專利名稱：從含二氧化碳的氣體混合物中選擇性脫除硫化物的溶劑的制作方法
技術領域：
本發明屬氣體分離技術領域，具體涉及一種從含CO2的氣體混合物中選擇性脫除硫化物的溶劑。
背景技術：
；胺法脫硫自20世紀30年代初實現工業化以來，一直是從天然氣、煉廠氣、合成氣等工業氣流中脫除H2S的主要方法。幾十年來，胺法工藝不斷發展，取得了長足進步，形成了多種可供選擇的胺法脫硫溶劑，如一乙醇胺、二乙醇胺、二乙丙醇胺以及甲基二乙醇胺(MDEA)等。其中，以甲基二乙醇胺及各種改良甲基二乙醇胺最為普遍，如US4,537,753提出以MDEA溶液脫除天然氣中CO2及H2S；US4,397,660提出以MDEA-環丁砜溶液處理工藝氣流；DE3,411,532提出以含有MDEA-MEA及甘醇(甘醇醚)的溶液脫除氣體中CO2及H2S。但隨著能源緊張的加劇和環保要求的日益嚴格，對選擇性脫硫的要求越來越高，這些常規的脫硫劑已漸漸不能適應要求。
US4,405,585提出用空間位阻胺溶液來實現選擇性脫除H2S。
US4,892,674提出向非空間位阻胺溶液(如MDEA)中添加空間位阻胺鹽和(或)空間位阻氨基酸來提高溶液的選擇性。
US4,895,670提出用空間位阻胺和空間位阻氨基酸的混合液來選擇性脫除H2S。
WO93/10883提出用空間位阻胺來富集貧氣中的H2S以滿足Claus裝置的要求。
上述方法均存在溶劑不易獲得、價格較貴等缺點。
發明內容
本發明是一種含有空間位阻胺(I)和N-甲基二乙醇胺(II)的新型溶液，用于從含CO2的氣體混合物中選擇性脫除硫化物，使用本溶液比單獨使用MDEA溶液有較高的選擇性和酸氣負荷。
本發明是這樣來實現的1、以空間位阻胺(I)和N-甲基二乙醇胺(II)的水溶液為吸收劑。溶液濃度為10～70％(wt)，但最好為15～30％(wt)。
2、組分(I)可以是一種單一的空間位阻胺，也可以是幾種空間位阻胺的混合物。
3、本發明所指的空間位阻胺是在氮原子上帶有一個或多個具有空間位阻結構的非線形碳鏈的醇胺類化合物，具有如下結構 和 其中，R1、R2、R3、R5、R6為含有0～3個碳原子的直鏈烷基，R4、R7為含有1～4個碳原子的直鏈烷基或烷氧基。其典型代表為teriarybutylaminoethanol、teriarybutylaminoethoxyethanol、2-amino-2-methyl-1-propanol、(1-methyl-1-ethylpropylamino)ethoxyethanol、2-isopropylamino-1-propanol、3-teriarybutylamino-n-butanol、2-(2-teriarybutyrlamino)propoxyethanol等。
4、組分(II)與組分(I)的mol配比為0.5～4∶1～4.5，但最好為1～2∶2～3。
附圖1為實驗室快速測定吸收液從含CO2的氣體混合物中選擇性脫除硫化物的選擇性的裝置；附圖2為不同組成的吸收液對H2S的選擇性和吸收能力。附圖1中，1-吸收管；2-流量計；3-緩沖瓶；4-混合氣；5-恒溫槽；6-吸收液；7-凈化氣；A-氣體分析取樣口。附圖2中，□表示MDEA；●表示1.0MDEA+1.5M AMX；Δ表示1.5MDEA+1.0M TBX；×1.0MDEA+1.5M TBX。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發明加以詳細描述實施實例一在附圖1所示裝置上評價胺液對H2S的選擇性。其流程為混合氣4經計量后，經緩沖瓶3進入裝有待評液的吸收管1中，鼓泡吸收，吸收溫度由恒溫槽5控制，經過一段時間后，對放空尾氣進行采樣分析，然后關閉氣源，取吸收后的富液進行液相分析。原料氣和液相中的H2S采用碘量法，凈化氣中H2S采用汞量法，氣相酸氣采用奧氏儀分析法，液相酸氣采用氣體發生法，有機胺濃度采用色譜法。
評價標準為(1)選擇性SS=[H2S]l[CO2]g[H2S]g[CO2]l]]>式中 l表示吸收后富液液相，g表示尾氣氣相，[H2S]和[CO2]表示分析出的濃度。此值越大，表明吸收液對混合氣中H2S的選擇性越大。
(2)酸氣負荷 這里指每mol有機胺所吸收的H2S(mol)，理想的溶液在較高的酸氣負荷下，仍應有較高的選擇性。
(3)吸收能力 指吸收達到平衡時，每mol有機胺所吸收的H2S(mol)，此值越大，則可減少溶液循環量，從而降低再生能耗。
試驗條件為原料氣含H2S1％，CO210％，N289％，吸收溫度為40℃，溶液量為100ml，吸收時間為20min。試驗結果見表一。
表一、選擇性試驗結果
實施實例二吸收時間為80min，其它同實施實例一，試驗結果見附圖2。
實施實例三吸收至飽和，吸收溫度為40℃、50℃，其它同實施實例一，試驗結果見表二。
表二、吸收能力的比較
權利要求
1.一種從含二氧化碳的氣體混合物中選擇性脫除硫化物的溶液，以N-甲基二乙醇胺和空間位阻胺的水溶液為硫化物的吸收劑，其特征是所述的空間位阻胺在氮原子上帶有一個或多個具有空間位阻結構的非線形碳鏈的醇胺類化合物，具有如下結構 和 其中，R1、R2、R3、R5、R6為含有0～3個碳原子的直鏈烷基，R4、R7為含有1～4個碳原子的直鏈烷基或烷氧基；溶液中總胺濃度為10～70％(wt)，但最好為15～30％(wt)，N-甲基二乙醇胺和空間位阻胺的mol比例為0.5～4∶1～4.5，但最好為1～2∶2～3。
2.如根據權利要求1所述從含二氧化碳的氣體混合物中選擇性脫除硫化物的溶液，其特征是空間位阻胺可以一種單一的空間位阻胺，也可以是幾種空間位阻胺的混合物。
全文摘要
從含CO
文檔編號B01D53/14GK1356157SQ01127259
公開日2002年7月3日 申請日期2001年9月26日 優先權日2001年9月26日
發明者毛松柏, 朱道平, 丁雅萍, 陸建剛, 葉寧 申請人:南化集團研究院