減少COS和CS2的方法技術

公開了用于從酸氣流中去除硫化羰和/或二硫化碳的方法。該方法包括使氣流與吸收液如胺的水溶液以及與適于水解硫化羰和/或二硫化碳的催化劑同時接觸。為此，本發明專利技術還提供了一種反應器體系，其中既存在吸收液也存在催化劑。在優選的實施方式中，催化劑是存在于吸收塔之上或之中的非均相催化劑，或者涂覆在具有塔盤的塔的塔盤上，或者包含在填料塔的填料中。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及將硫化羰（COS)和/或二硫化碳（CS2)從含有其的氣體、典型地為原 天然氣中去除的方法。特別地，這涉及對酸氣和/或天然氣的處理。
技術介紹
天然氣通常由低級烴如甲烷和一定水平的酸性雜質組成。未經處理的天然 氣一般指的是酸氣。在天然氣能夠使用之前，需要將酸性雜質去除。這一般稱為脫硫 (sweetening)。典型的雜質是C02、H2S、硫醇（R-SH)、硫化羰和/或二硫化碳。 在本領域中，除了未經處理的天然氣之外，包含H2S和COS的氣體有時也稱為"酸 氣"。除天然氣之外，其還涉及到合成氣、經煤的氣化而產生的氣體、或者由燃燒過程產生的 煙氣。在本說明書中，術語"酸氣"總體表示包含H2S和COS且需要脫酸（deacification) 的氣體，以及更特別地，優選表示未經處理的天然氣。 用于去除酸性雜質的已知方法采用在胺溶液中的吸收。然而，該方法不適用于去 除硫化羰（〇 = C = S ;多稱為C0S)以及二硫化羰（多稱為CS2)。監管上的改變要求進一 步減少所有含硫化合物包括C0S。 已知用于去除COS和CS2的方法由兩步驟工序組成，其中在第一步中，將COS和CS 2轉化成H2S。在第二反應器中H2S被去除。在另一方法中，在第一反應器中將COS和CS冰 解，并再在第二反應器中去除H2S。后一方法的缺點是吸收液不能高效地同時吸收H2S、COS 和CS2。特別是在存在相對高水平的H2S的情況下（酸氣典型如此），COS和CS2的去除可能 不足。 已經提出了一種方法以解決該瓶頸，包括在以氣相工作的單獨氫化反應器中進 行包括COS和CS2的污染物向硫化氫的異型（heterogenic)催化轉化。作為催化劑，通常 使用重金屬如鐵、鉛、鉬、鎳、鎢或者這些金屬的硫化物。該方法的缺點是需要高工作溫度 (200 〇C -300 0C ) 〇 因此，已經提出使用溶于水或醇中的無機或有機堿的堿性反應鹽或者它們的 任意混合物（即，使用堿性洗滌介質）處理氣體作為在這樣的高溫下處理氣體的替 代方式，從而將污染物COS和CS2通過水解的方式根據以下平衡反應轉變成硫化氫：。硫化氫進而能與主氣 體（host gas) -起從反應區域去除。在其實踐中，水解反應受到平衡常數的限制。當H2S 的分壓達到平衡時，相對高水平的COS和0&留在排放物中。 進而，在此情況下引起的另一個問題是使用了堿性吸收液。因為盡管存在有H2S和 CO2，但必須保持吸收介質的堿度。這些化合物轉化成硫化物和碳酸鹽因此在整體上而言降 低了材料的堿度。隨后將必須在單獨步驟中從氣體中去除存在的硫化氫以及催化形成的硫 化氫。 -些
技術介紹
解決了除天然氣之外的氣體的處理，以使這些含有H2S和COS的氣 體脫酸，或者至少從中去除C0S。例如，WO 00/35806涉及從合成氣、特別是從由煤的氣化產 生的合成氣中去除COS。這些氣體與天然氣本質上不同。特別的，WO 00/35806中的工藝涉 及從氣化的煤或包含煤的混合物中去除C0S。在該氣化過程中，所產生的合成氣包含在之后 被用作催化劑的微粒物質，如煤灰。未經處理的天然氣不包含該微粒物質，因為其通常由低 級烴如甲烷組成。 希望改善COS和/或CS2從酸氣、優選從天然氣、特別是從未經處理的天然氣中的 去除，更特別希望提供能夠更有效地去除COS和/或CS2并且避免現有技術所需高溫的方 法。
技術實現思路
