针对高浓度酸性气,化学吸收法需要消耗大量的吸收剂,且很难实现H2S的回收。相反,依据其浓度高,压力大的特点,使用物理溶剂吸收法具有很大的优势,物理吸收法可以实现酸性气的回收与提浓,提浓后的酸性气可作为原料生产下游产品,通过资源化回收解决酸性气的污染控制问题,并提高了整个工艺过程的经济性。NHD(聚乙二醇二甲醚)溶剂因与Selexol吸收剂具有相似的化学性质,对酸性气溶解度大,且对H2S和CO2具有较高的选择性而广泛应用于脱硫脱碳的研究。DMI(1,3-二甲基咪唑啉酮)是一种弱碱性溶液,能与H2S中的质子氢结合,因此对酸性气具有较好的溶解度。本文以这两种物理溶剂为吸收剂,通过实验计算得到两种物理溶剂对H2S和CO2的溶解度、亨利系数、溶解热力学参数、酸性气负荷、选择性等数据。对两种溶剂进行热重、pH值、红外光谱表征。此外,利用Aspen Plus模拟软件,建立高浓度酸性气选择性分离的工艺流程,探究其最佳工艺条件,实现酸性气H2S和CO2的高效分离。得到如下结论:(1)两种酸性气在两种溶剂中的吸收均为物理吸收,且H2S在两种溶剂中溶解度均远大于CO2的溶解度。相应的H2S的亨利系数小于CO2在溶剂中的亨利系数。与DMI溶剂相比,NHD对H2S的作用力较弱,所以有利于酸性气的解吸。(2)H2S在DMI中的溶解度大于H2S在NHD中的溶解度,CO2在NHD和DMI中的溶解度差异不是很大。两种溶剂的酸性负荷随着压力的升高而增大,随着温度是升高而减小。两种溶剂在较低的压力条件下对H2S具有较好的选择性。DMI对H2S的选择性整体要比NHD对H2S的选择性高。(3)NHD是一种中性溶液,而DMI是一种弱碱性溶液。与DMI溶剂相比,NHD的热稳定性更好。脱硫前后,两种溶剂的性质未发生变化。但是DMI的脱硫富液易在空气中发生氧化生成硫磺。(4)PC-SAFT模型能较好的反应溶剂的真实状况。通过工艺的优化,分离后的H2S摩尔分率能达到98.7%,CO2的摩尔分率能达到99.6%,说明该工艺流程能够使得H2S和CO2较好的分离。