一种用于混合气体中酸性组分的处理剂 本发明涉及一种用于混合气体中酸性组分的处理剂，包括一种含有醇胺、酰胺的组合物或水溶液，其用于混合气体中酸性组分的脱除和纯化，可应用于天然气、化肥合成气、石化生产、温室气体回收等领域的气体处理过程。
背景技术
目前，天然气、化肥合成气、炼油厂、温室气体回收的工艺气体中通常含有二氧化碳、硫化氢等酸性组分。脱除酸性气体组分地方法有很多，MDEA脱碳工艺是20世纪70年代初巴斯夫公司开发的一种以N-甲基二乙醇胺水溶液为基础的脱CO2工艺。这种工艺在投资、公用工程、物料消耗、费用等方面与其它脱CO2方法相比是极为经济的，具有很强的竞争性。该方法是当今最低能耗的脱除CO2的方法之一。近30年来，这种溶剂系统已被成功地应用于许多工业装置。
由于MDEA对吸收CO2有很多优点，如热能耗低，吸收能力大，净化度高，对碳钢不腐蚀，蒸汽分压低，溶剂损失小等，但因为它是叔胺，吸收CO2速度慢。因此，在本领域研究者均采用伯胺与仲胺作为活化剂，提高溶液的吸收速度，但用何种伯、仲胺，浓度多少，它的各种利弊怎样，均是研究者的主要研究方向，主要包括：提高速度如何、各种伯仲胺的稳定性、副反应、腐蚀性、蒸汽分压、损失等。
美国专利4997630公开了一种使用包含N-甲基二乙醇胺的水溶液除去CO2和/或H2S的方法。该方法的处理剂含有0.05-1mol/L，优选0.1-0.8mol/L的哌嗪。
中国ZL93110579.X发明了使用包含N-甲基二乙醇胺的水溶液，其适合于有硫、无硫的不同情况。其中适合于无硫气体：N-甲基二乙醇胺20-60％(重量)、哌嗪1-5％(重量)、二乙醇胺1-10％(重量)。适合于有硫气体：N-甲基二乙醇胺20-60％(重量)、N-甲基一乙醇胺0.1-10％(重量)、哌嗪1-5％(重量)或二乙醇胺1-10％(重量)。
中国专利ZL92113637.4公开了一种采用叔醇胺类化合物0-60％(重量)、亚烷基胺或亚烷基胺和烷醇胺类的混合物2-30％(重量)、缓蚀剂0.2-1.2％(重量)的水溶液，用于从混合气体中脱除CO2。
中国专利ZL 200510095344.6公开了一种用于同时脱除硫化氢和二氧化碳的溶剂和方法，属于气体净化技术领域。采用一些具有特殊结构的胺与MDEA组成混合水溶液，使用这些混合水溶液与被处理气体接触，可以保持传统MDEA混合溶剂的优点，同时又克服它们的缺点。此方法成本较高。
因此，在现有技术当中尽管N-甲基二乙醇胺法(MDEA法)最适合于工业装置，存在诸多优点，但仍有需要改进之处，以达到处理高含量酸性气体，特别是如CO2体积含量≥20％，H2S含量≥3％，甚至更高的情形。同时也面临着进一步降低处理剂再生能源消耗的任务。
N-甲酰吗啉、N-乙酰吗啉是优良溶剂。其水溶液在170℃对碳钢设备的腐蚀性每年小于0.01mm，对不锈钢和铝铜合金无腐蚀性。热稳定性好，高温下不分解。无毒，对废水净化单元的生物无毒性作用。与水按任意比例混合时完全互溶，与C9-C10的任类不形成任何共沸物。对H2S等硫化物、CO2和H2O有很强的亲和性。因此，气相中这些酸性气体，通过液相N-甲酰吗啉和/N-乙酰吗啉或后，很容易被吸收，是目前较理想的吸收剂。采用N-甲酰吗啉和/N-乙酰吗啉作为脱除酸性气体溶剂具有脱除力强、适应性广、脱除效率高，对烃溶解度小等一系列优点。N-甲酰吗啉、N-乙酰吗啉对热的稳定性高，热传导率大，有利于生产过程中再生，综合能耗低。可节省投资、使操作简便并降低了操作费用。是天然气脱除含有的酸性组分的一个理想载体。
【发明内容】
本发明的目的是采用具有酰胺、NO原子的环状结构特殊官能团的胺与N-甲基二乙醇胺组合成为酸性气体处理剂，沿用N-甲基二乙醇胺法工艺，可节省投资、使操作简便并降低了操作费用，可以实现具有脱除力强、适应性广、脱除效率高、对烃溶解度小等一系列优点。
本发明所涉及的处理剂由主吸收组分、助吸收组分、水组成。
其中主吸收组分为N-甲酰吗啉、N-甲基二乙醇胺，这两种组分可独立使用或混合使用，但总含量在30-80％(质量)。
其中助吸收组分包括N-乙酰吗啉、羟乙基乙二胺、环丁砜，这三种组分可独立使用或混合使用，但总含量在3-30％(质量)。助吸收组分的作用是弥补主吸收组分的性能不足。
本发明中的处理剂中余量组分为水。
本发明的处理剂吸收酸性气体温度范围是0-90℃，再生温度范围是0-90℃
本发明的效果和优点是，本发明所涉及的处理剂处理能力大，可以处理高含量酸性气体，吸收、解吸温度低、工作能耗低、选择性好、产品气体质量高。
【具体实施方式】
本发明可以按照下面的典型工艺流程实施。
含酸性气体组分的原料气，由下部进入装有填料或塔盘的吸收塔，吸收处理剂从塔顶淋下，与原料气进行逆流吸收，净化后的净气从吸收塔顶引出。含酸性组分的吸收处理剂，从吸收塔塔底排出，并经热交换器进行加热，然后进入分离器中，分离部分酸性组分，酸性气体组分送去进一步处理。
分离器中流出的吸收处理剂，在解吸塔中进一步脱掉酸性气体组分。从塔顶出来的富酸气流经冷却、冷凝后，在分离器中进行气液分离，液体回流，气体送去进一步加工。从解吸塔下部流出的吸收处理剂经热交换器冷却至所需的温度，循环利用。
原料气为含有二氧化碳18.5％、硫化氢3％的高碳含量天然气。
实验装置吸收塔内径50mm，内装φ6×6不锈钢θ环，再生塔内径65mm，内装φ6×6不锈钢θ环，再生塔底部装有再沸器，顶部装有冷凝器，吸收塔、再生塔均装有电伴热。产品气经检验后高点放空。处理剂循环量20L/小时。原料气流量2M3/小时。
在试验过程中，制备不同配比的处理剂，其实际成分列于下表：
在试验过程中，制备不同配比的处理剂实际测试效果列于下表：
序号 净化后气体中CO2 体积％ 净化后气体H2S PPm 实施例一 1.2 75 实施例二 0.9 68 实施例三 1.1 35 实施例四 2.8 112 实施例五 1.4 33 实施例六 2.1 232 实施例七 1.9 22 实施例八 0.2 10 实施例九 0.2 18