官能流体和用于制备该官能流体的方法技术

本发明专利技术涉及用于去除例如但不限于，气体中致酸的成分、液流中的硫成分和碳氧化物，以及从燃烧后的排放物中去除和处理ＮＯ↓［ｘ］和ＳＯ↓［ｘ］的污染物的新官能流体。同时还描述了制备该官能流体的制备方法，即在大气压下的间歇过程系统和在高于或低于大气压条件下能工作的封闭系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及官能流体，并且特别涉及利用官能流体从液流(例如烃基液流)或燃烧后 的燃料或气体中例如处理和去除酸、酸性成分(例如H2S)、和C0h C0、 NOx和S0x气体。 本专利技术还涉及用于制备该官能流体的方法。
技术介绍
在烃基和碳基组合物(例如原油、合成原油、天然气、煤和焦炭)的提取、加工和精 制、储存和燃烧中会遇到和/或产生大量的毒性物质。这些物质包括，例如，石充化氢气 体、硫醇、S0x气体(例如S(X和S0》和N0x气体(例如N0、 N02和N2。)。硫化氢和硫醇常 常用原油萃取。在原油加工和精炼过程中会产生二氧化碳、 一氧化碳和SOx气体。烃基 燃料一旦燃烧就会产生N(X气体。而且，从燃煤发电站、炼焦厂和钢铁生产厂排放出来 的燃烧后的烟中常常含有一种或多种这些气体。因此，不断需要开发能将这些气体从烃 基流、烟囱和排气装置中去除的物质和方法。H2S清除剂一般含有胺加合物，并且制备它们的方法中常常需要使用复杂的反应方 案和对环境有毒的反应物质。例如，GB2409859中描述了一种油溶性硫清除剂，它实质 上含有单体醛胺加合物，该加合物是由至少一个空间位阻的伯或仲胺和过量一摩尔的至 少一个醛或其供体反应得到的。美国专利申请号2005/0214199描述了一种大表面积的二氧化锰化合物，通过吸收 和氧化将其用于去除例如N0X、 S0X、和C0的污染物。该二氧化锰是通过二价锰盐和碱 金属高锰酸盐和氬氧化物溶液在离子交换水的存在下在特殊的反应条件下制备的。据报 道它对一氧化碳的去除率达到35°/。。因此，进一步需要其他用于去除毒性物质的组合物。还需要通过相对直接和经济的 反应方案能制备的组合物。还需要制备和分离的组合物在例如那些上述的许多的应用中 具有多功能的用途。专利技术简述才艮据本专利技术的第一个方面，提供了一种制备官能流体的方法，该方法包括在不高于 约20(^(93°0的温度下在反应容器中使硅、碱金属氢氧化物和含有水和氯的溶液进行 反应。本专利技术的第 一个方面的选择特征是从属权利要求的主题。因此，该方法提供了通过经济和相对直接的方法制备和分离的新官能流体。已发现 该官能流体具有许多的用途如作为电子供体、还原剂或抗氧化剂。有利地，该方法提供 了一种不需要昂贵的有机化学物质的参与而制备的清除官能流体，其中该有机化学物质 能产生反应副产物。由于环境因素，这种副产物的处理是困难和昂贵的。另一个优点在 于该官能流体能在大气压或加压的条件下进行制备。根据本专利技术的第二个方面，提供了通过本专利技术的第 一个方面的方法获得的一种官能 流体，该官能流体的比重约为1. 25到5，且pH为约9到约13。本专利技术的另一个优点在于制备和分离的官能流体具有多功能用途。例如，在石油和 天然气的生产工业中，该官能流体能用作原油泵管中的H2S清除剂并可作为该管中的緩 蚀剂。该流体还能进一步用于C02和冊2处理中，C0z和卯2是在精炼原油和/或原油产品的燃烧过程中产生出来的。本专利技术的第二个方面该官能流体可用作CO 、 C02或H2S清除剂。 该官能流体可用作含水石油和天然气生产系统中的H2S清除剂。 该官能流体可用在N0X (例如NO和N02)和S0X (例如S02和S03)气体的处理中。 该官能流体可用在酸性气体的处理系统中。 该官能流体可用作緩蚀剂。该官能流体可用作碳钢的抑制剂(pacifier )以降低由酸性气体引起的腐蚀速度。 该官能流体可用作消泡剂。该官能流体可用于从废水或锅炉给水中去除污染物。 该官能流体可用作储存氬气。