CN102382700B - 一种天然气脱硫剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种天然气脱硫剂，属于石油化工添加剂领域。其成分及配方比例为碱式盐：2~22%；稳泡剂：0.05~0.1%；表面活性剂占总溶液的浓度为7.5×10-5~30×10-5mol/L；余量为水。其中所述的碱式盐为碳酸钠；其中所述的稳泡剂为十二醇。其中所述的表面活性剂为阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的复合物，阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂各占50%；其中阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠等的一种；非离子表面活性剂为椰子油二乙醇基酰胺、烷基多糖苷等中的一种。本发明的脱硫液没有毒性，且生物降解性能好，环境污染小，脱硫效果好，应用广泛。

Description

一种天然气脱硫剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种天然气脱硫剂，属于石油化工添加剂领域，具体涉及一种添加阴-非离子表面活性剂及稳定剂的碳酸钠溶液。
背景技术
天然气被认为在未来几十年里会在工业和民用上起着举足轻重的作用。在使用的所有能源中，它是最清洁和安全的能源之一。但随着开采的深入，酸性气体的含量逐渐增加。近年来，出现了一种将膜与普通的吸收过程相结合的一种新型的气液吸收过程，即膜基气体吸收技术(简称膜吸收)。可以应用的化学脱硫液主要有醇胺、碳酸盐类、柠檬酸钠、氢氧化物、氨水、海水等。综合多方面因素得出使用碳酸盐溶液作为脱硫液可以得到最大的效益。但是采用碳酸钠溶液作为脱硫液时，由于在室温条件下其在水中的溶解度很低，使得脱离效率不是很高，所以可以利用表面活性剂所具有的特性来提高脱硫率。碳酸钠溶液为碱性溶液，且碳酸钠为一种盐，所选择的表面活性应当具有耐碱性、耐盐性、高的起泡性与稳定性。阴-非离子型表面活性剂综合了离子型与非离子型表面活性剂的众多优点，如良好的溶解性和稳定性、优良的耐盐抗温性能、良好的配伍性和高效发泡能力等。另外需添加一种稳泡剂与阴-非离子型表面活性剂配合使用。
之所以采用阴-非离子表面活性剂主要是由于非离子型表面活性剂对抗盐作用较好，而发泡能力稍差，阴离子型表面活性剂发泡能力好，但其抗盐作用较差。而当两者形成二元混合体系时，充分发挥了其各自的优点，克服了二者之不足。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供高效天然气脱硫剂。为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明主要是利用复合表面活性剂所具有的高的起泡性能，以此来增加对硫化氢的吸收。
本发明所述的一种天然气脱硫剂，其成分及配方比例为：
碱式盐：2~22%（wt）；
稳泡剂：0.05~0.1%（wt）；
表面活性剂：其占总溶液的浓度为7.5×10-5~30×10-5 mol/L；
余量为水。
其中所述的碱式盐为碳酸钠；
其中所述的稳泡剂为十二醇。
其中所述的表面活性剂为阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的复合物，阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的摩尔比为1.5~6：2.5；其中阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)等的一种；非离子表面活性剂为椰子油二乙醇基酰胺(Emp6501)、烷基多糖苷(APG08-10)等中的一种。
所述的一种天然气脱硫剂的制备方法，按照下述步骤进行：按照上述比例，在25~35℃下先将碱式盐溶于水中，加入表面活性剂与稳泡剂，之后搅拌20~30分钟即可。
阴-非离子复合体系具有良好的协同性能，这主要是由于非离子表面活性剂分子中的氧原子在水溶液中部分质子化，带有弱正电性，因而与阴离子表面活性剂有一定的电性相互作用。非离子-阴离子型表面活性剂的耐盐性能优于单纯的非离子型表面活性剂，也优于单纯的阴离子型表面活性剂，
本发明的优点在于：
（1）    本脱硫液没有毒性，且生物降解性能好，环境污染小。
（2）    脱硫效果好。
复合脱硫剂有效的降低了表面张力。通过表面张力测定，在同样温度条件下复合脱硫剂比单一成分碳酸钠表面张力降低15~33%，使气体容易形成小气泡，有效地增大了气液比表面积，提高了传质速率，使脱硫效率达95%以上。
（3）    应用广泛
可在天然气脱硫脱硝、烟气脱硫脱碳等领域得到广泛应用。
（4）     成本低，经济性好
本发明的复合脱硫剂成本低，用量少，脱硫效率高，可再生。有效地提高了脱硫生产的经济效益。将硫化氢解吸出来，能实现资源化利用。
附图说明
图1为天然气脱硫工艺装置图，其中1．气瓶；2.压力计；3.流量计；4.气体分布器；5.脱硫液箱；6.泵；7.脱硫塔；8.色谱仪；9.温度计。
具体实施方式
以下实施例只是对本发明做更详细的说明，并不对本发明的范围有任何限制。
实施例1 
按碳酸钠占溶剂的质量百分含量为2.0％（400g），十二醇为0.05%（10g），水（19590g），阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠的浓度为7.5×10-5mol/L（                                                
Figure 2011102596843100002DEST_PATH_IMAGE001
mol），非离子表面活性剂烷基多糖苷的浓度为12.5×10-5mol/L（
Figure 626695DEST_PATH_IMAGE002
mol），按照上述比例，在25~35℃下先将碳酸钠溶于水中，加入稳泡剂与表面活性剂，之后搅拌20~30分钟，配置脱硫液。
实施例2
按碳酸钠占溶剂的质量百分含量为22.0％（
Figure 2011102596843100002DEST_PATH_IMAGE003
g），十二醇为0.1%（20g），水（15580g），阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠的浓度为30×10-5mol/L（
Figure 24178DEST_PATH_IMAGE004
