[发明专利]从酸性气流中除去COS的溶剂

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的溶剂及其使用方法。 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。

本发明采用一种水溶液吸收剂与气流逆流接触而除去COS，吸收剂含15-56％(重量 比)的复合胺和3-12％(重量比)的活化剂，复合胺由甲基二乙醇胺(MDEA)和二异丙 醇胺(DIPA)组成，活化剂由乙二醇(EG)或丙三醇(GL)组成。

一般地复合胺浓度为20～56％(重量比，下同)，但最好为30～50％，其中，MDEA： DIPA为2-3∶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0.01％～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。

本领域任何公知的设备都可以用于吸收、再生和其它的步骤。