CN1132236A - 甲基二乙醇胺水溶液脱除焦炉煤气中酸性气体的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液脱除焦炉煤气中酸性气体的方法。将23～40％(wt)的MDEA水溶液中，加入相当于MDEA水溶液总量1～3％(wt)的碱性化合物作为活化剂，形成混合水溶液吸收剂。脱苯后的温度27～35℃，压力9000～10000Pa的焦炉煤气与温度为37～45℃的上述吸收剂在脱硫塔中逆流接触，液气比为1.4～2.0L/m²。碱性活化剂的加入，提高了MDEA水溶液吸收酸性气体的能力，净化后的煤气中，H₂S＜100mg/m³、HCN＜100mg/m³。

Description

甲基二乙醇胺水溶液 脱除焦炉煤气中酸性气体的方法

本发明涉及一种甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液脱除焦炉煤气中酸性气体的方法，属于用含水液体脱除含一氧化碳可燃气体化学组合物中的H₂S等酸性气体的方法。

现有技术中，焦炉煤气脱硫多采用15％单乙醇胺(MEA)水溶液。从MEA的分子结构 上看，它有羟基和一个氨基。羟基能降低化合物蒸汽压，并增加在水中的溶解度，而氨基则在水溶液中提供了所需的碱度，以加速对酸性气体的吸收，另外MEA的碱性较强，因此脱硫效果良好。但由于焦炉煤气中的CO₂和MEA反应生成难以分解的氨基甲酸盐，不能解吸，同时MEA是伯胺与煤气中的有机硫化物反应生成难以分解的聚合物，沉积下来，进行再生后排放到系统外，造成MEA消耗量大，蒸气消耗量也高，因此生产成本高。

四川石油管理局天然气研究所，1987年7月发表的《甲基二乙醇胺溶液选择脱除硫化氢研究报告及情报调研论文集》中，刊出的题目为《甲基二乙醇胺水溶液常压选择性脱除H₂S工业试验报告》，公开了一种用甲基二乙醇氨水溶液脱除克劳斯法制硫尾气中H₂S的方法。尾气含H₂S≤1.5％，采用20％左右的MDEA水溶液，进吸收塔的气、液温度均控制在≤40℃，液气比3.7L/m³，在常压下贫液与尾气在吸收塔内逆流接触脱除H₂S。MDEA的分子结构为

与MEA同样具有羟基和氨基，因此，具有相近的脱硫性能。同时由于MDEA不与CO₂反应生成难以分解的氨基甲酸盐，也不与有机硫反应生成难以分解的有机聚合物，溶剂损失少，MDEA沸点高、蒸汽压低，蒸汽损失少，用蒸气量也少，因此生产成本低。但将该工艺用于焦炉煤气脱硫时，由于MDEA的碱性远低于MEA，净化效果较差，净化后气体含H₂S375mg/m³左右，不能满足净化煤气中H₂S＜200mg/m³的工业用煤气要求。另外，焦炉煤气中不仅含4～5g/m³的H₂S要脱除，还含有1～2g/m³的HCN需要脱除。

本发明的目的是提供一种甲基二乙醇胺水溶液脱除焦炉煤气中酸性气体的方法，提高MDEA水溶液吸收酸性气体的能力，使其在脱除H₂S的同时，脱除煤气中的HCN，提高吸收率和净化煤气的质量。

本发明的目的是这样实现的：将23～40％(wt)的MDEA水溶液中，加入相当于MDEA水溶液总量1～3％(wt)的碱性化合物作为活化剂，形成混合水溶液吸收剂，其工艺流程为：1)脱苯后的温度27～35℃、压力9000～10000Pa的焦炉煤气与温度为37～45℃的上述吸收剂也即贫液在脱硫塔中逆流接触，液气比为1.4～2.0L/m³，2)净化后的煤气输出，3)吸收了酸性气体的富液过滤除去大于10μ的悬浮粒子，经换热器温度达85～90℃，进入解吸塔，其塔顶温度95～120℃、压力56～70KPa，解吸出酸性气体，再生成贫液，4)再生贫液经换热器和贫液冷却器，温度降至37～45℃，过滤除去大于5μ的悬浮粒子，进入脱硫塔循环使用，5)解析出的酸性气体经冷却到50～60℃进行气液分离，6)气液分离出的酸性气体输出，7)冷凝液经撇油后，部分作解析塔的回流液，至贫液中，保持水平衡。

本发明与现有技术相比所具有的优点是：由于碱性活化剂的加入提高了吸收剂的活性，使其脱除酸性气体的能力大大提高。液气比仅为现有技术中使用MDEA水溶液脱硫时的38～54％，而对酸性气体的吸收率提高了2～3％，使净化后煤气中，H₂S＜100mg/m³、HCN＜100mg/m³，提高了净化煤气的质量。另外，由于过滤步骤的加入，滤除了循环过程中产生的不饱和化合物与聚合物，保证脱硫液的质量。冷凝液中油类的排出，防止循环过程中发泡现象的产生，保证设备正常运转。同时，保持了现有技术中生产成本低、节能效果好、操作简单、调节方便等优点。

