本發(fā)明屬于氣體分離技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種用于天然氣脫碳的吸收劑。

背景技術(shù)：

天然氣是以烴類氣體為主的混合氣，常常含有CO₂，等非烴類組分氣體。天然氣中CO₂，的存在給天然氣的輸送和深加工帶來了許多危害。首先，CO₂腐蝕是一個由來已久的問題，也是一個不容忽視的嚴(yán)重問題，尤其是在水溶液存在的情況下，天然氣中的CO₂會對設(shè)備、管道造成更為嚴(yán)重的腐蝕。其次，天然氣中CO₂的含量過高會降低天然氣的熱值和管輸能力，《天然氣》GB17820-1999對商品氣中CO₂的含量做了規(guī)定，1m³天然氣中CO₂含量不應(yīng)大于3.0×10^-2m³。另外，在對天然氣進行深冷加工時，天然氣將達到極低的溫度，CO₂會生成固體干冰，造成對深冷設(shè)備的堵塞，引發(fā)深冷加工的不穩(wěn)定。因此，天然氣中的CO₂必須作凈化處理。

醇胺法是目前應(yīng)用最廣的天然氣脫碳方法，以MDEA為代表的常規(guī)胺法溶劑，吸收再生效果穩(wěn)定，但再生過程消耗的能量約占能耗的90％以上，消耗大。為此，開發(fā)具有節(jié)能降耗的新型溶液，可節(jié)約能源，可達到提高經(jīng)濟效益的目的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提出一種新型吸收劑來脫除天然氣中的CO₂，它與傳統(tǒng)的脫碳溶劑相比處理量大而且更易再生，從而降低能耗。

本發(fā)明主要技術(shù)方案：用于天然氣脫碳的吸收劑，它由主吸收劑和活化劑組成的水溶液，水溶液吸收劑與氣流逆流接觸而除去天然氣中的CO₂。水溶液吸收劑含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20~50%的復(fù)合胺和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5~10%的活化劑。

復(fù)合胺由MDEA和DEA組成，合適的總胺濃度為20~50%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同），其中MDEA: DEA為2~4:1。

活化劑由下列物質(zhì)中的一種或幾種組成：1,5-二氮雜二環(huán)-十一烷-5-烯（DBU）、羥乙基哌嗪（HPZ）、哌嗪（PZ）、2-氨基-2-甲基-1-丙醇（AMP），其濃度為5~10%。

本發(fā)明所使用的復(fù)合胺水溶液中，也可以包含如腐蝕抑制劑、消泡劑和類似組分的添加劑。

采用本發(fā)明吸收劑脫除CO₂所使用的裝置可與習(xí)慣性使用的相同，即使氣流中CO₂與本發(fā)明的吸收液接觸而被除去。

吸收過程可以一次完成，也可以連續(xù)多次進行。后者中可以使用多股的溶液從塔底至塔頂按溫度一次降低的順序進行氣液接觸。

吸收了CO₂的富液通過減壓加熱實現(xiàn)再生。富液含有的能量可以通過透平來回收，富液經(jīng)過再生后再循環(huán)到吸收步驟。

本領(lǐng)域任何公知的設(shè)備都可以用于吸收、再生和其他步驟。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的吸收劑用于天然氣脫碳的常用裝置的示意圖。

圖中，T1—吸收塔；T2—再生塔；V101—原料氣分離器；V102—凈化氣分離器；V103—閃蒸罐；E101—貧富液換熱器；P1—貧液泵；E102—貧液冷卻器；V104—煮沸器；V105—再生氣分離器；E103—再生氣冷卻器。

具體實施方式

以下通過實施實例結(jié)合圖1對本發(fā)明作進一步說明，其目的是為了更好地理解本發(fā)明的內(nèi)容，但其并不限制本發(fā)明的保護范圍。

實施實例

如圖1所示，配制好的原料氣（20%CO₂、80%CH₄）進入吸收塔底部與塔頂進入的吸收劑逆流接觸，氣體中的CO₂被吸收，凈化后的氣體從塔頂出來進入氣液分離器回收所夾帶的液滴后放空。

吸收了CO₂的富液從吸收塔底引出至再生塔頂部，在再生塔中與上升的蒸汽逆流接觸進行再生。再生后的貧液經(jīng)冷卻后送入吸收塔頂進行吸收。從再生塔頂出來的氣體進入再生氣冷卻器將氣體中的水蒸氣回收，再生氣經(jīng)分離后放空。

在氣體流量一定，溶液循環(huán)量一定，在各再生溫度下，不同吸收劑的操作性能見表1。

表1：不同吸收劑的操作性能

結(jié)果表明本發(fā)明的吸收劑比傳統(tǒng)的MDEA的脫碳性能要好，并通過對比本發(fā)明的吸收劑在再生溫度70℃時，凈化氣中的CO₂就能達標(biāo)，故本發(fā)明的吸收劑再生溫度選擇在70~80℃，較傳統(tǒng)的吸收劑更節(jié)能降耗。