用于选择性吸收硫化氢的吸收剂组合物制造技术

一种用于从包含硫化氢和二氧化碳的气体物流中相对于二氧化碳选择性除去硫化氢的吸收剂组合物和它的用途。所述吸收剂组合物包含叔丁基胺和具有在某种特定分子量范围内平均分子量的多分散聚乙二醇(PEG)混合物的胺化反应产物的胺混合物。所述胺化反应产物还可以包含第一空间位阻胺和第二空间位阻胺。所述吸收剂组合物优选包含有机助溶剂如砜化合物。还提供了利用所述吸收剂组合物改进一些气体吸收过程的操作的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于选择性吸收硫化氢的吸收剂组合物
本专利技术涉及用于从包含硫化氢和二氧化碳的气体物流中选择性除去硫化氢的吸收剂组合物，包括吸收剂组合物的用途和改进用于从包含硫化氢和二氧化碳的气体物流中选择性除去硫化氢的过程的方法。
技术介绍
在气体处理领域使用某些胺化合物和溶液从气体混合物中分离酸性气体如CO2、H2S、CS2、HCN、和COS是已知的。US3,347,621公开了一种从气体混合物中分离酸性气体的早期方法。在该专利中公开的方法使用包含烷醇胺和砜的液体吸收剂与含酸性气体组分的气体混合物接触。公开在处理包含显著浓度H2S、CO2和COS的气体混合物中使用烷醇胺和砜的溶液的其它早期专利的例子包括US3,965,244和US3,989,811。在后一个专利US4,894,178中，公开了使用两种严重位阻胺的混合物从包含H2S和CO2两者的气体混合物中选择性除去H2S。所给出的两种严重位阻胺混合物的一个例子包括双(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)。该混合物是通过一步催化叔丁基胺化三乙二醇以产生第一胺如BTEE和第二胺如EEETB获得的，其中第一胺和第二胺的重量比为0.43:1-2.3:1。‘178专利指出了使用BTEE水溶液的一个问题是它们在再生条件下发生相分离。‘178专利进一步指出在CO2存在下EEETB可以用于选择性除去H2S，BTEE和EEETB的混合物不仅提供比单独的EEETB更好的H2S选择性和更高的容量，而且在再生条件下不会像BTEE水溶液发生相分离。在使用‘178专利公开的胺混合物之前，已经教导可以将胺混合物包含在液体介质如水、有机溶剂及它们的混合物中。优选的液体介质包括水，但可能的其它适合溶剂包括在US4,112,051中描述的物理吸收剂。砜如环丁砜是其中适合的物理吸收剂。液体介质可以是水和有机溶剂的混合物，通常与吸收剂一起以总吸收剂组合物的0.1-5摩尔/升的量存在，优选0.5-3摩尔/升。然而，‘178专利指的是哪种摩尔单位是不清楚的。US4,961,873公开了包含类似于US4,894,178所公开的混合物的两种严重位阻胺混合物(其中第一胺与第二胺重量比0.43:1-2.3:1)、胺盐和/或严重受阻氨基酸的吸收剂组合物。使严重位阻胺混合物和严重位阻胺盐和/或氨基酸添加剂溶解在液体介质中。在被包含于液体介质中之后，胺混合物和添加剂的吸收剂组合物包含5-70wt％的胺混合物、约5-40wt％的添加剂，和余量为水，所述重量百分数以总液体吸收剂组合物的重量计。如同‘178专利，‘873专利教导在使用包含严重位阻胺混合物的液体吸收剂组合物之前可将其包含在液体介质如水、有机溶剂及它们的混合物中。优选的液体介质包括水，但可能的其它适合溶剂包括在US4,112,051中描述的物理吸收剂。砜如环丁砜是其中适合的物理吸收剂。液体介质可以是水和有机溶剂的混合物，通常与吸收剂一起以总吸收剂组合物的0.1-5摩尔/升的量存在，优选0.5-3摩尔/升。然而，‘873专利指的是哪种摩尔单位是不清楚的。在气体处理领域中，一直努力寻找用于除去包含在通常气态的烃物流中的酸性气体组分的新的和改进的吸收剂组合物。对于一些气体处理应用，可能希望处理包含CO2和H2S两者的气体混合物以从该气体混合物中选择性除去H2S和同时最小化CO2的除去。有时，用于选择性除去H2S的待处理气体物流可能已经具有相对于CO2浓度的低H2S浓度，但该H2S浓度需要进一步降低。这种待处理的过程气体物流的一个例子包括Claus尾气。这些尾气物流通常具有高浓度的二氧化碳但相对低浓度的硫化氢，通常希望选择性除去H2S，由此提供用于引入Claus硫单元的浓缩H2S物流。
技术实现思路
因此，提供了用于从包含硫化氢和二氧化碳的气体混合物中选择性除去硫化氢的吸收剂组合物。所述吸收剂组合物以其总重量计包含：(a)75-98wt％的含水溶剂；和(b)2-25wt％的有机助溶剂，其中所述含水溶剂以其总重量计包含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应产物和30-80wt％的水，其中所述胺化反应产物还包含至少第一空间位阻胺和第二空间位阻胺，和其中所述有机助溶剂选自砜、砜衍生物和亚砜。吸收剂组合物的另一个实施方案包含：(a)含水溶剂，所述含水溶剂包含在升温下至少部分不混溶的包括第一空间位阻胺和第二空间位阻胺的至少两种空间位阻胺；和(b)以有效浓度存在于所述吸收剂组合物中以在升温下促进所述第一空间位阻胺和所述第二空间位阻胺混溶性的有机助溶剂。吸收剂组合物的又一个实施方案包含：至少第一空间位阻胺和第二空间位阻胺的胺混合物；选自砜、砜衍生物和亚砜的有机助溶剂；和水。还提供了用于改进利用胺吸收剂从包含硫化氢和二氧化碳的气体物流中选择性除去硫化氢的过程的方法。该方法包括提供含有包括第一空间位阻胺和第二空间位阻胺的至少两种空间位阻胺和以有效浓度存在以促进所述第一空间位阻胺和所述第二空间位阻胺混溶性的有机助溶剂的所述胺吸收剂组合物。用于改进利用胺吸收剂从包含硫化氢和二氧化碳的气体物流中选择性除去硫化氢的过程的方法的另一个实施方案包括提供含有平均分子量为180-1000的多分散聚乙二醇(PEG)混合物和叔丁基胺的胺化反应产物和有机助溶剂的所述胺吸收剂组合物，其中所述胺化反应产物还包含至少第一空间位阻胺和第二空间位阻胺，和所述有机助溶剂选自砜、砜衍生物和亚砜。附图说明图1给出了描述用于处理包含H2S和CO2的气态物流以从其中选择性除去H2S的吸收-再生系统的示意性流程图。图2作为处理后气体中H2S的函数给出了本专利技术胺混合物和MDEA的测量吸收率比(H2S吸收率/CO2吸收率)的图线。图3作为待处理气体中包含的CO2的函数给出了本专利技术胺混合物和MDEA提供的处理后气体中测量的H2S浓度的图线。图4作为进料气体物流中的CO2浓度的函数给出了利用本专利技术胺混合物或MDEA吸收的进料气体物流中包含的总CO2百分比的图线。本专利技术的吸收组合物特别用于从包含硫化氢和二氧化碳的气体混合物中选择性吸收硫化氢。该组合物还可以用于吸收除去除硫化氢(H2S)以外的其它酸性气体。可以从多种气体混合物源获得待使用本专利技术组合物处理的气体物流。该气体混合物可以包括通过包括沥青砂热解的过程产生的含烃气体和通过精炼焦化器和裂化单元和其它原油石油精炼操作产生的含烃气体。也可以利用本专利技术的组合物来处理具有一定浓度酸性化合物如前面所述化合物的天然气物流。此外，所述组合物可以用于处理包含非常低的烃浓度和甚至没有实质烃浓度或基本没有烃浓度或实质不存在烃的气体物流。如果有的话，这种烃浓度非常低的气体物流的一个例子是Claus单元尾气物流。由于相比CO2对H2S吸收的高选择性和对H2S的高负载容量，本专利技术吸收剂组合物特别用于处理Claus尾气物流。通常Claus尾气物流的H2S浓度比其二氧化碳浓度低，但H2S浓度仍趋于太高而不能使物流进行燃烧或释放到空气中。因此，通常希望从尾气物流中除去大部分H2S和使用除去的H2S作为循环进料进入Claus单元。然而，通常不希望将含有回收的H2S的CO2循环到Claus单元，因为CO2经过该单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吸收剂组合物，以所述吸收剂组合物的总重量计包含：(a)75‑98wt％的含水溶剂；和(b)2‑25wt％的有机助溶剂，其中所述含水溶剂以其总重量计包含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应产物和30‑80wt％的水，和其中所述有机助溶剂选自砜、砜衍生物和亚砜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.31 US 61/653,9101.一种吸收剂组合物，以所述吸收剂组合物的总重量计包含:75-92wt％的含水溶剂，所述含水溶剂包含水和至少第一空间位阻胺和第二空间位阻胺的胺混合物，所述含水溶剂进一步具有3:1-6:1的所述第一空间位阻胺和所述第二空间位阻胺的重量比，其中所述胺混合物为多分散聚乙二醇混合物和叔丁基胺的胺化反应产物，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的两种或更多种不同聚乙二醇化合物，其中n是1-24的整数，其中所述第一空间位阻胺选自通式(CH3)3CNH(CH2CH2O)XCH2CH2NHC(CH3)3的胺化合物，其中x为3-14...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·E·克里希菲尔德，D·P·瓦伦佐拉，L·C·威尔逊，周井军，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，亨斯迈石油化学有限责任公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL