减少COS和CS2的方法技术

公开了用于从酸气流中去除硫化羰和/或二硫化碳的方法。该方法包括使气流与吸收液如胺的水溶液以及与适于水解硫化羰和/或二硫化碳的催化剂同时接触。为此，本发明专利技术还提供了一种反应器体系，其中既存在吸收液也存在催化剂。在优选的实施方式中，催化剂是存在于吸收塔之上或之中的非均相催化剂，或者涂覆在具有塔盘的塔的塔盘上，或者包含在填料塔的填料中。

Ways to reduce COS and CS2

A method for removing carbonyl sulfide and / or carbon disulfide from an acid gas stream is disclosed. The method includes the simultaneous contact of an air stream with an aqueous solution of an absorbent, such as an amine, and with a catalyst suitable for hydrolyzing carbonyl sulfide and/or carbon disulfide. To this end, the invention also provides a reactor system, in which both absorption liquid and catalyst exist. In a preferred implementation, a catalyst is a heterogeneous catalyst that exists above or in an absorption tower, is coated on a tray with a tray, or is contained in a packing column.

【技术实现步骤摘要】
减少COS和CS2的方法本申请是申请号为CN201480027070.4的专利申请的分案申请。
本专利技术涉及将硫化羰(COS)和/或二硫化碳(CS2)从含有其的气体、典型地为原天然气中去除的方法。特别地，这涉及对酸气和/或天然气的处理。
技术介绍
天然气通常由低级烃如甲烷和一定水平的酸性杂质组成。未经处理的天然气一般指的是酸气。在天然气能够使用之前，需要将酸性杂质去除。这一般称为脱硫(sweetening)。典型的杂质是CO2、H2S、硫醇(R-SH)、硫化羰和/或二硫化碳。在本领域中，除了未经处理的天然气之外，包含H2S和COS的气体有时也称为“酸气”。除天然气之外，其还涉及到合成气、经煤的气化而产生的气体、或者由燃烧过程产生的烟气。在本说明书中，术语“酸气”总体表示包含H2S和COS且需要脱酸(deacification)的气体，以及更特别地，优选表示未经处理的天然气。用于去除酸性杂质的已知方法采用在胺溶液中的吸收。然而，该方法不适用于去除硫化羰(O＝C＝S；多称为COS)以及二硫化羰(多称为CS2)。监管上的改变要求进一步减少所有含硫化合物包括COS。已知用于去除COS和CS2的方法由两步骤工序组成，其中在第一步中，将COS和CS2转化成H2S。在第二反应器中H2S被去除。在另一方法中，在第一反应器中将COS和CS2水解，并再在第二反应器中去除H2S。后一方法的缺点是吸收液不能高效地同时吸收H2S、COS和CS2。特别是在存在相对高水平的H2S的情况下(酸气典型如此)，COS和CS2的去除可能不足。已经提出了一种方法以解决该瓶颈，包括在以气相工作的单独氢化反应器中进行包括COS和CS2的污染物向硫化氢的异型(heterogenic)催化转化。作为催化剂，通常使用重金属如铁、铅、钼、镍、钨或者这些金属的硫化物。该方法的缺点是需要高工作温度(200℃-300℃)。因此，已经提出使用溶于水或醇中的无机或有机碱的碱性反应盐或者它们的任意混合物(即，使用碱性洗涤介质)处理气体作为在这样的高温下处理气体的替代方式，从而将污染物COS和CS2通过水解的方式根据以下平衡反应转变成硫化氢：硫化氢进而能与主气体(hostgas)一起从反应区域去除。在其实践中，水解反应受到平衡常数的限制。当H2S的分压达到平衡时，相对高水平的COS和CS2留在排放物中。进而，在此情况下引起的另一个问题是使用了碱性吸收液。因为尽管存在有H2S和CO2，但必须保持吸收介质的碱度。这些化合物转化成硫化物和碳酸盐因此在整体上而言降低了材料的碱度。随后将必须在单独步骤中从气体中去除存在的硫化氢以及催化形成的硫化氢。一些
技术介绍
解决了除天然气之外的气体的处理，以使这些含有H2S和COS的气体脱酸，或者至少从中去除COS。例如，WO00/35806涉及从合成气、特别是从由煤的气化产生的合成气中去除COS。这些气体与天然气本质上不同。特别的，WO00/35806中的工艺涉及从气化的煤或包含煤的混合物中去除COS。在该气化过程中，所产生的合成气包含在之后被用作催化剂的微粒物质，如煤灰。未经处理的天然气不包含该微粒物质，因为其通常由低级烃如甲烷组成。希望改善COS和/或CS2从酸气、优选从天然气、特别是从未经处理的天然气中的去除，更特别希望提供能够更有效地去除COS和/或CS2并且避免现有技术所需高温的方法。
技术实现思路
为更好地解决上述的一种或多种需求，本专利技术在一方面呈现了从未经处理的天然气流中去除硫化羰和/或二硫化羰的方法，包括将所述气流与吸收液接触以提供含吸收气体的液体，并使所述含吸收气体的液体与适于水解硫化羰和/或二硫化羰的催化剂接触。另一方面，本专利技术提供了一种从酸气流中去除硫化羰和/或二硫化羰的方法，包括将气流与吸收液接触以提供含吸收气体的液体，并使所述含吸收气体的液体与适于水解硫化羰和/或二硫化羰的催化剂接触，其中所述催化剂是均相催化剂。另一方面，本专利技术涉及用于从酸气流中去除硫化羰和/或二硫化碳的反应器体系，该反应器体系填充有吸收液并且包含适于水解硫化羰和/或二硫化羰的催化剂。另一方面，本专利技术涉及包括上述反应器体系的硫回收设备。在再另一方面，本专利技术涉及一种硫回收设备，该设备包括：a.酸性气体去除单元，其包括在高压(HP)、中压(MP)、或低压(LP)下工作的吸收器，以及LP再生器；b.酸性气体富集/尾气处理单元，其包括LP/低LP吸收器以及LP再生器；c.硫回收单元；d.COS/CS2水解反应器；其中COS/CS2水解反应器的位置选自(i)HP/MP/LP吸收器的顶部；(ii)所述HP/MP/LP吸收器底部和所述LP再生器之间；以及(iii)所述LP/LLP吸收器的底部和所述LP再生器之间。附图说明图1是传统硫回收设备的示意图。图2是传统硫回收设备的酸性气体去除单元的示意图。图3是根据本专利技术的实施方式改良的硫回收设备的酸性气体去除单元的示意图，该设备具有在HP吸收器顶部的水解反应器。图4是根据本专利技术的实施方式改良的硫回收设备的酸性气体去除单元的示意图，该设备具有在吸收器底部和LP再生器之间的水解反应器。图5是根据本专利技术的实施方式改良的硫回收设备的酸性气体富集部的示意图，该设备具有在LP吸收器底部和LP再生器之间的水解反应器。具体实施方式广义而言，本专利技术基于以下的明智洞察，即如果将吸收液和催化水解的作用结合到一个相同的介质中，则可以更有效、并在相对低的温度下从酸气流中去除COS和/或CS2。为此，将气流与吸收液接触以提供含吸收气体的液体，并将含吸收气体的液体与适于水解硫化羰和/或二硫化羰的催化剂接触。应理解，吸收的气体可以指代引入吸收液中的气泡(即，具有仍处于气相的气体的双相体系)、指代分子水平上被吸收的化合物(即，液相中的气体、气体组分、或从气体转化的化合物如H2S)、或者指代其组合。在一个实施方式中，前述内容通过使气流与吸收液和催化剂同时接触而实现。特别地，本专利技术的方法因此在单个反应容器中实施。不希望受到理论的限制，专利技术人相信COS和/或CS2的水解还有利地影响了吸收液的作用，因为其将COS和/或CS2转化成更易被吸收的化合物。应理解，该优点尤其在包含吸收气体的液体以气泡(即，在气相中)包含吸收气体的情况下被展现出来。因为，在那种情况下，转化将导致化合物更易于在分子状态上保留在吸收液中，或者甚至被分子状态地吸收至其中。在本说明书中，解决(例如，就去除、吸收、水解和减少而言)的杂质描述为硫化羰和/或二硫化碳(COS和/或CS2)。应理解，这指的是所述化合物二者之一或者全部。即，能够预见仅解决COS、仅解决CS2、或者COS和CS2都解决。换句话说，解决的杂质选自硫化羰、二硫化碳、及其混合物。吸收液起到从处理的气流中吸收所述杂质COS和/或CS2的作用。适用于该目的的液体是本领域技术人员已知的。这些可基于，例如，醇(甲醇)或者水。吸收液可以是物理溶剂或溶液。优选的吸收液是碱性水溶液，更优选胺的水溶液。合适的胺包括MEA(单乙醇胺)、DEA(二乙醇胺)、MDEA(甲基二乙醇胺)、DIPA(二异丙基胺)、DGA(二甘醇胺)或者特别配制的胺溶液。还可以使用含有或不含有添加剂的商业物理溶剂或者其混合物。吸收液可以是液体的混合物。催化剂包括催本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于从酸气流中去除硫化羰和/或二硫化碳的反应器体系，所述反应器体系填充有吸收液并且包含适于水解硫化羰和二硫化羰的催化剂。

