一種復(fù)配液體脫硫劑及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種復(fù)配液體脫硫劑及其應(yīng)用，具體涉及一種含有位阻胺吸收劑的復(fù) 配液體脫硫劑，主要用于脫除天然氣、煤氣、沼氣、工業(yè)廢氣和煉廠氣等氣體中高濃度的有 機(jī)硫，屬于氣體凈化領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 天然氣、煤氣、沼氣、工業(yè)廢氣和煉廠氣中含有的硫化氫、C02和有機(jī)硫化物，一般 可統(tǒng)稱為酸性組分，其中的有機(jī)硫化物主要有羰基硫、二硫化碳、以及不同碳數(shù)的硫醇以及 硫醚等硫化物。存在于石油天然氣中的大量硫化物組分，不僅在開采、處理和儲(chǔ)運(yùn)過程中會(huì) 造成設(shè)備和管線腐蝕，而且用作燃料時(shí)會(huì)帶來(lái)環(huán)境污染、嚴(yán)重危害用戶健康;用作化工原料 時(shí)會(huì)導(dǎo)致下游催化劑中毒。由于有機(jī)硫化合物對(duì)環(huán)境保護(hù)、設(shè)備腐蝕、人體健康都有影響， 故各國(guó)對(duì)商品氣中有機(jī)硫的含量(或總硫)均作了嚴(yán)格的規(guī)定。因此，從天然氣和煉廠氣中 脫除有機(jī)硫歷來(lái)是凈化工藝中頗受關(guān)注的研究課題和難題。不管石油天然氣是作為民用還 是作為工業(yè)用途，在作為商品氣輸出之前必須有效脫除其中的酸性組分，以達(dá)到管道輸送 或商品氣的指標(biāo)要求。天然氣中酸性組分的脫除，其目的是按不同用途將石油天然氣中的 酸性組分脫除至要求的指標(biāo)。
[0003] 天然氣脫硫分脫除無(wú)機(jī)硫和有機(jī)硫，其中，有機(jī)硫脫除又分高濃度有機(jī)硫(Sorg 2 200mg/m3)和低濃度有機(jī)硫脫除之分(Sorg < 200mg/m3)。對(duì)于高濃度有機(jī)硫的直接脫除在 我國(guó)幾乎是研究空白，一方面是因?yàn)槲覈?guó)天然氣標(biāo)準(zhǔn)對(duì)有機(jī)硫的最低濃度要求不高，與國(guó) 外標(biāo)準(zhǔn)相差很大（國(guó)內(nèi)Sorg < 200mg/m3,國(guó)，外Sorg < 16mg/m3,），導(dǎo)致沒有研究的積極性， 其二是，國(guó)內(nèi)的分子篩脫除微量有機(jī)硫技術(shù)成熟，可通過分子篩二次脫硫?qū)⒂袡C(jī)硫脫除達(dá) 標(biāo)。為適應(yīng)新的國(guó)際和國(guó)內(nèi)天然氣凈化標(biāo)準(zhǔn)，研究一種高效天然氣脫硫劑，使其在脫除硫化 氫的同時(shí)，能同時(shí)脫除高濃度有機(jī)硫的溶劑就顯得尤為重要。雖然各類烷醇胺在吸收硫化 氫方面有著各自的優(yōu)點(diǎn)，如目前工業(yè)上主要使用的MEA、DEA等醇胺都存在腐蝕性強(qiáng)、易降解 變質(zhì)、易發(fā)泡、再生能耗高等問題，使用MDEA脫碳溶劑隨可克服上述伯胺和仲胺的缺點(diǎn)，但 MDEA的叔胺性質(zhì)導(dǎo)致其與有機(jī)硫的反應(yīng)速率慢，硫容也較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，而提供一種復(fù)配液體 脫硫劑，該脫硫劑具有較高的有機(jī)硫選吸和快吸能力，可將氣體中的有機(jī)硫脫除至16mg/m 3 以下。
[0005] 本發(fā)明還提供一種上述脫硫劑的應(yīng)用，主要用于脫除天然氣、煤氣、沼氣、工業(yè)廢 氣和煉廠氣等氣體中高濃度的有機(jī)硫，使之達(dá)到商品級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0007] 一種復(fù)配液體脫硫劑，包括以下重量百分比的原料:位阻胺吸收劑40-45%、活化 劑0.3-10%、消泡劑0.01-0.2%、pH緩蝕劑2-5%和余量的水，位阻胺吸收劑、活化劑、消泡 劑、pH緩蝕劑溶于水后，攪拌均勻即得所述的復(fù)配液體脫硫劑；
