本发明专利技术公开了一种空间位阻胺、脱硫溶剂及制备方法，所述空间位阻胺的结构式为：其中，2≤n≤5；脱硫溶剂由得到的空间位阻胺、助剂和水为原料制备得到；空间位阻胺、助剂按照质量分数计分别为30％～60％、助剂5％～10％，余量为水。本发明专利技术的空间位阻胺可提高硫化氢的脱除效果，达到深度脱除有机硫的目的；可促进COS的水解，对COS有一定的增强作用，从而有助于保留净化气中二氧化碳。本发明专利技术的脱硫溶剂在有助于脱除H<subgt;2</subgt;S和COS的同时，并未大幅提升CO<subgt;2</subgt;的脱除率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及天然气、炼厂气脱硫，具体涉及一种空间位阻胺、脱硫溶剂及制备方法。
技术介绍
1、空间位阻胺因具有良好的脱除h2s和co2的能力而被广泛研究。目前国内外常用的用于天然气或炼厂气脱硫的空间位阻胺有叔丁胺基乙氧基乙醇（tbee）、2-氨基-2-甲基-1-丙醇（amp）、以及2-哌啶乙醇（pe）等。目前空间位阻胺可用于深度脱碳，高压及常压下选择性脱除硫化氢等。tbee可用于选择性脱除硫化氢，但其对有机硫的脱除效果不佳，amp和pe可用于脱除co2，不具备选择性，对有机硫脱除的效果也不佳。
2、gb17820-2018《天然气》对进入长输管网的天然气做出了指标要求，其中规定净化气h2s≤6mg/m3，co2≤3%，总硫≤20mg/m3，主要针对硫化氢和总硫做出了严苛要求。针对原料气中有机硫含量超过200mg/m3的情况，现有的位阻胺如amp、pe因对有机硫脱除效果不佳，皆无法达到总硫≤20mg/m3的要求，而tbee在高压力、低气液比条件下虽然可以满足脱除要求，但原料成本高，导致其价格昂贵，很难实际大范围应用。
技术实现思路
1、为了解决以上技术问题，本专利技术专利提供了一种空间位阻胺及其制备方法，此空间位阻胺可应用于制备一种脱硫溶剂，可用于天然气以及炼厂气的深度脱除硫化氢和硫醇，同时保留净化气中二氧化碳，提高商品气率。
2、本专利技术的第一个目的在于提供一种空间位阻胺，所述空间位阻胺的结构式为：
3、；
4、其中，2≤n≤5。</p>5、本专利技术的空间位阻胺分子结构中具有叔丁基，叔丁基对co2具有空间位阻效应，可提高硫化氢的脱除效果，同等酸气负荷条件下，较其他常用醇胺循环量更低，降低了能耗。在空间位阻胺碳链的两端一端为羟基，另一端为带有活泼氢原子的氨基，形成的分子结构具有高表面电荷，可降低水溶液中游离氢离子的浓度，从而促进硫醇离解，达到深度脱除有机硫的目的。本专利技术的空间位阻胺在氨基、羟基以及链状结构的共同作用下，表现出碱性强且易离解，可促进cos的水解，对cos有一定的增强作用，从而有助于保留净化气中二氧化碳。
6、本专利技术的第二个目的在于提供一种空间位阻胺的制备方法，包括：
7、（1）以叔丁胺与氯代醇为原料，在催化剂作用下反应；
8、（2）在步骤（1）反应后的体系中加入氢氧化钠以进行碱中和反应；
9、（3）过滤，初馏，精馏。
10、步骤（3）中过滤，初馏，精馏的具体过程为：常压过滤，收集滤液，95~100℃常压初馏，蒸出反应溶剂以及叔丁胺。过滤出盐及催化剂，分离出催化剂可循环利用。对滤液进行减压精馏，得到产物。
11、本专利技术的空间位阻胺在制备过程中使用了催化剂，提高了产率以及产品纯度。且现行的空间位阻胺如tbee的合成原料采用2-氯乙氧基乙醇，此种原料市面上非常少且价格昂贵。本专利技术的合成原料采用氯代醇，成本大幅降低。
12、在一可选的实施例中，所述步骤（1）中，反应温度为100~150℃，反应时间为1~3h，反应溶剂为乙醇或水。
13、在一可选的实施例中，所述氯代醇中的烷基为直链烷基，所述直链烷基的碳原子个数大于等于4并小于等于10；
14、所述氯代醇与所述叔丁胺的摩尔比为1:1~1:3。
15、在一可选的实施例中，所述催化剂为pd-mn-al-fe四元金属催化剂，专利技术人研究发现，采用pd-mn-al-fe四元金属催化剂可以从反应条件上实现更低的反应温度，更短的反应时间，更少的催化剂用量，以及更高的转化率/收率；所述催化剂与氯代醇的摩尔比为1:50~1:100。
16、在一可选的实施例中，氯代醇与加入的氢氧化钠的摩尔比为1:1~1：1.5，采用这个摩尔比例可以使氢氧化钠用量最低，且可保证碱化完全。
17、在一可选的实施例中，碱中和反应的温度为50~80℃回流反应，反应时间为1~3h。
18、本专利技术的第三个目的在于提供一种脱硫溶剂，由以上所述的一种空间位阻胺、助剂和水为原料制备得到；
19、所述空间位阻胺、助剂按照质量分数计分别为30%~60%、助剂5%~10%，余量为水。
