專利名稱：使用動力波洗滌器選擇性脫除H₂S的方法
技術領域：
本發(fā)明屬氣體分離技術領域，具體涉及一種從含(X)2的氣體混合物中選擇性脫除 H2S的方法，特別是使用動力波洗滌器選擇性脫除的方法。
背景技術：
石油及其加工業(yè)的原料氣(如催化干氣、焦化干氣、裂化氣、液化氣等)、水煤氣、 合成氣、焦爐氣以及部分天然氣等工業(yè)氣體中均含有一定量的&S，是一種劇毒、無色的可燃氣體，它的存在不僅嚴重地威脅人身安全，而且會引起設備和管路的腐蝕，還能使許多生產過程中的催化劑中毒，屬于必須消除或控制的污染物。工業(yè)氣體中的通常與(X)2同時存在，二者雖然均具有酸性，但(X)2具有一定的化學惰性，除非后續(xù)工藝的需要一般不必除去。因此，H2S的脫除主要是從酸性氣體中有選擇性地脫除&S，保留一部分(X)2的選擇性脫硫，它具有以下優(yōu)勢[1]
(1)選擇性脫除H2S,可以減少吸收劑的循環(huán)量，從而降低設備尺寸，減少投資以及動力消耗；同時，因脫除的(X)2量少，可以相應地降低再生能耗；此外，由于減少了 CO2的吸收，還可以為企業(yè)增加一定量的收益，如，凈化天然氣含 2%的CO2對其熱值影響不大，但其產量可以因此而提高。(2)選擇性脫除H2S,可以降低再生酸氣中(X)2的濃度，這會使CLAUS硫回收裝置的操作容易得多，因為(X)2的濃度太高會引起火焰的不穩(wěn)定。(3)有利于凈化某些工藝所產生的廢氣。如CLAUS裝置的尾氣中CO2M2S較高，且 H2S的分壓較低，而各國對硫化物的排放規(guī)定日趨嚴格，對這類氣體的處理，必須使用選擇性高的脫硫技術。烷醇胺水溶液一直是從天然氣、煉廠氣、合成氣等工業(yè)氣流中脫除的主要方法。幾十年來，胺法工藝不斷發(fā)展，取得了長足進步，形成了多種可供選擇的胺法脫硫溶劑， 如一乙醇胺、二乙醇胺、二乙丙醇胺以及甲基二乙醇胺(MDEA)等。其中，以甲基二乙醇胺及各種改良甲基二乙醇胺最為普遍，如US4，537，753提出以MDEA溶液脫除天然氣中(X)2 及H2S ；US4, 397，660提出以MDEA—環(huán)丁砜溶液處理工藝氣流；DE3，411，532提出以含有 MDEA-MEA及甘醇(甘醇醚)的溶液脫除氣體中(X)2及&S。但隨著能源緊張的加劇和環(huán)保要求的日益嚴格，對選擇性脫硫的要求越來越高， 這些常規(guī)的脫硫劑已漸漸不能適應要求。為了提高脫硫的選擇性，通常有兩種手段一是采用新型的高選擇性溶劑，二是改進吸收設備或流程，前者如US4，405，585提出用空間位阻胺溶液來實現(xiàn)選擇性脫除H2S ； US4，892，674提出向非空間位阻胺溶液(如MDEA)中添加空間位阻胺鹽和(或)空間位阻氨基酸來提高溶液的選擇性；US4，895，670提出用空間位阻胺和空間位阻氨基酸的混合液來選擇性脫除H2S ；W093/10883提出用空間位阻胺來富集貧氣中的H2S以滿足Claus裝置的要求；以及本申請人的ZL 02148499. 6提出用空間位阻胺和MDEA的復配溶劑脫硫。后者如 US6884282和US2003/0213363等提出的吸收塔多級冷卻、進料方法。
動力波洗滌技術是濕法洗滌法中的一種，是通過液柱與氣流對沖而形成高速湍流的泡沫區(qū)來強化氣液傳熱、傳質過程，達到氣相高效凈化的效果。它具有以下突出優(yōu)點
(1)兩相的接觸面積大，凈化效率高。(2)設備投資少，造價低廉，安裝方便，且占地面積小，節(jié)約空間，較常規(guī)洗滌系統(tǒng)可節(jié)省大約30%投資。(3)配置靈活，適用范圍廣?，F(xiàn)有技術中，已有將動力波洗滌技術用于硫酸行業(yè)尾氣處理方面的報道，但沒有用于選擇性脫硫方面的報道。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提出一種將動力波洗滌技術應用于選擇性脫硫領域的方法，即使用動力波洗滌器選擇性脫除的方法。本發(fā)明的主要技術方案是從含(X)2的氣體混合物中選擇性脫除的方法，采用具有脫硫選擇性高的烷基醇胺胺水溶液作為吸收劑，其主要改進是在傳統(tǒng)吸收設備前增加了動力波洗滌器。所述動力波洗滌器可以為逆向噴射洗滌器、同向噴射洗滌器或泡沫塔洗滌器。所述脫硫選擇性高的烷基醇胺胺水溶液吸收劑，可以是甲基二乙醇胺(MDEA)、 二異丙醇胺(DIPA)以及各種空間位阻胺等，它們可以單獨使用，也可以復配使用，或者添加不同的活化劑等等，總之，本領域的技術人員可以根據(jù)被處理的物料特性靈活地采用不同配方的醇胺水溶液，其使用方法是本領域的技術人員所熟知的。任何同時包含大量的氣體都可以按照本發(fā)明進行處理。氣源對本發(fā)明來說不是關鍵的，包括例如天然氣、合成氣和各種煉廠氣。典型地，這些氣流中，同時包含大量 H2S和CO2,其中，H2S的含量大約在0. 01% 20% (mol)，C02的含量大約在5% 50% (mol)。氣流首先在動力波洗滌器中通過與醇胺水溶液接觸而除去其中的大部分和部分CO2，然后在吸收塔中與醇胺水溶液接觸以保證氣流中的達到處理要求。同時使已使用過的吸收劑再生，除去全部或部分所吸收的H2S和CO2，然后再循環(huán)到吸收步驟。吸收了酸氣的富液通過減壓實現(xiàn)再生，可以通過節(jié)流閥來實現(xiàn)。富液含有的能量可以通過透平來回收。除掉酸氣時可以采用閃蒸槽，也可以進行多次閃蒸。閃蒸后富液經過進一步再生后然后再循環(huán)到吸收步驟。本發(fā)明方法各單元可以使用本領域常規(guī)結構的裝置，具體裝置的結構和操作條件是本領域的技術人員所熟知的，可以根據(jù)原料氣的性質和脫硫的要求具體確定。本發(fā)明的方法采用一種脫硫選擇性高的烷基醇胺胺水溶液作吸收劑，在傳統(tǒng)吸收設備前增加了動力波洗滌器，從含有(X)2的氣流中選擇性脫除&S，比常規(guī)的方法具有較高的選擇性，同時降低了傳統(tǒng)吸收設備的尺寸。


圖1為本發(fā)明方法實施例選擇性脫硫的工藝流程示意圖。圖中100-動力波洗滌器，200-吸收塔，300-動力波循環(huán)泵，400-貧液冷卻器，
4500-貧液泵，600-溶液換熱器，700-再生塔，800-再生氣冷卻器，900-分離器，1000-回流泵，1200-再沸器；廣16-管線。
具體實施例方式以下通過實施例和附圖對本發(fā)明作進一步說明，但其并不限制本發(fā)明的保護范圍。實施例
本實施例方法如附圖1所示，原料氣經管線1從上部進入動力波洗滌器100內，與經管線2逆噴出的吸收劑在洗滌器內形成泡沫區(qū)。這個泡沫區(qū)是強湍流區(qū)域，在此區(qū)域氣液充分混合，吸收液接觸面高速更新。原料氣的沖力使吸收液四散飛濺，吸收液與原料氣達到動平衡處形成穩(wěn)定的泡沫層，使酸性氣體被吸收。原料氣與吸收液在動力波洗滌器100中相撞后，一起經過管線3到吸收塔200中， 氣體自下而上與塔上部下來的吸收液逆流接觸，氣體中的硫化物和部分(X)2被吸收，凈化氣
由塔頂經管線4引出，送往下一工序。吸收了酸氣的胺溶液(富液)，一部分經管線5由動力波循環(huán)泵300送往動力波洗滌器100中，另一部分經管線7，在溶液換熱器600中與貧液進行換熱，回收部分熱量后，由管線8進入再生塔700頂部，自上而下與塔底蒸汽煮沸器1100產生的氣提蒸汽逆流接觸， 解吸出其中的硫化物和ω2。從再生塔1100底部出來的再生較好的溶液(貧液)，經管線15進入溶液換熱器600 與富液換熱，再經管線16由溶液泵500加壓、經管線17進入貧液冷卻器400冷卻后，由管線6進入吸收塔上部循環(huán)使用。從再生塔頂部出來的再生氣經再生氣冷卻器冷卻，再經氣水分離器回收冷凝液后去后工序。從再生氣中分離的冷凝液由補液泵送回系統(tǒng)，以維持系統(tǒng)溶液濃度。采用上述實施例，對某油田伴生氣(0. 4MPa、溫度常溫、H2SO. 8%v CO2 6. 0%)進行脫硫，吸收塔為7塊塔板，以50%w的MDEA為吸收劑，凈化氣H2S < 20X IO"6,再生氣中H2S > 30%。
權利要求
1.一種使用動力波洗滌器選擇性脫除的方法，是從含(X)2的氣體混合物中選擇性脫除的方法，采用具有脫硫選擇性高的烷基醇胺胺水溶液作為吸收劑，其特征是在傳統(tǒng)吸收設備前增加了動力波洗滌器。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征是所述動力波洗滌器為逆向噴射洗滌器、同向噴射洗滌器或泡沫塔洗滌器。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所述的吸收劑為甲基二乙醇胺MDEA、二異丙醇胺DIPA或各種空間位阻胺。
全文摘要
本發(fā)明屬氣體分離技術領域，涉及使用動力波洗滌器選擇性脫除H2S的方法。從含CO2的氣體混合物中選擇性脫除H2S的方法，采用具有脫硫選擇性高的烷基醇胺胺水溶液作為吸收劑，在傳統(tǒng)吸收設備前增加了動力波洗滌器。任何同時包含大量H2S和CO2的氣體都可以按照本發(fā)明進行處理。本發(fā)明比常規(guī)的方法具有較高的選擇性，同時降低了傳統(tǒng)吸收設備的尺寸。
文檔編號B01D53/14GK102350174SQ20111019209
公開日2012年2月15日 申請日期2011年7月11日 優(yōu)先權日2011年7月11日
發(fā)明者朱道平, 毛松柏 申請人:中國石油化工集團公司, 南化集團研究院