專利名稱:脫除氣流中酸性組分的方法
本發(fā)明為一種脫除氣流中酸性組份的方法。具體的說，本發(fā)明是采用物理溶劑為吸收劑來選擇脫除酸性氣流中的CO2、H2S以及多種有機硫化物的方法。本發(fā)明所指的氣流可以是天然氣、合成氣以及加壓城市煤氣等等。
物理溶劑吸收劑可以在加壓下，更為經(jīng)濟地脫除氣流中的酸性組份。多種不同物理溶劑法已被開發(fā)出來，并均由發(fā)明者申請了專利。一些方法已按各自應用狀況顯示出不同程度令人滿意的結(jié)果，如Rectisol法、Fluor法以及Selexol法等。這些方法中，有的需在低溫下才能顯示更大的效益，同時與之相匹配的工藝流程復雜，設備費用大、管理與操作技術(shù)難度較高，溶劑有毒性;有的則對H2S吸收選擇性不好;有些所采用的溶劑價格昂貴，因而使其應用受到限制。
本發(fā)明的任務是給出一種溶劑易得、溶劑價格便宜、化學及熱穩(wěn)定性能好，蒸汽壓低、無腐蝕、無毒，對酸性氣體特別是H2S吸收容量大，凈化度高，H2S可達0.1ppm，且工藝流程簡單，耗能低的脫除酸性組份的方法。
在美國專利2926751-3中所采用的純碳酸丙烯酯溶劑作吸收劑，稱之Fluor法。近來將其應用在大型氨廠脫除CO2過程中，把節(jié)省的低位能熱量作為氨吸收制冷，據(jù)稱可使合成氨噸氨能耗降低10%左右。但Fluor法脫除H2S能力不大，在CO2存在下對H2S選擇吸收能力差。不能滿足較高濃度H2S的脫除要求。
本發(fā)明使用的溶劑是由三元醇如丙三醇2-85%;弱的多價無機酸如磷酸0.2-4%;N-甲基二乙醇胺0.5-8%，其余為碳酸丙烯酯，所組成的溶劑來脫除氣流中的酸性組份。
本發(fā)明是在加壓下，對氣流中的酸性組份進行脫除的。其脫釋過程基本遵循亨利定律，壓力愈高，溫度低，愈有利于酸性氣體的吸收，反之則有利于酸性氣體從溶劑中釋出。
為了更清楚地描述本工藝方法，提供如下附圖加以說明由管1來的大于8大氣壓的原料氣進入脫硫塔2下部，與由塔頂噴淋的溶劑在常溫下于填充層中逆流接觸，將H2S從5-7克/標米3脫除至1-20毫克/標米3后由管3送入脫碳塔14下部。吸收了硫化物和少量CO2的溶劑，由脫硫塔底排出，經(jīng)管4進入中間閃蒸器5減壓閃蒸，將溶解在溶劑中大部分有用氣體釋放后經(jīng)加壓機6送至管1。閃蒸后的溶劑經(jīng)換熱器12與熱的脫硫貧液換熱后，再經(jīng)加熱器7加熱至80-120℃進入汽提塔8頂部，與由汽提塔下部進入的經(jīng)過加熱器10加熱至80-120℃的惰性氣體，在填充層中逆流接觸，使之溶解在溶劑中的酸性氣體徹底釋放出來，溶劑得以再生。釋放出的酸性氣體隨著惰性氣體一道由汽提塔頂排出，經(jīng)冷凝分離器9回收溶劑后進入汽提塔中部，氣體則被排放處理。汽提后的溶劑，經(jīng)貧液泵11加壓后依次進入換熱器12及冷卻器13打入脫硫塔2上部，使之溶劑循環(huán)使用。經(jīng)預脫硫的氣體進入脫碳塔14脫除CO2和精脫硫。當脫碳壓力大于18大氣壓，采用常溫并用空氣汽提時CO2可脫至0.5%，H2S可達0.1PPm。從脫碳塔排出的氣體即為產(chǎn)品氣，通過管17輸送。富液由脫碳塔底流入中間閃蒸器15減壓閃蒸，閃蒸氣由加壓機16送入管3，閃蒸后的溶劑進入常壓介吸器18，釋放出大量的高濃度CO2，由管22排出，溶劑則通過U型管進入汽提塔19。若需更多的回收CO2，則可先經(jīng)一真空介吸出CO2后，再將溶劑送入汽提塔上部用由管20來的空氣在填充層中進行汽提，使溶劑得以徹底再生后由泵21打入脫碳塔14循環(huán)使用。
