專利名稱：用于從含CO₂和/或H₂S的氣體中去除CO₂和/或H₂S的吸收劑組合物和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于從含(X)2和/或H2S的氣體中去除二氧化碳(CO2)和/或硫化氫 (H2S)的吸收劑組合物和方法。
背景技術(shù)：
在最近幾十年期間，排放到大氣的CO2量顯著全球性增長。由于(X)2的“溫室氣體” 性能，有助于全球變暖，因此(X)2排入大氣被認(rèn)為是有害的。按照Kyoto協(xié)議，必須減少(X)2 排放以防止或抵消不需要的氣候變化。(X)2排放的來源是化石燃料例如煤或天然氣燃燒用于發(fā)電，和使用石油產(chǎn)品作為運輸以及加熱燃料。這些過程導(dǎo)致產(chǎn)生包含CO2的氣體。因此，在這些氣體排入大氣之前希望從這些氣體中除去至少部分C02。此外，希望限制和減少進(jìn)入環(huán)境的H2S排放。從含(X)2和/或H2S的氣體中去除(X)2和/或H2S可以通過利用吸收劑組合物以從氣體中吸收CO2和/或而進(jìn)行，從而產(chǎn)生貧(X)2和/或的氣體和富(X)2和/或H2S 的吸收劑組合物。富(X)2和/或H2S的吸收劑組合物可以例如通過汽提而再生，產(chǎn)生富(X)2 和/或H2S的氣體和貧CO2和/或H2S的吸收劑組合物，之后可以循環(huán)貧CO2和/或H2S的吸收劑組合物。用于去除0)2和/或H2S的方法是本領(lǐng)域中已知的。例如，US2006/0104877中，描述了使包含酸性化合物例如二氧化碳或硫化氫的氣態(tài)流出物脫酸的方法，其中使氣態(tài)流出物與吸收劑溶液接觸以獲得貧含酸性化合物的氣態(tài)流出物。吸收劑溶液可以包含具有與酸性化合物的反應(yīng)性或物理-化學(xué)親合力的一種或多種化合物以及可能的一種或多種溶劑化化合物。作為反應(yīng)性化合物，提及了烷醇胺和聚胺。描述了一列大于80個可能的反應(yīng)性化合物，順便提及了 N，N-二甲基乙醇胺，N，N-二甲基二亞丙基三胺和二亞乙基三胺。其中描述，反應(yīng)性化合物占據(jù)吸收劑的10-100重量％，優(yōu)選25-90重量％和理想地40-80重量％。 據(jù)描述，吸收劑溶液可能還含有有利于吸收待處理的化合物的一種或多種活化劑。作為實例，提及了胺。描述了一列約80個可能的活化劑，順便提及了 N，N- 二甲基二亞丙基三胺。 該列可能的活化劑不包括任何叔胺。據(jù)描述，活化劑濃度為吸收劑溶液的0-30重量％，優(yōu)選0-15重量％。EP2036602描述了利用吸收劑液體從氣體中去除(X)2或H2S的吸收劑液體和方法， 其中吸收劑液體包含第一化合物組分和第二化合物組分。第一化合物組分通過由一系列3 個通式的含氮化合物表示，其中通式I和II的每一個包含一個叔胺官能團(tuán)。據(jù)描述，第二化合物組分包括分子中具有至少兩個選自伯氮、仲氮和叔氮的結(jié)構(gòu)單元的含氮化合物，或分子中具有全部伯、仲和叔氮的含氮化合物。作為第一化合物組分的實例，提及2- 二甲基氨基乙醇。對于第二化合物組分，提及了一些10個不同的可能化學(xué)通式，每個通式覆蓋大范圍的可能含氮化合物。指出環(huán)型化合物是優(yōu)選的。據(jù)描述第一化合物組分優(yōu)選含有量為大于或等于15wt% -小于或等于45wt%，據(jù)描述第二化合物組分優(yōu)選為類似的含有量。