[发明专利]一种产多种纯度硫化氢的酸性气净化工艺和装置

说明书

本发明提供了一种产多种纯度硫化氢的酸性气净化工艺和装置，由于不同H₂S下游产品工艺的开发，且各硫化学品对H₂S气体纯度要求不同，本发明利用H₂S和CO₂在溶剂中溶解性的差异，采用吸收‑分步解吸的方式，得到不同纯度H₂S气体。该工艺可以根据下游硫回收装置需求，设置不同数量的解吸塔，得到多种纯度H₂S气体，还可通过调节各解吸塔压力来调控各H₂S气体纯度。本发明所提供的工艺具有操作简单灵活、成本低、适应市场能力强等特点。

技术领域

本发明涉及石油化工、煤化工和天然气工业等生产过程中产生酸性气的脱硫净化装置，具体涉及一种产多种纯度硫化氢的酸性气净化工艺和装置。

背景技术

含硫酸性气主要来自于天然气开采、油田伴生气、煤化工、石油化工行业，其杂质主要有H₂S和CO₂等，会使钢制管道、设备、燃具发生腐蚀，缩短其使用寿命，同时工艺气中的硫能使催化剂中毒，破坏工艺过程的正常进行，因此需要进行脱除已达到各气体排放标准。目前国内外处理H₂S气体的方法可分为两大类：干法脱硫和湿法脱硫。干法脱硫主要为吸附法，湿法脱硫主要为吸收法，吸收过程因其处理量大，净化效果好等优点而受到广泛应用，其中吸收分为物理吸收和化学吸收，常见的物理溶剂有环丁砜、甲醇等，化学溶剂主要为醇胺类溶剂——一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、甲基二乙醇胺(MDEA)、二异丙醇胺(DIPA)等。各溶剂因其对H₂S和CO₂的吸收效果不同，其应用场景也所有不同。

目前的酸性气净化装置采用吸收-解吸的方法(见图1)，含硫酸性气首先进入吸收塔底部，与解吸后的贫溶剂进行多级逆流接触，塔顶为脱硫后的净化气，经净化气分离器分出夹带液滴后送出，塔底为富溶剂，首先经闪蒸罐减压闪蒸出烃类，然后经贫富溶剂换热器加热后进入解吸塔，解吸塔顶得到H₂S气体去硫回收装置，解吸塔底贫溶剂依次经过贫富溶剂换热器、加压、水冷后返回吸收塔顶。解吸得到的H₂S气体其纯度往往较低，下游硫回收装置单一，一般为硫磺装置，产品附加值低，但随着原油等化石燃料中的硫含量增加，以及生产高附加值硫化学品工艺(如硫氢化钠工艺、硫脲工艺等)的不断开发，如何更好的提供和利用H₂S资源是未来酸性气净化装置的发展方向。

专利CN 1088472A提供了一种从混合气体中脱除二氧化碳的方法，采用两段吸收和两段解吸的流程，通过采出贫溶剂和半贫溶剂的方式来降低解吸塔能耗。

专利CN 103446849A提供了一种从酸性气中分离高纯度H₂S的技术，酸性气首先进入第一吸收塔和第一再生塔，再生得到的气体进入第二吸收塔和第二再生塔，最终得到高纯度H₂S气体，其本质为两套吸收-解吸系统的耦合，通过多次吸收解吸操作来得到高纯度的H₂S气体。

专利CN 101054167A提供了一种高纯度H₂S的分离工艺，采用NHD溶剂进行吸收，得到的富溶剂经过多级闪蒸，各闪蒸气返回吸收塔，最终闪蒸后的液相进入解吸塔，得到高纯度H₂S气体，其本质依旧是通过循环再生气，多次吸收的方式提高H₂S气体纯度。

专利CN 108392948A提供了一种硫化氢的提纯工艺和装置，通过多级变压吸附的方式，将上游装置如酸性气净化装置得到的粗硫化氢气体，提纯至高纯度硫化氢气体。

专利US 2008127831A1提供了一种吸收CO₂气体后进行多级解吸的技术，该技术主要考虑到下游CO₂回收装置操作压力较高，采用一步解吸的方式，CO₂气体压力较低，导致该气体去下游装置的压缩功耗增加，因而通过配置多级不同压力的解吸塔，达到压缩功耗和解吸塔能耗的综合最优。