一种用于从包含Ｈ２Ｓ和ＣＯ２的酸性气体物流中脱除Ｈ２Ｓ和ＣＯ２的方法，所述方法包括以下步骤：（ａ）使酸性气体物流中的Ｈ２Ｓ与ＳＯ２反应以形成硫蒸气和水蒸汽，从而获得包含ＣＯ２、水蒸汽、硫蒸气、剩余ＳＯ２和剩余Ｈ２Ｓ的第一尾气物流；（ｂ）在第一尾气处理反应器中将第一尾气物流中的剩余ＳＯ２转化成Ｈ２Ｓ，从而获得与第一尾气物流相比贫含ＳＯ２及富含Ｈ２Ｓ和ＣＯ２的第二尾气物流；（ｃ）使第二尾气物流与Ｈ２Ｓ吸收液体接触，从而将Ｈ２Ｓ从所述气体物流转移至Ｈ２Ｓ吸收液体，以获得富含Ｈ２Ｓ的Ｈ２Ｓ吸收液体和富含ＣＯ２的第三尾气物流；（ｄ）通过在ＣＯ２吸收器中使第三尾气物流与ＣＯ２吸收液体接触而从第三尾气物流中脱除ＣＯ２，从而将ＣＯ２从第三尾气物流转移至ＣＯ２吸收液体，以获得富含ＣＯ２的ＣＯ２吸收液体和纯化气体。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于从酸性气体物流中脱除硫化氢(H2S)和二氧化碳(CO2)的方法。
技术介绍
本领域中已知的从气体物流中脱除H2S的方法根据以下反应式将H2S部分氧化成 SO2:2 H2S+302 — 2H20+2S02 (1)可以将形成的SO2根据Claus反应(催化)转化成元素硫2 H2S+S02 — 2H20+3/n Sn (2)反应(1)和(2)的组合称为Claus法。Claus法通常用于炼厂中和用于处理从天 然气中回收的h2S。Claus法产生仍然含有未反应的H2S和/或SO2的气体。有关环境保护的日益严格 的标准使得简单放空或焚烧最终气体物流成为不具吸引力或不允许的选择。因此，通常使 Claus尾气通往尾气清理装置，所述尾气清理装置能够有效脱除H2S或SO2,尽管它们的浓度 是低的。本领域中已知多种可商购尾气清理法。例如，US 6，962，680中描述了用于从除H2S 之外还含有大量二氧化碳的气体中脱除硫化合物的方法。将气体分离成含有H2S的浓缩气 体以及含有二氧化碳、硫醇和芳族化合物的剩余气体。将浓缩气体转移至Claus反应过程， 在Claus反应过程中将H2S作为元素硫进行回收。将从Claus反应排出的尾气加热和与剩 余气体混合；将所得混合物转移至加氢反应器，在加氢反应器中将剩余的硫化合物转化成 H2S0将如此形成的H2S利用吸收-再生步骤进行分离。使离开再生步骤的气体返回Claus 反应。US6，962，680中描述的方法的缺点是使离开再生器的除硫化氢之外还含有大量二氧 化碳的气体返回Claus硫回收装置。这导致Claus进料气体的稀释和较低的Claus反应速 率。另外，US 6，962，680中描述的方法导致将相当多的二氧化碳从吸收步骤排放入大 气中。在过去几十年，全球排放入大气中的CO2已经大大增加。遵循Kyoto议定书，需要降 低CO2排放以阻止或削弱不希望的气候变化。因此，本领域中仍然需要能够从同时包含大量H2S和CO2的酸性气体物流中脱除 H2S和CO2的方法，其中使排入大气中的CO2降低至最小。
技术实现思路
为此，本专利技术提供用于从包含H2S和CO2的酸性气体物流中脱除H2S和CO2的方法， 所述方法包括以下步骤(a)使酸性气体物流中的H2S与SO2反应以形成硫蒸气和水蒸汽，从而获得包含 CO2、水蒸汽、硫蒸气、剩余SO2和剩余H2S的第一尾气物流；(b)在第一尾气处理反应器中将第一尾气物流中的剩余SO2转化成H2S,从而获得与第一尾气物流相比贫含SO2及富含H2S和CO2的第二尾气物流；(c)使第二尾气物流与H2S吸收液体接触，从而将H2S从所述气体物流转移至H2S 吸收液体，以获得富含H2S的H2S吸收液体和富含CO2的第三尾气物流；(d)通过在CO2吸收器中使第三尾气物流与CO2吸收液体接触而从第三尾气物流 中脱除CO2,从而将CO2从第三尾气物流转移至CO2吸收液体，以获得富含CO2的CO2吸收液 体和纯化气体。具有非常低的污染物特别是CO2浓度的纯化气体可以在遵守环境标准的条件下放 空入大气中。此外，可以从富含CO2的CO2吸收液体中回收CO2,任选加压和用于例如强化油 采收中。本专利技术方法特别适合于除H2S之外还包含大量CO2的酸性气体物流，因为两种化合 物都被有效脱除。适合地，酸性气体物流包含5-95V01 %、优选40-95VO1 %、更优选60_95vol %的 H2S,基于总酸性气体物流计。适合地，酸性气体物流包含至少Ivol %、优选至少5vol %、更优选至少IOvol %的 CO2,基于总酸性气体物流计。酸性气体物流中这些量的CO2将转化成第三尾气物流中可比 量的CO2。优选地，酸性气体物流由气体纯化法的再生步骤中获得。需要气体纯化法以降低 工业气体例如炼厂气体、天然气或合成气中特别是H2S的浓度，和通常包括在液体吸收剂中 吸收H2S,随后使液体吸收剂再生以获得富含H2S的气体。