據(jù)描述，第一化合物組分和第二化合物組分的總量優(yōu)選為大于30wt% -小于或等于90wt%。Peter Bruder ^t 2009 ^6^150^" Trontheim ^ CO2 absorption fundamentals NTNU的聯(lián)合研討會上的介紹中(通過Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)公開)，描述了含有N，N-二甲基乙醇胺(DMMEA)和甲基氨基亞丙基胺(MAPA)的體系用于吸收C02。雖然順便描述了包含5M甲基氨基亞丙基胺和3M N，N_ 二甲基乙醇胺的體系，但是結(jié)論是，如果存在N，N-二甲基乙醇胺和甲基氨基亞丙基胺，則具有高N，N- 二甲基乙醇胺和低甲基氨基亞丙基胺濃度的體系具有最高的每kg溶液的循環(huán)容量(cyclic capacity)。因此，如果有的話，該介紹似乎教導(dǎo)N，N-二甲基乙醇胺相對于甲基氨基亞丙基-胺過量。富CO2和/或H2S的吸收劑溶液的再生可能需要大量的能量。希望提供這樣的吸收劑組合物和方法，其允許利用最少量的能量使富CO2和/或 H2S的吸收劑溶液再生，而在另一個方面同時實現(xiàn)從富(X)2和/或H2S的吸收劑溶液中良好
去除二氧化碳。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明提供用于從含CO2和/或H2S的氣體中去除CO2和/或H2S的吸收劑組合物，所述吸收劑組合物包含聚胺、單胺和水，其中聚胺包括具有3-5個胺官能團(tuán)的聚胺且具有小于200g/mol的分子量；其中單胺包括叔單胺；和其中具有3-5個胺官能團(tuán)的聚胺與叔單胺的重量比大于1 1。此外，本發(fā)明提供從含CO2和/或H2S的氣體中去除CO2和/或H2S的方法，所述方法包括以下步驟(a)在吸收器中使氣體與吸收劑組合物接觸，其中吸收劑組合物吸收氣體中的至少部分(X)2和/或H2S,產(chǎn)生貧(X)2和/或H2S的氣體和富(X)2和/或H2S的吸收劑組合物；(b)在再生器中從富(X)2和/或H2S的吸收劑組合物中去除至少部分(X)2和/或 H2S,產(chǎn)生富(X)2和/或H2S的氣體和貧(X)2和/或H2S的吸收劑組合物；其中吸收劑組合物是如上所述的吸收劑組合物。本發(fā)明還提供叔單胺作為促進(jìn)劑用于促進(jìn)從含CO2和/或H2S的具有3-5個胺官能團(tuán)的聚胺中去除CO2和/或H2S的用途。本發(fā)明的吸收劑組合物和方法允許利用最少量的能量從富(X)2和/或H2S的吸收劑組合物中去除ω2和/或H2S,而在另一方面仍然實現(xiàn)從富(X)2和/或H2S的吸收劑溶液中良好去除二氧化碳。


利用附圖1說明本發(fā)明，附圖1提供了顯示本發(fā)明方法的一個實施方案的示意流程圖。
具體實施例方式如上所述，吸收劑組合物包含聚胺，單胺和水。吸收劑組合物可以包含一種或多種聚胺，優(yōu)選1-4、更優(yōu)選1-3和最優(yōu)選1或2種聚胺。至少一種聚胺包括具有3-5個胺官能團(tuán)的聚胺。胺官能團(tuán)應(yīng)理解為包含氮原子的基團(tuán)。胺官能團(tuán)有時也稱為氨基、胺基團(tuán)或含氮基團(tuán)。吸收劑組合物可以包含一種或多種具有3-5個胺官能團(tuán)的聚胺和優(yōu)選包含1-4、更優(yōu)選1-3和最優(yōu)選1或2種具有3-5個胺官能團(tuán)的聚胺。聚胺的分子量小于200g/mol，優(yōu)選小于190g/mol。優(yōu)選地，聚胺的分子量 (weight)大于50g/mol。相對于具有較高分子量的聚胺的優(yōu)勢是，吸收劑具有較低的粘度和更易于處理。優(yōu)選具有3-5個胺官能團(tuán)的聚胺是非環(huán)狀的具有3-5個胺官能團(tuán)的聚胺。更優(yōu)選具有3-5個胺官能團(tuán)的聚胺是通式I的聚胺
