從天然氣中脫除硫化物及二氧化碳的吸收液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于氣體凈化領(lǐng)域，提出了從天然氣中脫除H2S、COS、硫醇、硫醚等硫化物以及CO2的新型吸收液，包含位阻胺、醇胺、N-甲基乙酰胺、鹽類催化劑及去離子水組成。其中醇胺的濃度為15～40%（wt），位阻胺的濃度為10～60%（wt）；位阻胺可以是一種單一的空間位阻胺，也可以是多種空間位阻胺的混合物，所指的位阻胺是在氮原子上帶來(lái)一個(gè)或多個(gè)具有空間位阻結(jié)構(gòu)的非線形的醇胺類化合物；N-甲基乙酰胺的濃度為5～30%（wt）；鹽類催化劑的濃度為0.1～5%。本發(fā)明與傳統(tǒng)的醇胺溶劑相比，吸收液具有脫硫率高、再生能耗低、穩(wěn)定性好、便宜價(jià)格等顯著優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】從天然氣中脫除硫化物及二氧化碳的吸收液
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于氣體凈化領(lǐng)域,具體涉及從天然氣中脫除h2s、COS、硫醇、硫醚等硫化物以及CO2的吸收液。
【背景技術(shù)】
[0002]氣田采出的天然中含有H2S、COS、硫醇、硫醚等硫化物以及C02，H2S具有劇毒，H2S的存在不僅會(huì)腐蝕輸送管線和設(shè)備；高濃度的CO2會(huì)降低天然氣的熱值；而COS—方面會(huì)使天然氣為原料的下游化工過(guò)程催化劑中毒，另一方面未經(jīng)處理而排放到大氣中的COS能形成SO2，促進(jìn)光化學(xué)反應(yīng)，帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。同時(shí)硫化物即使在極低的濃度水平下也具有難以仍受的氣味。因此天然氣在利用之前必須經(jīng)過(guò)硫化物以及二氧化碳的脫除。
[0003]烷醇胺法一直是天然氣凈化的主流方法。近幾十年，胺法工藝不斷發(fā)展，取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，形成了多種可供選擇的胺法脫硫脫碳溶液，如一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、甲基一乙醇胺以及甲基二乙醇胺等。其中甲基二乙醇胺(MDEA)最為普遍，如US4，537，753提出MDEA溶液脫除天然氣硫化物以及CO2 ;US4，585，405提出用空間位阻胺選擇性脫除H2S ；DE19947845 提出用 MDEA 脫除 H2S 和 COS。
[0004]上述方法存在溶劑價(jià)格較貴、滿足不了凈化效果等特點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，提出了一種新型的吸收液，能同時(shí)將硫化物以及CO2脫除，從而減少了處理工序，使脫硫脫碳方法更經(jīng)濟(jì)環(huán)保。
[0006]本發(fā)明的主要技術(shù)方案:從天然氣中脫除硫化物以及二氧化碳的吸收液，其特征是吸收液包含位阻胺、醇胺、N-甲基乙酰胺、鹽類催化劑以及去離子水；其中醇胺的濃度為
15?40% (wt)，位阻胺的濃度為10?60% (wt);位阻胺是一種單一的空間位阻胺，或多種空間位阻胺的混合物；所指的位阻胺是在氮原子上帶來(lái)一個(gè)或多個(gè)具有空間位阻結(jié)構(gòu)的非線形的醇胺類化合物；N-甲基乙酰胺的濃度為5?30% (wt);鹽類催化劑的濃度為0.1?5% ο
[0007]一般地，所述醇胺的濃度為20?40% (wt)，位阻胺的濃度為15?60% (wt)。
[0008]所述醇胺類包括N-甲基二乙醇胺(MDEA)、一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、甲基一乙醇胺(MMEA)。
[0009]所述位阻胺包括哌嗪、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、2-哌啶乙醇、叔丁胺基二乙醇胺。
[0010]所述N-甲基乙酰胺的濃度為10?20% (wt)。
[0011]所述鹽類催化劑為:碳酸鈉或碳酸鉀。
[0012]所述鹽類催化劑的濃度為0.5?2% (wt)。
