂的分离只采用简单的倾泻即可;在处理气流中H2S含量≤3.0克/标米3，或H2S浓度较高，但不需要精脱，可无需加热汽提再生。
本发明对H2S脱除能力较之Fluor溶剂法约大50%以上，溶剂饱和蒸汽压比Fluor溶剂降低30-80%，本法特别适用于脱除气体中的H2S或同时脱除CO2场合，并能获得最佳的经济效果。
表1.是和Fluor溶剂对比情况表
下面进一步说明本发明的过程例表2为在上述组成范围内所配制的本方法溶剂的有关理化数据密度(克/毫升) 1.200粘度(厘泊) 4.86比热(卡/克·℃) 0.4表面张力(达因/厘米) 41.75饱和蒸汽压(毫米汞柱) 0.034CO2在溶剂中平衡溶解度(标米3/米3) 3.35H2S在溶剂中平衡溶度(标米3/米3) 40℃ 760毫米汞柱下 12.3表2中除注明的温度、压力外均为25℃，760毫米汞柱。
采用例中所组成的溶剂，利用一般一次脱除流程对合成氨变换气中H2S、CO2和天然气中硫化物脱除结果列如表3表3.
权利要求
1.本专利是一种脱除气流中酸性组份的工艺方法，其特征是使用的溶剂是由三元醇如丙三醇2-85%；弱的多价无机酸如磷酸0.2-4%；N-甲基二乙醇胺0.5-8%；其余为碳酸丙烯酯所组成的一种特殊的物理溶剂。
2.根据权项1中所采用的溶剂，本发明可以在常温下，吸收压力≥8大气压，脱硫液再生在80-120℃下以惰性气体汽提的方式，通过预脱硫，再脱碳的流程，可以将原料气中H2S从6-7克/标米3脱除至0.1-0.5ppm;采用一次脱硫流程，在20大气压，吸收气液比180-200时，可使原料气中H2S从6.4克/标米3脱除至1毫克/标米3，硫醇从150毫克/标米3脱除至1毫克/标米3以下。
3.本发明在预脱硫同时，可以脱除煤气中轻质油，采用简单的倾泻法即可将溶剂中的轻油部分分离，而溶解少量轻油的溶剂对脱硫性能毫无影响。
4.根据权项1所采用的溶剂相应的粘度、重度、比热、饱和蒸汽压、表面张力以及酸性气体在溶剂中平衡溶解度等数据。
专利摘要
本发明是一种脱除气流中酸性组分的方法。它可用于在加压下对诸如天然气、合成气、城市煤气中轻质油、硫化物以及二氧化碳的选择脱除，或同时脱除。本发明酸性组分的脱除是采用三元醇、碳酸丙烯酯以及弱的多价无机酸、N-甲基二乙醇胺所组成的高效物理吸收溶剂在相应的装置和工艺条件下实现的。本工艺较之其它净化方法具有流程简单、能耗小、日常运行费用低、溶剂易得、便宜、无腐蚀、无毒等特点。
文档编号C10K1/00GK85105457SQ85105457
公开日1987年1月21日 申请日期1985年7月15日
发明者韩兆保 申请人:南京化学工业公司研究院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan