一种炼厂干气回收乙烯过程中酸性气的处理方法技术

本发明专利技术属于气体净化技术领域，涉及一种从炼厂干气回收乙烯过程中酸性气的处理方法。本发明专利技术提出了采用一种具有特殊结构的胺与MDEA水溶液作为吸收剂，该特殊结构的胺为一种乙醇胺，其中胺基的氮原子位于六元环状化合物之中。采用本吸收剂在脱除硫化氢的同时，可以深度脱除二氧化碳，与传统技术相比，可以省去NaOH脱除CO2工序，简化流程，减少污染排放，并降低系统能耗。

Treatment of acid gas in the process of recovering ethylene from dry gas in Refinery

The invention belongs to the field of gas purification technology, and relates to a treatment method of acid gas in the process of recovering ethylene from the dry gas of a refinery. The invention adopts a amine amine and MDEA aqueous solution with special structure as absorbent. The amine of the special structure is an ethanolamine, and the nitrogen atom of the amine group is located in the six membered ring compound. Using this absorbent to remove hydrogen sulfide at the same time, it can remove carbon dioxide deep. Compared with traditional technology, it can save NaOH from CO2 process, simplify process, reduce pollution emissions and reduce system energy consumption.

【技术实现步骤摘要】
一种炼厂干气回收乙烯过程中酸性气的处理方法
本专利技术属于气体净化
，涉及一种从炼厂干气回收乙烯过程中酸性气的处理方法。
技术介绍
炼厂干气主要来自原油的二次加工，如催化裂化、热裂化和延迟焦化等，干气中含有氢气、氮气、甲烷、乙烯、乙烷等，在没有合适的分离回收和综合利用技术之前，干气大多被作为燃料气或放火炬烧掉，造成了资源浪费和环境污染。因此，回收干气中的乙烯和轻烃，已成为炼化一体化实现资源优化利用和降低乙烯生产成本的重要手段。从干气中回收乙烯必须对干气进行精制，其中重要的一步是脱除H2S和CO2。国内最早的方法是兰州石化采用S&W公司的技术，即：常规MDEA法脱硫后的干气经变压吸附提浓后，再用单乙醇胺吸收法脱除浓缩干气中CO2和H2S等酸性气体。目前最为常见的从干气中回收乙烯的方法是：常规MDEA法脱硫后的干气采用两段变压吸附工艺，除去大部分氢气、甲烷、氮气、一氧化碳等弱吸附组分，获得富含乙烯、乙烷等组分的半产品气，再经MDEA脱除H2S、NaOH脱除CO2、脱砷、脱氧、脱氮、干燥等净化精制处理，最终获得符合乙烯装置要求的富乙烯产品气。为了节省投资，降低装置的能耗，干气脱硫和富乙烯气脱硫所需的贫MDEA溶液由一个集中再生塔提供。燕山石化、茂名石化等采用该技术后均获得了良好的经济效益。另一种从干气中回收乙烯的方法是：常规MDEA法脱硫后的干气再采用配方型脱碳溶剂处理，脱除绝大部分CO2。但是，这些技术均存在工艺流程长、有废碱液产生等缺陷。
技术实现思路
本专利技术采用一种新型的配方型MDEA溶液，在脱除硫化氢的同时，可以深度脱除二氧化碳。烷基醇胺是从气体中脱除CO2和H2S的主要方法，其中，醇胺溶液与H2S的反应是受气膜控制的瞬间质子传递反应，但与CO2的反应机理则比较复杂。从化学观点来看，MDEA等叔胺含有一个叔氮原子作为活性基团，这就意味这个溶液吸收CO2仅生成碳酸氢盐，因此可以进行加热再生，它的蒸汽消耗远比伯、仲胺与CO2生成颇为稳定的氨基甲酸盐进行加热再生时低。因此，MDEA等叔胺被广泛应用于各种脱除CO2的过程中。MDEA等叔胺与CO2反应途径如下：反应受(1)控制，反应(1)是CO2水化反应，在25℃时反应速度常数KOH=1041／mo1.s，[OH]=10-3～10-5mol。所以反应(3)是很慢的反应。当在叔胺溶液中加入少量的活化剂R，NH时，吸收CO2的过程可以用穿梭机理来解释：活化剂在表液膜面吸收了CO2，然后向液相传递了CO2，而活化剂又被再生，继续吸收扩散过来的CO2，这样活化剂成为CO2的载体，从本质上加速了CO2传质速度。吸收CO2反应按下面的历程进行。此反应过程中涉及两个关键的参数：CO2与醇胺的反应速率常数k1和氨基甲酸盐的稳定常数k2。研究证明，邻近氨基氮原子附近的烷基基团的大小会影响到醇胺的k1和k2。一定大小的基团可以降低氨基甲酸盐的稳定性，但过于庞大的基团又会降低CO2与醇胺的反应速率。因此，选择具有适当的位阻效应的伯（仲）胺作为MDEA吸收CO2的活化剂，在吸收过程中不生成稳定的氨基甲酸盐，可以避免由于氨基甲酸盐所产生的再生能耗较大、吸收容量低以及腐蚀、降解等问题。本专利技术采用的具有特殊结构的胺为：一种乙醇胺，其中胺基的氮原子位于六元环状化合物之中。本专利技术所使用的具有特殊结构的胺与MDEA混合使用时，合适的使用比例为：具有特殊结构的胺：MDEA=1：1.2～6.5（摩尔比），最好为1：2～5。本专利技术所使用的混合胺水溶液中，合适的总胺浓度为：20～70%（wt），但最好为30～50%（wt）。本专利技术所使用的混合胺水溶液中，也可以包含如腐蚀抑制剂、消泡剂和类似组分的添加剂，这些添加剂的浓度范围为0.01%～5%（wt）。干气中的H2S和CO2通过与本专利技术的混合胺水溶液接触而被除去。同时使已使用过的吸收剂再生，除去所吸收的H2S和CO2，然后再循环到吸收步骤。本领域任何公知的设备都可以用于吸收、再生和其它的步骤。本专利技术与传统技术相比，可以省去NaOH脱除CO2工序，简化流程，减少污染排放，并降低系统能耗。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术加以详细描述。实施例：下面通过实例对本专利技术进行说明，所有溶剂均添加了适量的腐蚀抑制剂、消泡剂和阻垢剂，但本专利技术并不限于这些实例。对比例1某炼油装置催化干气32t/h,压力为1.1MPa，其中，H2S～0.8%（vt）和CO2～3.2%（vt），采用某MDEA配方溶剂作为吸收剂经过一个吸收塔处理后，气体中的H2S～5μL.L-1，CO2～52μL.L-1。实施例1某炼油装置催化干气32t/h,压力为1.1MPa，其中，H2S～0.8%（vt）和CO2～3.2%（vt），采用本专利技术的胺液（MDEA2.0mol/l、环状胺0.4mol/l）经过一个吸收塔处理后，气体中的H2S≤5μL.L-1，CO2≤50μL.L-1。对比例2某公司建设了一套2×104Nm3/h干气提浓装置，提浓气中H2S～0.04%（vt）、CO2～2.8%（vt），采用某MDEA配方溶剂作为吸收剂，胺液循环量为33t/h，胺洗后，提浓气中H2S～5μL.L-1、CO2～800μL.L-1。实施例2将对比例中的吸收液改为本专利技术的吸收液（MDEA2.3mol/l、环状胺0.3mol/l）后，溶液的循环量下降到9t/h，大大减轻了胺液的再生负荷，具有显著的节能效果；胺洗后提浓气中H2S≤5μL.L-1、CO2≤50μL.L-1。，省去了碱洗工序,同时减轻乙烯装置碱洗工序的耗碱量，减少了废碱的排放量。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种炼厂干气回收乙烯过程中酸性气的处理方法，其特征是采用一种具有特殊结构的胺与MDEA混合使用，作为酸性气的吸收剂，所述的特殊结构的胺为一种乙醇胺，其中胺基的氮原子位于六元环状化合物之中，所述特殊结构的胺与MDEA的摩尔比为：1：1.2～6.5。

【技术特征摘要】
1.一种炼厂干气回收乙烯过程中酸性气的处理方法，其特征是采用一种具有特殊结构的胺与MDEA混合使用，作为酸性气的吸收剂，所述的特殊结构的胺为一种乙醇胺，其中胺基的氮原子位于六元环状化合物之中，所述特殊结构的胺与MDEA的摩尔比为：1：1.2～6.5。2.如权利要求1所述的方法，其特征是所述特殊结构的胺与MDEA的摩尔比为：1：2～5。3.如权利要求1所述的方法，所述吸收剂的质量百分比浓度为：20～7...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛松柏，朱道平，杨绪甲，周志斌，余勇，陈园园，宋丽，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，南化集团研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32