用于選擇性吸收硫化氫的吸收劑組合物制造技術(shù)

一種用于從包含硫化氫和二氧化碳的氣體物流中相對于二氧化碳選擇性除去硫化氫的吸收劑組合物和它的用途。所述吸收劑組合物包含叔丁基胺和具有在某種特定分子量范圍內(nèi)平均分子量的多分散聚乙二醇(PEG)混合物的胺化反應(yīng)產(chǎn)物的胺混合物。所述胺化反應(yīng)產(chǎn)物還可以包含第一空間位阻胺和第二空間位阻胺。所述吸收劑組合物優(yōu)選包含有機助溶劑如砜化合物。還提供了利用所述吸收劑組合物改進一些氣體吸收過程的操作的方法。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】用于選擇性吸收硫化氫的吸收劑組合物
本專利技術(shù)涉及用于從包含硫化氫和二氧化碳的氣體物流中選擇性除去硫化氫的吸收劑組合物，包括吸收劑組合物的用途和改進用于從包含硫化氫和二氧化碳的氣體物流中選擇性除去硫化氫的過程的方法。
技術(shù)介紹
在氣體處理領(lǐng)域使用某些胺化合物和溶液從氣體混合物中分離酸性氣體如CO2、H2S、CS2、HCN、和COS是已知的。US3,347,621公開了一種從氣體混合物中分離酸性氣體的早期方法。在該專利中公開的方法使用包含烷醇胺和砜的液體吸收劑與含酸性氣體組分的氣體混合物接觸。公開在處理包含顯著濃度H2S、CO2和COS的氣體混合物中使用烷醇胺和砜的溶液的其它早期專利的例子包括US3,965,244和US3,989,811。在后一個專利US4,894,178中，公開了使用兩種嚴(yán)重位阻胺的混合物從包含H2S和CO2兩者的氣體混合物中選擇性除去H2S。所給出的兩種嚴(yán)重位阻胺混合物的一個例子包括雙(叔丁基氨基乙氧基)-乙烷(BTEE)和乙氧基乙氧基乙醇-叔丁基胺(EEETB)。該混合物是通過一步催化叔丁基胺化三乙二醇以產(chǎn)生第一胺如BTEE和第二胺如EEETB獲得的，其中第一胺和第二胺的重量比為0.43:1-2.3:1。‘178專利指出了使用BTEE水溶液的一個問題是它們在再生條件下發(fā)生相分離。‘178專利進一步指出在CO2存在下EEETB可以用于選擇性除去H2S，BTEE和EEETB的混合物不僅提供比單獨的EEETB更好的H2S選擇性和更高的容量，而且在再生條件下不會像BTEE水溶液發(fā)生相分離。在使用‘178專利公開的胺混合物之前，已經(jīng)教導(dǎo)可以將胺混合物包含在液體介質(zhì)如水、有機溶劑及它們的混合物中。優(yōu)選的液體介質(zhì)包括水，但可能的其它適合溶劑包括在US4,112,051中描述的物理吸收劑。砜如環(huán)丁砜是其中適合的物理吸收劑。液體介質(zhì)可以是水和有機溶劑的混合物，通常與吸收劑一起以總吸收劑組合物的0.1-5摩爾/升的量存在，優(yōu)選0.5-3摩爾/升。然而，‘178專利指的是哪種摩爾單位是不清楚的。US4,961,873公開了包含類似于US4,894,178所公開的混合物的兩種嚴(yán)重位阻胺混合物(其中第一胺與第二胺重量比0.43:1-2.3:1)、胺鹽和/或嚴(yán)重受阻氨基酸的吸收劑組合物。使嚴(yán)重位阻胺混合物和嚴(yán)重位阻胺鹽和/或氨基酸添加劑溶解在液體介質(zhì)中。在被包含于液體介質(zhì)中之后，胺混合物和添加劑的吸收劑組合物包含5-70wt％的胺混合物、約5-40wt％的添加劑，和余量為水，所述重量百分?jǐn)?shù)以總液體吸收劑組合物的重量計。