聚醇醚物理溶剂脱除气体中硫化物和二氧化碳制造技术

本发明专利技术是从含酸性气体中脱除硫化物和ＣＯ－［２］的高效物理法，采用组成为ＣＨ－［３］Ｏ（Ｃ－［２］Ｈ－［４］Ｏ）ｘＣＨ－［３］聚醇醚作吸收剂，其中Ｘ＝２－６，８９～１００％．该法与其它物理法相比，具有能耗低，净化度高，选择性好，流程简单，溶剂无毒，无腐蚀，稳定等特点，可用于合成氨和制氢原料气、城市煤气、天然气等的净化，以取得较好的节能效果．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于从含酸性气体的混合气中脱除硫化物(包括H2S和有机硫)和CO2的高效物理溶剂法。物理溶剂法主要可以节能，已广泛应用于合成氨和制氢原料气、城市煤气、天然气等混合气中脱除H2S和CO2。如冷甲醇(Rectisol)法，净化度较高，可达总硫0.1ppm以下，CO210ppm以下适用于对气体净化度要求严格的场合，但低温操作需达-70℃，冷量消耗较大，设备要求低温材料。常温甲醇(Amisol)法，净化度亦较高，但对H2S不能选择吸收，常温下溶剂挥发度大，气相夹带处理困难。碳酸丙烯酯(Flour)法，对H2S选择吸收较差。美国专利3737392。73.6.5.报导的Selexol法是可选择脱除H2S和CO2，溶剂组成为CH3O(C2H4O)XCH3聚乙二醇二甲醚的混合物，式中X＝3～9，同系物大致组成X＝3，4-9%;X＝4，22-24%;X＝5，24-28%;X＝6，20-22%;X＝7，13-15%;X＝8，6-8%;X＝9，2-4%。本专利技术与其它物理方法相比，具有能耗低，净化度高，可达H2S1ppm，CO20.1%，对H2S有良好的选择吸收性，溶剂稳定等特点，与Selexol技术类似，但溶液组成不一样，操作条件不一样，Selexol一般在高压35～105公斤/厘米2吸收，本专利技术可用于20公斤/厘米2低压吸收，本生系数略高于Selexol。本专利技术的吸收液为CH3O(C2H4O)XCH3的聚醇醚有机溶剂，式中的X＝2-8，我们经过多次溶剂制备和筛选试验，认为X＝3或4的三聚乙二醇二甲醚和四聚乙二醇二甲醚在吸收中起主导作用，而X大于6的聚醇醚起作用较小，当三(四)聚乙二醇二甲醚组份含量在40-90%时，吸收酸气效果较佳，溶剂组成要求为X＝2，2-5%;X＝3，18-19%;X＝4，28-30%;X＝5，23-26%;X＝6，18-20%。与美国专利溶剂组份及对组份的看法均不同。本专利技术是在加压下，使混合气体中H2S、CO2、有机硫等酸性气体溶解在溶剂中而被脱除的物理吸收过程，吸收压力愈高，吸收能力愈大，在减压时，溶剂中被吸收的气体得到介吸而使溶剂再生，可不需消耗热量或耗热较少，是一种能耗较低的净化方法，溶剂的比热为0.5008(20.6℃)，溶解热H2S3.26千卡/克分子H2S(20℃)，CO23.96千卡/克分子CO2(30℃)故溶解热效应等均较低。聚醇醚溶剂对H2S、CO2具有较大的溶解能力，吸收净化度高，对CO2吸收能力与碳酸丙烯酯相仿，对H2S吸收能力大于碳酸丙烯酯一倍左右，在1大气压，40℃下碳酸丙烯酯与聚醇醚溶剂本生系数对照见表1。在1大气压，20℃下Selexol与聚醇醚溶剂本生系数对比见表2。 </table></tables>表2 由以上二表可知，聚醇醚溶剂对H2S选择吸收能力较高，其 (H2S)/(CO2) 达到7以上，因而脱硫时，可获得H2S浓度较大的再生气。本专利技术的主要优点为能量消耗低，溶剂对H2S和CO2的溶解度较大，净化度较高，对H2S选择吸收好，同时还可以脱除有机硫化物(如COS等)，溶剂自身无毒、无腐蚀、化学稳定性和热稳定性均好，蒸汽压低，溶剂损耗极低，无需有付反应处理，设备流程简单。