[發(fā)明專利]用于從氣體混合物除去硫化氫的氨基吡啶衍生物

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280045577.3
• 申請日: 2012-07-17
• 公開（公告）號: CN103814013A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: C·R·拉羅什;G·帕迪拉
• 申請（專利權(quán)）人: 陶氏環(huán)球技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類號: C07D213/74
• 分類號: C07D213/74;B01D53/14
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 吳亦華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一類氨基吡啶衍生物，以及它們從包含硫化氫的通常為氣態(tài)流的流體流中去除硫化氫的用途，包括從還含有二氧化碳的這類流中進(jìn)行的選擇性去除。

背景技術(shù)

源自于天然氣藏、石油或煤炭的流體流經(jīng)常含有作為雜質(zhì)的大量酸性氣體，例如二氧化碳（CO₂）、硫化氫（H₂S）、二氧化硫（SO₂）、二硫化碳（CS₂）、氰化氫（HCN）、硫化羰（COS）或硫醇。所述流體流可以是氣體、液體或其混合物，例如諸如天然氣、煉油氣、來自頁巖熱分解的烴氣、合成氣等氣體或諸如液化石油氣（LPG）和液化天然氣（NGL）的液體。

用于除去酸性氣體的各種組合物和方法是已知的并在文獻(xiàn)中進(jìn)行了描述。用胺溶液處理這類流體流以除去這些酸性氣體是眾所周知的。所述胺通常作為含胺水溶液在吸收塔中接觸所述酸性氣體和液體，其中所述水性胺溶液逆流接觸所述酸性流體。

最廣泛使用的胺是單乙醇胺（MEA）和二乙醇胺（DEA），它們非常普通地通過使環(huán)氧乙烷與氨反應(yīng)來制備。這兩種胺對皮膚而言都是刺激物。環(huán)氧乙烷對眼睛和皮膚而言是刺激物，并且是一種可疑的人類致癌物；它還是高度易燃的著火危險品并具有高度爆炸風(fēng)險。此外，濃縮形式的無水氨可能是致命的，具有中度火災(zāi)危險，并可以在空氣中達(dá)到爆炸極限。

出于種種原因，從這些流體流中除去硫化合物具有特別的重要性。例如，天然氣中硫化合物的水平必須在天然氣源頭處立即通過合適的加工措施進(jìn)行降低，因為天然氣通常還會含有一定部分的夾帶水以及上述的硫化合物。然而，在水溶液中，這些硫化合物作為酸存在并具有腐蝕作用。因此，為了在管道中運輸天然氣，含硫雜質(zhì)必須符合預(yù)定的限度。另外，許多硫化合物是有惡臭的，并且以H₂S為典型實例，即使在低濃度下也是有劇毒的。

類似地，通常必須顯著降低含烴氣體例如天然氣中的CO₂含量，因為高濃度的CO₂降低所述氣體的熱值并同樣可以引起管道工程和配件的腐蝕。

然而，經(jīng)常需要處理含有CO₂和H₂S二者的酸性氣體混合物，以從所述混合物中選擇性除去H₂S，從而最小化CO₂的除去。選擇性除去H₂S在分離的酸性氣體中產(chǎn)生比較高的H₂S/CO₂比率，這簡化了H₂S向單質(zhì)硫的轉(zhuǎn)化。

例如，歐洲專利申請EP0322924公開了叔烷醇胺，尤其是甲基二乙醇胺（MDEA），特別適合于從含有H₂S和CO₂的氣體混合物中選擇性除去H₂S。然而，在具有高濃度CO₂的混合物中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)不利的是，用于去除H₂S的溶液的有效性由于加速吸收CO₂而大幅降低。

使用含有重度受阻氨基化合物的液體吸收劑從通常的氣體混合物中選擇性除去硫化氫，也是已知的。參見，例如，USP4,471,138，其教導(dǎo)內(nèi)容通過引用并入本文。然而，這種方法不能被提供低水平的H₂S水平，例如低于百萬分之10（ppm）。

USP4,618,481，其全部內(nèi)容通過引用并入本文，公開了通過使用包含重度受阻胺和胺鹽的堿性吸收劑組合物吸收硫化氫，以產(chǎn)生具有小于10ppm硫化氫的處理氣體。然而，這種方法表現(xiàn)出生產(chǎn)能力的明顯降低。

美國專利USP7,427,383公開了用水性含硅組合物接觸含有H₂S的氣態(tài)流；然而，這種方法對降低H₂S含量無效，除非使用高剪切條件。

美國專利USP4,959,086，其全部內(nèi)容并入本文，公開了通過用包含氨基吡啶例如4-二甲基氨基吡啶的液體吸收劑組合物接觸氣體混合物而從所述氣體混合物中除去H₂S的方法。然而，所述化合物證明在水中的溶解度有限，并且在實際應(yīng)用中通常需要合適的溶劑例如低級烷烴二元醇、多元醇、烷基醚、酯、環(huán)丁砜等。

因此，需要一類化合物，和使用所述化合物的方法，以在二氧化碳存在下從流體流中選擇性除去硫化氫，其不需要專用設(shè)備，例如高剪切；在寬范圍的二氧化碳濃度中是有效的，并且在水中的溶解度得到改善。

發(fā)明內(nèi)容