[0008] 上述技術(shù)方案中，所述的位阻胺吸收劑為甲基二乙醇胺(MDEA)、胺基乙氧基乙醇 (TBEE)、叔丁胺基乙醇（TBE)、叔丁胺基丙醇（TBP)、叔丁胺基異丙氧基乙醇（TBIPE)中的任 意一種，或兩種及以上以任意比例混合而成的混合物。
[0009] 上述技術(shù)方案中，所述的活化劑為Taft系數(shù)大于0.79的醇胺、雜環(huán)胺或環(huán)狀胺中 的任意一種，或兩種及以上以任意比例混合而成的混合物，優(yōu)選為哌嗪、氨乙基哌嗪、N-羥 乙基哌嗪、乙二醇單乙醚、乙二醇二甲醚中的任意一種，或兩種及以上以任意比例混合而成 的混合物。
[0010]上述技術(shù)方案中，所述的消泡劑為硅氧烷，優(yōu)選為甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、 甲基苯基硅油或甲基乙氧基硅油中的任意一種，或兩種及以上以任意比例混合而成的混合 物。
[0011]上述技術(shù)方案中，所述的PH緩蝕劑為有機(jī)pH緩蝕劑、無(wú)機(jī)pH緩蝕劑中的任意一種 或兩種以任意比例混合而成的混合物;所述的有機(jī)pH緩蝕劑優(yōu)選為:2_氨基-2-甲基-1-丙 醇（AMP-95)、丁基乙醇胺（Advantex愛旺德）、2_氨基-2-乙基-1，3-丙二醇（AEPD? VOX 1000)中的任意一種，或兩種及以上以任意比例混合而成的混合物;所述的無(wú)機(jī)pH緩蝕劑為 硼酸鈉/硼酸緩蝕劑、Na2C0 3/NaHC03緩蝕劑中的任意一種或兩種以任意比例混合而成的混 合物。
[0012] 本發(fā)明還提供一種上述復(fù)配液體脫硫劑的應(yīng)用，主要用于脫除天然氣、煤氣、沼 氣、工業(yè)廢氣或煉廠氣等原料氣體中高濃度的有機(jī)硫。
[0013] 上述技術(shù)方案中，用于脫除有機(jī)硫時(shí)，將所述的復(fù)配液體脫硫劑與所述的原料氣 體通入傳統(tǒng)的高壓脫硫脫碳裝置中，在20-60°C、2.0~7.SMPa的條件下進(jìn)行脫硫，復(fù)配液體 脫硫劑與原料氣體中H 2S的體積比為100:0.2-5.0，復(fù)配液體脫硫劑與原料氣體中有機(jī)硫的 重量比為100:0.1-0.5，復(fù)配液體脫硫劑與原料氣體的氣液比為1:300-1000(m 3:m3)。
[0014] 本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)在于，本發(fā)明所述的復(fù)配液體脫硫劑，不但可以用來(lái)脫除 原料氣體中低濃度的有機(jī)硫，還可以用來(lái)脫除原料氣體中高濃度的有機(jī)硫和無(wú)機(jī)硫，一步 法直接脫硫，具有$父尚的有機(jī)硫選吸和快吸能力，可將氣體中的有機(jī)硫脫除至16mg/m 3以 下，使之達(dá)到商品級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
【附圖說明】
[0015] 圖1:本發(fā)明實(shí)施例1制備的復(fù)配液體脫硫劑用于脫除原料氣體中高濃度有機(jī)硫時(shí) 的流程圖；
[0016] 圖2:本發(fā)明實(shí)施例2和3制備的復(fù)配液體脫硫劑用于脫除原料氣體中高濃度有機(jī) 硫時(shí)的流程圖；
【具體實(shí)施方式】
[0017] 以下對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的【具體實(shí)施方式】詳細(xì)描述，但本發(fā)明并不限于以下描述內(nèi) 容：
