用于深度脫除氣體物流的雜質(zhì)的方法
【專利摘要】一種用于從氣體物流中除去含硫雜質(zhì)的方法，所述方法包括如下步驟：(a)向第一吸收裝置提供包含天然氣、硫化氫、有機硫化合物和二氧化碳的氣體物流，得到貧含硫化氫的氣體物流和富含硫化氫的吸收劑；(b)向第二吸收裝置提供所述貧含硫化氫的氣體物流，得到清潔的氣體物流和富含有機硫化合物和二氧化碳的吸收劑；(c)向第一再生器提供來自第一吸收裝置的富含硫化氫的吸收劑，以獲得貧吸收劑和富含硫化氫的氣體物流；(d)向包括Claus熔爐和Claus催化級的Claus裝置提供所述富含硫化氫的氣體以轉(zhuǎn)化硫化氫來獲得硫和Claus尾氣；(e)向第二再生器提供所述富含有機硫化合物和二氧化碳的吸收劑以獲得貧吸收劑和富含有機硫化合物和二氧化碳的氣體物流；(f)完全氧化所述富含有機硫化合物和二氧化碳的氣體物流的所有硫物種以獲得富含二氧化硫的氣體物流；(g)冷卻所述富含二氧化硫的物流以獲得蒸汽、水和冷卻的富含二氧化硫的氣體物流；(h)向第三吸收裝置提供所述富含二氧化硫的氣體物流以獲得富含二氧化硫的吸收劑和貧含二氧化硫的氣體物流；和(i)向第三再生器提供來自第三吸收裝置的富含二氧化硫的吸收劑，以獲得貧吸收劑和純化的二氧化硫氣體物流。
【專利說明】用于深度脫除氣體物流的雜質(zhì)的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于從氣體物流中除去含硫雜質(zhì)的方法。當(dāng)硫化氫與二氧化碳的比使得要求富集硫化氫以除去硫化氫時，該方法特別有用。

【背景技術(shù)】
[0002]要求深度脫除雜質(zhì)的一種氣體物流為天然氣。包含H2S和有機硫雜質(zhì)的天然氣可以源自不同來源。例如，許多天然氣井生產(chǎn)酸性天然氣，即包含H2S和任選的其它雜質(zhì)的天然氣。天然氣為應(yīng)用于源自天然氣井的輕質(zhì)烴和任選的其它氣體(氮、二氧化碳、氦)的混合物的統(tǒng)稱。天然氣的主要組分為甲烷。此外，通常也存在其它烴如乙烷、丙烷、丁烷或更高級烴。
[0003]在過去從包含含硫化合物的天然氣中除去這種含硫化合物一直非常重要，而由于持續(xù)緊縮的環(huán)境法規(guī)，今天這一點甚至更加重要了。已經(jīng)花費了相當(dāng)大的努力來尋找有效和經(jīng)濟高效的方法以除去這些不希望的化合物。此外，這種氣體物流也可包含不同量的二氧化碳，通常必須除去至少部分二氧化碳，這取決于氣體物流的用途。
[0004]在本領(lǐng)域中，通過利用可用于這種目的的不同烷醇胺中的一種來處理天然氣以使該氣體脫硫是已知的。通常，應(yīng)用含水溶液中的胺，它可包含化學(xué)添加劑以強化該吸收劑的一些特征。胺已經(jīng)獲得了廣泛接受和歡迎，因為它可以產(chǎn)生穩(wěn)定滿足對氣體純度的嚴(yán)格要求和相對便宜的天然氣產(chǎn)物。早就已知和應(yīng)用的一種吸收劑為伯胺單乙醇胺(MEA)。目前，甲基二乙醇胺(MDEA)為使用最多的使包含含硫化合物的天然氣脫硫的吸收劑之一。
[0005]胺吸收過程獲得清潔的氣體物流和包含硫雜質(zhì)和二氧化碳的氣體物流。通常，二氧化碳不從氣體物流中分離，而是將該氣體物流作為進料直接送至硫回收裝置。作為硫回收步驟，常常利用Claus過程。該多步驟過程從氣態(tài)硫化氫產(chǎn)生硫。
[0006]Claus過程包括兩個步驟。第一步驟為熱步驟和第二步驟為催化步驟。在熱步驟中，在高于850°C的溫度下氧化氣體中的部分硫化氫以產(chǎn)生二氧化硫和水:
[0007]2H2S+302 — 2SO 2+2H20 (I)
[0008]在催化步驟中，在熱步驟中產(chǎn)生的二氧化硫與硫化氫反應(yīng)以產(chǎn)生硫和水:
[0009]2S02+4H2S — 6S+4H20(II)
