專利名稱：甲基二乙醇胺水溶液脫除焦爐煤氣中酸性氣體的方法
技術領域：
本發明涉及一種甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液脫除焦爐煤氣中酸性氣體的方法，屬于用含水液體脫除含一氧化碳可燃氣體化學組合物中的H2S等酸性氣體的方法。
現有技術中，焦爐煤氣脫硫多采用15％單乙醇胺(MEA)水溶液。從MEA的分子結構 上看，它有羥基和一個氨基。羥基能降低化合物蒸汽壓，并增加在水中的溶解度，而氨基則在水溶液中提供了所需的堿度，以加速對酸性氣體的吸收，另外MEA的堿性較強，因此脫硫效果良好。但由于焦爐煤氣中的CO2和MEA反應生成難以分解的氨基甲酸鹽，不能解吸，同時MEA是伯胺與煤氣中的有機硫化物反應生成難以分解的聚合物，沉積下來，進行再生后排放到系統外，造成MEA消耗量大，蒸氣消耗量也高，因此生產成本高。
四川石油管理局天然氣研究所，1987年7月發表的《甲基二乙醇胺溶液選擇脫除硫化氫研究報告及情報調研論文集》中，刊出的題目為《甲基二乙醇胺水溶液常壓選擇性脫除H2S工業試驗報告》，公開了一種用甲基二乙醇氨水溶液脫除克勞斯法制硫尾氣中H2S的方法。尾氣含H2S≤1.5％，采用20％左右的MDEA水溶液，進吸收塔的氣、液溫度均控制在≤40℃，液氣比3.7L/m3，在常壓下貧液與尾氣在吸收塔內逆流接觸脫除H2S。MDEA的分子結構為 與MEA同樣具有羥基和氨基，因此，具有相近的脫硫性能。同時由于MDEA不與CO2反應生成難以分解的氨基甲酸鹽，也不與有機硫反應生成難以分解的有機聚合物，溶劑損失少，MDEA沸點高、蒸汽壓低，蒸汽損失少，用蒸氣量也少，因此生產成本低。但將該工藝用于焦爐煤氣脫硫時，由于MDEA的堿性遠低于MEA，凈化效果較差，凈化后氣體含H2S375mg/m3左右，不能滿足凈化煤氣中H2S＜200mg/m3的工業用煤氣要求。另外，焦爐煤氣中不僅含4～5g/m3的H2S要脫除，還含有1～2g/m3的HCN需要脫除。
本發明的目的是提供一種甲基二乙醇胺水溶液脫除焦爐煤氣中酸性氣體的方法，提高MDEA水溶液吸收酸性氣體的能力，使其在脫除H2S的同時，脫除煤氣中的HCN，提高吸收率和凈化煤氣的質量。
本發明的目的是這樣實現的將23～40％(wt)的MDEA水溶液中，加入相當于MDEA水溶液總量1～3％(wt)的堿性化合物作為活化劑，形成混合水溶液吸收劑，其工藝流程為1)脫苯后的溫度27～35℃、壓力9000～10000Pa的焦爐煤氣與溫度為37～45℃的上述吸收劑也即貧液在脫硫塔中逆流接觸，液氣比為1.4～2.0L/m3，2)凈化后的煤氣輸出，3)吸收了酸性氣體的富液過濾除去大于10μ的懸浮粒子，經換熱器溫度達85～90℃，進入解吸塔，其塔頂溫度95～120℃、壓力56～70KPa，解吸出酸性氣體，再生成貧液，4)再生貧液經換熱器和貧液冷卻器，溫度降至37～45℃，過濾除去大于5μ的懸浮粒子，進入脫硫塔循環使用，5)解析出的酸性氣體經冷卻到50～60℃進行氣液分離，6)氣液分離出的酸性氣體輸出，7)冷凝液經撇油后，部分作解析塔的回流液，至貧液中，保持水平衡。
本發明與現有技術相比所具有的優點是由于堿性活化劑的加入提高了吸收劑的活性，使其脫除酸性氣體的能力大大提高。液氣比僅為現有技術中使用MDEA水溶液脫硫時的38～54％，而對酸性氣體的吸收率提高了2～3％，使凈化后煤氣中，H2S＜100mg/m3、HCN＜100mg/m3，提高了凈化煤氣的質量。另外，由于過濾步驟的加入，濾除了循環過程中產生的不飽和化合物與聚合物，保證脫硫液的質量。冷凝液中油類的排出，防止循環過程中發泡現象的產生，保證設備正常運轉。同時，保持了現有技術中生產成本低、節能效果好、操作簡單、調節方便等優點。
下面結合附圖
對本發明的實施例進行詳述。
附圖為本發明的工藝流程簡圖。