為更好地解決上述的一種或多種需求，本專利技術在一方面呈現了從未經處理的天然 氣流中去除硫化羰和/或二硫化羰的方法，包括將所述氣流與吸收液接觸以提供含吸收氣 體的液體，并使所述含吸收氣體的液體與適于水解硫化羰和/或二硫化羰的催化劑接觸。 另一方面，本專利技術提供了一種從酸氣流中去除硫化羰和/或二硫化羰的方法，包 括將氣流與吸收液接觸以提供含吸收氣體的液體，并使所述含吸收氣體的液體與適于水解 硫化羰和/或二硫化羰的催化劑接觸，其中所述催化劑是均相催化劑。 另一方面，本專利技術涉及用于從酸氣流中去除硫化羰和/或二硫化碳的反應器體 系，該反應器體系填充有吸收液并且包含適于水解硫化羰和/或二硫化羰的催化劑。 另一方面，本專利技術涉及包括上述反應器體系的硫回收設備。 在再另一方面，本專利技術涉及一種硫回收設備，該設備包括： a.酸性氣體去除單元，其包括在高壓（HP)、中壓（MP)、或低壓（LP)下工作的吸收 器，以及LP再生器； b.酸性氣體富集/尾氣處理單元，其包括LP/低LP吸收器以及LP再生器； c.硫回收單元； d. C0S/CS2水解反應器； 其中COS/CSyK解反應器的位置選自（i)HP/MP/LP吸收器的頂部；（ii)所述HP/ MP/LP吸收器底部和所述LP再生器之間；以及（iii)所述LP/LLP吸收器的底部和所述LP 再生器之間?！靖綀D說明】 圖1是傳統硫回收設備的示意圖。 圖2是傳統硫回收設備的酸性氣體去除單元的示意圖。 圖3是根據本專利技術的實施方式改良的硫回收設備的酸性氣體去除單元的示意圖， 該設備具有在HP吸收器頂部的水解反應器。 圖4是根據本專利技術的實施方式改良的硫回收設備的酸性氣體去除單元的示意圖， 該設備具有在吸收器底部和LP再生器之間的水解反應器。 圖5是根據本專利技術的實施方式改良的硫回收設備的酸性氣體富集部的示意圖，該 設備具有在LP吸收器底部和LP再生器之間的水解反應器?！揪唧w實施方式】 廣義而言，本專利技術基于以下的明智洞察，即如果將吸收液和催化水解的作用結合 到一個相同的介質中，則可以更有效、并在相對低的溫度下從酸氣流中去除COS和/或CS2。 為此，將氣流與吸收液接觸以提供含吸收氣體的液體，并將含吸收氣體的液體與 適于水解硫化羰和/或二硫化羰的催化劑接觸。應理解，吸收的氣體可以指代引入吸收液 中的氣泡（即，具有仍處于氣相的氣體的雙相體系）、指代分子水平上被吸收的化合物（即， 液相中的氣體、氣體組分、或從氣體轉化的化合物如H2S)、或者指代其組合。 在一個實施方式中，前述內容通過使氣流與吸收液和催化劑同時接觸而實現。特 別地，本專利技術的方法因此在單個反應容器中實施。不希望受到理論的限制，專利技術人相信COS 和/或0&的水解還有利地影響了吸收液的作用，因為其將COS和/或CS2R化成更易被吸 收的化合物。應理解，該優點尤其在包含吸收氣體的液體以氣泡（即，在氣相中）包含吸收 氣體的情況下被展現出來。因為，在那種情況下，轉化將導致化合物更易于在分子狀態上保 留在吸收液中，或者甚至被分子狀態地吸收至其中。 在本說明書中，解決（例如，就去除、吸收、水解和減少而目）的雜質描述為硫化幾 和/或二硫化碳（C0S和/或CS2)。應理解，這指的是所述化合物二者之一或者全部。即， 能夠預見僅解決C0S、僅解決CS2、或者COS和CS2都解決。換句話說，解決的雜質選自硫化 羰、二硫化碳、及其混合物。 吸收液起到從處理的氣流中吸收所述雜質COS和/或CS2的作用。適用于該目的 的液體是本領域技術人員已知的。這些可基于，例如，醇（甲醇）或者水。吸收液可以是物 理溶劑或溶液。優選的吸收液是堿性水溶液，更優選胺的水溶液。合適的胺包括MEA(單乙 醇胺）、DEA (二乙醇胺）、MDEA (甲基二乙醇胺）、DIPA本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種從未經處理的天然氣流中去除硫化羰和/或二硫化羰的方法，包括將所述氣流與吸收液接觸以提供含吸收氣體的液體，并使所述含吸收氣體的液體與適于水解硫化羰和/或二硫化羰的催化劑接觸。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：M·科洛齊，E·帕洛，P·孔塔爾多，M·R·佩佩，V·帕爾馬，V·瓦亞諾，
申請(專利權)人：代表MT創新中心的斯塔米卡邦有限公司，
類型：發明
國別省市：荷蘭;NL