用于酸气涤气工艺的四有机铵和四有机膦盐制造技术

本发明专利技术涉及用作从酸性组分和ＣＯ↓［２］的混合物中选择性除去所述酸性组分的吸收剂的四有机铵盐和四有机膦盐。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术背景
本专利技术涉及吸收组合物，和从含有所述气态酸性组分和如CO2的组分的通常为气态的混合物中选择性吸收酸性组分的方法，所述酸性组分如H2S、二硫化碳、硫化羰、氧及C1～C4烃的硫衍生物、氰化氢等。
技术介绍
在本领域中，用胺溶液处理气体和液体，如含有酸性气体包括CO2，H2S，CS2，HCN，COS和氧及C1～C4烃的硫衍生物的混合物，以除去这些酸性气体是公知的。所述胺通常作为吸收塔中的含胺水溶液与所述酸性气体和液体接触，所述胺水溶液与酸性流体逆流接触。通常，用胺溶液处理尤其含有CO2和H2S的酸性气体混合物可同时除去大量的CO2和H2S。例如，在通常称作“胺水溶液工艺”的这样一种工艺中，使用相对浓的胺溶液。这种工艺的最近改进涉及使用如USP 4,112,052中所述的位阻胺，以得到酸性气体如CO2和H2S的几乎完全去除。这类工艺可被用于其中CO2和相关气体的分压较低的情况。另一种经常用于特定应用的工艺涉及胺与物理吸收剂的结合使用，通常称作“非水溶剂工艺”，所述的特定应用是其中CO2的分压极高和/或其中存在许多酸性气体如H2S，COS，CH3SH和CS2的情况。对该工艺的改进涉及使用位阻胺和有机溶剂作为所述物理吸收剂，如在USP4,112,051中所述。然而，通常希望处理含有CO2和H2S的酸性气体混合物以从所述混合物中选择性除去H2S，从而最小化CO2的去除。H2S的选择性去除-->在分离的酸气中产生相对高的H2S/CO2比，这简化了利用Claus工艺H2S向元素态硫的转化。通常仲胺和叔胺水溶液与CO2和H2S的反应可由如下的通式表示：其中各个R是可以相同或不同的有机基团，并可由羟基取代。上述反应是可逆的，从而CO2和H2S的分压在决定上述反应发生的程度方面是重要的。尽管选择性的H2S去除可应用于低H2S/CO2比的多种气体处理操作，包括来自页岩热解、炼厂气和天然气的烃气体处理，它特别希望被用于其中的H2S分压比CO2的相对低的气体处理中，因为胺从后者类型的气体中吸收H2S的能力非常低。具有相对低的H2S分压的气体例如包括：由煤的气化制得的合成气，精练厂中遇到的硫工厂尾气和低焦燃料气，其中重质渣油被热转化成为较低分子量的液体和气体。尽管已知伯胺和仲胺的溶液如一乙醇胺(MEA)，二乙醇胺(DEA)，二丙醇胺(DPA)，和羟基乙氧乙基胺(DGA)可吸收CO2和H2S气体二者，它们没有被证明对于优选排除CO2的H2S吸收是特别令人满意的，因为如等式(5)和(6)所示的胺很容易与CO2反应形成氨基甲酸盐。在仲氨基醇中，二异丙醇胺(DIPA)是相对独特的，在于它单独或-->与物理性溶剂如环丁砜一起被工业化应用，用于从含有CO2和H2S的气体中选择性除去H2S，但必须保持相对短的接触时间，以利用上文等式2和4中所示与CO2的反应速度相比H2S与胺的更快反应。1950年，Frazier and Kohl，Ind.and Eng.Chem.，42，2288(1950)提出了叔胺、甲基二乙醇胺(MDEA)相对于CO2具有高度的H2S吸收选择性。这种较强的选择性归因于与H2S的快速化学反应相比，CO2与叔胺相对慢的化学反应。然而，由于其对于H2S的负载能力有限和其在低压下降低H2S含量至一定程度的能力有限，而这对于例如处理由煤气化制得的合成气是必要的，MDEA的工业应用受到了限制。近来，Shell的英国专利公开2,017,524A公开了在高于MDEA溶液的负载水平下，二烷基单烷醇胺、特别是二乙基单乙醇胺(DEAE)的水溶液具有较高的H2S去除选择性和能力。然而，即使DEAE对于工业中频繁遇到的低H2S负载也并非非常有效。同样，DEAE的沸点为161℃，这样，其特征在于是低沸点的、相对高挥发性的氨基醇。这种高挥发性在大多数涤气条件下导致大量的材料损失和相应的经济性损失。美国专利4,405,581；4,405,583和4,405,585公开了使用空间受阻严重的胺化合物用于在CO2存在情况下选择性除去H2S。与甲基二乙醇胺(MDEA)的水溶液相比，空间受阻严重的胺在高H2S负载下产生高得多的选择性。