下面结合附图对本发明的实施例进行详述。

附图为本发明的工艺流程简图。

实施例1：将30％(wt)的MDEA水溶液中，加入相当于MDEA水溶液总量3％(wt)的MEA作为活化剂，形成混合水溶液吸收剂。其工艺流程为：1)脱苯后的温度为28℃、压力为9700Pa、含H₂S 4.47g/m³、HCN 1.05g/m³的焦炉煤气，从底部进入填料脱硫塔1，与从塔1顶部喷下来的温度为37℃的上述MDEA与MEA混合吸收剂也即贫液在塔内逆流接触，液气比为1.8L/m³，脱除煤气中的H₂S、HCN等酸性气体，2)净化后的煤气输出去焦炉煤气柜，3)吸收了酸性气体的富液从塔1用富液泵8吸送出，由富液过滤器11除去大于10μ的悬浮粒子，经换热器3温度达90℃，进入解吸塔2，其塔顶温度110℃、压力63KPa，在解吸塔2内，富液中的酸性气体被解吸出来，生成贫液，4)再生出的贫液自流入再沸器7进一步解吸。再沸器7用0.2KPa的过热蒸气间接加热，产生的蒸气进入解析塔2作热源。从再沸器7出来的贫液进入贫液调整槽13，用贫液泵9送出，经换热器3和贫液冷却器4冷却至37℃的入脱硫塔温度，由贫液过滤器12除去大于5μ的悬浮粒子，进入脱硫塔1循环使用，5)解吸出的酸性气体由解吸塔3顶出来，经冷凝冷却器5冷却到54℃进气液分离槽6进行气液分离，6)分离出的酸性气体输出至下一工序，7)冷凝液经撇油泵14撇油后部分作解吸塔2的回流液，由回流泵10送至再生贫液中，保持水平衡。经化学分析净化后的煤气含H₂S 68.2mg/m³、HCN 55.4mg/m³，完全满足工业用煤气的净化要求。

实施例2：将40％(wt)的MDEA水溶液中，加入相当于MDEA水溶液总量2％(wt)的Na₂CO₃作为活化剂，形成混合水溶液吸收剂。脱苯后的焦炉煤气温度为35℃、压力为10000Pa、含H₂S 4.96g/m³、HCN 1.94g/m³，与温度为45℃的上述MDEA与Na₂CO₃混合吸收剂在脱硫塔1中逆流接触，液气比为1.4L/m³。解吸塔2塔顶温度120℃、压力68KPa。其它工艺条件和工艺流程如实施例1。经化学分析，净化后的煤气含H₂S 88.6mg/m³、HCN90.2mg/m³。

实施例3：将23％(wt)的MDEA水溶液中，加入相当于MDEA水溶液总量1％(wt)的NaOH作为活化剂，形成混合水溶液吸收剂。脱苯后的焦炉煤气温度为31℃、压力为9100Pa、含H₂S4.02g/m³、HCN 1.51g/m³，与温度为39℃的上述MDEA与NaOH混合吸收剂在脱硫塔1中逆流接触，液气比为2.0L/m³。解吸塔2塔顶温度96℃、压力57KPa。其它工艺条件和工艺流程如实施例1。经化学分析，净化后的煤气含H₂S 60.3mg/m³、HCN75.2mg/m³。

Claims (3)

1.一种甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液脱除焦炉煤气中酸性气体的方法，其特征在于：将23～40％(wt)的MDEA水溶液中，加入相当于MDEA水溶液总量1～3％(wt)的碱性化合物作为活化剂，形成混合水溶液吸收剂，其工艺流程为：(1)脱苯后的温度27～35℃、压力9000～10000Pa的焦炉煤气与温度为37～45℃的上述吸收剂也即贫液在脱硫塔中逆流接触，液气比为1.4～2.0L/m³，(2)净化后的煤气输出，(3)吸收了酸性气体的富液过滤除去大于10μ的悬浮粒子，经换热器温度达85～90℃，进入解吸塔，其塔顶温度95～120℃、压力56～70KPa，解吸出酸性气体再生成贫液，(4)再生贫液经换热器和贫液冷却器，温度降至37～45℃，过滤除去大于5μ的悬浮粒子，进入脱硫塔循环使用，(5)解吸出的酸性气体经冷凝冷却到50～60℃进行气液分离，(6)气液分离开的酸性气体输出，(7)冷凝液经撇油后，部分作解吸塔的回流液，至贫液中，保持水平衡。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的活化剂是单乙醇胺。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的活化剂可以是NaOH，可以是KOH，可以是NaCO₃，也可以是NaHCO₃。

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