[0010]反應(yīng)(II)中產(chǎn)生的氣態(tài)元素硫可以在冷凝器中回收，初始作為液體硫回收，之后進一步冷卻以提供固態(tài)元素硫。在一些情況下，催化步驟和硫冷凝步驟可以重復(fù)一次以上、通常高至三次以改進元素硫的回收。
[0011]Claus過程的第二催化步驟要求二氧化硫，即反應(yīng)(I)的產(chǎn)物之一。但還要求硫化氫。通常大約三分之一的硫化氫氣體在反應(yīng)(I)中被氧化為二氧化硫，從而獲得在催化步驟(反應(yīng)(II))中所希望的二氧化硫與硫化氫的1:2摩爾比用于反應(yīng)產(chǎn)生硫。Claus過程的殘余廢氣可包含可燃組分和含硫化合物，如當(dāng)存在過量或不足的氧(和得到產(chǎn)量過?；虍a(chǎn)量不足的二氧化硫)時。這些可燃組分可以適合地在Claus廢氣處理裝置如Shell Claus廢氣處理(SCOT)裝置中進一步處理。
[0012]因此，對于Claus過程，總反應(yīng)可以寫為:
[0013]2H2S+02—2S+2H20 (III)
[0014]因此，Claus過程轉(zhuǎn)化含硫物種。但在一些情況下二氧化碳也大量存在于進入Claus裝置的物流中。二氧化碳為不參與Claus反應(yīng)的惰性氣體，但是因為Claus過程的熱力學(xué)，二氧化碳將不利地影響反應(yīng)產(chǎn)生硫。二氧化碳的存在稀釋了反應(yīng)物-硫化氫、有機硫化合物、氧和二氧化硫，遲延了反應(yīng)和降低了轉(zhuǎn)化為硫的百分比。稀釋效應(yīng)直接影響Claus過程的化學(xué)平衡。在進入SRU的氣體進料富含硫化氫的情況下，二氧化碳的稀釋效應(yīng)可能被忽略。但在二氧化碳的量超過硫化氫的量5倍或更多倍的情況下，已經(jīng)可以察覺到對熱力學(xué)平衡的影響。
[0015]大量二氧化碳稀釋硫化氫的另一個效果為Claus燃燒器的火焰穩(wěn)定性不能保證。二氧化碳用作有效的滅火化學(xué)品，和當(dāng)大量存在于反應(yīng)熔爐中時，它可以抑制燃燒，和甚至完全撲滅火焰。二氧化碳的稀釋效應(yīng)將降低Claus熔爐中火焰溫度至不能完全燃燒其它硫化合物如有機硫化合物和硫醇的程度。這可通過向Claus燃燒熔爐中加入含碳進料以改進燃燒和維持足夠的火焰溫度來解決。向火焰加入如天然氣的缺點是可能形成不希望的副產(chǎn)品如硫化羰和二硫化碳。這些為甲燒和其它徑、二氧化碳、硫化氫和氧之間的反應(yīng)產(chǎn)物，和盡管它們存在于熔爐流出物中的濃度可能小于1%，但它們有效地束縛了在Claus裝置的催化區(qū)域中未完全水解回硫化氫的部分硫，因此降低了硫化氫至硫的總轉(zhuǎn)化率。
[0016]在用于深度除去雜質(zhì)的常規(guī)流程中，首先利用配制用于深度除去進料中所有雜質(zhì)的溶劑在吸收裝置中處理具有低的硫化氫與二氧化碳比的進料，由此產(chǎn)生符合規(guī)格的烴物流。相比于二氧化碳，來自第一裝置的再生器的酸性氣體需要富集硫化氫。因此，在包含用于硫化氫吸收的特定吸收劑的第二吸收裝置中處理所述氣體。該第二裝置用作富集裝置，其主要任務(wù)是相比于二氧化碳產(chǎn)生的氣體的硫化氫含量使得它們適合在常規(guī)Claus裝置中轉(zhuǎn)化為硫。設(shè)計這些裝置來利用動力學(xué)效應(yīng)以強化富集過程。排出的氣體主要包含二氧化碳和預(yù)期在焚燒之后可以排放。
[0017]這種常規(guī)的流程在如CA-A-2461952中進行了描述。它描述了用于富集酸性氣體的方法。來自第一高壓吸收塔的氣體為脫硫氣體。將富胺送至第二吸收塔中，其中它與循環(huán)的酸性氣體混合以改進硫化氫與二氧化碳的比。然后再生富胺和將來自該再生器的酸性氣體送至硫回收裝置或返回第二吸收塔。在所述方法中在兩個點排除二氧化碳:首先，在高壓吸收塔中僅部分吸收二氧化碳和部分二氧化碳滑流進入進料氣體中，和其次在第二吸收塔中二氧化碳滑流通過胺，其中它作為被水飽和的基本上純的二氧化碳從塔頂除去。