USP4,892,674涉及包括碱性吸收溶液的吸收剂组合物，所述吸收溶液含有非受阻胺和严重受阻胺盐和/或严重受阻氨基酸的添加剂，并涉及所述吸收剂从气态物流中选择性除去H2S的用途。所述胺盐是碱性严重受阻氨基化合物和强酸或强酸的可热分解盐即铵盐的反应产物。适当的强酸包括无机酸如硫酸、亚硫酸、磷酸、亚磷酸、焦磷酸；有机酸如乙酸、甲酸、己二酸、苯甲酸等。适当的盐包括铵盐，例如，-->硫酸铵、亚硫酸铵、磷酸铵及其混合物。附图说明图1是说明用于从含有H2S和CO2的气态物流中选择性除去H2S的吸收再生单元的图解流程图。专利技术概述本专利技术涉及包括一种或多种碱性四有机铵盐、碱性四有机膦盐或其混合物的吸收剂，和这种吸收剂在酸气处理工艺中的应用。专利技术详述一种或多种四有机铵盐、一种或多种四有机膦盐和一种或多种四有机铵盐、一种或多种四有机膦盐的混合物是用于酸性气体的酸性组分的选择性吸收剂，所述酸性气体包括来自非酸性组分的H2S、CS2、HCN、COS、氧及C1～C4烃的硫衍生物和CO2的混合物。所述吸收剂从通常为气态的混合物中选择性除去H2S和其他酸性组分，所述混合物中含有这种酸性组分和如CO2的组分的混合物，优选从H2S、CO2和气态组分的混合物中选择性除去H2S。所述四有机铵盐和四有机膦盐通常具有下式：[R4N]+x-和[R4P]+x-和更特别是其中X是羟基(OH-)、碳酸根(OCO2＝)、羧酸根(R1CO2-)、芳基化-->物[芳基羧酸盐](ArCOO-)，其中R1[或R′]是H或C1-C9取代或未取代的烷基、C3-C9取代或未取代的烯基、支链烷基、支链烯基、C3-C9(环烷基)、取代或未取代的羟烷基或羟环烷基，Ar是C6-C14、优选C6-C10的芳基、烷基芳基或芳基烷基，优选苯基、烷基苯基、萘基、烷基萘基，R是相同或不同的并选自C1-C20取代或未取代的烷基、C2-C20取代或未取代的烯基、C3-C20取代或未取代的支链烷基、烯基、环状、环烷基或环烯基，C6-C20取代或未取代的芳基、烷基芳基、芳基烷基，如果存在，所述取代基是含氧官能团，包括羟基(～OH)、羟基烷基(-R2OH)、醚(-OR3和-R2-O本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从通常为气态的混合物中选择性除去一种或多种气态酸性组分的方法，所述混合物含有所述气态酸性组分和气态ＣＯ↓［２］，该方法包括：在使得一种或多种气态酸性组分可从所述混合物中被选择性吸收的条件下，使所述通常为气态的混合物与吸收剂氨基和／或膦基化合物接触，所述吸收剂氨基和／或膦基化合物包括一种或多种四有机铵盐、一种或多种四有机膦盐或一种或多种四有机铵盐和一种或多种四有机膦盐的混合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-8-9 60/706,6161.一种用于从通常为气态的混合物中选择性除去一种或多种气
态酸性组分的方法，所述混合物含有所述气态酸性组分和气态CO2，
该方法包括：在使得一种或多种气态酸性组分可从所述混合物中被选
择性吸收的条件下，使所述通常为气态的混合物与吸收剂氨基和/或膦
基化合物接触，所述吸收剂氨基和/或膦基化合物包括一种或多种四有
机铵盐、一种或多种四有机膦盐或一种或多种四有机铵盐和一种或多
种四有机膦盐的混合物。
2.权利要求1的方法，其中所述四有机铵盐具有下式：
[R4N]+x-和四有机膦盐具有下式
[R4P]+x-其中X是氢氧化物、碳酸盐、R1COO-、ArCOO-，其中R1是H、
C1-C9取代或未取代的烷基、C3-C9取代或未取代的烯基、支链烷基、
支链烯基、环烷基、C3-C9取代或未取代的羟烷基或羟环烷基，Ar是
C6-C14芳基或烷基芳基或芳基烷基，R是相同或不同的并选自C1-C20取代或未取代的烷基、C2-C20取代或未取代的烯基、C3-C20取代或未取
代的支链烷基、烯基、环状、环烷基、环烯基、C6-C20取代或未取代的
芳基、烷基芳基、芳基烷基，所述取代基如果存在则是含氧官能团。
3.权利要求2的方法，其中所述含氧官能团是-OH、-R2OH、-OR3，
-R2-O-R3，
其中R2和R3是相同或不同的，并选自C1-C9取代...

【专利技术属性】
技术研发人员：王正宇，迈克尔希什金，
申请(专利权)人：埃克森美孚研究工程公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]