實施例1將30％(wt)的MDEA水溶液中，加入相當于MDEA水溶液總量3％(wt)的MEA作為活化劑，形成混合水溶液吸收劑。其工藝流程為1)脫苯后的溫度為28℃、壓力為9700Pa、含H2S 4.47g/m3、HCN 1.05g/m3的焦爐煤氣，從底部進入填料脫硫塔1，與從塔1頂部噴下來的溫度為37℃的上述MDEA與MEA混合吸收劑也即貧液在塔內逆流接觸，液氣比為1.8L/m3，脫除煤氣中的H2S、HCN等酸性氣體，2)凈化后的煤氣輸出去焦爐煤氣柜，3)吸收了酸性氣體的富液從塔1用富液泵8吸送出，由富液過濾器11除去大于10μ的懸浮粒子，經換熱器3溫度達90℃，進入解吸塔2，其塔頂溫度110℃、壓力63KPa，在解吸塔2內，富液中的酸性氣體被解吸出來，生成貧液，4)再生出的貧液自流入再沸器7進一步解吸。再沸器7用0.2KPa的過熱蒸氣間接加熱，產生的蒸氣進入解析塔2作熱源。從再沸器7出來的貧液進入貧液調整槽13，用貧液泵9送出，經換熱器3和貧液冷卻器4冷卻至37℃的入脫硫塔溫度，由貧液過濾器12除去大于5μ的懸浮粒子，進入脫硫塔1循環使用，5)解吸出的酸性氣體由解吸塔3頂出來，經冷凝冷卻器5冷卻到54℃進氣液分離槽6進行氣液分離，6)分離出的酸性氣體輸出至下一工序，7)冷凝液經撇油泵14撇油后部分作解吸塔2的回流液，由回流泵10送至再生貧液中，保持水平衡。經化學分析凈化后的煤氣含H2S 68.2mg/m3、HCN 55.4mg/m3，完全滿足工業用煤氣的凈化要求。
實施例2將40％(wt)的MDEA水溶液中，加入相當于MDEA水溶液總量2％(wt)的Na2CO3作為活化劑，形成混合水溶液吸收劑。脫苯后的焦爐煤氣溫度為35℃、壓力為10000Pa、含H2S 4.96g/m3、HCN 1.94g/m3，與溫度為45℃的上述MDEA與Na2CO3混合吸收劑在脫硫塔1中逆流接觸，液氣比為1.4L/m3。解吸塔2塔頂溫度120℃、壓力68KPa。其它工藝條件和工藝流程如實施例1。經化學分析，凈化后的煤氣含H2S 88.6mg/m3、HCN90.2mg/m3。
實施例3將23％(wt)的MDEA水溶液中，加入相當于MDEA水溶液總量1％(wt)的NaOH作為活化劑，形成混合水溶液吸收劑。脫苯后的焦爐煤氣溫度為31℃、壓力為9100Pa、含H2S4.02g/m3、HCN 1.51g/m3，與溫度為39℃的上述MDEA與NaOH混合吸收劑在脫硫塔1中逆流接觸，液氣比為2.0L/m3。解吸塔2塔頂溫度96℃、壓力57KPa。其它工藝條件和工藝流程如實施例1。經化學分析，凈化后的煤氣含H2S 60.3mg/m3、HCN75.2mg/m3。
權利要求
1.一種甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液脫除焦爐煤氣中酸性氣體的方法，其特征在于將23～40％(wt)的MDEA水溶液中，加入相當于MDEA水溶液總量1～3％(wt)的堿性化合物作為活化劑，形成混合水溶液吸收劑，其工藝流程為(1)脫苯后的溫度27～35℃、壓力9000～10000Pa的焦爐煤氣與溫度為37～45℃的上述吸收劑也即貧液在脫硫塔中逆流接觸，液氣比為1.4～2.0L/m3，(2)凈化后的煤氣輸出，(3)吸收了酸性氣體的富液過濾除去大于10μ的懸浮粒子，經換熱器溫度達85～90℃，進入解吸塔，其塔頂溫度95～120℃、壓力56～70KPa，解吸出酸性氣體再生成貧液，(4)再生貧液經換熱器和貧液冷卻器，溫度降至37～45℃，過濾除去大于5μ的懸浮粒子，進入脫硫塔循環使用，(5)解吸出的酸性氣體經冷凝冷卻到50～60℃進行氣液分離，(6)氣液分離開的酸性氣體輸出，(7)冷凝液經撇油后，部分作解吸塔的回流液，至貧液中，保持水平衡。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述的活化劑是單乙醇胺。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述的活化劑可以是NaOH，可以是KOH，可以是NaCO3，也可以是NaHCO3。
全文摘要
本發明公開了一種甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液脫除焦爐煤氣中酸性氣體的方法。將23～40％(wt)的MDEA水溶液中，加入相當于MDEA水溶液總量1～3％(wt)的堿性化合物作為活化劑，形成混合水溶液吸收劑。脫苯后的溫度27～35℃，壓力9000～10000Pa的焦爐煤氣與溫度為37～45℃的上述吸收劑在脫硫塔中逆流接觸，液氣比為1.4～2.0L/m
文檔編號C10K1/14GK1132236SQ9511836
公開日1996年10月2日 申請日期1995年11月23日 優先權日1995年11月23日
發明者劉瑞鳳 申請人:寶山鋼鐵(集團)公司