[0013]本發(fā)明與傳統(tǒng)的脫硫或者脫碳方法相比，能同時(shí)將H2S、COS、硫醇、硫醚等硫化物以及CO2脫除，它與傳統(tǒng)的醇胺溶劑相比，本吸收液具有脫硫率高、再生能耗低、穩(wěn)定性好、 價(jià)格便宜等顯著優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施實(shí)例一:
吸收液組成:2_氨基-2-甲基-1-丙醇15% (wt)、MMEA 20% (wt)、N_甲基乙酰胺20%(wt)、碳酸鈉2% (wt),其余去離子水。原料天然氣組成(摩爾比):C02 14%>H2S 3%、硫醚389mg/m3、硫醇 421 mg/m3、C0S 401 mg/m3,其余 N2,在 40°C常壓吸收。凈化氣體:H2S 19 mg/m3,CO2 3.0%，硫醚脫除率:71.2%，硫醇脫除率:87.1%，COS脫除率:93.4%。
[0015]實(shí)施實(shí)例二:
吸收液組成:哌嗪和2-哌啶乙醇10% (wt),MDEA 40% (wt)、N_甲基乙酰胺14% (wt)、碳酸鈉1% (wt)，其余去離子水。原料天然氣組成(摩爾比):C02 15%、H2S 3.5%、硫醚377mg/m3、硫醇 408mg/m3、C0S 381mg/m3,其余 N2,在 40°C常壓吸收。凈化氣體 H2S 2 mg/m3, CO22.5%，硫醚脫除率:91%，硫醇脫除率:90.2%，COS脫除率:84.4%。
[0016]實(shí)施實(shí)例三:
吸收液組成:叔丁胺基二乙醇胺60% (wt)、DEA 20% (wt)、N-甲基乙酰胺10% (wt)、碳酸鉀0.5% (wt)，其余去離子水。原料天然氣組成(摩爾比):C02 13%、H2S 2.4%、硫醚364mg/m3、硫醇 376mg/m3、COS 355mg/m3,其余 N2,在 40°C常壓吸收。凈化氣體:H2S 17 mg/m3,CO2 2.7%，硫醚脫除率:78.6%，硫醇脫除率:88.7%，COS脫除率:79.4%。
【權(quán)利要求】
1.一種從天然氣中脫除硫化物及二氧化碳的吸收液，其特征是吸收液包含位阻胺、醇胺、N-甲基乙酰胺、鹽類催化劑以及去離子水；其中其中醇胺的濃度為15?40% (wt)，位阻胺的濃度為10?60% (wt);位阻胺是一種單一的空間位阻胺，或多種空間位阻胺的混合物；所指的位阻胺是在氮原子上帶來(lái)一個(gè)或多個(gè)具有空間位阻結(jié)構(gòu)的非線形的醇胺類化合物；N-甲基乙酰胺的濃度為5?30% (wt);鹽類催化劑的濃度為0.1?5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸收液，其特征在于醇胺的濃度為20?40%(wt)，位阻胺的濃度為15?60% (wt)0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸收液，其特征在于醇胺類由N-甲基二乙醇胺(MDEA)、一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、甲基一乙醇胺(MMEA)中的一種或多種組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸收液，其特征在于位阻胺包括哌嗪、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、2-哌啶乙醇、叔丁胺基二乙醇胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸收液，其特征在于N-甲基乙酰胺的濃度為10?20%(wt)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸收液，其特征在于所述的鹽類催化劑為碳酸鈉或碳酸鉀中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的吸收液，其特征在于鹽類催化劑的濃度為0.5?2%(wt)。
【文檔編號(hào)】B01D53/48GK103566735SQ201210277578
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月7日
【發(fā)明者】毛松柏, 余勇, 朱道平, 周志斌, 楊緒甲 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 南化集團(tuán)研究院