一种复配型活性添加剂及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种复配型活性添加剂及其应用；此复配型活性添加剂是包含有季铵盐（A），咪唑类（B）、吖嗪（C）的混合物，重量百分含量分别为50～75%、15～30%、10～20%，用于含有二氧化碳、有机硫组分的酸性天然气中的各酸性组分的深度脱除，用时添加到醇胺溶剂中复配后使用，添加重量为1～10%，在25℃时pH值为11～12，最终运动粘度为20～30m2/s；本活性添加剂能深度脱除硫化氢、二氧化碳及有机硫，使气体中硫化氢含量低于3mg/m3，二氧化碳含量低于50mg/m3，有机硫含量低于50mg/m3，同时可提高醇胺溶剂的抗腐蚀性和抗发泡性能，对醇胺溶剂的热稳定性及化学稳定剂无影响。

【技术实现步骤摘要】
一种复配型活性添加剂及其应用
：本专利技术属于气体加工
，更具体地说，涉及从含有H2S、CO2及有机硫的气体中大量甚至深度脱除H2S、CO2及有机硫，并使之达到我国LNG液化标准。
技术介绍
：英荷Shell公司拥有的Sulfinol系列脱硫技术，其中Sulfinol-D及Sulfinol-X都可以用于深度脱除H2S、CO2及有机硫，这两类溶剂均为物理化学溶剂，其中Sulfinol-X的深度脱除效果较Sulfinol-D更优，其主要组分为甲基二乙醇胺和环丁砜，添加了活性组分哌嗪，可满足H2S、CO2及有机硫含量较低LNG气体的预处理。专利WO2005069965公开了一种用于脱除气体中硫化氢、二氧化碳及COS的方法，专利中陈述在醇胺溶剂中添加了一定量的碱式硅酸盐，在低温高压条件下可以促进溶剂对H2S、CO2及COS的吸收，加快溶剂的吸收速率。专利US2006045830中设计的专利溶剂用于脱除酸性气体中的H2S、CO2、硫醇及COS，该专利采用新型醇胺来对酸性组分进行脱除，同时可以实现降低循环量及再生能耗，但用于气体深度脱除能力有限。以上这些方法中虽然能实现对H2S、CO2及有机硫的大量脱除，但在实际操作过程中需将吸收过程气液比调整到较小的范围，经济性较差。当所处理的气体中有机硫含量较高且H2S及CO2含量均较高时，上述溶剂很难实现一步法在高气液比条件下对酸性组分的深度脱除，通常都须在脱硫工艺后增加脱有机硫的分子筛或采用二级醇胺法对净化气进行进一步的脱碳处理。本专利技术采用的胺液添加剂与以上专利所述的不同，本专利技术采用的活性添加剂中含有的季铵盐（A），该组分添加量为30%～50%，易溶于水，其结构提供的孤对电子在水溶液中可直接与H2S及硫醇电离出的H+发生配位反应，且同时还能促进溶液电离出更多的OH-，进而快速与进入液相的CO2及COS反应，促进COS的水解，从而实现CO2及COS的深度脱除。且该反应以化学反应为主，受吸收压力影响较小。同时由于体系中添加了咪唑类（B）、吖嗪（C），除了在压力下可增大醇胺水溶液对有机硫，如硫醇、COS的溶解度，同时可减缓胺液对材质的腐蚀。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种用于LNG深度脱硫脱碳脱有机硫溶剂的复配型活性添加剂，该添加剂由于含有季铵盐（A）、咪唑类（B）及吖嗪（C）等活性组分，能明显促进醇胺溶剂脱硫脱碳脱有机硫的反应，尤其是增大醇胺溶剂对硫醇类有机硫的脱除。本专利技术所述的复配活性添加剂包含有季铵盐（A），咪唑类（B）、吖嗪（C）的混合物。其中的季铵盐（A）是氯化三乙基苯甲基铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵或两者的组合物，季铵盐（A）在复配型活性添加剂中的重量百分含量为50～75%。