[發明專利]一種空間位阻胺類脫硫劑及制備方法

無效

• 申請號: 201410558597.1
• 申請日: 2014-10-21
• 公開（公告）號: CN104353326A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 諸林;郭曉丹;楊超越;陳倬;唐詩;焦文超
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14;C07C213/04;C07C215/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬化工試劑的制備技術領域，特別是涉及一種空間位阻胺脫硫劑1,3-二叔丁胺基-2-丙醇的制備方法。

背景技術

含硫天然氣、煉廠氣、液化氣都必須經過脫硫處理才能使用，其方法主要采用胺法脫硫。近年來，在CO₂大量存在的條件下，選擇性吸收H₂S的技術受到了越來越多的重視。因為它不僅節省設備投資，減少操作費用，而且能處理高CO₂/H₂S比例的CLAUS裝置尾氣，滿足日益嚴格的環保要求。

目前，實現選擇性脫除H₂S的方法有兩個：熱力學選擇性脫硫和動力學選擇性脫硫。熱力學選擇性脫硫是通過研究反應過程條件對化學反應平衡常數的影響實現的，現階段，反應平衡常數的計算方法對于模型的依賴性很大，且模型的建立十分復雜。大量的研究也表明，影響脫硫過程選擇性的是反應速率而非過程條件。通過改變過程條件即熱力學方法提高脫硫過程的選擇性，目前還沒有比較令人滿意的方法。

動力學選擇性脫硫是利用胺類吸收劑與H₂S、CO₂的反應速度不同這一特點實現的。凈化工藝中的各種胺與H₂S的反應是一個質子交換反應，這是一個瞬時反應，該吸收過程為氣膜控制，因此在工業吸收條件下，H₂S吸收速率實際上對各種胺都相同。而CO₂和胺之間的反應十分復雜，大量的研究表明，CO₂和伯胺、仲胺及叔胺的反應機理不同，反應速率相差懸殊。一般認為在工業吸收條件下，CO₂的吸收過程是反應速率與液膜擴散雙重控制的慢反應。

以動力學選擇性脫硫為出發點而進行的研究大致經歷以下幾個發展階段：

(1)以MEDA水溶液為主體，加入一定量的助劑，從而提高吸收過程的選擇性；

(2)通過將MEDA與物理溶劑相結合，來提高硫負荷，改善吸收效果；

(3)從分子設計角度出發，合成一系列選擇性更高，吸收效果更好的空間位阻胺類脫硫劑。

發明內容

本發明的目的在于：以背景技術為依據，設計和制備出一種高選擇性空間位阻胺類脫硫劑1,3-二叔丁胺基-2丙醇，這種脫硫劑空間位阻大，沸點高，使脫硫過程選擇性大大提高，使用范圍大大擴展，從而提高經濟效益等。

本發明的技術方案如下：叔丁胺與1,3-二氯異丙醇在反應介質中，進行加熱自壓反應，反應產物經堿中和反應、萃取，干燥、過濾、精餾、冷卻結晶后可制得1,3-二叔丁胺基-2丙醇。

該方法包括以下步驟：

(a)加熱、自壓反應：首先將原料叔丁胺、1,3-二氯異丙醇及反應介質(水、甲醇、乙醇類低碳醇)按要求比例投入反應釜內、升溫，在130～160℃溫度下自壓反應2.0～3.0小時；所加入原料之間的摩爾比為1,3-二氯異丙醇∶叔丁胺＝1∶2.0～4.0，而所加入反應介質的量按重量百分比計為原料總投料量的20～200wt％；

(b)中和反應：將上述反應物冷卻至60～70℃后倒出，加入飽和的NaOH溶液，對反應物進行中和處理0.5～1.0小時；

(c)萃取：用乙酸乙酯對中和處理后的溶液進行萃取(三次)，得上層萃取液；

(d)干燥、過濾：將c中萃取液用無水硫酸鎂進行干燥2小時，進行過濾；

(e)減壓蒸餾：對d中液體進行減壓蒸餾可得晶體1,3-二叔丁胺基異丙醇，壓力0.01～0.05MPa。

(f)e中蒸餾剩余組分冷卻結晶后，可得針狀目標晶體。

上述原料叔丁胺、2-氯乙氧基乙醇和反應介質(甲醇、乙醇)以及所用到的NaOH的純度(含量)均為分析純，水為UP級純水。

本發明所生產的產品經檢測其沸點為292.0℃，位阻系數-Es＝3.4，活性系數PKa＝10.04±0.1。以上特點使得本發明具有脫硫選擇性好，吸收容量大，應用范圍廣，溶劑循環量少，操作費用低，對氣體的凈化效益高等優勢。

附圖說明：附圖1為1,3-二叔丁胺基-2-丙醇的核磁共振氫譜圖。

具體實施方法：

實施例1

A、將純度為≥99.0％的叔丁胺103.90ml，含量為98％的1,3-二氯-2-丙醇32.9121g、無水乙醇100ml投入反應釜內，加熱到130～145℃，自壓反應2.0小時；