[發明專利]用于提高從氣體混合物除去硫化氫的包含哌嗪水性烷醇胺吸收劑組合物及其使用方法

在審

• 申請號: 201380034675.1
• 申請日: 2013-06-06
• 公開（公告）號: CN104411806A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: C·R·拉羅什;G·帕迪拉;T·D·哈爾農
• 申請（專利權）人: 陶氏環球技術有限責任公司
• 主分類號: C10G70/00
• 分類號: C10G70/00;B01D53/14;C10K1/00;C10L3/10
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 吳亦華

技術領域

本發明涉及包含哌嗪和烷醇胺、優選3-(二甲基氨基)-1,2-丙二醇的水溶液的組合物，和利用所述水性組合物從含H₂S的氣體混合物除去包括H₂S的酸性氣體的方法。

背景技術

源自于天然氣藏、石油或煤炭的流體流經常含有作為雜質的大量酸性氣體，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、煉廠氣、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中進行了描述。用胺水溶液處理氣體混合物以除去這些酸性氣體是公知的。通常，所述胺水溶液在吸收塔中在低溫或高壓下逆流接觸包含所述酸性氣體的氣體混合物。所述胺水溶液通常含有烷醇胺例如三乙醇胺(TEA)、甲基二乙醇胺(MDEA)、二乙醇胺(DEA)、單乙醇胺(MEA)、二異丙醇胺(DIPA)、或2-(2-氨基乙氧基)乙醇(有時稱為二甘醇胺或DGA)。在一些情況下，促進劑與所述烷醇胺組合使用，例如USP?4,336,233、4,997,630和6,337,059中公開的哌嗪和MDEA，所述所有文獻以其全文通過引用并入本文中。或者，EP?0134948公開了酸與選擇的堿性材料例如MDEA混合，以提供提高的酸性氣體去除。

叔胺類，例如3-二甲基氨基-1,2-丙二醇(DMAPD)，已經顯示出對于從氣體混合物除去CO₂有效，參見USP?5,736,116。此外，在具體的方法、例如Girbotol方法中，叔胺類已經顯示對于除去H₂S有效，但是顯示在升高的溫度下能力降低，例如參見“Organic?Amines-Girbotol?Process”，Bottoms，R.R.，The?Science?of?Petroleum，第3卷，Oxford?University?Press，1938年，第1810-1815頁。

雖然上述化合物是有效的，但它們各具有有損于它們普遍應用的局限性。特別地，具有包含從氣體混合物除去包括H₂S的酸性氣體的烷醇胺的水性組合物、和/或當在升高的溫度、例如超過140°F下使用時，以商業上可行的能力有效除去酸性氣體的烷醇胺水溶液，將是理想的。

因此，對于從氣體混合物有效除去包括硫化氫的酸性氣體、優選在升高的工作溫度下除去所述酸性氣體的水性吸收劑組合物和使用所述組合物的方法，存在著需要。

發明內容

本發明是烷醇胺水溶液組合物和利用所述烷醇胺水溶液組合物通過與包含硫化氫的氣體混合物接觸而除去包括硫化氫的酸性氣體的方法，優選其中所述烷醇胺水溶液的溫度等于或高于140°F，所述組合物包含(i)氨基化合物，優選量從0.1至75重量％，具有以下通式：

R¹R²NCH₂CH(OH)CH₂OH???(1)

其中R¹和R²獨立地表示1至3個碳原子的低級烷基，例如甲基、乙基、丙基和異丙基，更優選R¹和R²基團包括甲基和乙基，特別優選的氨基化合物包括其中R¹和R²二者都是甲基的3-(二甲基氨基)-1,2-丙二醇、和其中R¹和R²二者都是乙基的3-(二乙基氨基)-1,2-丙二醇；(ii)哌嗪，優選以0.1至15重量％的量；和(iii)任選的物理溶劑，優選選自環四亞甲基砜、聚乙二醇的二甲醚、1,3-二甲基-3,4,5,6-四氫-2(1H)嘧啶酮、N-甲酰基嗎啉、N-乙酰基嗎啉、三乙二醇單甲醚、或其混合物，其中重量百分比基于所述烷醇胺水溶液的總重量，其中所述烷醇胺水溶液不含pKa為8或更低的酸或能夠在水介質中形成pKa為8或更低的酸的酸形成材料。

在本發明的一種實施方式中，所述氨基化合物(i)優選是3-(二甲基氨基)-1,2-丙二醇或3-(二乙基氨基)-1,2-丙二醇。

在本發明的一種實施方式中，所述方法還包括汽提所述烷醇胺水溶液的步驟，使得形成貧酸性氣體的烷醇胺水溶液，其可以用于所述接觸步驟。

附圖說明