根据本专利技术的第三个方面，提供了一种对气态烃原料进行脱硫的方法，该方法包括 (i)在适于形成富硫官能流体的条件下使气态烃原料与官能流体接触，该官能流体 是在第一和第二实施例中指定的；和(i i)从该富硫官能流体中回收已脱硫的气态烃原料。 本专利技术的第三个方面的方法可进一 步任选包括如下步骤(i i i)硫从该富硫官能流体中充分沉淀的条件下使该富硫官能流体与絮凝剂接触；和(i v)使沉淀的硫与该流体分离以回收本专利技术的第 一或第二方面中指定的官能流体。根据本专利技术的第四个方面，提供了一种从含有C02成分的气态烃原料中去除C02的 方法，该方法包括如下步骤(i) 在使C02充分溶解在该官能流体的条件下，使该官能流体与气态烃原料接触；(ii) 使该气态烃原料与该官能流体分离；和(i i i)该官能流体减压以使C02气体从该官能流体中释放出来。附图简述通过举例的方式参考下列附图会更好的理解本专利技术，并更加清楚的展现本专利技术是如 何发挥作用的，其中附图说明图1是表示在大气压下制备本专利技术官能流体的方法的示意图2是表示在高于或低于大气压力下制备本专利技术官能流体的闭合系统的示意图3是表示从曱烷气体原料中去除H2S的方法的示意图4是表示在现有的脱^5克方法中再应用 一个脱;s克方法作为改进的实例的示意图；和 图5是表示从曱烷气体原料中去除C02的方法的示意图。专利技术详述通过使碱金属或其衍生物和硅的反应制备该官能流体。首先描述在该反应方法中使 用的反应物。 垒在本专利技术方法中使用的硅可以是硅单质或金属硅。金属珪以多种纯度级别存在。能 够在该方法中使用的金属硅的实例是金属硅级551 (Si98.5%, Fe最大含量0.5%， Ca最大 含量0. 10W ,金属硅级553 (Si98. 5%, Fe最大含量0. 5%, Ca最大含量0. 30 W ，金属硅级 441 (Si99°/。， Fe最大含量0. 5%, Ca最大含量0. 10 W ，金属硅级442 (Si99%, Fe最大含量 0. 4%，Ca最大含量0.20 W，金属硅级4406 (Si99. 3%,Fe最大含量0. 4%, Ca最大含量 0. 06W,金属硅级4403 (Si98. 5%, Fe最大含量0. 4%, Ca最大含量0. 03W，金属硅级331 (Si99. 3%, Fe最大含量0. 3%, Ca最大含量0. 10%),金属硅级3305 (Si99. 4%, Fe最大含量 0. 3%, Ca最大含量0. 05%)，金属硅级3303 (Si99. 4%, Fe最大含量0. 3%, Ca最大含量0. 03 %),金属硅级2204 (Si99. 5%，Fe最大含量0. 2%, Ca最大含量0. 0 ),金属硅级2202 (Si99. 5%, Fe最大含量0. 2%， Ca最大含量0. 02W或金属硅级1501 (Si99. 5%, Fe最大含量 0. 15%, Ca最大含量0. 01°/。)。金属硅级441是制备本专利技术官能流体方法中使用的金属硅的优选级。 硅或金属硅包括一定范围的粒度。这些颗粒能够是大块或锭(例如平均直径达到约 150 mm)的形式，或粉状形式。在一个实施例中，硅或金属硅包括平均颗粒直径约为lmm 和约150mm之间的颗粒。在另一个实施例中，硅或金属硅包括平均颗粒直径约为24mm 和150咖之间的颗粒。在又一个实施例中，平均颗粒直径大于约10um,例如大于100 iam,例如大于500ium。平均颗粒直径也可以小于10mm，例如小于5mm,例如小于2mm 或小于lmni。当该颗粒是非球形的时候，术语"直径"指的是该颗粒的最大尺寸。有一些个别的颗粒的直径可能超出所指定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备官能流体的方法，所述方法包括：使硅、碱金属氢氧化物和含有水和氯源的溶液在不高于约２００℉（９５℃）的温度下在反应容器中发生反应。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：西奥多埃利奥特迪克森，大卫约翰帕金森，凯文E科利尔，
申请(专利权)人：专业处理技术有限公司，
类型：发明
国别省市：VG[英属维尔京群岛]