一种位阻胺型脱硫脱碳剂的制备方法技术

一种位阻胺型脱硫脱碳剂的制备方法，制备步骤如下：步骤一：将原料三聚氯氰和二乙醇胺，加入到有机溶剂中投入反应釜内，并加入吡啶作为催化剂，进行反应；步骤二：将步骤一的反应液减压蒸馏蒸出有机溶剂后，对反应产物进行过滤、洗涤、干燥，得到化合物A；将化合物A与醇类进行混溶，得到棕褐色液体位阻胺型脱硫脱碳剂。优点是：工艺简单，该脱硫剂以三聚氯氰和二乙醇胺为原料，原料三聚氯氰价格低廉。合成的新型的空间位阻胺型脱硫剂CCMD结构中有一个含N六元杂环，对反应器的腐蚀性小，环上连接3个二乙醇胺基团，使空间位阻增大，从而对H2S选择性高；CCMD脱硫剂吸收酸气属于物理吸附，容易解吸，有良好的再生性能。

Preparation of a sterically hindered amine type desulfurization and decarbonization agent

The preparation method of a sterically hindered amine type desulfurizing and decarbonizing agent is as follows: Step 1: The raw materials cyanuric chloride and diethanolamine are added into the organic solvent and put into the reactor, and pyridine is added as catalyst to react; Step 2: After the reaction liquid is decompressed and distilled out of the organic solvent, the reaction product is filtered, washed and dried to obtain the synthesis. Compound A was mixed with alcohols to obtain a brown liquid level-hindered amine type desulfurization and decarbonization agent. The advantages are: the process is simple, the desulfurizer uses cyanuric chloride and diethanolamine as raw materials, and the raw material cyanuric chloride is cheap. A new type of space hindrance amine desulfurizer CCMD has a six-membered heterocycle containing N, which is less corrosive to the reactor, and three diethanolamine groups are connected on the ring to increase the space hindrance, so it has high selectivity to H2S. The acid gas absorbed by CCMD desulfurizer belongs to physical adsorption, easy desorption and good regeneration performance.

