CN1219579C - 从气体混合物中脱除硫化物的吸收液 - Google Patents
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Abstract
本发明属气体加工领域。提出了一种从气体混合物中脱除硫化物的吸收液，包括(1)主吸收剂，由空间位阻胺(I)和N-甲基二乙醇胺(II)组成；(2)助溶剂(III)，由下列物质中的一种或几种组成：环丁砜、N-甲基吡咯烷酮、聚乙二醇二烷基醚、吗啉及其衍生物；(3)催化剂(IV)，由下列物质中的一种或几种组成：C2～C12烷链醇胺、哌嗪及其衍生物、喹啉化合物、尿素、金属酞菁类化合物。采用本溶液，能同时将H2S、COS、硫醇、硫醚等硫化物脱除，从而可减少处理工序。
Description
技术领域
本发明属于气体净化技术领域，具体涉及从气体混合物中脱除H2S、COS、硫醇、硫醚等硫化物的吸收液。
背景技术
天然气、炼厂气、合成气等工艺气流中常常含有H2S、COS、硫醇、硫醚等硫化物，在进一步利用之前必须将它们脱除。烷醇胺法是脱除H2S等酸性气体杂质最常用的方法。如；US4,551,158；US4,553,984；US4,537,753；CA1 291 321；CA1 295 810；DE19 04 428；US4,775,519等都是以N-甲基二乙醇胺(MDEA)为主剂的脱硫方法。但上述方法不能有效地脱除有机硫。
US3,716,620提出在胺溶液中加碘来脱除H2S和硫醇。
US4,808,765提出用MDEA和二异丙醇胺(DIPA)混合溶液脱除原料气中H2S和COS。
US5,589,149提出用胺溶液和聚乙二醇烷基醚的混合溶液脱除原料气中硫醇。
DE19933301提出用MDEA和哌嗪来脱除H2S和硫醇。
DE19947845提出用MDEA和来脱除H2S和COS。
上述方法均未能用胺溶液将有机硫和无机硫同时脱除，因而还需增加其它脱硫装置。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种新型的溶液，它与传统的脱硫方法相比，能同时将H2S、COS、硫醇、硫醚等硫化物脱除，从而减少了处理工序，使脱硫方法更经济。
本发明的吸收液，包括(1)主吸收剂，由空间位阻胺(I)和N-甲基二乙醇胺(II)组成；(2)助溶剂(III)，由下列物质中的一种或几种组成：环丁砜、N-甲基吡咯烷酮、聚乙二醇二烷基醚、吗啉及其衍生物；(3)催化剂(IV)，由下列物质中的一种或几种组成：C2～C12烷链醇胺、哌嗪及其衍生物、喹啉化合物、尿素、金属酞菁类化合物。
具体如下：
1、以空间位阻胺(I)和N-甲基二乙醇胺(II)的水溶液为主要吸收剂。其浓度为10～70％(wt)，但最好为30～50％(wt)。组分(II)与组分(I)的mol配比为0.5～4∶4.5～1，但最好为1～2∶3～2。组分(I)可以是一种单一的空间位阻胺，也可以是几种空间位阻胺的混合物。本发明所指的空间位阻胺是在氮原子上带有一个或多个具有空间位阻结构的非线形碳链的醇胺类化合物，包括：2-哌啶乙醇(2-piperidineethanol)、2-(2-叔丁胺基)丙氧基乙醇(2-(2-teriarybutylamino)propoxyethanol)、2-氨基-2-甲基-1-丙醇(2-amino-2-methyl-1-propanol)、叔丁胺基二乙醇胺(teriarybutyldiethanolamine)、(1-甲基-1-乙丙胺基)乙氧基乙醇((1-methyl-1-ethylpropylamino)ethoxyethanol)、2-异丙胺基-1-丙醇(2-isopropylamino-1-propanol)、叔丁胺基乙氧基乙醇(teriarybutylaminoethoxyethanol)、叔丁胺基乙醇(teriarybutylaminoethanol)、3-叔丁胺基正丁醇(3-teriarybutylamino-n-butanol)等。
2、助溶剂(III)的浓度为5～60％(wt)，但最好为10～30％(wt)。所述的吗啉衍生物包括甲基吗啉、甲酰基吗啉、乙酰基吗啉；聚乙二醇二烷基醚包括聚乙二醇二甲醚、聚乙二醇二乙醚。