[0018]這些常規(guī)流程的問題是如果除了硫化氫之外存在其它硫雜質(zhì)如有機硫化合物如硫化羰(COS)、硫醇(RSH)、二硫化碳(CS2)和也可能存在苯、甲苯和二甲苯(BTX)，這些化合物最終在離開富集裝置的排放的二氧化碳物流中。該二氧化碳物流需要額外的處理步驟以在焚燒和排放之前降低它的硫含量。但有關(guān)與溶劑的相互作用，有機硫化合物和BTX具有與二氧化碳相似的特性，因此利用目前工業(yè)上可獲得的溶劑基方法很難被除去。
[0019]本發(fā)明的目的是提供一種方法，其中以更有效方式從氣體物流中除去含硫雜質(zhì)。
[0020]本發(fā)明的另一個目的是提供一種方法，其中改進了相比二氧化碳富集硫化氫的過程。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0021]為此目的，本發(fā)明提供了一種用于從氣體物流中除去含硫雜質(zhì)的方法，所述方法包括如下步驟:(a)向第一吸收裝置提供包含天然氣、硫化氫、有機硫化合物和二氧化碳的氣體物流，得到貧含硫化氫的氣體物流和富含硫化氫的吸收劑；(b)向第二吸收裝置提供所述貧含硫化氫的氣體物流，得到清潔的氣體物流和富含有機硫化合物和二氧化碳的吸收劑；(C)向第一再生器提供來自第一吸收裝置的富含硫化氫的吸收劑，以獲得貧吸收劑和富含硫化氫的氣體物流；(d)向包括Claus恪爐和Claus催化級的Claus裝置提供所述富含硫化氫的氣體以轉(zhuǎn)化硫化氫來獲得硫和Claus尾氣；(e)向第二再生器提供所述富含有機硫化合物和二氧化碳的吸收劑以獲得貧吸收劑和富含有機硫化合物和二氧化碳的氣體物流；(f)完全氧化所述富含有機硫化合物和二氧化碳的氣體物流中的所有硫物種以獲得富含二氧化硫的氣體物流；(g)冷卻所述富含二氧化硫的物流以獲得蒸汽、水和冷卻的富含二氧化硫的氣體物流；(h)向第三吸收裝置提供所述富含二氧化硫的氣體物流以獲得富含二氧化硫的吸收劑和貧含二氧化硫的氣體物流；和(i)向第三再生器提供來自第三吸收裝置的富含二氧化硫的吸收劑，以獲得貧吸收劑和純化的二氧化硫氣體物流。
[0022]根據(jù)本發(fā)明，可以獲得的氣體物流包含少量的含硫雜質(zhì)，使得它們可以有利地直接排放到空氣中或用于不同的目的。

【具體實施方式】
[0023]本發(fā)明涉及用于從天然氣物流中除去包括硫化氫的含硫雜質(zhì)的方法。
[0024]包含H2S和有機硫雜質(zhì)的天然氣可以源自不同的來源。例如，許多天然氣井產(chǎn)生酸性天然氣，即包含H2S和任選的其它雜質(zhì)的天然氣。天然氣為應(yīng)用于源自天然氣井的輕質(zhì)烴和任選的其它氣體(氮、二氧化碳、氦)的混合物的統(tǒng)稱。天然氣基本上由甲烷組成，一般大于50摩爾％、通常大于70mol %的甲烷。此外，通常也存在其它烴如乙烷、丙烷、丁烷或更高級烴。
[0025]按照本發(fā)明待處理的氣體物流可以為包含含硫雜質(zhì)的任何天然氣物流。本發(fā)明的方法特別適合于包含含硫雜質(zhì)的氣體物流，所述含硫雜質(zhì)包括硫化氫、有機硫化合物和二氧化碳。適合地待處理的總氣體物流基于總氣體物流計包含0.1 -15 VOI %的硫化氫、更優(yōu)選0.2-5vol%的硫化氫和適合地0.5-70vol%的二氧化碳、更優(yōu)選l_40vol %的二氧化碳、甚至更優(yōu)選1_20νο1%的二氧化碳、和甚至更優(yōu)選1-1Ovol %的二氧化碳。優(yōu)選地，待處理的氣體物流包含高濃度的有機含硫化合物，這意味著基于總氣體物流計0.0l-1vol %的有機含硫化合物。優(yōu)選硫化氫與二氧化碳的比很低，優(yōu)選最多0.90、更優(yōu)選最多0.50、甚至更優(yōu)選最多0.35、甚至更優(yōu)選最多0.2和甚至更優(yōu)選0.05-0.2。
