[发明专利]用于选择性吸收硫化氢的吸收剂组合物和它的使用方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。US 3,347,621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US 3,965,244和US 3,989,811。

在后一个专利US 4,894,178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US 4,112,051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。

US 4,961,873公开了包含类似于US 4,894,178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/或氨基酸加入剂溶解在液体介质中。在被包含于液体介质中之后，胺混合物和加入剂的吸收剂组合物包含5-70wt％的胺混合物、约5-40wt％的加入剂，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。

‘873专利公开的吸收剂组合物的胺盐是严重位阻胺混合物和(1)强酸或(2)强酸的热分解盐或(3)能够形成强酸的组分或(4)它们的混合物的反应产物。根据‘873专利，适合的强酸包括无机酸如硫酸、亚硫酸、磷酸、亚磷酸，和有机酸如乙酸、甲酸、己二酸、苯甲酸等。胺盐可以被预先形成和然后按与未反应的严重位阻胺混合物恰当的比加入或通过使强酸与严重位阻胺混合物反应形成。替代地，可以通过使强酸或它的前体与严重位阻胺混合物以恰当的比原位反应形成胺盐。在吸收剂组合物中胺盐与未反应的严重位阻胺混合物的摩尔比为至少0.1:1，优选为约0.1:1-4:1。向包含BTEE和EEETB的吸收剂组合物中加入硫酸似乎增加吸收剂组合物的H₂S选择性。