[發(fā)明專利]用于氣體分離的物理吸收溶劑和離子液體的混合物

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480023930.7
• 申請日: 2014-04-04
• 公開（公告）號: CN105142756B
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: E·M·布魯?shù)吕锟?/a>;A·巴塔查里亞
• 申請（專利權(quán)）人: 環(huán)球油品公司
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14;B01D53/62
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 唐秀玲;林柏楠

本發(fā)明包括吸收劑組合物和提純氣體混合物的方法。組合物包含物理吸收溶劑和離子液體的混合物。發(fā)現(xiàn)混合物提供與物理吸收溶劑對比時改進(jìn)的氣體組分如二氧化碳吸收。

早期國家申請的優(yōu)先權(quán)要求

本申請要求2013年4月30日提交的美國申請No.13/873,804和美國申請No.13/873,823的優(yōu)先權(quán)。

發(fā)明背景

二氧化碳與氣體混合物如天然氣、煙道氣、合成氣和頁巖氣的分離是工業(yè)上重要的。二氧化碳的脫除是改進(jìn)天然氣的燃料質(zhì)量或者使用合成氣所必需的。另外，二氧化碳和水的組合可能對金屬管道具有腐蝕性，這使得CO₂的脫除對天然氣的輸送而言是必需的。另外，二氧化碳是需要從煙道氣中俘獲以避免危害環(huán)境的溫室氣體。

現(xiàn)有脫除技術(shù)，例如物理吸收溶劑甲醇、N-甲基吡咯烷酮、聚乙二醇二甲醚和碳酸亞丙酯具有許多缺點(diǎn)。這些溶劑脫除體系的常見問題是低操作溫度和高操作壓力。另外，由于料流中的溶劑損失，可能需要流出物洗滌。當(dāng)酸性氣體或其它雜質(zhì)的濃度是非常高的時，物理吸收溶劑傾向于與化學(xué)溶劑相比有利。不同于化學(xué)溶劑，物理吸收溶劑是非腐蝕性的，僅要求碳鋼結(jié)構(gòu)。

近年來，發(fā)現(xiàn)一些離子液體用于俘獲二氧化碳。例如，在WO201217183中公開了通過含有1-乙基-3-甲基l咪唑(emim)或1-丙基-3-甲基咪唑(pmim)的離子液體與羧酸鹽且在胍乙酸鹽或1-丁基-3-甲基咪唑(bmim)乙酸鹽的存在下化學(xué)吸著而將二氧化碳從氣流中分離的方法。

另外，現(xiàn)有技術(shù)描述了與離子液體組合的胺溶液在除去二氧化碳和其它雜質(zhì)中的用途(US 2012/0063978 A1)。

存在用于提純氣體混合物的四類物理吸收溶劑。這些包括聚乙二醇二甲醚(DEPG)、甲醇、N-甲基-吡咯烷酮(NMP)和碳酸亞丙酯(PC)。

聚乙二醇二甲醚(DEPG)為用于從氣流中物理吸收H₂S、CO₂和硫醇的聚乙二醇二甲醚(CH₃O(C₂H₄O)_nCH₃(其中n為2-9))的混合物。包含DEPG的溶劑由幾家公司許可、生產(chǎn)或者用于多種工藝中，包括Coastal Chemical Company(作為Coastal AGR)、Dow(Selexol)和UOP(Selexol方法)。其它工藝供應(yīng)商如德國的Clariant GmbH提供類似的溶劑。Clariant溶劑為以名稱為的一族聚乙二醇二烷基醚。DEPG可用于選擇性H₂S脫除，其要求汽提、真空汽提或者再沸器。可設(shè)置該方法以得到Claus裝置的富H₂S進(jìn)料以及本體CO₂脫除。具有深度CO₂脫除的選擇性H₂S脫除通常要求具有吸收和再生塔的兩階段方法。H₂S在第一塔中通過已用蒸汽徹底汽提的貧溶劑除去，而CO₂在第二吸收器中除去。第二階段溶劑可以用空氣或氮?dú)庠偕杂糜谏疃菴O₂脫除，或者如果需要本體CO₂脫除的話，使用一系列閃蒸。DEPG還將氣體脫水并除去HCN。與其它溶劑相比，DEPG具有較高的粘度，這降低質(zhì)量傳遞速率和塔板效率并提高填料或塔板需求，在降低的溫度下尤其如此。