[發(fā)明專利]在物理溶劑酸性氣體吸收過程中減少甲酸鹽基熱穩(wěn)定鹽

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280051006.0
• 申請日: 2012-08-24
• 公開（公告）號(hào): CN103889547A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: C·R·拉羅什
• 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(hào): B01D53/14
• 分類號(hào): 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)明涉及減少在物理溶劑酸性氣體吸收過程中形成的甲酸鹽基熱穩(wěn)定鹽的方法，在吸收過程中酸性氣體污染物例如硫化氫和二氧化碳被從包含這些污染物的氣體混合物中除去。本發(fā)明特別適合于物理溶劑例如冷凍甲醇、聚乙二醇類的二烷基醚、N-甲基-2-吡咯烷酮類、碳酸丙烯酯等等，并且特別是含有氨作為污染物的氣體混合物。

背景技術(shù)

源自于天然氣藏、石油或煤炭的流體流經(jīng)常含有大量酸性氣體，例如二氧化碳、硫化氫、二氧化硫、二硫化碳、氧硫化碳、氰化氫、氨或硫醇，作為雜質(zhì)。所述流體流可以是氣體、液體或其混合物，例如氣體如天然氣、煉油氣、來自頁巖熱分解的烴氣、合成氣體等或液體如液化石油氣（LPG）和天然氣液（NGL）。用于除去酸性氣體污染物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。例如，用化學(xué)溶劑例如胺溶液處理這樣的流體流是眾所周知的，它依靠所述溶劑與酸性氣體污染物之間的化學(xué)反應(yīng)。所述胺通常作為含胺水溶液在吸收塔中接觸流體流中的酸性氣體污染物，所述水性胺溶液逆流接觸所述流體流。通過采用加熱實(shí)現(xiàn)化學(xué)溶劑的再生。

或者，流體流可以用不與所述酸性氣體雜質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)的物理溶劑處理，所述物理溶劑例如冷凍甲醇、聚乙二醇類的二烷基醚（DEPG）、N-甲基-2-吡咯烷酮類（NMP）、碳酸丙烯酯等等。物理溶劑通常在高壓下溶解（吸收）流體流中的酸性氣體污染物。因?yàn)椴簧婕盎瘜W(xué)反應(yīng)，物理溶劑法通常需要的能量比化學(xué)溶劑法少。雖然化學(xué)溶劑的再生通過采用加熱實(shí)現(xiàn)，但物理溶劑經(jīng)常可以通過降低壓力而不采用加熱來脫除雜質(zhì)。當(dāng)酸性氣體或其它雜質(zhì)的濃度很高時(shí)，物理溶劑傾向于優(yōu)于化學(xué)溶劑。與化學(xué)溶劑不同，物理溶劑是無腐蝕性的，只需要碳鋼結(jié)構(gòu)。

通過使被污染的產(chǎn)物氣體與新鮮溶劑在以有利于所使用類型溶劑的高壓和/或低溫條件操作的吸收塔或其它專用設(shè)備中接觸，來除去酸性氣體污染物。一旦除去了污染物，取決于產(chǎn)物流規(guī)格，凈化的氣體即可供銷售或用于其它下游調(diào)節(jié)。通過在有利于解吸的低壓和/或高溫條件下驅(qū)除吸收的污染物，來再生所述溶劑供再利用。通常使用閃蒸罐和/或汽提塔實(shí)現(xiàn)這種分離。

在含胺溶液的化學(xué)溶劑中形成熱穩(wěn)定胺鹽（HSAS）和在用于氣體調(diào)節(jié)的物理溶劑中形成甲酸鹽基熱穩(wěn)定鹽（FBHSS）已是長期的問題。熱穩(wěn)定鹽（HSS）被稱作熱穩(wěn)定的，是因?yàn)樗鼈冊谠O(shè)備的汽提段不可再生。這些HSS，例如甲酸鹽、乙酸鹽、羥乙酸鹽、乙醛酸鹽、草酸鹽、硫氰酸鹽、硫代硫酸鹽、硫酸鹽、亞硫酸鹽和氯化物的胺鹽，降低了所述溶劑的酸性氣體承載能力并可以增加溶液粘度，從而增加設(shè)備運(yùn)行成本和效率。

公開了中和胺溶液中HSAS的若干方法，例如參見USP5,622,681和5,912,387。

一般而言，HSAS在物理溶劑除酸性氣體過程中較不成問題，因?yàn)槿軇┎皇前贰Ｈ欢現(xiàn)BHSS在處理含有氨作為污染物的流體流的物理溶劑除酸性氣體過程中是成問題的。在氨和例如通常以低濃度存在于物理溶劑中的甲酸鹽之間可以形成FBHSS。如果不進(jìn)行消除，所述FBHSS雜質(zhì)的濃度會(huì)增加，導(dǎo)致溶液的效率受損和腐蝕性增加，這對于碳鋼結(jié)構(gòu)特別有害。在化學(xué)溶劑法中用于中和HSAS的方法是不實(shí)用的，即使可能適用于除去物理溶劑法中的FBHSS。

因此，具有從物理溶劑中容易、經(jīng)濟(jì)和有效地除去FBHSS，從而產(chǎn)生使用壽命增加和/或腐蝕性能較低的再生物理溶劑的方法，將是有利的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是降低用于酸性氣體吸收過程的物理溶劑中甲酸鹽基熱穩(wěn)定鹽的濃度的方法，所述方法包括將含有甲酸鹽基熱穩(wěn)定鹽的物理溶劑與能夠進(jìn)行將甲酸轉(zhuǎn)變成二氧化碳和氫的反應(yīng)的金屬催化劑進(jìn)行接觸，其中所述物理溶劑優(yōu)選是甲醇、一種或多種聚乙二醇類的二烷基醚、一種或多種N-甲基-2-吡咯烷酮、碳酸丙烯酯、N-乙酰基嗎啉和N-甲酰基嗎啉的混合物、或1,3-二甲基-3,4,5,6-四氫-2(1H)-嘧啶酮。