[发明专利]从酸性气流中除去COS的方法

说明书

技术领域：

本发明属气体净化技术领域，具体涉及从酸性气流中除去COS的方法。这种酸性气流包括天然气、合成气、炼厂气、液化石油气等。

背景技术：

工业气体中通常含有H₂S、CO₂和COS、各种硫醇、硫醚等有害杂质，在进一步利用前必须将它们脱除干净，到目前为止，应用于气脱硫脱碳的技术已不下上百种。最常见的是酸性气流与有机溶剂(或有机溶剂的水溶液)在气体净化装置中接触。在这些过程中已经有大量专利文献。总的说来，大致有两种不同的气体净化溶剂。

第一种是物理溶剂，靠的是物理吸收。典型的物理溶剂有环丁砜和它的衍生物、直链酰胺、NMP(N-甲基吡咯烷酮)、N-烷基吡咯烷酮、相关的吡咯烷酮、甲醇以及聚乙烯醇二烷基醚的混合物。

另一种是化学溶剂。基于化学反应，使酸性气生成易移去的化合物。举例来说，工业上最常用的化学溶剂是醇胺，因为生成的盐容易分解或者容易被蒸汽气提，胺因此可以循环使用。从气流中除去酸性成分比较好的胺有一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、二异丙醇胺(DIPA)、胺基乙氧基乙醇(AEE)、甲基二乙醇胺(MDEA)以及添加了各种活化剂的MDEA。

通常，上述溶剂对脱除H₂S和CO₂具有较高的效率，但对COS则存在许多困难。物理溶剂可以将COS完全除去，但是这个过程是不合适的，因为这些物理溶剂会吸收其他的直链烷烃，再生处理起来很昂贵。化学溶剂中，伯胺和仲胺与COS直接反应生成相对稳定的化合物而导致有效胺的损耗增加，同时也会造成设备的腐蚀，叔胺则仅靠物理溶解来脱除COS，其效果显然很差。

因此，有很多研究者对脱除COS提出了建议，包括：

采用COS水解催化剂将COS水解成H₂S和CO₂，然后再用醇胺溶液将H₂S和CO₂脱除；

使气流与MDEA和DIPA的混合溶剂接触，在这里50％～80％的COS被水解成H₂S和CO₂。剩下的含COS的气流通过碱性的胺液洗涤成Na₂S或Na₂CO₃。最后，余下的COS通过碱液除去。这个过程包括三段，每段都要再生，因此处理起来较昂贵；

使气流与添加了催化剂的醇胺溶剂接触，COS被水解成H₂S和CO₂后被吸收而脱除。但这种方法需要在CO₂脱除率很高的情况下才能部分脱除COS。

发明内容：

本发明采用一种复合胺水溶液作吸收剂，添加适量活化剂，可以从气流中完全除去H₂S，除去大部分的COS；并在CO₂除去率不高的情况下，除去大部分的COS，在一些过程中(如天然气净化)保留部分CO₂是需要的。

本发明是这样来实现的：它采用一种水溶液吸收剂与气流逆流接触而除去H₂S和COS，  吸收剂含重量比为15-55％6复合胺和重量比为5-12％的活化剂，复合胺由甲基二乙醇胺(MDEA)和二异丙醇胺(DIPA)组成，活化剂由二氮杂二环(DBU)和哌嗪或二氮杂二环(DBU)和吗啉组成。

复合胺的重量比最好为30～50％，其中，MDEA：DIPA为2-3∶1；

活化剂由二氮杂二环(DBU)和哌嗪(PZ)或二氮杂二环(DBU)与吗啉(MAL)组成，其中二氮杂二环与哌嗪或二氮杂二环(DBU)与吗啉的比例为1-3∶1。

本发明所使用的复合胺水溶液中，也可以包含如腐蚀抑制剂、消泡剂和类似组分的添加剂。典型地，这些添加剂的浓度范围为0％～5％(wt)，这些添加剂的使用是本技术领域人员所公知的。

采用本发明溶剂脱除COS所使用的装置可与习惯性使用的相同。即使气流中的H₂S、CO₂以及COS通过与本发明的混合胺水溶液接触而被除去。

吸收过程可以一次到位，也可以连续多次进行。后者中可以使用多股的溶液从塔底至塔顶按温度依次降低的顺序进行气液接触。

吸收了酸气的富液通过减压实现再生，可以通过节流阀来实现。富液含有的能量可以通过透平来回收。

除掉酸气时可以采用闪蒸槽，也可以进行多次闪蒸。闪蒸后富液经过进一步再生后然后再循环到吸收步骤。