在步骤(a)中，使酸性气体物流中的H2S与SO2反应形成硫蒸气和水蒸汽，从而获 得包含CO2、水蒸汽、硫蒸气、剩余SO2和剩余H2S的第一尾气物流。适合地，步骤(a)在Claus装置中进行。在Claus装置中，利用含氧气体(包括纯 氧)使酸性气体中的一部分H2S部分氧化形成SO2,之后使形成的SO2与剩余部分的H2S在 Claus催化剂(优选未促进的球形活化氧化铝)存在下反应。Claus装置适合地包括燃烧室，燃烧室之后是两个或更多个催化剂床层以及两个 或更多个冷凝器。反应产物在这些冷凝器中冷却，和回收液体元素硫。因为元素硫的产量 是不定量的，所以在来自Claus装置的尾气中残留少量的未反应的硫化氢和未反应的二氧 化硫。来自Claus装置的尾气(第一尾气物流)因此仍然含有剩余SO2和剩余H2S。因为 将H2S部分氧化成SO2通常用空气作为含氧气体完成，所以离开Claus装置的所有气体物流 中将存在大量的氮。因此，第一尾气物流除前述组分之外还将含有大量的氮。在步骤(b)中，使第一尾气物流通往第一尾气处理反应器，以脱除剩余SO2。在第一 尾气处理反应器中，在加氢反应中将SO2还原成h2s。另外，将cos(如果存在)转化成h2s。优选尾气处理反应器是所谓的SCOT反应器，即如例如公知的Kohl和Riesenfeld 的教科书，Gas Purification，第三版，GulfPublishing Co, Houston, 1979 中描述的 Shell Claus尾气处理反应器。第一尾气处理反应器中的温度适合地为150_450°C，优选180_250°C。在高于 180°C的温度下，避免了反应尾气中少量元素硫以雾的形式存在，因为这时的温度高于硫的点 ο在第一尾气处理反应器中，优选使用无机载体上载带的第VI族和/或第VII族金 属催化剂。优选地，催化剂包含至少一种选自铜、钴、铬、钒和钼的金属。金属适合地以氧化物或硫化物形式存在于催化剂上。载体可以选自氧化铝、二氧化硅、二氧化硅-氧化铝、二 氧化钛、氧化锆和氧化镁。从第一尾气处理反应器中排出与第一尾气物流相比贫含SO2及富含H2S和CO2的 第二尾气物流。适合地，第二尾气物流包含低于500ppmv H2S,优选低于200ppmv，更优选低于 IOOppmv H2S,基于总第二尾气物流计。将理解的是第二尾气物流中CO2的量将取决于第一尾气物流中的CO2量。适合地， 第二尾气物流中CO2的量是第一尾气物流中CO2量的105-150%。在步骤(c)中，使第二尾气物流与H2S吸收液体接触，从而将H2S从所述气体物流 转移至H2S吸收液体，以获得富含H2S的H2S吸收液体和富含CO2的第三尾气物流。 在与H2S吸收液体接触前，将第二尾气物流适合地进行冷却，优选至6_60°C的温 度。更优选地，在两个步骤中进行冷却，第一步是间接换热和第二步是与水直接换热。优选的H2S吸收液体包括化学溶剂和/或物理溶剂，适合地作为含水溶液。适合的化学溶剂是伯、仲和/或叔胺，包括位阻胺。优选的化学溶剂包括仲或叔胺，优选衍生自乙醇胺的胺化合物，更特别是DIPA、 DEA,MMEA (单甲基-乙醇胺)、MDEA (甲基二乙醇胺)、TEA (三乙醇胺)、或DEME本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于从包含Ｈ↓［２］Ｓ和ＣＯ↓［２］的酸性气体物流中脱除Ｈ↓［２］Ｓ和ＣＯ↓［２］的方法，所述方法包括以下步骤：（ａ）使酸性气体物流中的Ｈ↓［２］Ｓ与ＳＯ↓［２］反应以形成硫蒸气和水蒸汽，从而获得包含ＣＯ↓［２］、水蒸汽、硫蒸气、剩余ＳＯ↓［２］和剩余Ｈ↓［２］Ｓ的第一尾气物流；（ｂ）在第一尾气处理反应器中将第一尾气物流中的剩余ＳＯ↓［２］转化成Ｈ↓［２］Ｓ，从而获得与第一尾气物流相比贫含ＳＯ↓［２］及富含Ｈ↓［２］Ｓ和ＣＯ↓［２］的第二尾气物流；（ｃ）使第二尾气物流与Ｈ↓［２］Ｓ吸收液体接触，从而将Ｈ↓［２］Ｓ从所述气体物流转移至Ｈ↓［２］Ｓ吸收液体，以获得富含Ｈ↓［２］Ｓ的Ｈ↓［２］Ｓ吸收液体和富含ＣＯ↓［２］的第三尾气物流；（ｄ）通过在ＣＯ↓［２］吸收器中使第三尾气物流与ＣＯ↓［２］吸收液体接触而从第三尾气物流中脱除ＣＯ↓［２］，从而将ＣＯ↓［２］从第三尾气物流转移至ＣＯ↓［２］吸收液体，以获得富含ＣＯ↓［２］的ＣＯ↓［２］吸收液体和纯化气体。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：TJ布罗克，GP梵德齐韦特，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]
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