如同‘178專利，‘873專利教導(dǎo)在使用包含嚴(yán)重位阻胺混合物的液體吸收劑組合物之前可將其包含在液體介質(zhì)如水、有機溶劑及它們的混合物中。優(yōu)選的液體介質(zhì)包括水，但可能的其它適合溶劑包括在US4,112,051中描述的物理吸收劑。砜如環(huán)丁砜是其中適合的物理吸收劑。液體介質(zhì)可以是水和有機溶劑的混合物，通常與吸收劑一起以總吸收劑組合物的0.1-5摩爾/升的量存在，優(yōu)選0.5-3摩爾/升。然而，‘873專利指的是哪種摩爾單位是不清楚的。在氣體處理領(lǐng)域中，一直努力尋找用于除去包含在通常氣態(tài)的烴物流中的酸性氣體組分的新的和改進的吸收劑組合物。對于一些氣體處理應(yīng)用，可能希望處理包含CO2和H2S兩者的氣體混合物以從該氣體混合物中選擇性除去H2S和同時最小化CO2的除去。有時，用于選擇性除去H2S的待處理氣體物流可能已經(jīng)具有相對于CO2濃度的低H2S濃度，但該H2S濃度需要進一步降低。這種待處理的過程氣體物流的一個例子包括Claus尾氣。這些尾氣物流通常具有高濃度的二氧化碳但相對低濃度的硫化氫，通常希望選擇性除去H2S，由此提供用于引入Claus硫單元的濃縮H2S物流。
技術(shù)實現(xiàn)思路
因此，提供了用于從包含硫化氫和二氧化碳的氣體混合物中選擇性除去硫化氫的吸收劑組合物。所述吸收劑組合物以其總重量計包含：(a)75-98wt％的含水溶劑；和(b)2-25wt％的有機助溶劑，其中所述含水溶劑以其總重量計包含20-70wt％的具有180-1000的平均分子量的多分散聚乙二醇(PEG)混合物和叔丁基胺的胺化反應(yīng)產(chǎn)物和30-80wt％的水，其中所述胺化反應(yīng)產(chǎn)物還包含至少第一空間位阻胺和第二空間位阻胺，和其中所述有機助溶劑選自砜、砜衍生物和亞砜。吸收劑組合物的另一個實施方案包含：(a)含水溶劑，所述含水溶劑包含在升溫下至少部分不混溶的包括第一空間位阻胺和第二空間位阻胺的至少兩種空間位阻胺；和(b)以有效濃度存在于所述吸收劑組合物中以在升溫下促進所述第一空間位阻胺和所述第二空間位阻胺混溶性的有機助溶劑。吸收劑組合物的又一個實施方案包含：至少第一空間位阻胺和第二空間位阻胺的胺混合物；選自砜、砜衍生物和亞砜的有機助溶劑；和水。還提供了用于改進利用胺吸收劑從包含硫化氫和二氧化碳的氣體物流中選擇性除去硫化氫的過程的方法。該方法包括提供含有包括第一空間位阻胺和第二空間位阻胺的至少兩種空間位阻胺和以有效濃度存在以促進所述第一空間位阻胺和所述第二空間位阻胺混溶性的有機助溶劑的所述胺吸收劑組合物。用于改進利用胺吸收劑從包含硫化氫和二氧化碳的氣體物流中選擇性除去硫化氫的過程的方法的另一個實施方案包括提供含有平均分子量為180-1000的多分散聚乙二醇(PEG)混合物和叔丁基胺的胺化反應(yīng)產(chǎn)物和有機助溶劑的所述胺吸收劑組合物，其中所述胺化反應(yīng)產(chǎn)物還包含至少第一空間位阻胺和第二空間位阻胺，和所述有機助溶劑選自砜、砜衍生物和亞砜。附圖說明圖1給出了描述用于處理包含H2S和CO2的氣態(tài)物流以從其中選擇性除去H2S的吸收-再生系統(tǒng)的示意性流程圖。圖2作為處理后氣體中H2S的函數(shù)給出了本專利技術(shù)胺混合物和MDEA的測量吸收率比(H2S吸收率/CO2吸收率)的圖線。