[0026]在本發(fā)明方法的步驟(a)中，將包含天然氣、硫化氫、有機硫化合物和二氧化碳的氣體物流引入第一吸收裝置中。在該第一吸收裝置中，硫化氫被吸收，得到貧含硫化氫的氣體物流和富含硫化氫的吸收劑。優(yōu)選地，該第一吸收裝置在10-200bar、更優(yōu)選30_100bar的壓力下操作。優(yōu)選地，第一吸收裝置在10-80°C、更優(yōu)選20-60°C的溫度下操作。
[0027]優(yōu)選地，第一吸收裝置包含硫化氫選擇性吸收劑。適合地，硫化氫選擇性吸收劑包含水和胺。此外，可以存在物理溶劑。
[0028]用于第一吸收裝置中適合的胺包括伯、仲和/或叔胺，尤其是源自乙醇胺的胺，尤其是單乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、二異丙醇胺(DIPA)和甲基二乙醇胺(MDEA)或它們的混合物。優(yōu)選的胺為仲或叔胺，優(yōu)選源自乙醇胺的胺化合物，更特別是DIPA、DEA、MMEA(單甲基乙醇胺)、MDEA或DEMEA (二乙基單乙醇胺)，優(yōu)選DIPA或MDEA，更優(yōu)選MDEA。MDEA的優(yōu)勢在于相比二氧化碳它具有對于硫化氫的優(yōu)先親和性。
[0029]適合的物理溶劑為環(huán)丁砜(環(huán)四亞甲基砜和它的衍生物)、脂肪族酸酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-烷基化吡咯烷酮和相應(yīng)的哌啶酮、甲醇、乙醇和聚乙二醇的二烷基醚的混合物或它們的混合物。優(yōu)選的物理溶劑為環(huán)丁砜。
[0030]將源自第一吸收裝置的富含硫化氫的吸收劑提供至方法的步驟(C)中的第一再生器，以獲得貧吸收劑和富含硫化氫的氣體物流。
[0031]在步驟(c)中，從至少部分步驟(a)中獲得的富集硫化氫的吸收溶劑中除去硫化氫以獲得貧含硫化氫的吸收溶劑和富集硫化氫的氣體物流。因此，步驟(C)適合地包括再生富集硫化合物的吸收溶劑。在步驟(C)中，富集硫化合物的吸收溶劑適合地與再生氣體接觸和/或被加熱和可以降壓，由此將至少部分雜質(zhì)轉(zhuǎn)移至再生氣體中。通常，再生在相對低壓和高溫下發(fā)生。步驟(C)中的再生適合地通過在相對高溫、適合地110-160°C下在再生器中加熱進行。優(yōu)選利用蒸汽或熱油進行加熱。替代地，如果需要，可以應(yīng)用直接點火的再沸器。適合地，在壓力1.l_1.9bara下進行再生。在再生之后，獲得了再生的吸收溶劑(即貧含硫化氫的吸收溶劑)和富集雜質(zhì)如硫化氫和二氧化碳的再生氣體物流。適合地，將至少部分貧含硫化氫的吸收溶劑循環(huán)至步驟(a)。優(yōu)選地，將全部貧含硫化氫的吸收溶劑循環(huán)至步驟(a)。適合地，使再生的吸收溶劑與富集雜質(zhì)的吸收溶劑熱交換以在其它地方使用所述熱量。
[0032]步驟(c)的富含硫化氫的氣體的H2S濃度現(xiàn)在優(yōu)選為40-100vol %、更優(yōu)選50-90vol%，氣體的剩余部分主要為二氧化碳。具有該H2S含量的氣體被送至步驟(d)中包括Claus熔爐和Claus催化級的Claus裝置以轉(zhuǎn)化硫化氫來獲得硫和Claus尾氣。
[0033]在步驟(d)中在第一催化級中在升溫下存在的硫化氫可以與二氧化硫反應(yīng)以獲得包含硫和水的氣體物流。適合地，步驟(d)包括上文所述的Claus過程的催化步驟。適合地，在催化區(qū)域中進行第一催化級，其中使硫化氫與二氧化硫反應(yīng)以產(chǎn)生更多的硫。適合地，在204-371°C、優(yōu)選260-343°C的溫度和l_2bara、優(yōu)選1.4-1.7bara的壓力下利用Claus轉(zhuǎn)化催化劑進行第一催化級中的反應(yīng)。適合地，第二和第三催化級可以用于步驟(d)中，在這些催化級中使用Claus轉(zhuǎn)化催化劑。適合地，在該第二和第三催化級中在高于硫露點5-20°C、優(yōu)選高于硫露點10-15°C的溫度和l-2bara、優(yōu)選1.4-1.7bara的壓力下進行反應(yīng)。優(yōu)選地，步驟(d)中硫化氫與二氧化硫的摩爾比為2:1-3:1。