mol），非离子表面活性剂烷基多糖苷的浓度为12.5×10-5mol/L（
Figure 815417DEST_PATH_IMAGE002
mol），按照上述比例，在25~35℃下先将碳酸钠溶于水中，加入稳泡剂与表面活性剂，之后搅拌20~30分钟，配置脱硫液。
实施例3 
按碳酸钠占溶剂的质量百分含量为2.0％（400g），十二醇为0.05%（10g），水（19590g），阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠的浓度为7.5×10-5mol/L（
Figure 894231DEST_PATH_IMAGE001
mol），非离子表面活性剂椰子油二乙醇基酰胺的浓度为12.5×10-5mol/L（
Figure 392209DEST_PATH_IMAGE002
mol），按照上述比例，在25~35℃下先将碳酸钠溶于水中，加入稳泡剂与表面活性剂，之后搅拌20~30分钟，配置脱硫液。
实施例4
按碳酸钠占溶剂的质量百分含量为22.0％（
Figure 226172DEST_PATH_IMAGE003
g），十二醇为0.1%（20g），水（15580g），阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠的浓度为30×10-5mol/L（
Figure 176811DEST_PATH_IMAGE004
mol），非离子表面活性剂椰子油二乙醇基酰胺的浓度为12.5×10-5mol/L（
Figure 121633DEST_PATH_IMAGE002
mol），按照上述比例，在25~35℃下先将碳酸钠溶于水中，加入稳泡剂与表面活性剂，之后搅拌20~30分钟，配置脱硫液。
实施例5 
按碳酸钠占溶剂的质量百分含量为2.0％（400g），十二醇为0.05%（10g），水（19590g），阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠的浓度为7.5×10-5mol/L（
Figure 536434DEST_PATH_IMAGE001
mol），非离子表面活性剂烷基多糖苷的浓度为12.5×10-5mol/L（
Figure 478982DEST_PATH_IMAGE002
mol），按照上述比例，在25~35℃下先将碳酸钠溶于水中，加入稳泡剂与表面活性剂，之后搅拌20~30分钟，配置脱硫液。
实施例6
按碳酸钠占溶剂的质量百分含量为22.0％（
Figure 979234DEST_PATH_IMAGE003
g），十二醇为0.1%（20g），水（15580g），阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠的浓度为30×10-5mol/L（
Figure 462168DEST_PATH_IMAGE004
mol），非离子表面活性剂烷基多糖苷的浓度为12.5×10-5mol/L（mol），按照上述比例，在25~35℃下先将碳酸钠溶于水中，加入稳泡剂与表面活性剂，之后搅拌20~30分钟，配置脱硫液。
实施例7 
按碳酸钠占溶剂的质量百分含量为2.0％（400g），十二醇为0.05%（10g），水（19590g），阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠的浓度为7.5×10-5mol/L（
Figure 48187DEST_PATH_IMAGE001
mol），非离子表面活性剂椰子油二乙醇基酰胺的浓度为12.5×10-5mol/L（
Figure 35734DEST_PATH_IMAGE002
mol），按照上述比例，在25~35℃下先将碳酸钠溶于水中，加入稳泡剂与表面活性剂，之后搅拌20~30分钟，配置脱硫液。
实施例8
按碳酸钠占溶剂的质量百分含量为22.0％（
Figure 260042DEST_PATH_IMAGE003
g），十二醇为0.1%（20g），水（15580g），阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠的浓度为30×10-5mol/L（
Figure 383856DEST_PATH_IMAGE004
mol），非离子表面活性剂椰子油二乙醇基酰胺的浓度为12.5×10-5mol/L（
Figure 668207DEST_PATH_IMAGE002
mol），按照上述比例，在25~35℃下先将碳酸钠溶于水中，加入稳泡剂与表面活性剂，之后搅拌20~30分钟，配置脱硫液。
实验一天然气脱硫剂的脱硫实验
按照如图1所示天然气脱硫工艺装置图，含硫化氢为5%的天然气从气瓶1中经过压力计2并经过流量计3计量流量，流量设定为1 m3/h，3 m3/h，5 m3/h，7 m3/h。气体计量后进入脱硫塔7，脱硫塔7的直径100mm，高1500mm。在脱硫塔底部安装的气体分布器4可将气体形成气泡。脱硫液箱5内装有电加热器，可以改变液体温度，本发明中设定温度25℃由温度计9得出进入塔内的脱硫液温度。通过泵6进行循环，气体中的硫化氢在脱硫塔7内被脱硫液吸收。净化后的气体流出脱硫塔7进入色谱仪8进行分析。在上述条件下连续运行1小时，脱硫效率在91.2%~96.7%范围内。 
抽取吸收了硫化氢的脱硫液50ml，分别在85℃和95℃下进行解吸再生，经过1小时的解吸实验表明解吸率可达96%~97%以上。

Claims (2)

1.一种天然气脱硫剂，其特征在于其成分及配方比例为：
以质量计碱式盐：2~22%；
以质量计稳泡剂：0.05~0.1%；
表面活性剂：其占总溶液的浓度为7.5×10-5~30×10-5 mol/L；
余量为水；
其中所述的碱式盐为碳酸钠；其中所述的稳泡剂为十二醇；
其中所述的表面活性剂为阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的复合物，阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的摩尔比为1.5~6：2.5；其中阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠的一种；非离子表面活性剂为椰子油二乙醇基酰胺或烷基多糖苷的一种。
2.权利要求1所述的一种天然气脱硫剂的制备方法，其特征在于按照下述步骤进行：按照上述比例，在25~35℃下先将碱式盐溶于水中，加入表面活性剂与稳泡剂，之后搅拌20~30分钟即可。
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