【技术实现步骤摘要】
一种位阻胺型脱硫脱碳剂的制备方法
本专利技术涉及一种位阻胺型脱硫脱碳剂的制备方法。
技术介绍
煤、石油、天然气是全球的三大支柱能源。其中，天然气与煤、石油相比，是更清洁的能源。然而，从油气井开采出的天然气中往往含有硫化氢(H2S)、二氧化碳(CO2)等杂质的酸性气体。因此，在使用之前需经过脱硫、碳等一系列净化处理。目前，天然气的脱硫、碳净化处理方法主要有干法脱硫脱碳、湿法脱硫脱碳、生物法脱硫、膜分离法和醇胺溶液法脱硫脱碳。其中，醇胺溶液法是当前应用最广泛方法。但随着天然气能源开采紧张和环保要求日益严格，常规的乙醇胺、二乙醇胺、二异丙醇胺等醇胺溶液不在适用所有类型的天然气，尤其是对于CO2含量低于国家标准、H2S含量也不太高，但H2S/CO2高于10的复杂类型天然气原料气，脱硫时，既要保证H2S脱除量的同时，还需要提高脱硫脱碳溶剂的选择性，传统的醇胺溶液显然是不能满足要求。近年来，空间位阻胺溶液作为新型的脱硫脱碳溶剂对H2S选择性高，已成为研究的热点。当前文献中提到的位阻胺主要是叔丁基类位阻胺型，但由于原料成本高，致使在工业上不能广泛使用。
技术实现思路
针对现存问题，本专利技术的目的是为了提供一种工艺简单，原料成本低廉，对H2S选择性高的位阻胺型脱硫脱碳剂的制备方法。本专利技术的技术方案是：一种位阻胺型脱硫脱碳剂的制备方法，制备步骤如下：步骤一：将原料三聚氯氰和二乙醇胺按照摩尔比为1:(3-4)，加入到有机溶剂中投入反应釜内，并加入占三聚氯氰质量0.3％的吡啶作为催化剂，在80℃-100℃减压反应3h；步骤二：将步骤一的反应液减压蒸馏蒸出溶剂甲苯后，对反应产物进行过滤、洗涤、干燥，得到化合物A；将化合物A与醇类进行混溶，得到棕褐色液体位阻胺型脱硫脱碳剂。进一步，步骤一中所述有机溶剂为甲苯。进一步，步骤一中所述有机溶剂加入量占原料总重量的30％-90％。进一步，步骤一中反应生成的HCl气体通入到三乙胺液进行吸收。进一步，步骤二中所述醇类为乙二醇。进一步，步骤二中醇类的加入量占化合物A质量的20％-30％。本专利技术一种位阻胺型脱硫剂CCMD反应式如下：本专利技术的有益效果：工艺简单，该脱硫剂以三聚氯氰和二乙醇胺为原料，原料三聚氯氰价格低廉。合成的新型的空间位阻胺型脱硫剂CCMD结构中有一个含N六元杂环，对反应器的腐蚀性小，环上连接3个二乙醇胺基团，使空间位阻增大，从而对H2S选择性高；CCMD脱硫剂吸收酸气属于物理吸附，容易解吸，有良好的再生性能。具体实施方式实施例1取36.90g三聚氯氰(0.2mol)、63.60g二乙醇胺(0.6mol)、90g甲苯和并加入占三聚氯氰质量0.3％的吡啶作为催化剂依次加入到500mL三口烧瓶中，混合搅拌，在80℃-85℃下，减压反应3h，并随时将产生的HCl气体倒入到三乙胺溶液中。对上述反应液进行减压蒸馏，蒸出溶剂甲苯后，经过滤、洗涤、干燥后，得到化合物A，按照每100g化合物A与20g乙二醇混溶得到棕色液体，即位阻胺型脱硫脱碳剂。实施例2将原料36.90g三聚氯氰和84.11g二乙醇胺，与占三聚氯氰质量0.3％的催化剂吡啶，加入36.4g甲苯中投入反应釜内，在85℃-90℃温度下，减压反应3h，反应生成的HCl气体通入到三乙胺液进行吸收，得到的反应液减压蒸馏蒸出溶剂甲苯后，对反应产物进行过滤、洗涤、干燥，得到化合物A，最后与占化合物A质量的25％的乙二醇进行混溶，得到棕褐色液体位阻胺型脱硫脱碳剂。实施例3取36.90g三聚氯氰、73.60g二乙醇胺(0.7mol)、90g甲苯和并加入占三聚氯氰质量0.3％的吡啶作为催化剂依次加入到500mL三口烧瓶中，混合搅拌，在95℃-100℃下，减压反应3h，并随时将产生的HCl气体倒入到三乙胺溶液中。对上述反应液进行减压蒸馏，蒸出溶剂甲苯后，经过滤、洗涤、干燥后，得到化合物A，最后与占化合物A质量的30％的乙二醇进行混溶，即位阻胺型脱硫脱碳剂。