CN110564471A

CN110564471A - 用于sng合成气中脱硫脱碳的吸收液

Info

Publication number: CN110564471A
Application number: CN201810574534.3A
Authority: CN
Inventors: 毛松柏; 余勇; 朱道平; 陈园园
Original assignee: China Petrochemical Corp; Research Institute of Sinopec Nanjing Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; China Petrochemical Corp; Research Institute of Sinopec Nanjing Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2018-06-06
Filing date: 2018-06-06
Publication date: 2019-12-13

Abstract

本发明SNG合成气净化技术领域，涉及一种从SNG合成气中高效脱硫脱碳的吸收液，由醇胺、位阻胺、消泡剂、以及水组成。采用本发明吸收液能够有效的脱除SNG合成气中的H₂S和CO₂。在合成气压力为3.5‑5.5MPa，温度为160‑180℃，其中，CO₂~35%、H₂S~0.68%v，经过净化后，净化气中H₂S含量≤20mg/Nm3，CO₂~2‑2.5%，达到SNG合成气净化指标，并脱硫脱碳率高、再生能耗低、稳定性好等显著优点。

Description

用于SNG合成气中脱硫脱碳的吸收液

技术领域

本发明属于气体净化领域，具体涉及一种用于SNG合成气中脱硫脱碳的吸收液。

背景技术

天然气是一种清洁、高效的能源产品。我国经济的快速增长推动了对天然气的需求，随着国内可持续发展战略和加强环保等政策的实施，国内对天然气的需求将与日俱增。基于我国“多煤，少油，缺气”这一能源的基本国情，近年来，煤制天然气项目成为了煤化工的一个重要发展方向。

煤制天然气由于其相对较高的能源转换效率和较低的水资源消耗与二氧化碳排放近年来受到青睐。SNG是将高碳能源向低碳、富氢能源转化的有效途径，SNG的优势在于能量的高效利用，通过气化、甲烷化等热化学工艺，煤质转化成SNG，化学效率达到最大。随着产品气中CH₄含量的增加，总化学效率会增大，这是因为在甲烷化反应中放热较少。

其中，酸性气的脱除是SNG工艺的重要步骤之一。到目前为止，应用于气体脱硫脱碳的技术已不下上百种，应用较为广泛的也有数十种。酸性气脱除工艺的选择取决于许多因素，既要考虑方法本身的特点，也需从整个工艺流程，并结合原料路线、加工方法、公用工程费用等方面综合考虑，没有一种方法能适用于各种条件。

传统的SNG工艺中，煤气化后，还要经过变换工艺，将煤气中的CO变换为CO₂后，才进行酸性气体的脱除，由于需要脱除的酸气量比较大，考虑到装置占地面积和装置套数，采用低温甲醇洗和NHD等物理法脱硫脱碳，但物理法需要低温，与前后工序的高温流程并不匹配，同时，甲烷化所产生的大量热量也没有有效利用。其次常规胺法溶剂吸收再生效果稳定，但再生过程消耗的能量约占能耗的90％以上，消耗大。为此，开发一种用于SNG合成气中新型脱硫脱碳的吸收液，可节约能源，达到提高经济效益的目的。

发明内容

本发明的目的在于，提出了一种用于SNG合成气中脱硫脱碳的吸收液。该吸收液能表现出高效的吸收性能和再生性能。

本发明的主要技术方案：一种从SNG合成气气中脱硫脱碳的吸收液，包含醇胺、位阻胺、消泡剂和水；所述醇胺的浓度为25～65%（wt）；位阻胺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；位阻胺的浓度为5～35%（wt），消泡剂的浓度为0.01～0.05%（wt），余量为水。

一般地，所述的醇胺为两种混合物，浓度为30～60%（wt）。

所述醇胺为甲基二乙醇胺和二乙醇胺组成的混合物。

所述的位阻胺的浓度为5～30%（wt）。

所述的位阻胺为羟乙基哌嗪、吗啉和二氮杂二环，所述羟乙基哌嗪占吸收液5～20%（wt），吗啉占吸收液5～15%（wt），二氮杂二环占吸收液5～15%（wt）。

所述的消泡剂的浓度为0.02～0.05%（wt）。

所述的消泡剂为二甲基硅油和磷酸三丁酯的混合物。

所述的SNG合成气压力为3.5-5.5MPa，温度为160-180℃，其中，CO₂0~35%、H₂S 0~0.68%v。

本发明具有下显著特点：与普通醇胺溶剂相比，本发明吸收液具有脱硫脱碳率高、再生能耗低、稳定性好等显著优点，对于SNG合成气的净化具有明显效用。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明加以详细描述。

