[发明专利]一种高效复配脱硫脱碳溶剂及其应用

说明书

本发明公开了一种高效复配脱硫脱碳溶剂，以质量百分比计，所述高效复配脱硫脱碳溶剂包括60～85％的复合胺、3～20％的活化剂、10～30％的物理溶剂、0.01～0.2％的消泡剂、0.5～2％的抗氧化剂和0.5～2％的缓蚀剂。本发明提供的高效复配脱硫脱碳溶剂能够同时脱除混合气体中的酸性气体和有机硫化物，还具有酸气负荷大、净化气中硫含量低、溶剂性能稳定可再生循环利用、不腐蚀设备等优点，本发明可用于天然气、石油炼厂气、合成气、液化石油气等气体中的酸性气体及有机硫化物脱除，具有良好的推广效果。

技术领域

本发明属于环境保护和气体净化的技术领域，涉及从混合气体中分离酸性气体的技术，更具体地讲，涉及一种从混合气体中脱除硫化氢(H₂S)、二氧化碳(CO₂)和有机硫化物的高效复配脱硫脱碳溶剂及其应用。

背景技术

混合气体主要包括天然气、石油炼厂气、合成气、液化石油气等气体。在天然气、合成气、石油炼厂气等工业气体中通常含有硫化氢(H₂S)、二氧化碳(CO₂)和有机硫化物，有机硫化物主要包括羰基硫、二硫化碳以及不同碳数的硫醇和硫醚等硫化物。这些大量的有机硫化物组分，不仅在开采、处理、运输和使用过程中会造成设备和管线的腐蚀，而且用作燃料时会带来环境污染，还会对人体健康造成严重危害。因此，在对混合气体进一步加工利用之前，必须对其进行净化处理，以满足后续利用要求。

目前，常用的气体脱硫脱碳溶剂有两类：

第一类是物理溶剂，依靠酸性气体在溶剂中的溶解来实现脱硫脱碳。典型的物理溶剂有环丁砜、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、聚乙二醇二甲醚、碳酸丙烯酯等，CN1356158A、CN85103897A、US3737392、US4044100等专利文献中中公开了以聚乙二醇二甲醚作为吸收剂脱除混合气体中的酸性气体的技术方案。

第二类是化学溶剂，依靠酸性气体与溶剂进行化学反应生成络合盐实现脱硫脱碳，然后用升温或减压等方法分解络合盐释放出酸性气体。广泛应用的为有机醇胺类物质，例如一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、二异丙醇胺(DIPA)、三乙醇胺(TEA)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)等。其中，N-甲基二乙醇胺(MDEA)具有选择性高、吸收能力较大、再生能耗较低、降解性和腐蚀性小等特点。

上述溶剂对脱除H₂S和CO₂具有较高效率，但在酸气负荷、再生能耗、对H₂S的选择性吸收和有机硫化物脱除率方面尚有待改进的余地，特别是随着能源紧张的加剧和环保要求的不断提高，对于处理含高H₂S、CO₂、有机硫化物的气体，这些常规的脱硫溶剂已不能适应要求。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种能够同时脱除混合气体中的酸性气体和有机硫化物的高效复配脱硫脱碳溶剂及其应用。

本发明的一方面提供了高效复配脱硫脱碳溶剂，以质量百分比计，所述高效复配脱硫脱碳溶剂包括60～85％的复合胺、3～20％的活化剂、10～30％的物理溶剂、0.01～0.2％的消泡剂、0.5～2％的抗氧化剂和0.5～2％的缓蚀剂。

根据本发明高效复配脱硫脱碳溶剂的一个实施例，所述复合胺由N-甲基二乙醇胺、N-[4-(甲基氨基)-3-硝基苯基]二乙醇胺与空间位阻胺按照4～6：1～3：1～2的质量比复配形成，其中，所述空间位阻胺为N-二苯甲基氮杂环丁烷-3-醇或1-环己基-3-氮杂啶醇。

根据本发明高效复配脱硫脱碳溶剂的一个实施例，所述活化剂为4-(3-氮杂啶)-2,2-二甲基吗啉，所述消泡剂为聚醚改性硅油。

根据本发明高效复配脱硫脱碳溶剂的一个实施例，所述物理溶剂为3-正辛氧基四亚甲基砜、3-异辛氧基四亚甲基砜、3-正辛硫基四亚甲基砜和3-正癸硫基四亚甲基砜中的任意一种。