[0034]在步驟(d)的每個催化級之后可以適合地應(yīng)用硫冷凝裝置，該冷凝裝置可以適合地在160-171 °C、優(yōu)選163-168°C的溫度下操作。
[0035]在冷凝離開最后催化區(qū)域的氣體中的硫之后，所得到的剩余氣體通常稱為“Claus
尾氣”。這些氣體包含氮、水蒸汽、一些硫化氫、二氧化硫和通常還包含二氧化碳、一氧化碳、硫化羰和二硫化碳、氫和少量的元素硫。
[0036]適合的Claus催化劑已經(jīng)如在歐洲專利申請N0.0038741中進行了描述，該催化劑基本上由氧化鈦組成。其它適合的催化劑包括活化的氧化鋁和鋁土礦催化劑。
[0037]在步驟(d)中從氣體物流中分離硫，由此獲得了貧含硫化氫的氣體物流。為了這個目的，可以將步驟(d)中獲得的氣體物流冷卻至硫露點以下以冷凝和隨后可以從氣體物流中分離獲得的大部分硫，由此獲得了貧含硫化氫的氣體物流。
[0038]在步驟(b)中，將貧含硫化氫的氣體物流送至第二吸收裝置中。該第二吸收裝置吸收存在于氣體物流中的有機硫化合物和二氧化碳。得到的清潔的氣體物流可以如在電廠中或作為LNG或氣體至液體過程的進料進一步使用。第二吸收裝置優(yōu)選在10-200bar、更優(yōu)選30-100bar的壓力下操作。它優(yōu)選包含混合溶劑、更優(yōu)選Sulfinol、甚至更優(yōu)選Sulfinol-Xo除了清潔的氣體物流以外，還形成了富含有機硫化合物和二氧化碳的吸收劑。
[0039]將富含有機硫化合物和二氧化碳的吸收劑送至第二再生器中以獲得貧吸收劑和富含有機硫化合物和二氧化碳的氣體物流(步驟(e))。在步驟(f)中完全氧化所得到的富含有機硫化合物和二氧化碳的氣體物流以轉(zhuǎn)化所有的硫物種來獲得富含二氧化硫的氣體物流。
[0040]在步驟(g)中冷卻該富含二氧化硫的物流以獲得蒸汽、水和冷卻的富含二氧化硫的物流。在步驟(h)中通過向第三吸收裝置提供該冷卻的富含二氧化硫的氣體物流濃縮該物流。對二氧化硫濃縮來說，最優(yōu)選方式為在二氧化硫吸收區(qū)域中通過使冷卻的富含二氧化硫的氣體物流與用于二氧化硫的吸收液體接觸以從冷卻的富含二氧化硫的氣體物流將二氧化硫選擇性轉(zhuǎn)移至吸收液體以獲得富集二氧化硫的吸收液體，和隨后通過從富集二氧化硫的吸收液體汽提二氧化硫再生以產(chǎn)生貧吸收液體和包含二氧化硫的氣體。在步驟(i)中在第三再生器中再生富含二氧化硫的吸收劑。這樣獲得貧吸收劑、純化的二氧化硫氣體物流和貧含二氧化硫的氣體物流。
[0041]用于二氧化硫的一種優(yōu)選吸收液體包含至少一種基本上水不混溶的有機膦酸二酯。
[0042]用于二氧化硫的另種優(yōu)選吸收液體包含四乙二醇二甲醚。
[0043]用于二氧化硫的又一優(yōu)選吸收液體包含游離堿形式的分子量小于300和對于自由氮原子約3.0-約5.5的pKa值的二胺和針對每摩爾待吸收的二氧化硫包含至少I摩爾水。
[0044]從富集二氧化硫的吸收液體汽提二氧化硫通常在升溫下進行。為了提供更加能量有效的過程，在熱回收蒸汽發(fā)生器裝置中產(chǎn)生的蒸汽可以用于提供從富集二氧化硫的吸收液體中汽提二氧化硫所需的至少部分熱量。
[0045]第三再生器優(yōu)選在l-10bar、更優(yōu)選l_5bar的壓力下操作。
[0046]在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，將步驟(i)中獲得的純化的二氧化硫氣體物流送至步驟(d)的Claus恪爐或Claus催化級中。在Claus裝置中將二氧化硫還原為元素硫，相比于二氧化硫，元素硫更穩(wěn)定和更容易儲存和處理。
