同时吸收多种酸性气体的反应系统、吸收液及方法技术方案

本发明专利技术提供一种同时吸收多种酸性气体的反应系统、吸收液及方法，通过在吸收液中添加MDEA(N‑甲基二乙醇胺)和DETA(二乙烯三胺)两种吸收液，采用有机溶剂和无机溶剂混合的方式，MDEA主要用于吸收含硫气体，对含碳气体吸收效率较低，DETA吸收含碳气体速率快速，结合超重力旋转填充床，降低吸收剂的粘度增加而来带的负面效果，相比于填料塔，使气液传质系数提高1‑3个数量级。同时，添加少量哌嗪和无机溶剂可以使得DETA与MDEA产生协同作用，进一步加快含碳气体的吸收速度，缩小了含碳气体与含硫气体的吸收速度差距，从而能够实现含硫气体和含碳气体的同时吸收，对于某些含硫气体和含碳气体的含量差距较小的混合气源，不需要额外增加两道吸收工艺，优化了混合气源的吸收工艺步骤，节约了工艺成本和人力物力。

Reaction system, absorbing solution and method for simultaneously absorbing various acid gases

【技术实现步骤摘要】
同时吸收多种酸性气体的反应系统、吸收液及方法
本专利技术涉及气体吸收
，更具体的，涉及同时吸收多种酸性气体的反应系统、吸收液及方法。
技术介绍
随着社会的发展和经济的快速增长，所带来的污染问题日益严重，对污染气体的吸收越来越重要。一般所说的污染气体主要为酸性气体，酸性气体包括含硫气体和含碳气体，其主要以排放尾气以及混合在能源气体的形式存在，例如克劳斯工艺产生的尾气。天然气中混杂的酸性气体，均包括有硫化氢(H2S)和二氧化碳(CO2)等，以天然气中混合H2S和CO2为例，H2S会腐蚀管路和设备，CO2会降低产品热值，影响产品性能，因此需要去除排放尾气以及能源气体中的酸性气体，以减少对设备和环境的损害。目前常用的酸性气体吸收方法主要是化学法，由于吸收难度不同，化学法吸收含硫气体和含碳气体的速率差异过大，H2S极易被吸收液吸收，但是CO2吸收速率较慢，两者吸收速度差距过大，对于包括一定浓度含硫气体和含碳气体的混合气而言，含硫气体和含碳气体无法被同时去除，目前的处理工艺大多是利用多级吸收或者多次吸收的方式去除该混合气，导致酸性气体的去除工艺复杂，成本较高，并且吸收液浪费严重，同时增加了吸收液回收工艺的负担，对环境的污染更加严重。
技术实现思路
为了解决目前含硫气体和含碳气体无法同时被高效吸收、吸收体系再生能耗高和设备占地大的技术问题中的至少一个，本专利技术提供一种同时吸收多种酸性气体的反应系统，包括：储液罐，其中配置有吸收液，所述吸收液包括N-甲基二乙醇胺、二乙烯三胺、有机溶剂以及无机溶剂，所述无机溶剂的体积分数低于所述有机溶剂的体积分数；反应器，所述反应器包括液体出口、与所述储液罐连通的液体进口、供多种酸性气体流通的气体进口和气体出口；其中，所述多种酸性气体包括含碳气体以及含硫气体。在某些具体实施方式中，所述有机溶剂包括乙二醇，所述无机溶剂包括水；和/或，所述含碳气体包括二氧化碳，所述含硫气体包括硫化氢。在某些具体实施方式中，所述无机溶剂的体积分数与所述有机溶剂的体积分数之比小于5％。在某些具体实施方式中，所述反应系统还包括：吸收液补充罐，与储液罐连通；和/或，所述吸收液还包括：哌嗪。在某些具体实施方式中，所述反应器包括：壳体，所述壳体的底面中央设置转轴，所述转轴上连接有电机；以及设于所述壳体内的旋转单元，所述旋转单元包括：旋转腔室、设于旋转腔室内并围绕所述旋转腔室周向设置的环形填料、以及插入所述旋转腔室中央间隙处的液体分布器；所述液体分布器与液体进口连通设置，所述填料用于剪切通过所述液体分布器喷射出的所述吸收液，并形成微纳尺度的液体微元。本专利技术还提供一种同时吸收多种酸性气体的方法，包括：通过一循环液体进料管路向一反应器内泵入吸收液，所述吸收液包括N-甲基二乙醇胺、二乙烯三胺、有机溶剂以及无机溶剂，所述无机溶剂的体积分数低于所述有机溶剂的体积分数；通过至少一个气体管路向所述反应器内通入多种酸性气体，以使所述吸收液吸收所述多种酸性气体；其中，所述多种酸性气体包括含碳气体以及含硫气体。本专利技术还挺一种吸收液，包括：N-甲基二乙醇胺、二乙烯三胺、有机溶剂以及无机溶剂，所述无机溶剂的体积分数低于所述有机溶剂的体积分数。在某些具体实施方式中，所述吸收液还包括：哌嗪.在某些具体实施方式中，所述无机溶剂的体积分数与所述有机溶剂的体积分数之比小于5％。在某些具体实施方式中，所述有机溶剂包括乙二醇，所述无机溶剂包括水；和/或，所述含碳气体包括二氧化碳，所述含硫气体包括硫化氢。本专利技术的有益效果：本专利技术提供一种同时吸收多种酸性气体的反应系统、吸收液及方法，通过在吸收液中添加MDEA(N-甲基二乙醇胺)和DETA(二乙烯三胺)两种吸收液，采用有机溶剂和无机溶剂混合的方式，MDEA主要用于吸收含硫气体，对含碳气体吸收效率较低，DETA吸收含碳气体速率快速，同时，添加少量哌嗪和无机溶剂可以使得DETA与MDEA产生协同作用，二氧化碳会以氨基甲酸根的形式快速在气膜液膜之间传输，进入液膜后与液相主体反应从而还原，这种方式进一步加快含碳气体的吸收速度，缩小了含碳气体与含硫气体的吸收速度差距，从而能够实现含硫气体和含碳气体的同时吸收，对于某些含硫气体和含碳气体的含量差距较小的混合气源，不需要额外增加两道吸收工艺，优化了混合气源的吸收工艺步骤，节约了工艺成本和人力物力。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。图1示出本专利技术实施例中同时吸收多种酸性气体的反应系统的结构示意图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。在附图中示出了根据本专利技术公开实施例的各种截面图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及他们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。含碳气体，例如CO2的吸收难度远高于含硫气体(例如H2S)，这一现象导致了对于某些包括了含硫气体和含碳气体的混合气，如果含碳气体含量较高，则同时吸收时含碳气体无法完全去除，而如若采用长时间吸收的方式，一方面含碳气体吸收率会逐步降低，另一方面，系统的再生能耗高。有鉴于此，本专利技术进行了相关改进，本专利技术首先提供一种吸收液，其具体包括：N-甲基二乙醇胺、二乙烯三胺、有机溶剂以及无机溶剂，所述无机溶剂的体积分数低于所述有机溶剂的体积分数。本专利技术提供的吸收液，通过添加MDEA(N-甲基二乙醇胺)和DETA(二乙烯三胺)两种吸收液，采用有机溶剂和无机溶剂混合的方式，MDEA主要用于吸收含硫气体，对含碳气体吸收效率较低，DETA吸收含碳气体速率快速，同时，添加少量哌嗪无机溶剂可以使得DETA与MDEA产生协同作用，进一步加快含碳气体的吸收速度，缩小了含碳气体与含硫气体的吸收速度差距，从而能够实现含硫气体和含碳气体的同时吸收，对于某些含硫气体和含碳气体的含量差距较小的混合气源，不需要额外增加两道吸收工艺，优化了混合气源的吸收工艺步骤，节约了工艺成本和人力物力。本专利技术中的含硫气体应当理解为包括硫(S)元素的气体，例如硫化氢(H2S)，二氧化硫(SO2)，三氧化硫(SO3)，含碳气体应当理解为包括碳(C)元素的气体，例如二氧化碳(CO2)，一氧化碳(CO)，其中CO2是最难吸收的含碳气体。在某些实施例中，含硫气体为H2S，含碳气体为CO2，H2S属于含硫气体中最易被吸收的气体，CO2属于含碳气体中最难被吸收的气体，并且H2S与CO2的混合气体在工业生产以及生活应用(例如天然气)最为普遍，借助于本专利技术的吸收液，能够针对H2S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种同时吸收多种酸性气体的反应系统，其特征在于，包括：/n储液罐，其中配置有吸收液，所述吸收液包括N-甲基二乙醇胺、二乙烯三胺、有机溶剂以及无机溶剂，所述无机溶剂的体积分数低于所述有机溶剂的体积分数；/n反应器，所述反应器包括液体出口、与所述储液罐连通的液体进口、供多种酸性气体流通的气体进口和气体出口；其中，所述多种酸性气体包括含碳气体以及含硫气体。/n

