一種羧酸酯類化合物在捕集分離H2S中的應用的製作方法
2023-06-25 17:36:06 1
本發明屬於石油化工，材料技術領域，具體涉及一種羧酸酯類化合物在捕集分離H2S中的應用。
背景技術：
硫化氫是一種高度刺激的氣體，在天然氣、煉廠氣、合成氣等工業氣體中硫化氫(H2S)的存在會導致下遊過程的催化劑中毒、管道腐蝕；另外含有H2S的尾氣如果直接排放會危害人體健康，帶來很多環境問題。因此無論從工業需求，環境治理還是保護人身安全等角度考慮，硫化氫的淨化脫除都具有重要的意義。
目前捕集分離H2S的方法有幹法脫硫，溼法脫硫兩大類，幹法脫硫具有流程簡單、操作方便、酸性氣體淨化度高等優點，適合處理較低硫含量的氣體，缺點是在實際工業過程中，幹法成本較高，能耗較大，難以滿足大規模工業化運行需求。溼法脫硫包括吸收氧化法和液體吸收法。吸收氧化法主要有砷基脫硫工藝和釩基脫硫工藝，存在的主要問題是化學藥品耗量增大，硫單質質量差，可能造成二次汙染等。液體吸收法是一種比較成熟，實用且應用廣泛的方法之一，可分為化學吸收和物理吸收。化學溶劑吸收法中比較普遍的是醇胺類溶劑，比如美國專利US4537753A，US4405583A以及中國專利CN01127259.7等報導這類溶劑可以脫除硫化氫。雖然一些具有空間位阻的醇胺溶劑較單乙醇胺(MEA)有所改進，但此類脫H2S溶劑仍存在溶劑損失和降解，以及對設備腐蝕的問題。物理吸收法採用高壓吸收，低壓解吸，在能耗方面具有較好的經濟性。英國專利GB1151575公布了物理性溶劑碳酸丙烯酯可以吸收H2S，但此溶劑吸收H2S能力較小，溶劑有損耗，對設備也有腐蝕問題。美國專利US2014275691A1報導了聚乙二醇二甲醚可以吸收硫化氫，但此類溶劑粘度太大，低溫時不利於吸收。因此開發粘度較小同時對H2S吸收能力強且價格經濟的H2S物理性吸收溶劑具有重要意義。
技術實現要素：
本發明旨在提供一類對H2S吸收能力大，吸收速度快，而且容易解吸的H2S捕集分離溶劑。
一種羧酸酯類化合物在捕集分離H2S中的應用，所述羧酸酯類化合物為液體，其結構式如下：
R(CH2)n(COO)(CH2)mR』或R(CH2)n(COO)(CH2)m(COO)R』，其中，R或R』分別為H或CH3或CH2CH3或芳環，n＝0～10，m＝1-10。
進一步，所述羧酸酯類化合物是乙酸正丁酯，乙酸正丙酯，乙酸正戊酯，碳酸二甲酯，碳酸二乙酯，琥珀酸二丁酯，乙酸乙酯，丙二酸二乙酯，丙二酸二甲酯，鄰苯二甲酸二甲酯，鄰苯二乙酸二乙酯中的一種或幾種。
進一步，所述羧酸酯類化合物的應用條件是溫度10～60℃，壓力0.1～2.0Mpa。
進一步，所述羧酸酯類化合物與含有H2S的原料氣接觸，硫化氫被吸收到溶劑中，形成富液。
進一步，所述羧酸酯類化合物從吸收有硫化氫的回收劑中分離硫化氫，產生硫化氫產品以及貧液，硫化氫作為別用，貧液進行循環處理混合氣體。
進一步，所述羧酸酯類化合物捕集或吸收分離各種含有H2S的混合氣，所述混合氣包括煙道氣、合成氣、變換氣、天然氣、等工業氣體。
本發明具有如下顯著特點：經濟性高，粘度低，捕集分離H2S能力大，解吸能耗低，能在較高溫度，較大壓力的條件下捕集分離H2S，降低了捕集分離溶劑對設備的腐蝕程度，同時在一定程度上降低了捕集分離溶劑的損耗。
具體實施方式
下面對本發明進一步詳細說明。
一種羧酸酯類化合物在捕集分離H2S中的應用，所述羧酸酯類化合物為液體，其結構式如下：