3、催化剂(IV)的浓度为0.1～10％(wt)，但最好为1～5％(wt)。所述的烷链醇胺为：一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甘醇胺、二异丙醇胺、甲基一乙醇胺；哌嗪衍生物为烷基哌嗪；喹啉化合物；金属酞菁类化合物包括磺化酞菁钴、聚酞菁钴、季铵碱化酞菁钴以及酞菁铁。
具体实施方式
实施实例一：
吸收液组成：主吸收剂位阻胺(I)15％、MDEA(II)25％、助溶剂(III)N-甲基吡咯烷酮等10％、催化剂(IV)哌嗪等3％，原料气组成：N2 80.5％、CO2 16.5％、H2S 3.0％、硫醇487mg/m3。于40℃常压吸收，硫醇脱除率为：90.6％。
实施实例二：
吸收液组成：主吸收剂位阻胺(I)25％、MDEA(II)15％、助溶剂(III)甲酰基吗啉等5％、催化剂(IV)一乙醇胺等3％，原料气组成：N2 72.1％、CO2 23.3％、H2S 3.6％、硫醚538mg/m3。于40℃一乙醇胺常压吸收，硫醚脱除率为：76.8％。
实施实例三：
吸收液组成：主吸收剂位阻胺(I)15％、MDEA(II)40％、助溶剂(III)N-甲基吡咯烷酮等5％、催化剂(IV)哌嗪等3％，原料气为半水煤气(N2 21.8％、CO2 8.0％、CO 28.5％、H2 40.0％、O2 0.4％、CH4 1.3％、COS 136mg/m3)，0.5MPa吸收，塔顶温度40℃，COS脱除率为：95.2％。
实施实例四：
吸收液为：主吸收剂位阻胺(I)5％、MDEA(II)15％、助溶剂(III)环丁砜10％、催化剂(IV)二乙醇胺等5％，原料气采用变换气(N2 16.98％、CO2 28.43％、CO 1.20％、H2 52.38％、CH4 1.01％)，配入硫醇2132mg/m3，0.5MPa吸收，塔顶温度40℃，硫醇脱除率为：71.2％。
Claims (7)
1、一种从气体混合物中脱除硫化物的吸收液，其特征在于它包括(1)主吸收剂，由空间位阻胺(I)和N-甲基二乙醇胺(II)组成的水溶液，其浓度为10-70wt％，组分(II)与组分(I)的摩尔比为0.5-4∶4.5-1；空间位阻胺(I)是一种单一的空间位阻胺或者是几种空间位阻胺的混合物，所指的空间位阻胺是在氮原子上带有一个或多个具有空间位阻结构的非线形碳链的醇胺类化合物，是：2-哌啶乙醇、2-(2-叔丁胺基)丙氧基乙醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、叔丁胺基二乙醇胺、(1-甲基-1-乙丙胺基)乙氧基乙醇、叔丁胺基乙氧基乙醇、2-异丙胺基-1-丙醇、叔丁胺基乙醇、3-叔丁胺基正丁醇；(2)助溶剂，其浓度为5～60wt％，由下列物质中的一种或几种组成：环丁砜、N-甲基吡咯烷酮、聚乙二醇二烷基醚、吗啉、甲基吗啉、甲酰基吗啉、乙酰基吗啉；(3)催化剂，其浓度为0.1-10wt％，由下列物质中的一种或几种组成：C2～C12烷链醇胺、哌嗪、烷基哌嗪、喹啉化合物、尿素、金属酞菁类化合物。
2、根据权利要求1所述的吸收液，其特征在于主吸收剂空间位阻胺(I)和N-甲基二乙醇胺(II)的浓度为30～50wt％。
3、根据权利要求1所述的吸收液，其特征在于组分(II)与组分(I)的摩尔比为1-2∶3～2。
4、根据权利要求1所述的吸收液，其特征在于助溶剂的浓度为10～30wt％。
5、根据权利要求1所述的吸收液，其特征在于所述的聚乙二醇二烷基醚是聚乙二醇二甲醚或聚乙二醇二乙醚。
6、根据权利要求1所述的吸收液，其特征在于催化剂的浓度为1～5wt％。
7、根据权利要求1所述的吸收液，其特征在于所述的烷链醇胺为：一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甘醇胺、二异丙醇胺、甲基一乙醇胺；金属酞菁类化合物是磺化酞菁钴、聚酞菁钴、季铵碱化酞菁钴以及酞菁铁。
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