[0018] 本發(fā)明實(shí)施例1中所用的測(cè)試裝置為高壓CO2脫除小試實(shí)驗(yàn)裝置，為本領(lǐng)域常用裝 置，如圖1所示，該裝置包括加壓吸收塔、常壓再生塔、加壓液體栗和氣體增壓栗，其中：
[0019] 吸收塔管徑：Φ 30mm，使用高度：1000 mm;上下接口采用法蘭連接，采用不銹鋼和陶 瓷填料。設(shè)計(jì)壓力:常壓-IOMpa、設(shè)計(jì)溫度：10-100 °C ;體積：1 · 5L，進(jìn)氣口、排料口出有壓力 和溫度顯示，混合液體噴淋量:0.36-0.50L/h，含數(shù)字液位顯示；
[0020] 再生塔管徑：φ 5 0 mm，使用高度：10 0 0 mm，采用不銹鋼和陶瓷填料；設(shè)計(jì)壓力： 0.1 Mpa、設(shè)計(jì)溫度：50-200 °C，體積：3L;進(jìn)氣口、排料口設(shè)有加熱控溫系統(tǒng)，含數(shù)字液位顯 示;混合液體噴淋量:0.36-0.50L/h;
[0021] 閃蒸器管徑：Φ 50mm，高：200mm，設(shè)計(jì)溫度：100 °C ;使用溫度：60 °C ;頂部安裝泄壓 閥;設(shè)有預(yù)熱器，含加熱控溫系統(tǒng)；
[0022] 安裝有高壓平流栗，流量:0.01-0.6L/h可調(diào)；電源220V; 50Hz ;常壓液體柱塞栗，流 量：0 · 01-0 · 6L/h可調(diào)；電源220V; 50Hz ;氣體增壓栗，流量：108-360L/h可調(diào)；電源220V; 50Hz；
[0023] 同時(shí)，安裝有氣體緩沖罐體積10L;安裝有質(zhì)量流量計(jì)，600ml胺液儲(chǔ)液罐，測(cè)溫傳 感器PtlOO,智能溫控儀表，AI518G控固態(tài)輸出，電源220V，50Hz等。
[0024] 將本發(fā)明實(shí)施例1所述的復(fù)配液體脫硫劑裝入儲(chǔ)液罐中，經(jīng)風(fēng)冷器和冷卻器后，由 高壓栗栗入氣液吸收塔的上部，在吸收塔內(nèi)與反應(yīng)氣體逆流接觸將氣體中的H 2S和有機(jī)硫 吸收，控制溫度在40 °C-60 °C，在陶瓷填料吸收塔內(nèi)吸收了 H2S和有機(jī)硫的富液流入閃蒸塔， 解析部分H2S和有機(jī)硫后，經(jīng)換熱加熱后栗入再生塔，控制再生塔溫度在105°C_126°C。再生 后的貧液經(jīng)換熱后流回儲(chǔ)液槽繼續(xù)栗入吸收塔循環(huán)使用，在吸收塔內(nèi)被吸收后H 2S和有機(jī) 硫的凈化氣，通過冷凝回收夾帶的脫碳液后排空。通過吸收塔底部取樣點(diǎn)取樣分析富液有 機(jī)硫的含量，再生塔出來(lái)貧液儲(chǔ)液槽取樣口取樣分析貧液CO 2的含量。并計(jì)算脫碳液再生 率。通過氣相色譜分析進(jìn)出吸收塔氣體中的H2S和有機(jī)硫含量，計(jì)算脫除率。流程圖如圖1所 不。
[0025] 本發(fā)明實(shí)施例2和3所使用的測(cè)試裝置為中試加壓脫碳液性能測(cè)試裝置，為本領(lǐng)域 常用裝置，是基于砜胺法和醇胺法的脫碳和脫硫(包括有機(jī)硫）脫除中試裝置，設(shè)計(jì)壓力 10.0 Mpa，最大處理量1.0 X 104m3/d;由原料氣脫硫、脫碳與溶液再生、酸氣冷卻、溶液配制 及加入系統(tǒng)組成，輔助生產(chǎn)設(shè)施和公用工程由試驗(yàn)裝置所在凈化廠提供，如圖2所示：
[0026] 吸收塔:吸收塔的工作原理是含硫天然氣從下部進(jìn)入自下而上，與自上而下的溶 液逆流接觸，吸收氣體中的1125，有機(jī)硫，從塔頂出來(lái)的氣體為凈化氣；吸收塔為填料塔，其 填料選用傳質(zhì)性能較好的顆粒型填料，采用規(guī)格為25 X 20 X 0.6不銹鋼矩鞍環(huán)亂堆;吸收塔 填料總高9.0m，填料分為三段(4.0、6.5、9.0)，以確定不