R(CH2)n(COO)(CH2)mR』或R(CH2)n(COO)(CH2)m(COO)R』，其中，R或R』分別為H或CH3或CH2CH3或芳環，n＝0～10，m＝1-10。
進一步，所述羧酸酯類化合物是乙酸正丁酯，乙酸正丙酯，乙酸正戊酯，碳酸二甲酯，碳酸二乙酯，琥珀酸二丁酯，乙酸乙酯，丙二酸二乙酯，丙二酸二甲酯，鄰苯二甲酸二甲酯，鄰苯二乙酸二乙酯中的一種或幾種。
進一步，所述羧酸酯類化合物的應用條件是溫度10～60℃，壓力0.1～2.0Mpa。
進一步，所述羧酸酯類化合物與含有H2S的原料氣接觸，硫化氫被吸收到溶劑中，形成富液。
進一步，所述羧酸酯類化合物從吸收有硫化氫的回收劑中分離硫化氫，產生硫化氫產品以及貧液，硫化氫作為別用，貧液進行循環處理混合氣體。
進一步，所述羧酸酯類化合物捕集或吸收分離各種含有H2S的混合氣，所述混合氣包括煙道氣、合成氣、變換氣、天然氣、等工業氣體。
具體實施方式：
下面結合實施例對本發明作詳細描述，需要指出的是以下實施例不能限制本發明的保護範圍。
實施例1
選擇碳酸二甲酯，在溫度為25-55℃，操作壓力0-1MPa的反應釜內進行H2S吸收實驗，並與工業上用的碳酸丙烯酯做比較，結果見表1，表2。由表1和表2可看出：在相同壓力下，隨著溫度升高，碳酸二甲酯吸收H2S的能力減弱，在相同溫度下，隨著壓力升高，碳酸二甲酯吸收H2S的能力增強。在相同實驗條件下碳酸二甲酯吸收H2S的能力強於碳酸丙烯酯。在壓力接近1.0MPa，溫度在25℃,35℃,45℃,55℃的實驗條件下，碳酸二甲酯吸收H2S的能力較碳酸丙烯酯相應提高17.7％，16.0％，32.2％，28.6％。
表1H2S在碳酸酯中的不同溫度和壓力下的溶解度
溶解摩爾分數計算公式：
xi＝ng/(ng+nl)
式中：xi為H2S氣體在溶劑中的摩爾分數；
nl為注入反應釜內中溶劑的物質量，mol；
ng為溶劑中所含H2S物質的量，mol。(下同)
表2H2S在碳酸二甲酯中的不同溫度和壓力下的溶解度
實施例2
選擇碳酸二乙酯，在溫度為25-55℃，操作壓力0-1MPa的反應釜內進行H2S吸收實驗，結果如表3。由表3可看出，隨著溫度升高，碳酸二乙酯吸收H2S的能力減弱，在相同溫度下，隨著壓力升高,碳酸二乙酯吸收H2S的能力增強。從表2和表3可看出：在相同實驗條件下，碳酸二乙酯吸收H2S的能力強於碳酸二甲酯。在壓力接近1.0MPa，溫度25℃,35℃,45℃,55℃的實驗條件下，碳酸二乙酯吸收H2S的能力較碳酸丙烯酯相應提高29.9％，43.5％，62.0％，70.9％。
表3H2S在碳酸二乙酯中的不同溫度和壓力下的溶解度
實施例3
選擇琥珀酸二乙酯，在溫度為25-55℃，操作壓力0-1MPa的反應釜內進行H2S吸收實驗，結果如表4。由表4可看出：隨著溫度升高，琥珀酸二乙酯吸收H2S的能力減弱，在相同溫度下，隨著壓力升高，琥珀酸二乙酯吸收H2S的能力增強。從表3和表4可看出：琥珀酸二乙酯吸收H2S的能力強於碳酸二乙酯。在壓力接近1.0MPa，溫度25℃,35℃,45℃,55℃的實驗條件下，琥珀酸二乙酯吸收H2S的能力較碳酸丙烯酯相應提高43.2％，64.2％，87.3％，91.3％。
表4H2S在琥珀酸二乙酯中的不同溫度和壓力下的溶解度
如上所述，對本發明進行了詳細說明。顯然，只要實質上沒有脫離本發明的發明點及效果、對本領域的技術人員來說是顯而易見的變形，也均包含在本發明的保護範圍之內。