[發明專利]使用2-二甲基氨基-2-羥甲基-1,3-丙二醇的水溶液從氣體混合物中除去酸性氣體的方法

有效

• 申請號: 201580053355.X
• 申請日: 2015-10-06
• 公開（公告）號: CN106794415B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: C·R·拉羅什;J·R·多德樂
• 申請（專利權）人: 陶氏環球技術有限責任公司
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14;C10K1/00;C10K1/14
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 吳亦華

本發明涉及一種顯示低揮發性的烷醇胺水溶液，所述烷醇胺水溶液包含可用于從氣體混合物中除去酸性氣體的2?二甲基氨基?2?羥甲基?1,3?丙二醇。所述烷醇胺水溶液可以進一步包含酸或酸形成化合物、另一種氨基化合物、活化劑、物理溶劑、或一種或多種用于伽?液體處理實踐的其它化合物中的一種或多種。進一步地，本發明涉及一種從氣體混合物中除去酸性氣體、優選硫化氫的方法，所述方法包含使氣體混合物與所述烷醇胺水溶液接觸的步驟。所述氣體混合物的實例包括天然氣、合成氣、尾氣、和煉廠氣。

技術領域

本發明涉及一種包含烷醇胺(具體地2-二甲基氨基-2-羥甲基-1,3-丙二醇)水溶液的組合物，以及一種使用所述水性組合物從包含酸性氣體的氣體混合物中除去酸性氣體(例如CO₂、COS、和優選地H₂S)的方法。

背景技術

源自天然氣儲層、石油或煤的流體流(液體和氣體)通常含有大量的酸性氣體，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)、氧硫化碳(COS)、或硫醇作為雜質。所述流體流包括天然氣、煉廠氣、來自頁巖熱解的烴氣、合成氣、液化天然氣等。

溶解在水中的液體胺吸收劑(包括烷醇胺)可能是用于除去酸性氣體的最常見的吸收劑。在商業上，胺洗滌通常涉及使含酸性氣體的流體流與一種或多種簡單胺(例如，單乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、甲基二乙醇胺(MDEA)、三乙醇胺(TEA)和其異構體、或2-(2-氨基乙氧基)乙醇(有時稱為二甘醇胺或DGA))接觸，如USP 4,336,233；4,997,630；5,877,386；和6,337,059以及WO 2013188367所公開。或者，EP 0134948公開了將酸與選擇的堿性物質(例如MDEA)混合以提供增強的酸性氣體去除。

從液體天然氣流中除去酸性氣體通常在液-液接觸設備中進行，而氣體流的酸性氣體除去在氣-液接觸設備中進行，通常是循環吸收技術，例如使用液體吸收劑的變壓吸收(PSA)和變溫吸收(TSA)。液-液分離出現氣-液分離中遇不到的獨特問題，反之亦然。由于溶解性導致的胺損失在液-液分離方法中是一個特定的問題，但在氣-液分離方法中不涉及。另一方面，由于揮發性而導致的胺損失在氣-液分離方法中可能是一個特定的問題，而在液-液分離中不涉及。實際上，用于液-液分離的具有低溶解度的胺不一定具有氣-液分離所需的低揮發性。

通常，在氣-液方法中，在吸收塔中，在低溫和高壓下，胺水溶液以逆流的方式接觸包含酸性氣體的氣體混合物。循環吸收方法需要高速率的氣-液交換、在吸收與再生步驟之間轉移大的液體存量、以及用于胺溶液再生的高能量需求。這種方法需要循環的吸收與解吸(再生)部分之間的氣流的大溫差。在常規的含水胺洗滌方法中，對于酸性氣體吸收需要相對低的溫度，例如小于50℃，同時對于解吸需要升到高于約100℃的溫度，例如，120℃或更高。因為需要在高于100℃的溫度下再生大量的溶液，所以多種常用于氣-液分離方法的胺由于在變溫方法中的蒸發而遭受顯著的胺損失。

雖然上述胺化合物有效地從氣體和/或液體混合物中除去酸性氣體，但是它們各自具有有損于其通用用途的局限性。特別地，需要一種揮發性損失減少的含水胺組合物，其可以商業化地有效地從氣體混合物中除去酸性氣體，特別是H₂S。

發明內容

本發明是這樣的一種烷醇胺水溶液組合物和一種使用所述組合物從包含酸性氣體的氣體混合物(優選地包含硫化氫的氣體混合物)中除去酸性氣體的方法，其中所述烷醇胺顯示減少的揮發性損失。所述組合物包含2-二甲基氨基-2-羥甲基-1,3-丙二醇(DMTA)，優選地以基于烷醇胺水溶液的總重量的0.1至75重量％的量。其中使用所述烷醇胺水溶液組合物的方法用于通過與包含所述酸性氣體(優選地包含硫化氫)的氣體混合物的接觸來除去酸性氣體，優選地，選擇性地除去硫化氫，其中形成貧酸性氣體的氣體混合物和負載酸性氣體的烷醇胺溶液。