从流体料流中移除酸性气体的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于从流体料流中移除酸性气体的方法，其中使流体料流与吸收剂接触，以获得经处理的流体料流和负载的吸收剂，该吸收剂包含至少一种稀释剂和通式(I)化合物，其中R1为C1‑

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从流体料流中移除酸性气体的方法
[0001]说明
[0002]本专利技术涉及吸收剂的用途和从流体料流中移除酸性气体的方法。在某些实施方案中，本专利技术涉及从包含二氧化碳和硫化氢的流体料流中选择性移除硫化氢。
[0003]由于各种原因，希望从流体料流(例如天然气、精炼气或合成气)中移除酸性气体如CO2、H2S、SO2、CS2、HCN、COS或硫醇。天然气中的硫化合物倾向于形成腐蚀性酸，特别是与天然气常常夹带的水一起。对于天然气在管道中的运输或者在天然气液化装置(LNG＝液化天然气)中进一步加工，必须观察到关于含硫杂质的给定极限。此外，大量硫化合物甚至在低浓度下是恶臭和有毒的。
[0004]必须将二氧化碳从天然气中移除，因为高浓度的CO2降低气体的热值。此外，CO2与湿气一起可导致管线和阀中的腐蚀。
[0005]已知的移除酸性气体的方法包括使用无机或有机碱的吸收剂水溶液的洗涤操作。当酸性气体溶于吸收剂中时，随碱形成离子。吸收剂可通过减压至较低的压力和/或通过汽提而再生，由此离子物种逆向反应，并且释放酸性气体和/或借助惰性流体如蒸汽汽提出来。在再生过程以后，吸收剂可再使用。
[0006]其中实质性移除CO2和H2S的方法称为“总吸收”。尽管CO2的移除可能对于避免腐蚀问题并提供给消费者所需的热值是必要的，但偶尔需要或希望的是处理包含CO2和H2S的酸性气体混合物以从该混合物中选择性地移除H2S，同时使CO2的移除最小化。例如，天然气管道规范设定的关于H2S的含量限制比关于CO2的更严格，因为H2S比CO2更具毒性和腐蚀性。通常的输送天然气管道规范通常将H2S含量限制在4ppmv，关于CO2时更宽极限为2体积％。选择性H2S移除通常理想地使硫回收(如下游Claus装置)的进料中的H2S含量富集。
[0007]选择性位阻仲胺(例如2
‑
(2
‑
叔丁基氨基乙氧基)乙醇(TBAEE))和叔胺(例如甲基二乙醇胺(MDEA))显示出H2S相对于CO2的动力学选择性。这类胺因此适用于从包含CO2和H2S的气体混合物中相对于CO2选择性移除H2S，并且通常作为含水混合物使用。这些胺不直接与CO2反应；而是，CO2在缓慢反应中与胺和水反应以获得碳酸氢根离子。反应动力容许H2S在水溶液中更快地直接与吸着剂的胺基团反应以形成氢硫根离子。
[0008]羟基取代胺(链烷醇胺)(如上述那些)的使用变得普遍，因为羟基的存在倾向于改进吸收剂和其酸性气体反应产物在广泛使用的含水溶剂体系中的溶解度，所以通过抑制相分离促进溶剂循环通过常用吸收塔/再生塔单元。羟基的存在还可能降低胺的挥发性且因此，降低操作过程中的胺损失。
[0009]然而，该优选方式在某些环境中可能存在它自身的问题。尽管链烷醇胺在较高压力下会有效地移除酸性气体，H2S移除的选择性可预期由于CO2在液体溶剂中直接物理吸收以及与胺化合物上的羟基反应而显著地降低。尽管CO2优先与氨基氮反应，较高的压力迫使与氧反应，并且在较高的压力下，通过羟基位点上的反应而形成的碳酸氢盐/半碳酸盐(hemicarbonate)/碳酸盐反应产物随着压力提高而随H2S选择性的逐步损耗而稳定化。
[0010]此外，尽管羟基的存在改进胺的水溶解度，羟基倾向于赋予吸收剂/酸性气体反应产物表面活性剂性能，由此潜在地导致气体处理单元操作期间麻烦的起泡现象。
[0011]在气体混合物的吸收处理中使用含水胺混合物的另一已知问题是在落入含水胺混合物的再生温度范围内的温度(通常为50
‑
170℃)下，可能会发生分离成数个相。
[0012]US 4,487,967、US 4,665,195和US 4,894,178涉及在加氢催化剂存在下制备位阻氨基醚醇或二氨基聚亚烷基醚的方法。