本方法亦可在不影響脫硫、脫碳效率下有效地脫除魯奇爐煤氣中的輕質(zhì)油，并無需添加額外的油品分離和萃取裝置，油與溶劑的分離只采用簡單的傾瀉即可;在處理氣流中H2S含量≤3.0克/標米3，或H2S濃度較高，但不需要精脫，可無需加熱汽提再生。
本發(fā)明對H2S脫除能力較之Fluor溶劑法約大50%以上，溶劑飽和蒸汽壓比Fluor溶劑降低30-80%，本法特別適用于脫除氣體中的H2S或同時脫除CO2場合，并能獲得最佳的經(jīng)濟效果。
表1.是和Fluor溶劑對比情況表
下面進一步說明本發(fā)明的過程例表2為在上述組成范圍內(nèi)所配制的本方法溶劑的有關(guān)理化數(shù)據(jù)密度(克/毫升) 1.200粘度(厘泊) 4.86比熱(卡/克·℃) 0.4表面張力(達因/厘米) 41.75飽和蒸汽壓(毫米汞柱) 0.034CO2在溶劑中平衡溶解度(標米3/米3) 3.35H2S在溶劑中平衡溶度(標米3/米3) 40℃ 760毫米汞柱下 12.3表2中除注明的溫度、壓力外均為25℃，760毫米汞柱。
采用例中所組成的溶劑，利用一般一次脫除流程對合成氨變換氣中H2S、CO2和天然氣中硫化物脫除結(jié)果列如表3表3.
權(quán)利要求
1.本專利是一種脫除氣流中酸性組份的工藝方法，其特征是使用的溶劑是由三元醇如丙三醇2-85%；弱的多價無機酸如磷酸0.2-4%；N-甲基二乙醇胺0.5-8%；其余為碳酸丙烯酯所組成的一種特殊的物理溶劑。
2.根據(jù)權(quán)項1中所采用的溶劑，本發(fā)明可以在常溫下，吸收壓力≥8大氣壓，脫硫液再生在80-120℃下以惰性氣體汽提的方式，通過預脫硫，再脫碳的流程，可以將原料氣中H2S從6-7克/標米3脫除至0.1-0.5ppm;采用一次脫硫流程，在20大氣壓，吸收氣液比180-200時，可使原料氣中H2S從6.4克/標米3脫除至1毫克/標米3，硫醇從150毫克/標米3脫除至1毫克/標米3以下。
3.本發(fā)明在預脫硫同時，可以脫除煤氣中輕質(zhì)油，采用簡單的傾瀉法即可將溶劑中的輕油部分分離，而溶解少量輕油的溶劑對脫硫性能毫無影響。
4.根據(jù)權(quán)項1所采用的溶劑相應的粘度、重度、比熱、飽和蒸汽壓、表面張力以及酸性氣體在溶劑中平衡溶解度等數(shù)據(jù)。
專利摘要
本發(fā)明是一種脫除氣流中酸性組分的方法。它可用于在加壓下對諸如天然氣、合成氣、城市煤氣中輕質(zhì)油、硫化物以及二氧化碳的選擇脫除，或同時脫除。本發(fā)明酸性組分的脫除是采用三元醇、碳酸丙烯酯以及弱的多價無機酸、N-甲基二乙醇胺所組成的高效物理吸收溶劑在相應的裝置和工藝條件下實現(xiàn)的。本工藝較之其它凈化方法具有流程簡單、能耗小、日常運行費用低、溶劑易得、便宜、無腐蝕、無毒等特點。
文檔編號C10K1/00GK85105457SQ85105457
公開日1987年1月21日 申請日期1985年7月15日
發(fā)明者韓兆保 申請人:南京化學工業(yè)公司研究院導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan