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空间位阻胺脱硫化氢研究进展

2021-04-10胡清高飞马会霞胡雪生李应文李玮

应用化工 2021年3期

胡清,高飞,马会霞,胡雪生,李应文,李玮

(1.中国石油天然气股份有限公司 石油化工研究院,北京 102206;2.中国石油大学(北京) 化学工程与环境学院,北京 102249)

油田伴生气、天然气、焦炉煤气、炼厂干气等工业气体中通常含有硫化氢和二氧化碳等酸性气体。硫化氢会腐蚀管路,使脱水操作所用分子筛寿命缩短,也会使催化剂中毒失活;二氧化碳在低温操作的设备中易凝结为干冰,堵塞管路,影响下游生产。因此在进一步加工利用前,需脱除硫化氢和二氧化碳[1]。

常规脱除方法是将硫化氢和二氧化碳同时脱除,鉴于二氧化碳危害较小且后处理容易,可选择性脱除硫化氢。选择性脱硫减少了脱硫剂对酸性气体的吸收负荷和脱硫剂再生的能耗,硫化氢也可采用克劳斯法回收利用[2]。

相较于常规的选择性脱硫剂,空间位阻胺脱硫剂对硫化氢有较高的吸收率和选择性,使溶剂的循环量降低,在节能、工艺过程上均有较强的优越性。本文主要对空间位阻胺脱硫剂的优势和应用进行了介绍,并展望了发展趋势。

1 空间位阻胺选择性脱硫的原理

空间位阻胺是叔胺的一种,在与氮原子相邻的碳原子上连接有一个或两个空间位阻效应较大的基团而组成的有机胺[3-4]。

空间位阻胺与硫化氢的反应机理为质子传递反应,此反应过程瞬间完成。

R1R2NH+H2SR1R2NH++HS-

(1)

式中,R1、R2是烷基等。若根据双模理论,与硫化氢的反应是气膜控制,为瞬时反应。

而与二氧化碳的反应则受液膜控制,为快速反应[5]。……

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