本专利技术是采用选择性脱除H2S，随后再脱除CO2的两段吸收流程，见图1原料气由脱硫塔1下部进入，自下而上通过吸收塔，进行选择性脱硫，脱硫后气体从塔顶出去进入脱碳塔Ⅰ下部，进行脱碳，脱碳后为最终净化气。溶剂是由泵抽出脱碳气提塔Ⅳ底部的贫液打入脱硫塔1顶部与气体逆流接触，脱除硫化物并也同时脱去少部分CO2，吸收过的富液从塔底部出来进入闪蒸器2，热再生塔3，得到再生为贫度较高的贫液，经冷却用泵打入脱碳塔Ⅰ上段供精脱CO2用，以保证CO2净化度，再生塔顶再生气经冷凝器4冷凝其中水汽成水回入系统。再用泵从脱碳气提塔底另抽一股溶剂打入脱碳塔Ⅰ下段供粗脱碳用，吸收后两段溶剂混合富液经过闪蒸器Ⅱ，常介塔Ⅲ，气提塔Ⅳ得到再生。如对净化度要求不高时，也可同时脱除H2S和CO2的一段吸收流程见图2，原料气由吸收塔1下部进入，经过吸收后的净化气从塔顶排出，而吸收过的富液经闪蒸器2，再生塔3再生过的贫液送去吸收，再生方式可为气提或略加热气提，加热气提再生气需要冷凝回水。本专利技术的主要技术指标(按图1流程)在原料气中CO2为42%，H2S为5-6克/标米3，吸收压力为20公斤/厘米2(表)时，原料气入脱硫塔进行脱硫，同时也脱除部份CO2，在脱硫塔进口处气体与溶剂比180-200，脱硫再生温度145-150℃，脱硫出口气体中含CO232%，H2S10毫米/标米3，然后脱硫气再进入带有两段吸收的脱碳塔脱碳，进入脱碳塔上段溶剂温度～5℃，进脱碳塔的下段溶剂温度～13℃，脱碳塔进口处气体与溶剂比为45，而上段溶剂与下段溶剂比为1∶3，气提塔进口处空气/溶剂比～20，此时脱碳后的净化气含总硫1毫米/标米3，CO2小于0.2%，当吸收压力上升，吸收温度下降，吸收效果更好，或者可加大气/液或者可提高净化度。本专利技术可用于流量较高的煤气化后煤气的脱硫，可取得较好的节能效果。实例吸收液组份为CH3O(C2H4O)XCH3，其中X＝1，0.52%;X＝2，3.11%;X＝3，18.6%;X＝4，27.74%;X＝5，22.83%;X＝6，16.99%;X＝7，7.99%;X＝8，2.23%。吸收压力22.6公斤/厘米2，原料气含H2S6.0克/标米3，CO239.0%，先经选择脱硫，吸收温度26℃，吸收气/液199，尔后经二段脱碳，上段温度5℃，下段温度13℃，气/液45，上下两段溶液比1∶3，最终净化气含H2S1ppm，CO20.2%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术用于脱除混合气体中Ｈ↓〔２〕Ｓ、ＣＯ↓〔２〕和有机硫，其特点在于吸收液是由聚乙二醇二甲醚ＣＨ↓〔３〕Ｏ（Ｃ↓〔２〕Ｈ↓〔４〕Ｏ）↓〔ｘ〕ＣＨ↓〔３〕的不同重量百分含量的同系物组成，大致为Ｘ＝２，２—５％；Ｘ＝３，１８—１９％；Ｘ＝４，２８—３０％；Ｘ＝５，２３—２６％；Ｘ＝６，１８—２０％。

【技术特征摘要】
1.本发明用于脱除混合气体中H2S、CO2和有机硫，其特点在于吸收液是由聚乙二醇二甲醚CH3O(C2H4O)xCH3的不同重量百分含量的同系物组成，大致为X=2，2-5%；X=3，18-19%；X=4，28-30%；X=5，23-26%；X=6，18-20%。2.依据权项1，具体吸收液组成为CH3O(C2H4O)XCH3，其中X＝1，0.52%;X＝2，3.11%;X＝3，18.6%;X＝4，27.74%;X＝5，22.83%;X＝6，16.98%;X＝7，7.99%;X＝8，2.23%。3.对原料气中含CO242%，H2S为5-6克/标米3，吸收压力20公斤/厘米2(表)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱世勇，陆昌美，张国慧，刘敏健，周定发，
申请(专利权)人：南京化学工业公司研究院，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]