水性烷醇胺组合物和从气态混合物中选择性去除硫化氢的方法技术

本发明专利技术涉及烷醇胺水溶液和其在从包含硫化氢的气态混合物中选择性去除硫化氢的方法中的用途。所述烷醇胺水溶液由以下组成：具有式R

Aqueous alkanolamine composition and selective removal of hydrogen sulfide from a gaseous mixture

The present invention relates to a solution of alkanolamine water and its use in a selective removal of hydrogen sulfide from a gaseous mixture containing hydrogen sulfide. The alkanolamine aqueous solution consists of the following: the type R

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水性烷醇胺组合物和从气态混合物中选择性去除硫化氢的方法
本专利技术涉及一种优选地由3-(二甲胺基)-1，2-丙二醇和双(2-羟乙基)甲胺的混合物组成的水性烷醇胺组合物，和一种用所述水性组合物从气态混合物中选择性地去除H2S，优选在烷醇胺水溶液处于高温的条件下从气态混合物中去除H2S的方法。
技术介绍
来源于天然气储层、石油或煤的流体流通常含有大量杂质形式的酸性气体，例如二氧化碳(CO2)、硫化氢(H2S)、二氧化硫(SO2)、二硫化碳(CS2)、氰化氢(HCN)、硫化羰(COS)或硫醇。所述流体流可以是气体、液体或其混合物，例如气体如天然气、炼厂气、来自页岩热解的烃类气体、合成气体或液体如液化石油气(LPG)和天然气液体(NGL)。用于去除酸性气体的各种组合物和方法是已知的并且描述于文献中。已熟知用胺水溶液处理气态混合物来去除这些酸性气体。通常，胺水溶液目前在吸收塔中在低温和高压下反向接触包含酸性气体的气态混合物。胺水溶液通常含有烷醇胺，如三乙醇胺(TEA)、甲基二乙醇胺(MDEA)、二乙醇胺(DEA)、单乙醇胺(MEA)、二异丙醇胺(DIPA)或2-(2-氨基乙氧基)乙醇(有时称为二甘醇胺或DGA)。在一些情况下，促进剂与烷醇胺组合使用，例如如USP4,336,233、4,997,630和6,337,059中所公开的哌嗪和MDEA。或者，EP0134948公开使酸与所选的碱性物质(如MDEA)混合以提供增强的酸性气体去除。然而，EP0134948教示仅与酸混合的所选类别的碱性材料可用于碱性水溶液中以提供增加的酸性气体去除。叔胺，如3-二甲胺基-1，2-丙二醇(DMAPD)，已显示在从气态混合物中去除CO2时是有效的，参见USP5,736,116，或DMAPD与哌嗪结合，参见WO2014/004019，或DMAPD与酸结合，参见WO2014/004020。另外，在特定方法，例如乙醇胺法(GirbotolProcess)中，已显示叔胺在去除H2S中有效，但显示高温下减少的容量，例如参见《有机胺-乙醇胺法(OrganicAmines-GirbotolProcess)》，Bottoms，R.R.，石油科学(TheScienceofPetroleum)，第3卷，牛津大学出版社(OxfordUniversityPress)，1938，第1810-1815页。尽管上述化合物是有效，但其各自具有局限性，这对其普遍使用带来不利影响。具体地说，当在高温(例如高于140°F)下使用水溶液时，期望有包含烷醇胺的水性组合物用于从气态混合物和/或烷醇胺水溶液中去除H2S，所述水性组合物以商业上可行的容量有效去除酸性气体。因此需求烷醇胺水溶液和使用所述溶液的方法，其可有效从气态混合物中去除硫化氢和/或在升高的操作温度下去除硫化氢。
技术实现思路
本专利技术是一种用烷醇胺水溶液组合物选择性地去除硫化氢(H2S)的方法，所述方法通过与包含硫化氢和一或多种额外酸性气体的气态混合物接触，如二氧化碳(CO2)、二氧化硫(SO2)、二硫化碳(CS2)、氰化氢(HCN)、硫化羰(COS)或硫醇，优选的是其中烷醇胺水溶液的温度等于或高于140°F，组合物由以下组成：(i)氨基化合物，优选以0.1重量％到75重量％的量，具有以下通式：R1R2NCH2CH(OH)CH2OH其中R1和R2独立地表示1到3个碳原子的低碳数烷基，例如，甲基、乙基、丙基和异丙基，更优选R1和R2基团包括甲基和乙基，尤其优选的氨基化合物包括3-二甲胺基)-1，2-丙二醇(其中R1和R2二者皆是甲基)和3-二乙胺基)-1，2-丙二醇(其中R1和R2二者皆是乙基)；(ii)0.1重量％到75重量％的双(2-羟乙基)甲胺；和(iii)水0.1到90；和(iv)物理溶剂、消泡剂、抗氧化剂、腐蚀抑制剂、成膜剂、螯合剂或pH调节剂中的任选一或多种，其中重量百分比按烷醇胺水溶液的总重量计。在本专利技术的一个实施例中，所述方法进一步包含以下步骤：蒸汽汽提烷醇胺水溶液从而形成可用于所述接触步骤的硫化氢贫乏的烷醇胺水溶液。附图说明图1说明根据本专利技术的吸收方法的过程流程图。图2是利用本专利技术的实例和比较实例处理的气体混合物对吸收剂循环速率的H2S浓度的曲线图。图3是利用本专利技术的实例和比较实例处理的气体混合物对吸收剂循环速率的H2S浓度的曲线图。图4是通过本专利技术的实例和比较实例处理的气体混合物中CO2：H2S比的曲线图。具体实施方式本专利技术的烷醇胺水溶液包含烷醇胺。适用于本专利技术的胺水溶液的烷醇胺具有以下通式：R1R2NCH2CH(OH)CH2OH其中R1和R2独立地表示1到3个碳原子的低碳数烷基，例如甲基、乙基、丙基和异丙基。更优选的R1和R2基团包括甲基和乙基。尤其优选的氨基化合物包括3-(二甲胺基)-1，2-丙二醇(其中R1和R2二者皆是甲基)和3-(二乙胺基)-1，2-丙二醇(其中R1和R2二者皆是乙基)。本专利技术的烷醇胺水溶液含有烷醇胺，其呈等于或大于0.1重量％，优选等于或大于5重量％，更优选等于或大于10重量％，并且甚至更优选等于或大于20重量％的量，其中重量百分比按烷醇胺水溶液的总重量计。本专利技术的烷醇胺水溶液含有烷醇胺，其呈等于或小于75重量％，优选等于或小于65重量％，更优选等于或小于55重量％，并且甚至更优选等于或小于50重重量％的量，其中重量百分比按烷醇胺水溶液的总重量计。本专利技术的水性吸收剂组合物可含有一或多种额外氨基化合物。优选地，额外的氨基化合物是上文式(1)未描述的不同的或第二种烷醇胺，如三(2-羟乙基)胺(三乙醇胺，TEA)；三(2-羟丙基)胺(三异丙醇)；三丁醇胺；双(2-羟乙基)甲胺(甲基二乙醇胺，MDEA)；2-二乙基氨基乙醇(二乙基乙醇胺，DEEA)；2-二甲基氨基乙醇(二甲基乙醇胺，DMEA)；3-二甲胺基-1-丙醇；3-二乙胺基-1-丙醇；2-二异丙基胺基乙醇(DIEA)；N，N-双(2-羟丙基)甲胺(甲基二异丙醇胺，MDIPA)；N，N′-双(2-羟乙基)哌嗪(二羟乙基哌嗪，DiHEP))；二乙醇胺(DEA)；2-(叔-丁氨基)乙醇；2-(叔-丁氨基乙氧基)乙醇；或2-氨基-2-甲基丙醇(AMP)、2-(2-氨基-乙氧基)乙醇。按烷醇胺水溶液的总重量计，烷醇胺水溶液中任选氨基化合物的量可以在等于或大于0.1重量％、优选等于或大于1重量％、更优选等于或大于5重量％的范围内。如果存在，则按烷醇胺水溶液的总重量计，烷醇胺水溶液中任选氨基化合物的量可以在等于或小于75重量％、优选等于或小于50重量％、更优选等于或小于25重量％的范围内。在本专利技术的一个实施例中，本专利技术的水性溶剂由DMAPD、MDEA和水组成。在本专利技术的一个实施例中，本专利技术的水性溶剂由DMAPD、MDEA和水组成，并且没有其它氨基化合物，尤其没有哌嗪。在本专利技术的一个实施例中，本专利技术的水性溶剂由以下组成：DMAPD、MDEA、水，和物理溶剂、消泡剂、抗氧化剂、腐蚀抑制剂、成膜剂、螯合剂或pH调节剂中的任选一或多种，其中一或多种额外添加剂都不是酸或形成酸的材料，尤其可表征为包括任何有机酸或无机酸的强酸的任何酸，所述酸pKa为8或小于8，优选为7或小于7，更优选为6或小于6。无法在本专利技术的水性溶剂中的酸的实例是磷酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从包含硫化氢的气体混合物中选择性地去除硫化氢的方法，所述方法包含以下步骤：使所述气态混合物与由以下组成的贫烷醇胺水溶液接触：(i)具有下式的氨基化合物：R

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.20 US 62/1640591.一种从包含硫化氢的气体混合物中选择性地去除硫化氢的方法，所述方法包含以下步骤：使所述气态混合物与由以下组成的贫烷醇胺水溶液接触：(i)具有下式的氨基化合物：R1R2NCH2CH(OH)CH2OH其中R1和R2独立地表示甲基、乙基、丙基或异丙基，(ii)双(2-羟乙基)甲胺，(iii)水，和(iv)物理溶剂、消泡剂、抗氧化剂、腐蚀抑制剂、成膜剂、螯合剂或pH调节剂中的任选一或多种。2.根据权利要求1所述的烷醇胺水溶液，其中(i)所述氨基化合...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·E·杜加斯，C·R·拉罗什，J·W·莱斯特，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US