【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及气体脱硫剂，具体涉及一种有机硫脱除剂以及脱除气体中有机硫的方法。
技术介绍
1、在天然气净化领域主要使用的是以甲基二乙醇胺(mdea)为核心溶剂的醇胺法和砜胺法，但这些净化工艺均存在着一定的局限性，比如对有机硫的脱除能力较为有限，而具有全脱能力的醇胺复配溶液又会在脱除有机硫的同时将原料气中的co2全部脱除，造成产品气商品率的降低。因此在新天然气国家标准下的达标压力和产品气商品率的双重要求下，新的脱硫体系的开发在气体净化、经济效益等方面具有非常重要的意义。
2、离子液体是一类由有机阳离子和无机阴离子组成的离子化合物，其物化性能与传统溶剂相差较大，具有蒸汽压极低、热稳定性好、溶解能力强等特点。因此，基于其蒸汽压极低特点，离子液体在酸性气体脱除中不会对需要净化的气体与环境造成污染，并且在使用过程中也不会由于溶剂挥发造成溶剂的损失。
3、当前已经有技术人员对离子液体吸收酸性气体进行了相关的研究和探索，代表性的工作如下：sharma等(chemical engineering journal,2012,193-194:267-275)测试了含氨基功能化咪唑基为阳离子[2-aemim]的不同离子液体对co2的吸收能力，发现这些功能化离子液体在常压下对co2的吸收能力大大增强，最高可达0.49mol co2/mol il，阴离子对co2的捕集能力为[bf4]＜[dca]＜[pf6]＜[tfo]＜[tf2n]。kuan huang等(aiche journal,2014,60(12):4232-4240)合
4、jalili等(fluid phase equilibria,2017,453:1-12)研究了h2s在不同类型的咪唑类离子液体中的溶解度，发现h2s在1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲基磺酸钠([c4mim][otf])中的溶解度高于在同系物阳离子为c2的1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲基磺酸钠离子液体([c2mim][otf])中的溶解度。此外，[c4mim][otf]显示出对h2s有更好的选择性，在相同的条件下，h2s在[c4mim][otf]中的溶解量是co2的4倍。因此，[c4mim][otf]是分离天然气中含有大量h2s和co2等酸气的理想溶剂。
5、王建宏等(天然气工业-c1化学与化工,2018,38(7):100-107)将碱性的氢氧化1-丁基-3-甲基咪唑([bmim]oh)离子液体与酸性三辛基甲基铵四氯铁酸盐([a336][fecl4])离子液体分别按照不同比例混合后对h2s进行氧化吸收。结果表明，如果采用[a336][fecl4]离子液体，可以降低催化氧化体系的成本。除此之外，混合离子液体的酸性弱于[a336][fecl4]，有利于h2s的吸收，且其黏度随温度上升而剧烈下降，有利于中、高温脱硫。
6、akhmetshina等(the journal of chemical thermodynamics,2019,130:173-182)研究了1-甲基咪唑鎓双(2-乙基己基)磺基琥珀酸盐([mim][doc])和1-丁基-3-甲基咪唑鎓双(2-乙基己基)磺基琥珀酸盐([bmim][doc])对h2s和co2的吸收性能，合成的离子液体对h2s和co2的溶解度值超过了常规离子液体。例如，h2s在[bmim][doc]和[mim][doc]中的溶解量分别约为传统离子液体的6倍和2.2-2.5倍。另外，酸性气体在[mim][doc]的溶解度值比[bmim][doc]小得多，说明阳离子越容易解离出质子，气体溶解度会越低。
7、从上述文献报道可以看出，目前应用于酸气脱除的离子液体主要有醇胺酸盐型质子离子液体、甲基咪唑六氟磷酸盐类离子液体、甲基咪唑三氟甲基磺酸钠类离子液体、甲基咪唑鎓双磺基琥珀酸盐类离子液体等。可以看到，尽管离子液体具有蒸汽压低、热稳定性好、溶解能力强的优点，但是也存在着成本高昂、粘度高以致效率低下的问题。因此，基于离子液体的优点开发廉价、高效的用于酸性气体脱除的离子液体在天然气净化领域具有重要的意义。
8、当前广泛应用的有机硫脱除溶剂难以实现天然气净化厂的有机硫深度脱除，并且在低硫化物浓度、高气液比的时候对有机硫的脱除性能更差，在面对原料气气质波动的时候会表现出难以适应导致产品气达标存在风险，部分全脱型溶剂虽然可以保证产品气顺利达标，但其在脱除掉有机硫中的羰基硫的同时会将co2过度甚至全部脱除，从而造成整个净化工艺中能耗增加、酸气成分复杂以及产品气商品率低等问题。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种有机硫脱除剂以及脱除气体中有机硫的方法，以获得能够高效脱硫的有机硫脱除剂。
2、为达到上述目的，本专利技术提供一种有机硫脱除剂，以质量百分比计，其原料包括：有机胺20-40％，离子液体5-20％，添加剂4-30％；