圖3作為待處理氣體中包含的CO2的函數(shù)給出了本專利技術(shù)胺混合物和MDEA提供的處理后氣體中測量的H2S濃度的圖線。圖4作為進料氣體物流中的CO2濃度的函數(shù)給出了利用本專利技術(shù)胺混合物或MDEA吸收的進料氣體物流中包含的總CO2百分比的圖線。本專利技術(shù)的吸收組合物特別用于從包含硫化氫和二氧化碳的氣體混合物中選擇性吸收硫化氫。該組合物還可以用于吸收除去除硫化氫(H2S)以外的其它酸性氣體。可以從多種氣體混合物源獲得待使用本專利技術(shù)組合物處理的氣體物流。該氣體混合物可以包括通過包括瀝青砂熱解的過程產(chǎn)生的含烴氣體和通過精煉焦化器和裂化單元和其它原油石油精煉操作產(chǎn)生的含烴氣體。也可以利用本專利技術(shù)的組合物來處理具有一定濃度酸性化合物如前面所述化合物的天然氣物流。此外，所述組合物可以用于處理包含非常低的烴濃度和甚至沒有實質(zhì)烴濃度或基本沒有烴濃度或?qū)嵸|(zhì)不存在烴的氣體物流。如果有的話，這種烴濃度非常低的氣體物流的一個例子是Claus單元尾氣物流。由于相比CO2對H2S吸收的高選擇性和對H2S的高負(fù)載容量，本專利技術(shù)吸收劑組合物特別用于處理Claus尾氣物流。通常Claus尾氣物流的H2S濃度比其二氧化碳濃度低，但H2S濃度仍趨于太高而不能使物流進行燃燒或釋放到空氣中。因此，通常希望從尾氣物流中除去大部分H2S和使用除去的H2S作為循環(huán)進料進入Claus單元。然而，通常不希望將含有回收的H2S的CO2循環(huán)到Claus單元，因為CO2經(jīng)過該單本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種吸收劑組合物，以所述吸收劑組合物的總重量計包含：(a)75?98wt％的含水溶劑；和(b)2?25wt％的有機助溶劑，其中所述含水溶劑以其總重量計包含20?70wt％的具有180?1000的平均分子量的多分散聚乙二醇(PEG)混合物和叔丁基胺的胺化反應(yīng)產(chǎn)物和30?80wt％的水，和其中所述有機助溶劑選自砜、砜衍生物和亞砜。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2012.05.31 US 61/653,9101.一種吸收劑組合物，以所述吸收劑組合物的總重量計包含:75-92wt％的含水溶劑，所述含水溶劑包含水和至少第一空間位阻胺和第二空間位阻胺的胺混合物，所述含水溶劑進一步具有3:1-6:1的所述第一空間位阻胺和所述第二空間位阻胺的重量比，其中所述胺混合物為多分散聚乙二醇混合物和叔丁基胺的胺化反應(yīng)產(chǎn)物，其中所述多分散聚乙二醇混合物具有180-1000的平均分子量和其中包含具有通式HOCH2(CH2OCH2)nCH2OH的兩種或更多種不同聚乙二醇化合物，其中n是1-24的整數(shù)，其中所述第一空間位阻胺選自通式(CH3)3CNH(CH2CH2O)XCH2CH2NHC(CH3)3的胺化合物，其中x為3-14...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：J·E·克里希菲爾德，D·P·瓦倫佐拉，L·C·威爾遜，周井軍，
申請(專利權(quán))人：國際殼牌研究有限公司，亨斯邁石油化學(xué)有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：荷蘭;NL