[发明专利]从气流中除去酸性气体的方法

说明书

本发明涉及从气流尤其是天然气气流、合成气气流等中除去酸性气体的方法，其中来自气流的酸性气体被至少一种吸收剂吸收，其中作为吸收剂使用物理洗涤剂、化学洗涤剂和水的混合物。

由实践已知从气流中除去酸性气体的方法。现已证明可以在汽提塔中例如通过物理作用的吸收剂从天然气气流脱除酸性气体。以这种方式可以从气流中除去大部分酸性气体组分。然而该实践已知方法的缺陷是采用前述方法仅在不合比例的高成本下才可能实现所需的酸性气体组分的几乎完全除去。这尤其意味着在吸收塔或汽提塔中需要更高的洗涤流体循环和/或大填充高度。此外实践上使用包含物理吸收剂以及化学洗涤剂和水的洗涤剂的方法是已知的。

由DE 10 2005 050 385A1已知从气流中除去二氧化碳的方法。作为吸收剂使用由伯胺或仲胺水溶液、物理溶剂(例如乙酰基吗啉，N-甲酰基吗啉)和任选其它胺构成的混合物。吸收剂中吗啉的份额为直至25重量％。

已知方法的缺点(尤其是存在高酸性气体分压时)是由于吸收剂中的化学洗涤剂和水份额而必须降低物理吸收剂的份额，这使得物理作用的吸收剂的容量降低。另外的缺陷是吸收剂中水份额(尤其在高酸性气体分压的情况下)会引起实施该方法的设备中的腐蚀增加。

与此相比，本发明基于的技术问题为，提供能将酸性气体组分简单方便且毫无问题地从气流中除去并且可靠地避免上述腐蚀问题的方法。

为了解决该技术问题，本发明教导从气流中尤其是天然气气流、合成气气流或上文所述领域的类似气流除去酸性气体的方法，其特征在于所述吸收剂包含大于70重量％的物理洗涤剂和最高5重量％的水，还在于，作为物理洗涤剂使用吗啉衍生物，并且使用基于至少一种脂族胺化合物的化学洗涤剂。酸性气体或酸性气体组分在本发明上下文中尤其是指一氧化碳(CO)，二氧化碳(CO₂)，氢氰酸(HCN)，硫化氢(H₂S)，二硫化碳(CS₂)，氧硫化碳(COS)和硫醇。适宜地将含有酸性气体的气流引经吸收塔，在塔中液态吸收剂与上述气流对流。通过含酸性气体的气流与吸收剂的相反流动方向实现气体或气流与吸收剂的密切掺混，使得酸性气体组分被吸收剂吸收。吸收剂的再生适宜地在汽提塔中进行。

在本发明中，吸收剂主要包含至少一种物理洗涤剂。可能的是，物理洗涤剂由一种和优选两种吗啉衍生物组成。物理洗涤剂中还可以包含大量或占多数的吗啉衍生物。

根据本发明的方法，化学洗涤剂包含至少一种脂族胺化合物。通过物理洗涤剂和化学洗涤剂的组合，酸性气体尤其是H₂S的吸收成功达到ppm-范围。根据本发明的方法的优选实施方式，化学洗涤剂包含至少两种胺化合物。

建议吸收剂含有大于80重量％的物理洗涤剂。在本发明方法的优选实施方式中，吸收剂包含约85重量％至约98重量％和特别优选约95重量％的物理洗涤剂。

致力于获得较少的吸收剂水含量。吸收剂中优选包含小于3重量％的水。在本发明中，吸收剂具有约1重量％或甚至小于1重量％的水份额。

吸收剂可以包含0.1重量％至30重量％的脂族胺化合物，其中特别优选0.1重量％至25重量％的脂族胺化合物。根据优选的实施方式吸收剂包含直至10重量％的脂族胺化合物，尤其是直至5重量％的脂族胺化合物。

吸收剂中所含的物理洗涤剂、水和化学洗涤剂或脂族胺化合物的重量％-数据之和总是100重量％。

作为用于吸收剂中的物理洗涤剂尤其合适的是N-甲酰基吗啉(NFM)和/或N-乙酰基吗啉(NAM)。根据优选的实施方式，吸收剂主要由NFM与NAM的混合物组成。

在本发明中，胺化合物具有至少一种选自″甲基二乙醇胺(MDEA)，二乙醇胺(DEA)，聚乙二醇-取代的胺″的组分。建议胺带有一个和适宜地两个聚乙二醇-取代基。也可能的是所述胺带有三个聚-乙二醇-取代基。

本发明基于这样的认知，即用根据本发明的方法将酸性气体从气流中简单方便且可靠地除去。本发明的关键是性能稳定地进行达ppm范围的酸性气体的除去。结果表明，本发明的方法可用于具有不同酸性气体份额和酸性气体组分的许多气流。此外，用根据本发明的方法可以令人惊讶地将合成气体尤其是酸性转化的(sauerkonvertiertes)合成气体选择性脱硫，其相比纯物理溶剂实现选择性更高且成本更有利的脱硫。

此外，本发明基于这样的认知：相比由实践已知的方法，借助根据本发明的方法可以显著降低吸收塔或汽提塔的高度。此外根据本发明的方法，尤其是在酸性转化之后进行合成气体的选择性脱硫的情况下，可以实现出乎意料的少的溶剂循环量。结果显示，通过添加胺化合物有利地影响在根据本发明的吸收剂中物理吸收酸性气体或酸性气体组分的分压差。以这种方式尤其能够将难以除去的硫化合物可靠地从气流中吸收出来。应指出，较少的水含量确保可靠地避免实施根据本发明方法的设备中的腐蚀。