含有水溶性硫物种的含水源可以是任何一种购买或生产的试剂溶液、硫 化的水、硫化的废水、牛皮纸碱液(kraft caustic liquor)、牛皮纸碳酸盐溶液等。
[0050] 从胺单元中除去汞可使用的络合剂的其他实例包括硫醇、有机多硫化物(通式为 R-Sx-R'的化合物,其中X大于1,且R和R'是烷基或芳基)、硫烷及其组合。
[0051] 通过所使用的络合剂的有效性来确定加入到胺洗涤溶液和/或二元醇溶液中的 络合剂量。加入到胺洗涤溶液中的络合剂可以与加入到二元醇溶液中的络合剂相同或不 同。用量至少等于以摩尔为基础,在气体内的汞量(1:1),若没有过量的话。在一个实施方 案中,摩尔比范围为5:1到10, 000:1。在另一实施方案中,10:1到5000:1。在又一实施方 案中,硫添加剂与汞的摩尔比范围为50:1到2500:1。在使用水溶性硫化合物作为洗涤剂的 一个实施方案中,添加足量络合剂到胺洗涤器中,使得在一个实施方案中,硫化物浓度范围 为0. 05M-10M ;在第二实施方案中,为0. 1M-5M ;在第三实施方案中,为0. 3M-4M ;和在第四 实施方案中,为至少〇. 5M。若汞络合剂是有机多硫化物、硫烷或硫醇,则以与所存在的硫量 相同的基础来计算络合剂的摩尔数。
[0052] 在一个实施方案中,络合剂是无机多硫化物例如多硫化钠,用以根据方程式从天 然气中萃取采:Hg (g) +Na2Sx (aq) +H2〇->HgS2H_ (aq) +Na2Sx_2 (aq) +OH_ (aq),其中(g)表示在气 相内的汞;和(aq)表示在水中的物种。通过其他物种来平衡电荷。没有形成固体HgS且 汞以阴离子物种形式保留在溶液中。在另一实施方案中,络合剂是具有相对高沸点,例如挥 发性不太大且在一个实施方案中,高于l〇〇°C,和在另一实施方案中,高于125°C的化合物。 如果不这样,则络合剂将损失在从酸性气体洗涤溶液中除去所吸收的酸性气体的汽提操作 内。在又一实施方案中,络合剂是硫化钠。硫化钠和其他络合剂可促进从含有高CO 2浓度, 但低H2S浓度的气体物流中除去汞。在又一实施方案中,络合剂是硫化氢(H2S),或者硫化 氢和一种或多种以上提及的络合剂的组合。
[0053] 在一个实施方案中,将络合剂加入到吸收器(洗涤器)和/或接触器(脱水器) 中,允许将来自含硫石油气进料的挥发性汞萃取到富含胺的洗涤溶液或者二元醇溶液中, 从而获得具有降低浓度的酸性气体以及汞浓度小于50%起始存在的汞的脱硫气体,在一个 实施方案中(除去至少50 %汞)。在另一实施方案中,脱硫气体含有小于10 %的起始汞水 平(至少90 %除去)。在第三实施方案中,小于5 %的起始水平(至少95 %除去)。在脱硫 气体物流内的汞含量取决于进料的汞含量和除去%。在一个实施方案中,降低汞含量到低 于100 μ g/Nm3,在第二实施方案中,小于10 μ g/Nm3,在第三实施方案中,小于1 μ g/Nm3,和 在第四实施方案中,小于〇. 1 μ g/Nm3。
[0054] 在添加络合剂到脱水器中的一个实施方案中,离开脱水器单元的二元醇溶液含有 至少50% (到达脱水器的)最初存在于气体进料内的汞。在第二实施方案中,该溶液含有 至少75 %最初存在的汞,和在第三实施方案中,含有至少90 %最初存在的汞。
[0055] 仵诜的添加剂:在一个实施方案中,除了络合剂以外,还将至少一种消泡剂和/或 破乳剂加入到二元醇溶液中。本文中所使用的术语消泡剂(anti-foam)包括消泡剂和消泡 剂(defoamer)材料用以防止出现泡沫和/或降低发泡程度。因此,一些消泡剂材料可具 有例如在某些条件下,降低/减小发泡和在其他操作条件下防止出现泡沫这两种功能。消 泡剂可选自宽范围的可商购的产品,例如硅酮,例如聚二甲基硅氧烷(PDMS),聚二苯基硅氧 烧,氟化硅氧烷等,其用量为l_500ppm。
[0056] 在一个实施方案中,添加浓度为1-5, OOOppm的至少一种破乳剂。在另一实施方案 中,添加浓度为10-500ppm的破乳剂。在一个实施方案中,破乳剂是选自多胺、聚酰胺型胺 (polyamidoamines)、多亚胺、邻甲苯胺和甲醛的缩合物、季按化合物和离子表面活性剂中 的可商购的破乳剂。在另一实施方案中,破乳剂选自聚氧亚乙基烷基酚、它们的磺酸盐和它 们的磺酸钠。在另一实施方案中,破乳剂是多核的芳族磺酸添加剂。
[0057] 在另一实施方案中,除了络合剂和任选地至少一种破乳剂/消泡剂以外,优选还 将氧清除剂加入到任何二元醇溶液、胺溶液和吸收剂中。氧清除剂的存在量范围可以是 0. 001-lwt%,基于二元醇溶液、贫胺或吸收剂的重量。由于在胺或二元醇储罐内溶解的氧 会导致铁表面腐蚀,或者与进料气体反应,从而使得热稳定的盐难以在再生步骤中分离,因 此氧清除剂除去存在的痕量溶解的氧,从而最小化腐蚀的影响。
[0058] 氧清除剂的实例包括亚硫酸氢盐、偏亚硫酸氢盐、肼盐、羟基胺盐、胍盐、N,N-二乙 基羟基胺、肟、连二亚硫酸盐、抗坏血酸和异抗坏血酸。这些氧清除剂的阴离子盐可以是氯 化物、硫酸盐和其他合适的阴离子。与氧清除剂缔合的阳离子可以是钠、钾或针对络合剂描 述的挥发性阳离子。当它们在胺单元中使用时,优选挥发性阳离子。
[0059] 相容的氧清除剂是不与汞络合剂反应且不降低其对捕获汞的有效性的氧清除剂。 与络合剂例如多硫化物反应的氧清除剂的实例包括亚硫酸氢盐和偏亚硫酸氢盐。在一个实 施方案中,针对与汞络合剂的相容性,选择氧清除剂。相容的氧清除剂的实例包括肼盐、胍 胺、N,N-二乙基羟基胺、肟、连二亚硫酸盐、抗坏血酸和异抗坏血酸。
[0060] 回收/再牛胺溶液:同时在从吸收器中除汞的一个实施方案中,所得含来自吸收 器的不挥发汞和酸性气体的富含胺的溶液被导引到再生器内。在再生器(具有再沸器的汽 提器)中,再生含有不挥发汞的"贫"胺以供循环/随后在吸收器中再使用,以除去酸性气 体。在再生吸收器单元中使用的贫胺的情况下,随着时间流逝,汞以及在酸性气体洗涤溶液 中累积的其他已知的固体和离子材料(常常称为"热稳定的盐"或HSS)在系统内逐渐累积。
[0061] 在一个实施方案中,再生器的塔顶气体在硫单元内经历进一步的处理,例如由酸 性气体H 2S制造硫酸,或者燃烧以供随后排放。在胺吸收器中除汞得到具有降低的汞的酸性 气体产物。这使得能生产具有降低的汞的硫酸或元素硫。在另一实施方案中,再生器的塔 顶气体首先被导引经过冷凝器装置以供通过冷凝除去水,随后被输送到除汞单元(MRU)中 以供使用本领域已知的方法和设备除汞。
[0062] 在一个实施方案中,可连续或间歇从胺单元中吹扫/从洗涤器中除去一部分含 汞的胺吸收剂,并用新鲜的胺更换。在又一实施方案中,其他补救措施包括:a)连续或 间歇地吹扫(抽吸(bled))被污染的胺溶液,并用新鲜的胺更换;b)更换胺的全部库存 (inventory);和c)回收利用该溶液。通过本领域已知的除去热稳定盐的各种方法和系统, 其中包括,但不限于过滤、离心、沉淀、还原元素汞接着汽提、蒸馏、吸附、离子交换、电渗析 或转移到烃蒸气中并分离及其组合,进行该溶液的回收利用,除去从天然气进料到胺单元 中除去的不挥发汞。
[0063] 回收/再牛二元醇溶液:在一个实施方案中,在脱水器内同时除去水和汞之后,带 有从天然气中除去的不挥发汞和水的富含二元醇的溶液被放入到专门的锅炉中,所述专门 的锅炉被设计为从该溶液中仅仅蒸发水。尽管水的沸点为212° F,但二元醇直到400° F 才沸腾。这一沸点差别使得相对容易从富含二元醇的溶液中除去水,从而允许它在脱水工 艺中再利用。取决于蒸馏的温度,例如在一个实施方案中,低于150°C,汞保留在富含二元 醇塔底物中,和水在二元醇再生器的塔顶。在较低温度下,例如高于150°C下蒸馏的另一实 施方案中,可通过本领域已知的技术,例如离子交换或亚-大气压蒸馏,从塔底物流中除去 汞。
[0064] 在另一实施方案中,可通过本领域已知的其他方法,除去在富含二元醇的溶液中 的残留汞,包括但不限于过滤、离心、沉淀、还原元素汞接着汽提、蒸馏、吸附、离子交换或转 移到烃蒸气中并分离及其组合。或者,可从该系统中吹扫一部分含汞的富含二元醇的物流。 在一个实施方案中,可使用含有硫化吸收剂的床的汞