[发明专利]一种利用无水脱硫溶剂脱除混合气中硫化氢的方法

说明书

本发明公开了一种利用无水脱硫溶剂脱除煤制气装置产生的酸性气中硫化氢的方法，属于气体净化技术领域。酸性气在常压下通入装有无水脱硫溶剂的吸收器进行恒温鼓泡吸收，脱除混合气中的硫化氢，无水脱硫溶剂为具有高沸点、高硫容的叔胺类有机溶剂。该方法属于一步法硫回收工艺，它利用无水叔胺脱硫溶剂中的有机碱与原料气中H₂S结合形成质子化的硫化胺盐，从而达到脱除H₂S的目的。该方法从源头上控制脱硫溶剂和酸性混合气中的CO₂的反应，从而提高了H₂S的吸收率及选择性，所用吸收剂用量小，硫容高，吸收装置操作简便、运行经济可靠。

技术领域

本发明属于气体净化技术领域，具体涉及一种利用无水脱硫溶剂从气体混合物中脱除硫化氢的方法。

背景技术

克劳斯工艺是从酸性气体中回收硫磺的方法之一，迄今为止仍然是酸气处理的主体工艺，和湿式氧化法相比具有回收过程中无副盐产生、硫回收率高等优点。目前该工艺逐渐由天然气、石油炼制领域向现代煤化工领域发展，它与现代煤化工中的低温甲醇洗净化工艺等配套，具有流程短、投资低、硫回收率高、环境效率好的优势。

目前酸性气脱除大多仍采用低温甲醇洗工艺，富集后的酸性气送至硫磺回收装置进行处理。而根据煤制气装置所用原料煤的来源不同，解吸后的酸性气体含有H₂S的浓度在10％～24％，其余气体组分以CO₂为主，显然这股酸性气将稀释整个克劳斯工艺的原料气，不适于送入硫磺回收装置进行处理。众所周知，硫磺回收装置性能与产能主要受原料气品质的影响，当装置产能受到限制，或者在生产合格酸性气时酸性气中H₂S：CO₂比例过低，就需要提高克劳斯装置原料气中H₂S的浓度，因此，需要对甲醇洗后的酸性气进行富集，富集的方法可通过溶剂吸收混合气中的H₂S(也就是脱除混合气中的H₂S)，然后将溶解在吸收剂中的H₂S再生出来，以达到较优的克劳斯原料气。

采用位阻胺类溶剂能够有效地高选择性脱除H₂S，但存在吸收溶剂价格高，增加企业成本的不足之处；传统的含水胺液吸收法，则存在脱硫装置体积大、溶液循环量大、易腐蚀、易发生堵塞等问题，限制了其在高含硫油气田和天然气脱硫的应用。

发明内容

本发明解决技术问题是：现有溶剂法吸收H₂S技术中，吸收溶剂价格高，增加企业生产成本；脱硫装置体积大，吸收液循环量大，吸收液易腐蚀、易发生堵塞。

为解决上述技术问题，本发明提供一种利用无水脱硫溶剂(叔胺类有机化合物)脱除混合气中硫化氢的方法。该方法利用无水脱硫溶剂中的有机碱与原料气中H₂S结合形成质子化的硫化胺盐，从而达到脱除H₂S的目的。由于CO₂不能与叔胺直接发生反应，需先与H₂O发生反应电离出H+，然后才能与叔胺发生反应，因此，本发明以叔胺类有机化合物作为无水脱硫溶剂，可以从源头上控制脱硫溶剂与酸性气中的CO₂的反应，从而提高了H₂S的吸收率及选择性。无水脱硫溶剂的沸点高、稳定，不发生螯合物降解，挥发损失也很小，脱硫率高，不腐蚀设备，容易应对气体中的杂质，且能适应大的调节比。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案是：

一种利用无水脱硫溶剂脱除气体中硫化氢的方法，在常压下，混合气通入装有无水脱硫溶剂的吸收器进行恒温鼓泡吸收，以脱除混合气中的硫化氢气体；所述混合气为煤制气装置产生的酸性气，所述无水脱硫溶剂为叔胺类有机化合物。

所述叔胺类有机化合物为三正丙胺、十二叔胺、N,N-二甲基葵胺及它们的衍生物的一种或多种。

所述煤制气装置产生的酸性气中H₂S的浓度范围为10％～24％。