[发明专利]一种费托合成循环气脱除二氧化碳的溶剂和方法

说明书

技术领域：

本发明属气体净化技术领域，具体涉及一种从含有大量烃类以及少量含氧有机物的费脱合成循环气中脱除CO₂的方法。

背景技术：

用煤或者天然气为原料生产油品，通常采用费托合成工艺，在费托反应中，H₂和CO在还原态催化剂上还原解离过程产生水，水又与CO在特别是铁基催化剂表面进行变换反应，CO+H₂O→CO₂+H₂，生成大量CO₂，由于气体组成不同、催化剂不同、操作条件不同，变换反应的程度有不同；为了提高油品产率，反应后出塔的尾气需要循环使用，首先把出合成塔气体中的液体产品分离出来，再将尾气中的CO₂脱除，最后由循环压缩机送回合成塔。

由于从费托合成反应器出来分离了油品后的循环气当中，烃类的含量占15～30％，其中特别是采用铁基催化剂时，烯烃和碳4以上的重烷烃类占20～50％，还有少量的醛、酮、醇和酸等含氧有机物，因此，选择脱碳工艺也要有特殊的要求，主要有三个方面。

一是要比较不同工艺的“烃损失”，减少烃类损失，选择脱碳方法时就不能采用物理溶剂，必须选择化学反应脱碳方法。T.P.Shaw和P.W.Hughes在2001年5月《Hydrocarbon Processing》杂志对各种脱碳方法进行优缺点和适应性的比较后，以一个海上平台用产出CO₂含量5～10％的油田天然气生产NGL为例，其中“烃损失比较”碳酸钾脱碳工艺烃损失最低，为0.8％，(见表1)。在吸收塔底富液温度提高到108～118℃的情况下，烃损失会更少，因此，费托合成循环气脱除二氧化碳，适宜采用碳酸钾脱碳工艺。

表1.各种脱碳工艺的烃损失比较

    脱碳工艺    烃损失(％)    胺法    1.2    碳酸钾法    0.8    物理溶剂法    100    混合溶剂法    9.9    膜分离    烃损失无法接受

二是要考虑溶液的稳定性，由于甲醛能够迅速与活化热碳酸钾方法中有机胺活化剂，例如Benfield脱碳溶液中的活化剂二乙醇胺(DEA)反应生成烷基氨甲醇(HOCH₂CH₂)₂NCH₂OH，烷基氨甲醇在加热或碱性条件下，与二乙醇胺再缩合生成取代亚甲基胺(HOCH₂CH₂)₂NCH2N(CH₂CH₂OH)₂。这些副产物不仅消耗了活化剂，还使溶液变质，粘度增大、易发泡，而且腐蚀严重，影响脱碳能力。因此，针对费托合成循环气脱除二氧化碳采用“活化热碳酸钾法”必须选择稳定性好的活化剂。

三是要针对碳酸钾脱碳工艺再生热耗高的缺点，采用国内外开发出的各种新技术、新工艺以降低再生热耗。

发明内容：

本发明的目的是针对上面三点提出的一种费托合成循环气脱除二氧化碳的溶剂和方法，其特点是：