[0013]US 2015/0027055描述了一种通过吸收剂从含CO2的气体混合物中选择性地去除H2S的方法，该吸收剂包括位阻的端部醚化烷醇胺。研究发现，烷醇胺的端部醚化和对水的排斥使H2S的选择性更高。
[0014]US 2010/0037775描述了一种包含烷基氨基烷氧基(醇)单烷基醚的酸性气体吸收剂以及一种使用包含所述单烷基醚的吸收剂溶液从含有H2S和CO2的气体混合物中选择性地移除H2S的方法。
[0015]WO 2013/181245描述了一种用于选择性移除H2S的吸收剂组合物，其中该吸收剂组合物包括叔丁基胺的胺化反应产物和聚乙二醇混合物的含水胺混合物以及选自砜类、砜衍生物和亚砜的有机助溶剂，以及抑制相分离的强酸。
[0016]WO 2014/001664公开了由属于受阻氨基乙基吗啉族的叔二胺制成的吸收剂溶液。这些化合物仅包含叔氨基，各氨基特征在于碱性氮原子。
[0017]US 2013/011314描述了含有一种或多种二胺的化合物，其两个胺官能团不通过环彼此连接，且其在α位上的胺官能团总是叔基团，ω位上的胺官能团总是伯或仲的，并描述了该类化合物在从含有H2S和CO2的气体中选择性移除H2S中的用途。其中所述的化合物特征在于仲氨基和叔氨基，二者均特征在于碱性氮原子。
[0018]WO 2017/186466公开了一种用吗啉基受阻胺化合物从流体料流中移除酸性气体的方法。
[0019]WO 2018/146233描述了一种从缩水甘油衍生物与位阻胺如叔丁胺的反应获得的流体料流中移除酸性气体的方法。
[0020]WO 2019/043099涉及由叔丁胺与羟乙基吡咯烷酮和结构上相关的化合物的反应获得的吸收剂溶液及其在气体处理中的用途。
[0021]US 2017/0320008公开了一种通过使包含H2S和CO2二者的气态混合物与包含胺、水和至少一种C1‑4硫醇的吸收剂接触而从该混合物中选择性地移除H2S的方法。所公开的方法对移除H2S具有高选择性，并且还使得改善其他硫组分，特别是硫醇的移除。
[0022]本专利技术的目的是提供适用于从流体料流中移除酸性气体的其它方法。方法待用于其中实质性移除CO2和H2S的总吸收中的应用，以及用于从流体料流中选择性移除硫化氢。方法中所用吸收剂具有高循环能力和低挥发性。本专利技术的另一目的是提供一种基于具有增强的热稳定性的溶剂的气体处理方法，该方法可以在较高的温度下长期操作。本专利技术的另一目的是提供一种对从包含H2S和CO2二者的气体混合物中移除H2S具有高选择性的气体处理方法，该方法还允许移除可能额外包含于包含H2S和CO2二者的气体混合物中的其他硫组分。特别地，本专利技术的方法还应允许在该选择性气体处理方法中移除硫醇。
[0023]该目的通过一种用于从流体料流中移除酸性气体的方法实现，其中使流体料流与吸收剂接触，以获得经处理的流体料流和负载的吸收剂，该吸收剂包含至少一种稀释剂和通式(I)化合物：
[0024][0025]其中R1为C1‑
C3烷基；R2为C1‑
C3烷基；R3选自氢和C1‑
C3烷基；R4选自氢和C1‑
C3烷基且n为1
‑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于从流体料流中移除酸性气体的方法，其中使流体料流与吸收剂接触，以获得经处理的流体料流和负载的吸收剂，该吸收剂包含至少一种稀释剂和通式(I)化合物：其中R1为C1‑
C3烷基；R2为C1‑
C3烷基；R3选自氢和C1‑
C3烷基；R4选自氢和C1‑
C3烷基且n为1
‑
4的整数。2.根据权利要求1的方法，其中R1、R2和R3各自为C1烷基。3.根据权利要求1
‑
2的方法，其中通式(I)化合物是2
‑
[2
‑
(叔丁基氨基)乙硫基]乙醇。4.根据权利要求1
‑
3中任一项的方法，其中稀释剂包括水。5.根据权利要求4的方法，其中吸收剂额外包含酸。6.根据权利要求1
‑
5中任一项的方法，其中稀释剂包括非水有机溶剂。7.根据权利要求6的方法，其中有机溶剂选自C4‑
10
醇类、酮类、酯类、内酯类、酰胺类、内酰胺类、砜类、亚砜类、二醇类、聚亚烷基二醇、二或单(C1‑
C4烷基醚)二醇、二或单(...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：