[发明专利]一种天然气及石油化工气体净化的脱硫剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于天然气、液化石油气、炼厂气、煤层气、合成气及其他含硫废气脱硫净化的脱硫剂，是一种聚合胺脱H₂S溶剂，属于天然气及石油化工气体净化领域。

背景技术

通常天然气、液化石油气以及炼厂气等工业气体中含有一定量H₂S组分，为保证清洁、安全生产，满足后续产品加工要求，必须将H₂S除去。目前气体脱H₂S主要是溶剂吸收法，其中N-甲基二乙醇胺（MDEA）复配溶剂应用最广，技术也最成熟。MDEA通过与H₂S形成稳定酸碱络合物实现原料气脱硫，然而纯MDEA溶液吸收H₂S速率较低，需加入活化剂（如哌嗪）来促进反应进行。国内申请专利CN101264413A、CN1887406A、CN101844035、CN101322900A以及CN1421264A，国际申请专利WO00/66249和WO99/51326 等，分别公布了几种典型MDEA复配脱硫溶剂。这些溶剂主要组分都是MDEA，其余为活性剂或助溶剂，包括仲胺（如哌嗪、二乙醇胺）、空间位阻胺或环丁砜等。有时还要加入缓蚀剂（如硫脲、硫醇类化合物）、抗氧剂（如对苯二酚、2,6-二叔丁基苯酚、对羟基苯甲醚或二乙基羟胺等）和增强剂（如硼酸、磷酸、亚磷酸、聚醚磷酸、丁酸、戊酸或油酸等）等，一般用二甲基硅油作为消泡剂。上述药品混合，然后搅拌均匀即成脱硫剂溶液。

除MDEA系列复配溶剂，关于多胺系列溶剂的报道也比较常见。CN1091332A公布一种多胺复配脱硫溶剂，其中多胺由两种仲胺（N-甲基一乙醇胺、二乙醇胺、哌嗪中的两种）组成。US7264786公布一种脱硫剂，组成如下：（1）1，3，5-三硝基六氢-1，3，5-三嗪衍生物；（2）吗啉或哌嗪衍生物；（3）氧化胺；（4）蒽醌醇类衍生物；（5）脂肪族或芳香族多胺系化合物。其中（3）氧化胺主要是含氨基、仲胺基和叔氨基的胺类物质衍生物，（4）蒽醌醇类衍生物主要包括单烷醇胺、二烷醇胺或三烷醇胺等，而（5）多胺种类主要包括乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺已经更高碳数胺如十三烯十四胺等。US006024866A公布一种烷撑多胺和甲醛复配脱硫剂，多胺简式H₂NRNH(RNH)_xH，其中R代表C₂-C₂₀烷撑基，x为0-15，种类有乙二胺、丙二胺、二乙烯三胺、三亚乙基四胺以及更高碳数胺如十二乙烯十三胺等。US00606334A公布一种脱硫剂，组成为以下物质中的一种或几种：胺类物质、甲酰胺、甲醛、三嗪、顺丁烯二酰亚胺、烷基烃氧类氮基化合物以及卡明过氧化物等，该脱硫剂作用过程中直接将H₂S变为比较温和的产物，如硫单质或硫络合物，避免多级操作如碱洗，流程简单。

US20040074813A1公布一种甲醛脱硫剂，剂料比取2:1-4:1，可保证脱硫率>95%。US6960330B1公布一种络合铁脱硫剂，主要成分为甲基甘氨酸二乙酸铁盐（Fe-MGDA）和一种氧化物。目前具体反应机理尚未明确，可以肯定的是氧化确实发挥了部分作用。

发明内容

本发明的目的在于：为了使脱硫剂效果更好、用量少、再生能耗低、脱硫效率高，且经济、环保，可循环使用，特提供一种天然气及石油化工气体净化的脱硫剂。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种天然气及石油化工气体净化的脱硫剂，由“聚合胺+水或乙二醇”复配而成，或“聚合胺+环丁砜+水或乙二醇”复配而成；聚合胺用乙烯胺合成，是乙烯胺类均聚物，平均分子量约670；针对高含H₂S、不含有机硫或有机硫含量较少的原料气，脱硫剂由聚合胺、水或乙二醇组成，其中聚合胺质量百分比为5-25%，水或乙二醇为75-95%；针对原料气有机硫含量较多的情况，脱硫剂采用聚合胺、环丁砜、水复配溶液，聚合胺质量百分比为0-15%，环丁砜30-40%，其余为水；所有脱硫剂配方溶剂中，质量均以克或千克为单位，聚合胺浓度依据原料气硫含量的大小而定。该脱硫剂可以在常压下处理浓度300-23000mg/m³原料气，脱硫率>99%，原料气空速120-160h^-1，温度范围25-45℃，溶剂再生温度100-120℃。