20、相较于tbee，本专利技术的空间位阻胺的制备原料经济易得，制备工艺简单，获得的空间位阻胺的价格也远低于tbee。
21、在一可选的实施例中，所述助剂为三丙二醇甲醚、二乙二醇单甲醚或丙二醇单甲醚中的任一种。
22、由于cos和co2的结构非常类似，并且cos的酸性比co2弱，所以正常情况下，脱硫溶剂在脱除cos之前会先脱除co2，但本专利技术的脱硫溶剂，脱除cos的机理是所提供的助剂与cos以及空间位阻胺可发生三分子反应，生成由疏松键冻结的络合体，成为一种三分子结构，从而脱除cos，生成的络合体瞬时存在，加热时络合体成键断裂而再生。因此本专利技术使用三丙二醇甲醚、二乙二醇单甲醚或丙二醇单甲醚中的任一种作为助剂，与空间位阻胺形成的脱硫体系，在有助于脱除h2s和cos的同时，并没有提升co2的脱除率的作用，产生了意料不到的技术效果。
23、本专利技术的第四个目的在于提供一种脱硫溶剂的制备方法，包括将各组分按质量配比加入一起搅拌均匀，在搅拌混合的过程中，混合温度优选为20℃~30℃，混合时间为10~40分钟，搅拌转速为30r/min ~50r/min。
24、本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
25、（1）本专利技术实施例提供的一种空间位阻胺中的叔丁基对co2具有空间位阻效应，可提高硫化氢的脱除效果；两端的羟基和氨基可降低水溶液中游离氢离子的浓度，从而促进硫醇离解，达到深度脱除有机硫的目的；且在氨基、羟基以及链状结构的共同作用下，可促进cos的水解，对cos有一定的增强作用，从而有助于保留净化气中二氧化碳。
26、（2）本专利技术实施例提供的空间位阻胺的制备方法，原料经济易得，得到的空间位阻胺价格低，更易获得，脱硫效果也更优。
27、（3）本专利技术实施例提供的脱硫溶剂在有助于脱除h2s和cos的同时，并未大幅提升co2的脱除率，从而有助于保留净化气中的二氧化碳；同时脱硫效果更优。
本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种空间位阻胺，其特征在于，所述空间位阻胺的结构式为：
2.如权利要求1所述的一种空间位阻胺的制备方法，其特征在于，包括：
3.如权利要求2所述的一种空间位阻胺的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，反应温度为100～150℃，反应时间为1～3h，反应溶剂为乙醇。
4.如权利要求2所述的一种空间位阻胺的制备方法，其特征在于，所述氯代醇中的烷基为直链烷基，所述直链烷基的碳原子个数大于等于4并小于等于10；
5.如权利要求4所述的一种空间位阻胺的制备方法，其特征在于，所述催化剂为Pd-Mn-Al-Fe四元金属催化剂，所述催化剂与氯代醇的摩尔比为1:50～1:100。
6.如权利要求5所述的一种空间位阻胺的制备方法，其特征在于，氯代醇与加入的氢氧化钠的摩尔比为1:1～1：1.5。
7.如权利要求6所述的一种空间位阻胺的制备方法，其特征在于，碱中和反应的温度为50～80℃回流反应，反应时间为1～3h。
8.一种脱硫溶剂，其特征在于，由如权利要求1所述的一种空间位阻胺、助剂和水为原料制备得到；
9.如权利要求8中的一种脱硫溶剂，其特征在于，所述助剂为三丙二醇甲醚、二乙二醇单甲醚或丙二醇单甲醚中的任一种。
10.如权利要求8或9所述的一种脱硫溶剂的制备方法，其特征在于，按照各组分的质量百分比，在水中加入所述空间位阻胺、所述助剂，搅拌，得到所述的脱硫溶剂。
...
【技术特征摘要】
1.一种空间位阻胺，其特征在于，所述空间位阻胺的结构式为：
2.如权利要求1所述的一种空间位阻胺的制备方法，其特征在于，包括：
3.如权利要求2所述的一种空间位阻胺的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，反应温度为100～150℃，反应时间为1～3h，反应溶剂为乙醇。
4.如权利要求2所述的一种空间位阻胺的制备方法，其特征在于，所述氯代醇中的烷基为直链烷基，所述直链烷基的碳原子个数大于等于4并小于等于10；
5.如权利要求4所述的一种空间位阻胺的制备方法，其特征在于，所述催化剂为pd-mn-al-fe四元金属催化剂，所述催化剂与氯代醇的摩尔比为1:50～1:100。
6...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨超越，薛靖文，易铧，常宏岗，王沫云，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。