【技术特征摘要】
2013.03.14 EP 13159258.61.一种用于从酸气流中去除硫化羰和/或二硫化碳的反应器体系，所述反应器体系填充有吸收液并且包含适于水解硫化羰和二硫化羰的催化剂。2.根据权利要求1所述的反应器体系，其中所述反应器体系包括填充有吸收液的吸收塔，并且所述催化剂存在于所述吸收塔之中或之上。3.根据权利要求2所述的反应器体系，其中所述吸收塔是具有塔盘的吸收塔，其中所述催化剂是施用为塔盘上的涂层的非均相催化剂。4.根据权利要求2所述的反应器体系，其中所述吸收塔是包括填料的填料塔，其中所述催化剂涂覆在填料上。5.根据权利要求1所述的反应器体系，其中所述反应器体系包括接触装置，并且所述催化剂沉积在所述接触装置上。6.根据权利要求5所述的反应器体系，其中所述接触装置选自过滤介质、叶片包、波形板、聚结介质和闪蒸装置。7.根据权利要求1所述的反应器体系，其中所述催化剂是过渡金属或过渡金属的盐。8.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·科洛齐，E·帕洛，P·孔塔尔多，M·R·佩佩，V·帕尔马，V·瓦亚诺，
申请(专利权)人：代表MT创新中心的斯塔米卡邦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL