CN103446849A - 炼油厂酸性气中硫化氢与二氧化碳分离技术 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种炼油厂酸性气中硫化氢与二氧化碳的分离技术，技术方案是：包括以下工艺步骤：炼油厂酸性气经酸性气分离罐和酸性水分离罐后进入第一吸收塔，在第一吸收塔底部与来自塔上部的贫液接触使酸性气中的硫化氢充分吸收后形成富液，富液与贫液进入一级贫富换热器换热后进入第一再生塔再生，第二再生塔塔顶产生的H2S气体经第二冷凝器冷凝后，进入分离罐，分离出的液相作再生塔顶回流用，气相部分H2S气体作为硫氢化钠制作部分原料；有益效果：本工艺选择了浓度为50%的甲基二乙醇胺萃取剂，该萃取剂与其他几种相比，具有较高的选择性、稳定性，且损失量小、装置能耗低。
Description
技术领域：
本发明涉及一种化工生产技术，特别涉及炼油厂酸性气中硫化氢与二氧化碳的分离技术。
背景技术：
炼油厂传统的酸性气处理办法是采用克劳斯工艺技术制取硫磺，此工艺虽然能解决酸性气的污染问题，但工艺复杂，操作费用高，能源高、且硫磺价格波动大，因此开发酸性气利用新途径对于解决环境污染、节约能源、提高企业产品附加值具有重要意义。
炼油厂生产过程中副产的酸性气中，硫化氢含量85%左右，另外二氧化碳含量约占10%左右，还含有少量烃类气体。由于硫化氢和二氧化碳都属于酸性气体，性质相似。在硫化氢利用技术中，二氧化碳的含量对硫化氢衍生产品的品质和生产成本影响较大。因此，必须将酸性气中的硫化氢和二氧化碳进行分离，将硫化氢进行提浓，才能使硫化氢组分得到更好的利用。
目前，国内甲基二乙醇胺（MDEA）萃取技术主要用于含硫混合气体的脱硫，炼油厂一般用于炼厂干气的脱硫、液化石油气的脱硫。而炼厂干气、液化气中的硫化氢含量一般在5%以下。在干气脱硫、液化石油气脱硫过程中，是将硫化氢和二氧化碳从炼厂气中分离出来，并未实现二者的分离。
存在的主要问题：（1）由于硫化氢和二氧化碳都呈酸性，萃取剂对两者都能吸收，因此对硫化氢和二氧化碳的分离是比较困难的。（2）国内及国外对天然气、干气、液化气中硫化氢、二氧化碳的脱除研究的较多，建立了很多模型，都是硫化氢、二氧化碳浓度较低的情况，对酸性气中硫化氢和二氧化碳的分离，却少见研究。
发明内容：
本发明的目的是利用国内技术上的空白，采用MDEA萃取技术，提供一种炼厂酸性气中硫化氢与二氧化碳组分的分离技术，以进一步实现硫化氢的利用。
一种炼油厂酸性气中硫化氢与二氧化碳分离技术，包括以下工艺步骤：炼油厂酸性气经酸性气分离罐和酸性水分离罐后进入第一吸收塔，在第一吸收塔底部与来自塔上部的贫液接触使酸性气中的硫化氢充分吸收后形成富液，富液与贫液进入一级贫富换热器换热后进入第一再生塔再生，第一再生塔的塔底温度控制在115℃左右，第一再生塔塔顶产生的H2S气体经第一冷凝器冷凝后，分离出的液相作第一再生塔塔顶回流用，气相部分作为二级吸收/再生进料；第一吸收塔顶放空气体排入低压瓦斯网，来自第一再生塔塔顶气相分三路进入第二吸收塔与分三路进塔的贫液充分接触吸收，塔底富液经第二换热器后，气相部分经冷却后与原料气混合作为第一吸收塔进料，液相部分经泵打至第二再生塔再生。第二再生塔塔顶产生的H2S气体经第二冷凝器冷凝后，进入分离罐，分离出的液相作再生塔顶回流用，气相部分H2S气体作为硫氢化钠制作部分原料。
炼油厂酸性气中硫化氢与二氧化碳分离技术中硫化氢与二氧化碳的分离采用萃取剂进行二级吸收萃取，所采用的萃取剂为浓度为50%左右的改性甲基二乙醇胺（MDEA）。
根据甲基二乙醇胺（MDEA）选择性吸收硫化氢和二氧化碳的原理，试验过程中，为了确定酸性气萃取吸收塔的生产效果，通过采用酸性气在吸收塔进料位置不同的方式来确定塔板数；通过改变进料量、胺液循环量、回流比、操作温度、操作压力等工艺参数的方式来验证设计参数；
吸收温度： 35℃以下
再生温度： 115℃
第一吸收塔、第二吸收塔压力： 0.1Mpa
再生塔压力： 0.2Mpa
胺液浓度： 50%。
本发明的有益效果：本工艺选择了浓度为50%的甲基二乙醇胺萃取剂，该萃取剂与其他几种相比，具有较高的选择性、稳定性，且损失量小、装置能耗低。通过实验证明，浓度50%左右的MDEA溶液作为吸收液可以取得最理想的分离效果。