实施例的测定方法如下

a)吸收性能测定

试验在装置上进行，混合气经计量后，经缓冲瓶进入装有待评液的吸收管中，鼓泡吸收，吸收温度由恒温槽控制，经过一段时间后，对放空尾气进行采样分析，然后关闭气源，取吸收后的富液进行液相分析。吸收试验条件为：原料气CO₂ 32.5%，H₂S 0.673%，吸收温度为40℃，原料气流量为100ml/min，吸收时间为10～480min。所有溶液浓度均为50%wt。

b) 再生性能测定

将吸收饱和的溶液进行再生。再生试验条件为：在106℃的油浴下再生，每隔一段时间分析液相中的酸气含量。

c) 模试分析测定

从配气罐来的原料气进入吸收塔下部，与从吸收塔上部进入的溶液逆流接触，脱除H₂S和CO2。从吸收塔顶部出来的净化气经过分离器分离出水分并计量后，由压缩机加压回收以循环利用。从吸收塔底部出来的富液经加热后，温度上升至约105℃，进入再生塔上部，在再生塔内闪蒸并经塔底再沸器加热，再生为贫液。从再生塔底部出来的贫液经贫液泵加压，送入贫液冷却器冷却至40℃，进入两吸收塔上部，重新吸收酸性气体。从再生塔再生出来的酸性气体经冷却至40℃后回收利用。

实施例1 甲基二乙醇胺50% wt。

实施例2 甲基二乙醇胺25% wt 二乙醇胺10% wt 羟乙基哌嗪5% wt 吗啉5% wt二氮杂二环5% wt 二甲基硅油0.01% wt 磷酸三丁酯0.02% wt。

实施例3 甲基二乙醇胺30% wt 二乙醇胺5% wt 羟乙基哌嗪10% wt 吗啉2.5% wt二氮杂二环2.5% wt 二甲基硅油0.02% wt 磷酸三丁酯0.02% wt。

实施例4 甲基二乙醇胺20% wt 二乙醇胺20% wt 羟乙基哌嗪3% wt 吗啉3% wt二氮杂二环4% wt 二甲基硅油0.04% wt 磷酸三丁酯0.01% wt。

实施例5 甲基二乙醇胺30% wt 二乙醇胺5% wt 羟乙基哌嗪5% wt 吗啉8% wt 二氮杂二环2% wt 二甲基硅油0.01% wt 磷酸三丁酯0.01% wt。

实施例6 甲基二乙醇胺40% wt 二乙醇胺2% wt 羟乙基哌嗪2% wt 吗啉2% wt 二氮杂二环4% wt 二甲基硅油 0.02% wt磷酸三丁酯0.03% wt。

实施例7 甲基二乙醇胺25% wt 二乙醇胺15% wt 羟乙基哌嗪2% wt 吗啉3% wt二氮杂二环5% wt 二甲基硅油0.01% wt 磷酸三丁酯0.02% wt。

吸收结果：

再生结果：

脱硫脱碳结果：

数据表明配方溶剂均有较MDEA溶剂更高的吸收速率和较大的吸收容量，以及相同时间内解吸出的绝对量多数都高于MDEA溶液，即用相同的热量配方溶液更容易再生。在相同条件下，配方比传统MDEA更容易达到净化要求。

Claims

1.一种用于SNG合成气中脱硫脱碳的吸收液，其特征是包含醇胺、位阻胺、消泡剂和水；所述醇胺的浓度为25～65%（wt）；位阻胺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；位阻胺的浓度为5～35%（wt），消泡剂的浓度为0.01～0.05%（wt），余量为水。

2.根据权利要求1所述的吸收液，其特征在于所述的醇胺为两种混合醇胺，其浓度为30～60%（wt）。

3.根据权利要求1或2所述的吸收液，其特征在于所述醇胺为甲基二乙醇胺和二乙醇胺组成的混合物。

4.根据权利要求1所述的吸收液，其特征在于所述的位阻胺的浓度为5～30%（wt）。

5.根据权利要求1所述的吸收液，其特征在于所述的位阻胺为羟乙基哌嗪、吗啉和二氮杂二环，所述羟乙基哌嗪占吸收液5～20%（wt），吗啉占吸收液5～15%（wt），二氮杂二环占吸收液5～15%（wt）。

6.根据权利要求1所述的吸收液，其特征在于所述的消泡剂的浓度为0.02～0.05%（wt）。

7.根据权利要求1所述的吸收液，其特征在于所述的消泡剂为二甲基硅油和磷酸三丁酯的混合物。

8.根据权利要求1所述的吸收液，其特征在于所述的SNG合成气压力为3.5-5.5MPa，温度为160-180℃，CO₂ 0-35%、H₂S 0-0.68%v。