[0047]通常，來自步驟(d)的Claus尾氣需要在所謂的SCOT裝置中進一步處理。但在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，在步驟(f)中完全氧化步驟(e)的富含有機硫化合物和二氧化碳的氣體物流之前，將來自步驟(d)的Claus尾氣與該氣體物流組合。以這種方式，不需要SCOT裝置，這節(jié)省了能量和反應(yīng)器，包括所有相關(guān)的設(shè)備。
[0048]在本發(fā)明方法的步驟(f)中，優(yōu)選用含氧氣體氧化富含有機硫化合物和二氧化碳的氣體物流的所有硫物種。含氧氣體可為純氧、空氣或富氧空氣。為了避免分離空氣來提供富氧空氣或純氧，優(yōu)選使用空氣來燃燒硫化氫。
[0049]在Claus熔爐中部分氧化步驟(C)中獲得的富含硫化氫的氣體之前，可將該氣體在第四吸收裝置中進一步處理以獲得富集的富含硫化氫的氣體。這通常在其中步驟(C)中產(chǎn)生的氣體不滿足針對待送入Claus裝置的硫化氫含量的最低要求的情況下進行。Claus裝置進料中的低硫化氫含量可能不利地影響火焰穩(wěn)定性、降低硫化氫轉(zhuǎn)化率、增加燃料消耗和不完全破壞含硫雜質(zhì)。
[0050]第四吸收裝置任選地處理步驟(C)中獲得的富含硫化氫的氣體。因此，本發(fā)明方法優(yōu)選包括額外的步驟(j)，其中將步驟(C)中獲得的富含硫化氫的氣體引入第四吸收裝置中。在該第四吸收裝置中，吸收硫化氫，獲得貧含硫化氫的氣體物流和富含硫化氫的吸收劑。優(yōu)選地，該第四吸收裝置在l_4bar、更優(yōu)選1.2-3bar的壓力下操作。優(yōu)選地，第四吸收裝置在10-70°C、更優(yōu)選20-60°C的溫度下操作。
[0051 ] 優(yōu)選地，第四吸收裝置包含硫化氫選擇性吸收劑。適合地，硫化氫選擇性吸收劑包含水和胺。此外，可以存在物理溶劑。
[0052]用于第四吸收裝置的適合的胺包含伯、仲和/或叔胺，尤其是源自乙醇胺的胺，尤其是單乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、二異丙醇胺(DIPA)和甲基二乙醇胺(MDEA)或它們的混合物。優(yōu)選的胺為仲或叔胺，優(yōu)選源自乙醇胺的胺化合物，更特別是DIPA、DEA、MMEA(單甲基乙醇胺)、MDEA或DEMEA (二乙基單乙醇胺)，優(yōu)選DIPA或MDEA，更優(yōu)選MDEA。MDEA的優(yōu)勢在于相比二氧化碳它具有對于硫化氫的優(yōu)先親和性。
[0053]適合的物理溶劑為環(huán)丁砜(環(huán)四亞甲基砜和它的衍生物)、脂肪族酸酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-烷基化吡咯烷酮和相應(yīng)的哌啶酮、甲醇、乙醇和聚乙二醇的二烷基醚的混合物或它們的混合物。優(yōu)選的物理溶劑為環(huán)丁砜。
[0054]將來自第四吸收裝置的富含硫化氫的吸收劑提供至第四再生器，以獲得貧吸收劑和富含硫化氫的氣體物流。該富含硫化氫的氣體物流可以在Claus熔爐中被部分氧化。
[0055]在步驟(e)的富含有機硫化合物和二氧化碳的氣體物流進入步驟(f)中之前，優(yōu)選將該氣體物流與來自第四吸收裝置的貧含硫化氫的氣體物流組合。
【權(quán)利要求】
1.一種用于從氣體物流中除去含硫雜質(zhì)的方法，所述方法包括如下步驟: (a)向第一吸收裝置提供包含天然氣、硫化氫、有機硫化合物和二氧化碳的氣體物流，得到貧含硫化氫的氣體物流和富含硫化氫的吸收劑； (b)向第二吸收裝置提供所述貧含硫化氫的氣體物流，得到清潔的氣體物流和富含有機硫化合物和二氧化碳的吸收劑； (C)向第一再生器提供來自第一吸收裝置的富含硫化氫的吸收劑，以獲得貧吸收劑和富含硫化氫的氣體物流； (d)向包括Claus恪爐和Claus催化級的Claus裝置提供所述富含硫化氫的氣體以轉(zhuǎn)化硫化氫來獲得硫和Claus尾氣； (e)向第二再生器提供所述富含有機硫化合物和二氧化碳的吸收劑以獲得貧吸收劑和富含有機硫化合物和二氧化碳的氣體物流； (f)完全氧化所述富含有機硫化合物和二氧化碳的氣體物流中的所有硫物種以獲得富含二氧化硫的氣體物流； (g)冷卻所述富含二氧化硫的物流以獲得蒸汽、水和冷卻的富含二氧化硫的氣體物流； (h)向第三吸收裝置提供所述富含二氧化硫的氣體物流以獲得富含二氧化硫的吸收劑和貧含二氧化硫的氣體物流；和 (i)向第三再生器提供來自第三吸收裝置的富含二氧化硫的吸收劑，以獲得貧吸收劑和純化的二氧化硫氣體物流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中將步驟(i)中獲得的純化的二氧化硫氣體物流送至步驟(d)的Claus恪爐或Claus催化級。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項的方法，其中在步驟(f)中完全氧化步驟(e)的富含有機硫化合物和二氧化碳的氣體物流之前將該氣體物流與步驟(d)的Claus尾氣組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項的方法，其中所述第一吸收裝置在10-200bar、優(yōu)選30-100bar的壓力下操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項的方法，其中用于所述第一吸收裝置的吸收劑為硫化氫選擇性吸收劑，優(yōu)選MDEA。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項的方法，其中所述第二吸收裝置在10-200bar、優(yōu)選30-100bar的壓力下操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項的方法，其中用于所述第二吸收裝置的吸收劑為混合溶劑，優(yōu)選 Sulfinol、更優(yōu)選 Sulfinol-X。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項的方法，其中所述第三吸收裝置在1-1Obar、更優(yōu)選l_5bar的壓力下操作
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項的方法，其中用于所述第三吸收裝置的吸收劑為二氧化硫特定吸收劑，優(yōu)選的吸收劑包含游離堿形式的分子量小于300和對于自由氮原子約3.0-約5.5的pKa值的二胺和針對每摩爾待吸收的二氧化硫包含至少I摩爾水。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項的方法，其中所述天然氣物流包含的硫化氫和二氧化碳的比最多0.35。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10任一項的方法，其中所述天然氣物流包含0.l-15vol% H2S的硫化氫。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11任一項的方法，其中在Claus熔爐中部分氧化步驟(c)中獲得的富含硫化氫的氣體之前，將該氣體在第四吸收裝置中進一步處理以獲得貧含硫化氫的氣體物流和富集的富含硫化氫的氣體。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中在步驟(e)的富含有機硫化合物和二氧化碳的氣體物流進入步驟(f)中之前，將該氣體物流與來自第四吸收裝置的貧含硫化氫的氣體物流組入口 ο
【文檔編號】B01D53/14GK104519978SQ201380042133
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月3日
【發(fā)明者】D·P·瓦倫佐拉 申請人:國際殼牌研究有限公司