[發明專利]用于硫化氫移除的離子液體和溶劑的混合物

在審

• 申請號: 201480052217.5
• 申請日: 2014-09-09
• 公開（公告）號: CN105579115A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發明（設計）人: E·M·布魯德里克;A·巴塔查里亞;B·J·梅扎
• 申請（專利權）人: 環球油品公司
• 主分類號: B01D53/18
• 分類號: B01D53/18;B01D53/52
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 張雙雙;林柏楠

早期國家申請的優選權要求

本申請要求2013年9月30日提交的美國申請No.14/042,647的優先 權。

發明背景

從氣體混合物如天然氣、煙道氣、合成氣和頁巖氣中分離硫化氫具有 工業重要性。必須移除硫化氫以改進天然氣的燃料品質或使用合成氣。出 于環境原因，它的移除是重要的，這是因為它是數量充足的有毒氣體，還 因為在加熱時，它反應并形成二氧化硫，二氧化硫也是一種環境有害物。 此外，硫化氫可對金屬管道具有腐蝕性，這使得對于天然氣的運輸，必須 移除硫化氫。硫化氫為作為天然氣污染物的酸氣體。目前吸收溶劑如水性 胺，包括鏈烷醇胺和聚乙二醇的二甲基醚，能夠吸收H₂S，但是具有一些 缺點。在H₂S存在下胺的再生和分解可能具有問題。希望與水性胺相比較 高的硫化氫容量和較溫和的再生循環。使用物理吸收溶劑的常見問題為低 操作溫度和高操作壓力。此外，可能需要流出物洗滌以回收進料料流中損 失的溶劑。

離子液體能夠增溶極性分子或與極性分子反應。離子液體包含陽離子和陰離子且在或低于工藝溫度下為液體。離子液體典型地具有不燃性、不可分解、粘稠、熱穩定性且具有低蒸氣壓。就當前硫化氫移除技術的問題的解決方案而言，這些特性中許多為優選的性能。盡管離子液體的許多特性是有益的，但是離子液體的高粘度對于其的用途而言可能具有挑戰。現已發現可將離子液體以各種重量百分數加入吸收溶劑以減輕粘度問題，并實現比使用不含離子液體的溶劑更好的結果。將咪唑嗡和基離子液體以一系列濃度加入物理吸收溶劑，這影響離子液體的性能。發現通過使用這些離子液體和物理吸收溶劑的組合改進了硫化氫的移除。

發明概述

本發明涉及一種用于從氣體料流中移除硫化氫的方法，包括使氣體料流與離子液體和物理吸收溶劑的混合物接觸。所述物理吸收溶劑可選自但不限于丙二醇的二甲基醚(DEPG)、N-甲基-2-吡咯烷酮、甲醇、碳酸亞丙酯、聚丙二醇二甲基醚(PPGDME)、聚丙二醇二乙酸酯(PPGDAc)、具有線性或支化C₄單體的聚丁二醇二乙酸酯(PBGDAc)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、全氟聚醚(PFPE)、甘油三乙酸酯(GTA)、丙酮、乙酸甲酯、1,4-二烷、2-甲氧基乙基乙酸酯、2-硝基丙烷、N,N-二甲基乙酰胺、乙酰丙酮、1-硝基丙烷、異辛烷、2-(2-丁氧基乙氧基)乙基乙酸酯、N-甲酰基嗎啉、2-丁氧基乙基乙酸酯和N-叔丁基甲酰胺。

優選地，物理吸收溶劑選自丙二醇的二甲基醚、N-甲基-2-吡咯烷酮、 甲醇和碳酸亞丙酯。

離子液體包含選自銨、咪唑嗡、吡唑嗡(pyrazolium)、吡啶嗡(pyridinium)、吡咯烷嗡(pyrrolidinium)、锍、哌啶嗡(pipeidinium)、己內酰胺嗡(caprolactamium)、胍嗡(guanidinium)和嗎啉嗡(morpholium)的陽離子。離子液體包含選自鹵離子、羧酸根、磺酸根、硫酸根、甲苯磺酸根、碳酸根、磷酸根、膦酸根、硼酸根、氰酸根、二(三氟甲基磺酰基)氨基和非質子雜環陰離子的陰離子。優選地，陽離子為咪唑嗡或四烷基且陰離子為乙酸根。混合物可包含1-99vol％離子液體和1-99vol％物理吸收溶劑，5-95vol％離子液體和5-95vol％物理吸收溶劑，25-75vol％離子液體和25-75vol％物理吸收溶劑，或者40-60vol％離子液體和40-60vol％物理吸收溶劑。物理吸收溶劑可以為非質子性溶劑或質子性溶劑。該方法可進一步包括離子液體和物理吸收溶劑的混合物的再生。被吸收的硫化氫的再生可首先包括加入溶劑以從混合物中移除硫化氫。可對所得離子液體、物理吸收溶劑和再生溶劑的混合物施加熱以移除揮發物。

其中物理吸收溶劑和離子液體化學吸收二氧化碳和硫化氫的溶劑和離 子液體的混合物的再生的另一實施方案包括首先將物理吸收溶劑和離子液 體的混合物輸送至變壓吸附床以移除二氧化碳，然后加入溶劑以移除硫化 氫，隨后施加熱以移除揮發物。

發明描述