[发明专利]从气态混合物中脱除酸性气体的方法

说明书

本发明涉及用吸收法从气体混合物中脱除酸性气体，例如H₂S和/或CO₂的方法。

脱除H₂S和CO₂在工业上是非常引人注目的问题，到目前为止还没有找到一种通用的既经济又有效的解决方法，它的可能的应用是多方面的，一种主要的但并非独有的应用是处理天然气。CO₂在天然气中是一种不活泼组份，它在天然气中滞留可基本上达到由所需要的热值和Wobbe指数所确定的限度。超始进料中CO₂含量可达百分之几十（体积），处理后的气体中CO₂含量为1%-3%。

H₂S的脱除必须非常彻底，以确保气体完全不含对使用者有毒性和腐蚀性的组份，起始进料所含的H₂S可达到百分之几（体积），处理后的气体所含H₂S量不多于1-3ppm。采用吸收法的（物理的或化学的）从混合气体中脱除酸性气体，例如CO₂和H₂S是众所周知的。为了简洁地描述，这种先有技术中的方法可根据所用溶剂的种类来分类，具体地说，它们是：

a）不同类型的有机化合物如醇类、酰胺类、内酰胺类、聚乙二醇类、聚醚类等。当酸性气体分压高时，尤其要用这些种类的溶剂。

b）伯胺或仲胺的水溶液如MEA或DEA。当酸性气体分压低并必须满足非常严格的要求时尤其要使用这类溶剂。

c）有可能被如胺类、硼酸酯类，氨基酸类等物质活化的碱式碳酸盐水溶液。这种类型的溶剂通常用来去除大量分压高的酸性气体，如果活化剂也同时存在，可获得特别有益的结果。

用吸收法分离酸性气体的工业方法，在本质上由两种数值来显示其特征，即脱除每单位的酸性气体的投资费用和运转费用。

投资费用基本上与吸收塔和再生塔（包括重沸器和冷凝器）的大小成比例，因此，也与所用的溶剂通过量成比例。

运转费用主要与用来再生溶剂所需的热量成正比，溶剂通过量愈大，它就愈高，这是因为泵入溶剂所消耗的能量愈多。

a）类溶剂的特征是每单位被脱除的酸性气体消耗的运转费用低，但它的另一特征是投资费用高，尤其是当酸量不大而使得分压低时更是如此。

b）类溶剂的特征是运转费用高，因为在吸收阶段当有CO₂存在时，它们导致形成氨基甲酸酯，所以再生塔中进行的逆反应吸收大量的热，因而成本高。

c）类溶剂的特征是运转费低于b）类，这是因为它们导致生成碳酸氢盐，因此需要一个吸收热量少的分解反应，因而成本小于生成氨基甲酸酯的b）类溶剂。然而c）类溶剂需要相对高的投资费用。因为它们必须采用较低浓度从而防止腐蚀现象（或者必须使用高质量或合金钢来替换，这也会导致投资费用相当大幅度提高）。可以看出采用b）类溶剂也能够出现后一种问题。因此仅使用15-25%（重量）的MEA和DEA溶液，以防止由于高浓度的氨基甲酸酯造成的严重腐蚀，因而结果就会导致更高的投资费用。

现在我们发现这项已知工艺流程的缺点，可通过使用适当浓度的二甲基乙醇胺的水溶液作溶剂来克服。

根据本发明的从含有酸性气体的气体混合物中脱除酸性气体，例如H₂S和（或）CO₂的方法，该方法主要包括用溶剂吸收酸性气体和用汽提法再生用过的溶剂，其特征在于所用的溶剂包括二甲乙醇胺（DMEA）含水混合物，DMEA浓度在30-70%（重量）之间，在40-55%（重量）之间较好。

这种化合物导致生成碳酸氢盐（或亚硫酸氢盐，如果有H₂S存在的话），并且可以使用高浓度的水溶液而不存在腐蚀或输送问题，甚至对相对低分压的CO₂也如此。应该注意到碳酸氢盐的再生是一个耗资不大的工序。

本发明的方法可以纯化进料中酸性气体含量为1%-90%（体积）的气体混合物。但它特别适用于酸性气体含量为3%-60%（体积）的气体混合物。

通过此方法从吸收塔中得到的塔顶馏出物流中CO₂含量为0.5-5%（体积）之间。

下面用非限制性的实施例并参照附图来描述实施本发明方法的方案。

将欲处理的气体通过管1输入到吸收塔2，而吸收剂溶液通过管3输入。处理过的气体通过管4抽出。用过的溶液从塔底5排出，在6中减压在7中预热后再输入到再生塔8。