其中的咪唑类（B）是1-酰基咪唑、2-羟甲基咪唑、1-（2-羟乙基）咪唑之一或其组合物，其中的咪唑类（B）在复配型添加剂中的重量百分含量为15～30%。其中的吖嗪类（C）是吡啶、哒嗪、嘧啶之一或其组合物，吖嗪（C）的重量百分含量为10～20%，该两种类型有机物的重量比为1～1.5。用于含有二氧化碳、有机硫组分的酸性天然气中的各酸性组分的深度脱除，用时须添加在MDEA、DIPA中复配后使用。本专利技术所说的脱硫过程是指，在含H2S、CO2及有机硫的酸性气体与脱硫溶液逆流接触时，气相中的H2S、CO2及有机硫由气相扩散至液相，总反应：本专利技术采用的胺液添加剂与以上专利所述的不同，大多数专利均采用物理溶剂或者位阻效应较强的胺与醇胺复配。为了促进MDEA、DIPA等主剂对酸性组分的脱除性能，本专利技术采用的活性添加剂中含有的季铵盐组分（A），在复配型活性添加剂中的含量为30%～50%，在胺液水溶液中完全电离后提供的孤对电子不仅直接与H2S及硫醇电离出的H+发生配位反应，且同时还能促进溶液电离出更多的OH-，可快速与进入液相的CO2及COS反应，促进COS的水解，从而实现复配后的醇胺水溶液对CO2及COS的深度脱除。本专利技术提出的复配添加剂容易制备，仅仅只需将组分（A）、组分（B）和组分（C）按比例混合搅拌均匀即可。选择各组分时要使本专利技术添加剂组合物与醇胺水溶液复配后在25℃时pH值为11～12，最终运动粘度低于50m2/s，这样才可能使复配后的醇胺水溶液除了具有对酸性有很好的脱除效果外，同时不至于对设备及管线造成较大的腐蚀。对于大多数应用情况，优选的运动粘度范围为20～30m2/s。本专利技术的活性添加剂的添加量为1%～10%，加入醇胺溶剂后能够使溶剂满足硫化氢、二氧化碳及有机硫含量较高范围的混合气体的净化要求，能深度脱除硫化氢、二氧化碳及有机硫，使得净化后的气体中硫化氢含量低于3mg/m3，二氧化碳含量低于50mg/m3，有机硫含量低于50mg/m3，完全可以满足气体深度脱除，以及液化的需要，同时该复配型添加剂可提高醇胺溶剂的抗腐蚀性和抗发泡性能，对醇胺溶剂的热稳定性及化学稳定剂无影响。具体实施方式下面结合具体的实例对本专利技术进行说明。在这些实施例中，除另有说明外，所有份数和百分比均按重量计。实施例1：在气液比为500的溶液脱硫性能试验，通过对比添加了不同含量活性添加剂的复配溶液的脱硫性能，具体试验条件如表一所示：表一：吸收压力为2MPa，填料高度为0.5米，实施例2表二吸收压力为6MPa，填料高度为0.5米实施例3：在气液比为800的溶液脱硫性能试验，通过对净化后H2S、CO2及乙硫醇进行分析。具体试验条件如表一所示：表三：实施例4：在气液比为1000的溶液脱硫性能试验，通过对净化后H2S、CO2及乙硫醇进行分析。具体实验条件如表二所示：表四：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复配型活性添加剂，其特征在于：此复配型活性添加剂是季铵盐（A），咪唑类（B）、吖嗪（C）的混合物。

【技术特征摘要】
1.一种用于LNG深度脱硫脱碳脱有机硫溶剂的复配型活性添加剂，其特征在于：此复配型活性添加剂是季铵盐(A)，咪唑类(B)、吖嗪(C)的混合物；其中的季铵盐(A)是氯化三乙基苯甲基铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵或两者的组合物，季铵盐(A)在复配型活性添加剂中的重量百分含量为50～75％。2.根据权利要求1所述的复配型活性添加剂，其特征在于：其中的咪唑类(B)是1-酰...

【专利技术属性】
技术研发人员：周永阳，鹿涛，胡天友，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11