合理利用以上反应的不同速率，在CO2与H2S共存的情况下达到选择吸收H2S的目的，从而有效利用能源。通过控制反应的气液比和气液接触方式，更进一步改善H2S的选吸效果。
通过设计手段和调节控制操作参数，减少酸性气与萃取液的接触时间，增大MDEA溶液的选择性来达到硫化氢和二氧化碳分离的目的，使提浓后的硫化氢中二氧化碳浓度降至0.2%以下。
附图说明
附图1是本发明的结构示意图。
上图中：酸性气分离罐1、酸性水分离罐2、第一吸收塔3、一级贫富换热器4、第一再生塔5、第一冷凝器6、第二吸收塔7、第二换热器8、泵9、第二再生塔10、第二冷凝器11、分离罐12。
具体实施方式
结合附图，对本发明作进一步的描述：
一种炼油厂酸性气中硫化氢与二氧化碳分离技术，包括以下工艺步骤：炼油厂酸性气经酸性气分离罐1和酸性水分离罐2后进入第一吸收塔3，在第一吸收塔3底部与来自塔上部的贫液接触使酸性气中的硫化氢充分吸收后形成富液，富液与贫液进入一级贫富换热器4换热后进入第一再生塔5再生，第一再生塔5的塔底温度控制在115℃左右，第一再生塔5塔顶产生的H2S气体经第一冷凝器6冷凝后，分离出的液相作第一再生塔5塔顶回流用，气相部分作为二级吸收/再生进料；第一吸收塔顶3放空气体排入低压瓦斯网，来自第一再生塔5塔顶气相分三路进入第二吸收塔7与分三路进塔的贫液充分接触吸收，塔底富液经第二换热器8后，气相部分经冷却后与原料气混合作为第一吸收塔3进料，液相部分经泵9打至第二再生塔10再生。第二再生塔10塔顶产生的H2S气体经第二冷凝器11冷凝后，进入分离罐12，分离出的液相作再生塔顶回流用，气相部分H2S气体作为硫氢化钠制作部分原料。
炼油厂酸性气中硫化氢与二氧化碳分离技术中硫化氢与二氧化碳的分离采用萃取剂进行二级吸收萃取，所采用的萃取剂为浓度为50%左右的改性甲基二乙醇胺（MDEA）。
根据甲基二乙醇胺（MDEA）选择性吸收硫化氢和二氧化碳的原理，试验过程中，为了确定酸性气萃取吸收塔的生产效果，通过采用酸性气在吸收塔进料位置不同的方式来确定塔板数；通过改变进料量、胺液循环量、回流比、操作温度、操作压力等工艺参数的方式来验证设计参数；
吸收温度： 35℃以下
再生温度： 115℃
第一吸收塔、第二吸收塔压力： 0.1Mpa
再生塔压力： 0.2Mpa
胺液浓度： 50%
本工艺技术选择了浓度为50%的改性MDEA萃取剂，，该萃取剂与其他几种相比，具有较高的选择性、稳定性，且损失量小、装置能耗低。通过实验证明，浓度50%左右的MDEA溶液作为吸收液可以取得最理想的分离效果。
合理利用以上反应的不同速率，在CO2与H2S共存的情况下达到选择吸收H2S的目的，从而有效利用能源。通过控制反应的气液比和气液接触方式，更进一步改善H2S的选吸效果。
通过设计手段和调节控制操作参数，减少酸性气与萃取液的接触时间，增大MDEA溶液的选择性来达到硫化氢和二氧化碳分离的目的，使提浓后的硫化氢中二氧化碳浓度降至0.2%以下。
Claims (2)
1.一种炼油厂酸性气中硫化氢与二氧化碳分离技术，其特征是包括以下工艺步骤：炼油厂酸性气经酸性气分离罐（1）和酸性水分离罐（2）后进入第一吸收塔（3），在第一吸收塔（3）底部与来自塔上部的贫液接触使酸性气中的硫化氢充分吸收后形成富液，富液与贫液进入一级贫富换热器（4）换热后进入第一再生塔（5）再生，第一再生塔（5）的塔底温度控制在115℃，第一再生塔（5）塔顶产生的H2S气体经第一冷凝器（6）冷凝后，分离出的液相作第一再生塔（5）塔顶回流用，气相部分作为二级吸收/再生进料；第一吸收塔顶（3）放空气体排入低压瓦斯网，来自第一再生塔（5）塔顶气相分三路进入第二吸收塔（7）与分三路进塔的贫液充分接触吸收，塔底富液经第二换热器（8）后，气相部分经冷却后与原料气混合作为第一吸收塔（3）进料，液相部分经泵（9）打至第二再生塔（10）再生；第二再生塔（10）塔顶产生的H2S气体经第二冷凝器（11）冷凝后，进入分离罐（12），分离出的液相作再生塔顶回流用，气相部分H2S气体作为硫氢化钠制作部分原料。
2.根据权利要求1所述的炼油厂酸性气中硫化氢与二氧化碳分离技术，其特征是：硫化氢与二氧化碳的分离采用萃取剂进行二级吸收萃取，所采用的萃取剂为浓度为50%的改性甲基二乙醇胺。
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