本专利技术合成的位阻胺型脱硫脱碳剂的性能评价一、采用静态吸附实验，对脱硫脱碳性能进行评价：(1)将H2S/CO2比值为10原料气充分混合后，进行气相色谱分析组成；(2)将原料气通入到含有吸收液的吸收装置中，吸收液为30％脱硫脱碳剂，脱硫脱碳剂为CCMD、传统的MDEA中的至少一种，30℃下，让气体在吸收装置中充分反应15min，吸收后的尾气经过干燥后进入气相色谱中组成分析，最后对尾气进行尾气处理；(3)根据碘量法对位阻胺吸收液中H2S量进行计算，在利用差量法对位阻胺吸收液中CO2量进行计算，最后依据公式计算出H2S的选择性、H2S的脱出率和CO2的共吸率。二、对吸收过原料气，浓度为30％的CCMD位阻胺溶液和MDEA溶液，以下简称富液，进行再生性能实验：(1)将富液加入釜式反应器中，置于油浴中，在120℃下冷却回流反应30min，解吸出来的气体经过干燥后进入尾气吸收装置；(2)根据碘量法对解吸后溶液中H2S量进行计算，在利用差量法对解吸后溶液中CO2量进行计算，最后依据公式计算解吸率。性能评价结果下面结合位阻胺型脱硫脱碳剂的性能评价对本专利技术实施例3合成的位阻胺型脱硫剂的应用效果做详细的阐述。(1)脱硫脱碳性能评价采用静态吸附法，试验条件：原料气88％N2、2％H2S、10％CO2，吸收温度30℃，吸收液100g，吸收时间15min。对CCMD、传统的MDEA和CCMD-MDEA脱硫剂脱硫脱碳性能进行评价，结果如下：可以看出：S(H2S)的选择性：S(CCMD)S>S(CCMD-MDEA)>S(MDEA)；H2S的脱出率：η(CCMD)>η(CCMD-MDEA)>η(MDEA)；CO2的共吸率：φ(MDEA)>φ(CCMD-MDEA)>φ(CCMD)。(2)再生性能评价在120℃下进行解吸实验，结果如下：溶液种类溶液组成(w％)再生温度/℃解吸率Y％MDEA30％MDEA，70％水12090.17CCMD30％CCMD，70％水12088.31CCMD-MDEA15％MDEA，15％CCMD，70％水12088.84解吸率Y：Y(MDEA)>Y(CCMD-MDEA)>Y(CCMD)>88％。测试结果表明：与传统的MDEA脱硫剂相比，上述位阻胺型CCMD脱硫剂对H2S的选择性更高，在H2S/CO2较大的复杂类型天然气原料气中脱硫脱碳效果比传统的MDEA脱硫剂效果好，易再生性好成本低，同时在含有酸、碱等杂质含硫原料中稳定性好，不降解，对设备有一定的防腐作用，亦可单独使用也可与传统MDEA脱硫剂复配使用，满足工业使用要求。可以广泛的应用在煤、石油、天然气和工厂酸性废水中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种位阻胺型脱硫脱碳剂的制备方法，其特征是：制备步骤如下：步骤一：将原料三聚氯氰和二乙醇胺按照摩尔比为1:(3‑4)，加入到有机溶剂中投入反应釜内，并加入占三聚氯氰质量0.3％的吡啶作为催化剂，在80℃‑100℃减压反应3h；步骤二：将步骤一的反应液减压蒸馏蒸出有机溶剂后，对反应产物进行过滤、洗涤、干燥，得到化合物A；将化合物A与醇类进行混溶，得到棕褐色液体位阻胺型脱硫脱碳剂。

【技术特征摘要】
1.一种位阻胺型脱硫脱碳剂的制备方法，其特征是：制备步骤如下：步骤一：将原料三聚氯氰和二乙醇胺按照摩尔比为1:(3-4)，加入到有机溶剂中投入反应釜内，并加入占三聚氯氰质量0.3％的吡啶作为催化剂，在80℃-100℃减压反应3h；步骤二：将步骤一的反应液减压蒸馏蒸出有机溶剂后，对反应产物进行过滤、洗涤、干燥，得到化合物A；将化合物A与醇类进行混溶，得到棕褐色液体位阻胺型脱硫脱碳剂。2.根据权利要求1所述的位阻胺型脱硫脱碳剂的制备方法，其特征是：步骤一中所述有机溶剂为甲苯。3.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王绍勤，李胜男，辛明昊，张海菊，葛登文，郭坤，杨洋，王世富，朱学辉，
申请(专利权)人：盘锦辽河油田大力集团有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21