Способ разделения кислого газа на компоненты - сероводород и диоксид углерода
METHOD FOR SEPARATION OF ACID GAS INTO COMPONENTS: HYDROGEN SULFIDE AND CARBON DIOXIDE

Изобретение относится к газоперерабатывающей, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленностям и может быть использовано для разделения кислого на компоненты - диоксид углерода и сероводород.
Содержание сероводорода и диоксида углерода в подлежащем разделению кислом газе может быть любого заданного уровня. Исходное содержание сероводорода и диоксида углерода в кислом газе может таким образом составлять, например, 45-55 объемных процентов.
Известен способ очистки отходящих газов от сероводорода, в котором очистка отходящих газов осуществляется за счет абсорбции сероводорода водным раствором МДЭА (RU 2526455 от 06.12.2012, B01D 53/14). Недостатком этого способа является невозможность очистки газа с высоким содержанием кислых компонентов (более 50 % об.).
Известен способ удаления кислых компонентов из газов, содержащих диоксид углерода и/или сероводород абсорбентом, представляющим собой смесь алканоламинов (WO 2011/018479 A1 от 17.02.2011, B01D 53/14). Недостатками способа являются: низкая четкость разделения газов (до 88-93 % по диоксиду углерода), низкая эффективность ведения процессом Клауса за счет высокого содержания рециркулирующего диоксида углерода в системе.
Известен способ выделения диоксида углерода из газов, осуществляющийся путем абсорбции-десорбции водным раствором первичных, вторичных и третичных аминов (RU 2275231 от 02.04.2003, B01D 53/14). Недостатками данного способа является невозможность очистки газа с высоким содержанием кислых компонентов (более 50 % об.).
Известен способ и устройство для обработки обогащенного диоксидом углерода кислого газа в процессе Клауса с помощью селективного поглотителя в технологической схеме: абсорбер - флэш-десорбер - колонна регенерации - горелка Клауса - реактор Клауса (RU 2545273 от 22.03.2011, B01D 53/14). Недостатком этого способа является отсутствие информации по возможности применения кислого газа с содержанием сероводорода 50 % об.
Наиболее близким по технической сущности является способ низкотемпературного разделения кислого газа с применением вихревой трубы Ранка-Хилша, который позволяет увеличить концентрацию сероводорода до 90 % об. (Н.Т. Климов Низкотемпературное разделение кислого газа с применением вихревой трубы: Автореферат дис. кан. техн. наук. - Москва.: 1991. - 22 с.). Недостатками данного способа являются: концентрирование кислого газа сероводородом до 80 %, значительное повышение взрыво- пожароопасных свойств кислого газа в условиях проведения процесса при высоком давлении.
Целью настоящего изобретения является получение потока диоксида углерода высокой чистоты и обогащение кислого газа сероводородом перед подачей на установку Клауса.
Поставленная цель достигается предлагаемым способом разделения кислого газа на компоненты - сероводород и диоксид углерода, заключающимся в двухступенчатой последовательной абсорбции сероводорода селективным поглотителем и десорбции абсорбата. В качестве поглотителя используется водный раствор метилдиэтаноламина - 50-60 % масс. и диэтиленгликоля - 8-15 % масс. Параметры процесса: температура 20÷30°С, давление 400÷500 кПа, кратность поглотителя к сырью 3÷4,5 к 1.
Способ осуществляется следующим образом. Кислый газ с установок аминовой очистки с температурой не выше 45°С подают абсорбер, работающий в режиме нисходящего прямотока, в верхнюю часть которого поступает водный раствор поглотителя с температурой не выше 30°С. В нисходящем движении поступающего кислого газа и раствора поглотителя происходит поглощение преимущественно сероводорода до значения, не ниже 70 % от первоначальной концентрации. Более глубокая очистка газа от сероводорода происходит во втором абсорбере, обеспечивая выход потока диоксида углерода с содержанием сероводорода не более 1 ppm. Из низа двух абсорберов абсорбат поступает в колонну десорбции, при температуре и давлении выше, чем в абсорбере. С верху десорбера выводится поток сероводорода с концентрацией не ниже 99,0 % об. и поступает на Клаус процесс, снизу - регенерированный абсорбент направляется на рециркуляцию в абсорберы.
Таким образом, способ разделения кислого газа на компоненты - сероводород и диоксид углерода позволяет получить концентрат кислого газа с содержанием сероводорода не менее 99,0 % об. и поток диоксида углерода с концентрацией не менее 99,0 % об.