【技术特征摘要】
1.一种同时吸收多种酸性气体的反应系统，其特征在于，包括：
储液罐，其中配置有吸收液，所述吸收液包括N-甲基二乙醇胺、二乙烯三胺、有机溶剂以及无机溶剂，所述无机溶剂的体积分数低于所述有机溶剂的体积分数；
反应器，所述反应器包括液体出口、与所述储液罐连通的液体进口、供多种酸性气体流通的气体进口和气体出口；其中，所述多种酸性气体包括含碳气体以及含硫气体。


2.根据权利要求1所述的同时吸收多种酸性气体的反应系统，其特征在于，所述有机溶剂包括乙二醇，所述无机溶剂包括水；和/或，所述含碳气体包括二氧化碳，所述含硫气体包括硫化氢。


3.根据权利要求1所述的同时吸收多种酸性气体的反应系统，其特征在于，所述无机溶剂的体积分数与所述有机溶剂的体积分数之比小于5％。


4.根据权利要求1所述的同时吸收多种酸性气体的反应系统，其特征在于，所述反应系统还包括：吸收液补充罐，与储液罐连通；和/或，所述吸收液还包括：哌嗪。


5.根据权利要求1所述的同时吸收多种酸性气体的反应系统，其特征在于，所述反应器包括：壳体，所述壳体的底面中央设置转轴，所述转轴上连接有电机；以及
设于所述壳体内的旋转单元，所述旋转单元包括：旋转腔室、设于旋转腔室内并围绕...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹海魁，战俊磊，孙宝昌，陈建峰，初广文，罗勇，张亮亮，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11