3、其中，所述添加剂包括1-环己基-3-氮杂啶醇、1,3-双(叔丁基氨基)-2-丙醇、叔丁基醇、无水哌嗪、n-甲基哌嗪、n-乙基哌嗪中的一种或两种以上的组合。
4、上述有机硫脱除剂中，优选地，所述添加剂包括1-环己基-3-氮杂啶醇、1,3-双(叔丁基氨基)-2-丙醇、叔丁基醇中的一种或两种以上的组合。本专利技术将这些添加剂记为a类添加剂。
5、在本专利技术中，a类添加剂主要基于促进羰基硫水解以提高脱除率。上述几种a类添加剂对羰基硫的脱除率从低到高依次为1,3-双(叔丁基氨基)-2-丙醇、1-环己基-3-氮杂啶醇、叔丁基醇。
6、上述有机硫脱除剂中，优选地，所述添加剂包括无水哌嗪、n-甲基哌嗪、n-乙基哌嗪中的一种或两种以上的组合。本专利技术将这些添加剂记为b类添加剂。
7、在本专利技术中，b类添加剂的作用是脱除硫醇，主要基于添加剂的酸性与亲核性，与硫醇成盐，从而提高对硫醇的脱除率。上述几种b类添加剂对硫醇的脱除率从低到高依次为n-甲基哌嗪、无水哌嗪、n-乙基哌嗪。
8、上述a类添加剂、b类添加剂分别对羰基硫、硫醇的具有特异性脱除能力。a类添加剂为醇类化合物，可以通过羟基的作用提高羰基硫的溶解性，进而增加其水解反应率，与醇胺中的羟基起着协同作用。b类添加剂为哌嗪类化合物，能利用分子中的-nh-基团通过氢键效应提升对硫醇的物理吸收能力，从而提升硫醇的脱除。
9、上述有机硫脱除剂中，优选地，所述有机胺包括甲基二乙醇胺(mdea)、一乙醇本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种有机硫脱除剂，以质量百分比计，其原料包括：有机胺20-40％，离子液体5-20％，添加剂4-30％；
2.根据权利要求1所述的有机硫脱除剂，其中，所述添加剂包括1-环己基-3-氮杂啶醇、1,3-双(叔丁基氨基)-2-丙醇、叔丁基醇中的一种或两种以上的组合。
3.根据权利要求1所述的有机硫脱除剂，其中，所述添加剂包括无水哌嗪、N-甲基哌嗪、N-乙基哌嗪中的一种或两种以上的组合。
4.根据权利要求1所述的有机硫脱除剂，其中，所述有机胺包括甲基二乙醇胺、一乙醇胺、二乙醇胺、二异丙醇胺中的一种或两种以上的组合。
5.根据权利要求1所述的有机硫脱除剂，其中，所述离子液体包括1-乙基-3-甲基咪唑羟基、1-丁基-3-甲基咪唑羟基、1-己基-3-甲基咪唑羟基、1-辛基-3-甲基咪唑羟基中的一种或两种以上的组合。
6.一种脱除气体中有机硫的方法，其采用权利要求1-5任一项所述的有机硫脱除剂进行脱除；
7.根据权利要求6所述的脱除气体中有机硫的方法，其中，所述有机硫包括羰基硫和/或硫醇。
8.根据权利要求7
9.根据权利要求7所述的脱除气体中有机硫的方法，其中，所述气体中含有羰基硫时，所述有机硫脱除剂的添加剂包括1-环己基-3-氮杂啶醇、1,3-双(叔丁基氨基)-2-丙醇、叔丁基醇中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的脱除气体中有机硫的方法，其中，所述羰基硫在气体中的含量≤500mg/m3。
11.根据权利要求7所述的脱除气体中有机硫的方法，其中，所述气体中含有硫醇时，所述有机硫脱除剂的添加剂包括无水哌嗪、N-甲基哌嗪、N-乙基哌嗪中的至少一种。
12.根据权利要求11所述的脱除气体中有机硫的方法，其中，所述硫醇在气体中的含量为≤400mg/m3。
13.根据权利要求6所述的脱除气体中有机硫的方法，其中，所述气体中还含有二氧化碳；二氧化碳在所述气体中的体积含量≤15％。
...【技术特征摘要】
1.一种有机硫脱除剂，以质量百分比计，其原料包括：有机胺20-40％，离子液体5-20％，添加剂4-30％；
2.根据权利要求1所述的有机硫脱除剂，其中，所述添加剂包括1-环己基-3-氮杂啶醇、1,3-双(叔丁基氨基)-2-丙醇、叔丁基醇中的一种或两种以上的组合。
3.根据权利要求1所述的有机硫脱除剂，其中，所述添加剂包括无水哌嗪、n-甲基哌嗪、n-乙基哌嗪中的一种或两种以上的组合。
4.根据权利要求1所述的有机硫脱除剂，其中，所述有机胺包括甲基二乙醇胺、一乙醇胺、二乙醇胺、二异丙醇胺中的一种或两种以上的组合。
5.根据权利要求1所述的有机硫脱除剂，其中，所述离子液体包括1-乙基-3-甲基咪唑羟基、1-丁基-3-甲基咪唑羟基、1-己基-3-甲基咪唑羟基、1-辛基-3-甲基咪唑羟基中的一种或两种以上的组合。
6.一种脱除气体中有机硫的方法，其采用权利要求1-5任一项所述的有机硫脱除剂进行脱除；
7.根据权利要求6所述的脱...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱雯钊，薛靖文，李金金，熊钢，彭子成，
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：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。