CN103566735A

CN103566735A - 从天然气中脱除硫化物及二氧化碳的吸收液

Info

Publication number: CN103566735A
Application number: CN201210277578.2A
Authority: CN
Inventors: 毛松柏; 余勇; 朱道平; 周志斌; 杨绪甲
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Research Institute of Nanjing Chemical Industry Group Co Ltd
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Research Institute of Sinopec Nanjing Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2012-08-07
Filing date: 2012-08-07
Publication date: 2014-02-12

Abstract

本发明属于气体净化领域，提出了从天然气中脱除H₂S、COS、硫醇、硫醚等硫化物以及CO₂的新型吸收液，包含位阻胺、醇胺、N-甲基乙酰胺、盐类催化剂及去离子水组成。其中醇胺的浓度为15～40%（wt），位阻胺的浓度为10～60%（wt）；位阻胺可以是一种单一的空间位阻胺，也可以是多种空间位阻胺的混合物，所指的位阻胺是在氮原子上带来一个或多个具有空间位阻结构的非线形的醇胺类化合物；N-甲基乙酰胺的浓度为5～30%（wt）；盐类催化剂的浓度为0.1～5%。本发明与传统的醇胺溶剂相比，吸收液具有脱硫率高、再生能耗低、稳定性好、便宜价格等显著优点。

Description

从天然气中脱除硫化物及二氧化碳的吸收液

技术领域

本发明属于气体净化领域，具体涉及从天然气中脱除H₂S、COS、硫醇、硫醚等硫化物以及CO₂的吸收液。

背景技术

气田采出的天然中含有H₂S、COS、硫醇、硫醚等硫化物以及CO₂，H₂S具有剧毒，H₂S的存在不仅会腐蚀输送管线和设备；高浓度的CO₂会降低天然气的热值；而COS一方面会使天然气为原料的下游化工过程催化剂中毒，另一方面未经处理而排放到大气中的COS能形成SO₂，促进光化学反应，带来严重的环境问题。同时硫化物即使在极低的浓度水平下也具有难以仍受的气味。因此天然气在利用之前必须经过硫化物以及二氧化碳的脱除。

烷醇胺法一直是天然气净化的主流方法。近几十年，胺法工艺不断发展，取得了长足进步，形成了多种可供选择的胺法脱硫脱碳溶液，如一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、甲基一乙醇胺以及甲基二乙醇胺等。其中甲基二乙醇胺（MDEA）最为普遍，如US4，537，753提出MDEA溶液脱除天然气硫化物以及CO₂；US4，585，405提出用空间位阻胺选择性脱除H₂S；DE19947845提出用MDEA脱除H₂S和COS。

上述方法存在溶剂价格较贵、满足不了净化效果等特点。

发明内容

本发明的目的在于，提出了一种新型的吸收液，能同时将硫化物以及CO₂脱除，从而减少了处理工序，使脱硫脱碳方法更经济环保。

本发明的主要技术方案：从天然气中脱除硫化物以及二氧化碳的吸收液，其特征是吸收液包含位阻胺、醇胺、N-甲基乙酰胺、盐类催化剂以及去离子水；其中醇胺的浓度为15～40%（wt），位阻胺的浓度为10～60%（wt）；位阻胺是一种单一的空间位阻胺，或多种空间位阻胺的混合物；所指的位阻胺是在氮原子上带来一个或多个具有空间位阻结构的非线形的醇胺类化合物；N-甲基乙酰胺的浓度为5～30%（wt）；盐类催化剂的浓度为0.1～5%。

一般地，所述醇胺的浓度为20～40%（wt），位阻胺的浓度为15～60%（wt）。

所述醇胺类包括N-甲基二乙醇胺(MDEA)、一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、甲基一乙醇胺(MMEA)。

所述位阻胺包括哌嗪、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、2-哌啶乙醇、叔丁胺基二乙醇胺。

所述N-甲基乙酰胺的浓度为10～20%（wt）。

所述盐类催化剂为：碳酸钠或碳酸钾。

所述盐类催化剂的浓度为0.5～2%（wt）。

本发明与传统的脱硫或者脱碳方法相比，能同时将H₂S、COS、硫醇、硫醚等硫化物以及CO₂脱除，它与传统的醇胺溶剂相比，本吸收液具有脱硫率高、再生能耗低、稳定性好、价格便宜等显著优点。

具体实施方式

实施实例一：

吸收液组成：2-氨基-2-甲基-1-丙醇 15%（wt）、MMEA 20%（wt）、N-甲基乙酰胺20%（wt）、碳酸钠2%（wt），其余去离子水。原料天然气组成（摩尔比）：CO₂ 14%、H₂S 3%、硫醚389 mg/m³、硫醇421 mg/m³、COS 401 mg/m³，其余N₂，在40℃常压吸收。净化气体：H₂S 19 mg/m³，CO₂ 3.0%，硫醚脱除率：71.2%，硫醇脱除率：87.1%，COS脱除率：93.4%。

实施实例二：

吸收液组成：哌嗪和2-哌啶乙醇 10%（wt）、MDEA 40%（wt）、N-甲基乙酰胺14%（wt）、碳酸钠1%（wt），其余去离子水。原料天然气组成（摩尔比）：CO₂ 15%、H₂S 3.5%、硫醚377 mg/m³、硫醇408mg/m³、COS 381mg/m³，其余N₂，在40℃常压吸收。净化气体 H₂S 2 mg/m³，CO₂ 2.5%，硫醚脱除率：91%，硫醇脱除率：90.2%，COS脱除率：84.4%。

实施实例三：

吸收液组成：叔丁胺基二乙醇胺 60%（wt）、DEA 20%（wt）、N-甲基乙酰胺10%（wt）、碳酸钾0.5%（wt），其余去离子水。原料天然气组成（摩尔比）：CO₂ 13%、H₂S 2.4%、硫醚364 mg/m³、硫醇376mg/m³、COS 355mg/m³，其余N₂，在40℃常压吸收。净化气体：H₂S 17 mg/m³，CO₂ 2.7%，硫醚脱除率：78.6%，硫醇脱除率：88.7%，COS脱除率：79.4%。

Claims

1.一种从天然气中脱除硫化物及二氧化碳的吸收液，其特征是吸收液包含位阻胺、醇胺、N-甲基乙酰胺、盐类催化剂以及去离子水；其中其中醇胺的浓度为15～40%（wt），位阻胺的浓度为10～60%（wt）；位阻胺是一种单一的空间位阻胺，或多种空间位阻胺的混合物；所指的位阻胺是在氮原子上带来一个或多个具有空间位阻结构的非线形的醇胺类化合物；N-甲基乙酰胺的浓度为5～30%（wt）；盐类催化剂的浓度为0.1～5%。

2.根据权利要求1所述的吸收液，其特征在于醇胺的浓度为20～40%（wt），位阻胺的浓度为15～60%（wt）。

3.根据权利要求1所述的吸收液，其特征在于醇胺类由N-甲基二乙醇胺(MDEA)、一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、甲基一乙醇胺(MMEA)中的一种或多种组成。

4.根据权利要求1所述的吸收液，其特征在于位阻胺包括哌嗪、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、2-哌啶乙醇、叔丁胺基二乙醇胺。

5.根据权利要求1所述的吸收液，其特征在于N-甲基乙酰胺的浓度为10～20%（wt）。

6.根据权利要求1所述的吸收液，其特征在于所述的盐类催化剂为碳酸钠或碳酸钾中的一种。

7.根据权利要求1或6所述的吸收液，其特征在于盐类催化剂的浓度为0.5～2%（wt）。