[发明专利]降低烃流中硫含量的系统和方法

说明书

公开内容领域

本公开内容涉及降低含烃流中硫含量的系统和方法。

背景技术

硫化合物，包括硫化羰(COS)和二硫化碳(CS₂)通常发现于由包含二氧化碳和硫化氢(H₂S)的气体来源衍生得到的料流中。该硫化合物可能由CO₂和H₂S在精炼工艺中生成。而且，该硫化合物可能自然存在于由包含大量CO₂和H₂S的储罐产生的气流中。

在这种烃流的各种应用中，该硫化合物的存在可能具有明显不利的影响。例如，如果该含烃流用作重整器的进料以生成含氢流，则该硫化合物可能毒害重整催化剂。虽然可以洗涤该含烃流以脱除CO₂和H₂S，但洗涤工艺不会脱除所有硫化合物，特别是COS和CS₂。

数种已知的方法可以用来脱除含烃流中的COS。例如，可以通过在例如Rectisol工艺的工艺中用物理溶剂洗涤或用例如二甘醇胺(DGA)的化学溶剂洗涤来脱除COS。或者，可以通过例如在压力摆动吸附(PSA)单元中吸收到固体吸附剂上来脱除COS。其它COS脱除方法还包括在例如CoMoly的碱性金属催化剂上用氢气氢化和在各种专用催化剂，例如SudChemie出售的G-41P和C53-2-01以及Synetix出售的Puraspec 2312上用水水解。所有这些已知方法都是从含烃流中脱除COS的昂贵替代方案。

还已知其它脱除含烃流中COS的方法。例如，美国专利申请2002/0159939公开了脱除气流中添味剂和硫化合物的系统。该系统可以包括将所述气流接触COS水解催化剂以转化为H₂S，随后将该气体与脱除H₂S的材料接触的步骤。二氧化钛、氧化锆、氧化钍、氧化镧、氧化铝、二氧化铈、氧化钼、氧化钒、氧化锰、氧化钴、氧化铁和氧化镍公开作为水解COS的催化剂。沸石公开作为脱除H₂S的合适材料。美国专利4,735,788公开了通过水解减少含水蒸汽气流中COS和二硫化碳化合物的方法。该催化剂可以是二氧化钛。

PCT申请WO 2004/033367公开了脱除氢气发生器原料中的硫化羰和二硫化碳化合物的各种方法。这些方法一般包括其中硫化合物转化为H₂S的水解步骤。这些方法还可以包括使用用于脱除硫化合物和硫化氢的两个固体吸附剂床。合适的水解催化剂被确认包括氧化铝、氧化锆和二氧化钛。用于脱除H₂S的合适吸附剂是氧化锌和氧化铁。

PCT申请WO 03/011436公开了脱除料流中COS的方法。将所述料流通过包含COS水解催化剂和硫化氢吸附剂的固定床。该申请确定活化氧化铝是合适的水解催化剂。合适的H₂S吸附剂被确定为铜和/或锌的氧化物、氢氧化物、碳酸盐或羟基碳酸盐。

公开内容简述

本公开内容涉及从含烃流中脱除至少一种硫化合物的系统和方法。该系统和方法包括至少一个反应容器，该容器中包含适于将第一硫化合物，例如COS或CS₂水解为第二硫化合物H₂S的水解催化剂。示例性适用的水解催化剂是活化氧化铝、二氧化钛、钛白及其混合物。反应容器还包含用于吸收第二硫化合物的吸附剂，选自氧化锌、氧化铜、氢氧化物、碳酸盐、羟基碳酸盐及其混合物。将该含烃流依次导到反应容器内水解催化剂和吸附剂的各独立层，或导到包含水解催化剂和吸附剂的混合物的至少一层。

将第一硫化合物水解为第二硫化合物，并吸收第二硫化合物之后，即得到硫含量降低的含烃流。在一种实施方案中，本文所述的系统和方法用来制备基本不含硫的烃流。对于本公开内容，“基本不含硫”的料流表示所包含的硫总共低于0.1ppm的料流。在某些实施方案中，本文所述的系统和方法可以包括一个以上包含如上所述的水解催化剂和吸附剂的容器。一般而言，这种实施的容器数量越多，硫化合物的脱除越完全。

上述的水解催化剂和吸附剂都相对价格低廉。因此，该水解催化剂和吸附剂达到使用寿命后，可以当作废料扔弃。该系统和方法还使得能够在不像常规系统中典型用到的那样需要单独的水解反应器下从含烃流中脱除硫化合物。

根据本文所述的系统和方法得到的硫含量降低的含烃流适合各种用途，包括用作氢气装置的原料、动力发生装置的工艺气流，或用于硫含量降低的含烃流的其它用途。

附图简述

图1是本文所述包括具有水解催化剂和吸附剂各独立层的单个容器的系统和方法实施方案的示意性表示。