權(quán)利要求
1.一種用于從含(X)2和/或H2S的氣體中去除(X)2和/或H2S的吸收劑組合物，所述吸收劑組合物包含聚胺、單胺和水，其中聚胺包括具有3-5個胺官能團(tuán)的聚胺且具有小于200g/mol的分子量； 其中單胺包括叔單胺；和其中具有3-5個胺官能團(tuán)的聚胺與叔單胺的重量比大于1 1。
2.權(quán)利要求1的吸收劑組合物，其中具有3-5個胺官能團(tuán)的聚胺是非環(huán)狀的具有3-5 個胺官能團(tuán)的聚胺和/或叔單胺是非環(huán)狀的叔單胺。
3.權(quán)利要求1或2的吸收劑組合物，其中聚胺包括具有3-4個胺官能團(tuán)的聚胺。
4.權(quán)利要求1-3任一項的吸收劑組合物，其中聚胺和單胺的總重量百分比是總吸收劑組合物的小于或等于70wt%。
5.權(quán)利要求1-4任一項的吸收劑組合物，其中具有3-5個胺官能團(tuán)的聚胺是通式I的聚胺
6.權(quán)利要求1-5任一項的吸收劑組合物，其中聚胺包括二亞乙基三胺，二甲基氨基丙基氨基丙基胺或它們的組合。
7.權(quán)利要求1-6任一項的吸收劑組合物，其中叔單胺是通式II的單胺 R3
8.權(quán)利要求1-7任一項的吸收劑組合物，其中單胺包括二甲基乙醇胺，二乙基單乙醇胺或它們的組合。
9.一種從含(X)2和/或的氣體中去除(X)2和/或的方法，所述方法包括以下步驟(a)在吸收器中使氣體與吸收劑組合物接觸，其中吸收劑組合物吸收氣體中的至少部分CO2和/或H2S,產(chǎn)生貧CO2和/或H2S的氣體和富CO2和/或H2S的吸收劑組合物；(b)在再生器中從富(X)2和/或H2S的吸收劑組合物中去除至少部分(X)2和/或H2S,產(chǎn)生富(X)2和/或H2S的氣體和貧(X)2和/或H2S的吸收劑組合物；其中吸收劑組合物是權(quán)利要求1-8任一項的吸收劑組合物。
10.權(quán)利要求9的方法，其中將步驟b)中獲得的貧CO2和/或吐3的吸收劑組合物循環(huán)至步驟a)，以與吸收器中的氣體接觸。
11.權(quán)利要求9或10的方法，其中將步驟b)中獲得的富CO2和/或H2S的氣體壓縮至 20-300bar 的壓力。
12.權(quán)利要求11的方法，其中將壓縮后的富0)2和/或吐3的氣體注入地下地層中，優(yōu)選用于強化油采收或用于儲存入含水儲層中或用于儲存入空的油儲層中。
13.叔單胺作為促進(jìn)劑用于促進(jìn)從含(X)2和/或的具有3-5個胺官能團(tuán)的聚胺中去除CO2和/或H2S的用途。
14.權(quán)利要求13的用途，其中具有3-5個胺官能團(tuán)的聚胺與叔單胺的重量比大于 1 1，和其中具有3-5個胺官能團(tuán)的聚胺和叔單胺包含在含水胺溶液中。
全文摘要
一種用于從氣體中去除CO2和/或H2S的吸收劑組合物，所述吸收劑組合物包含聚胺、單胺和水，其中聚胺包括具有3-5個胺官能團(tuán)的聚胺且具有小于200g/mol的分子量；其中單胺包括叔單胺；和其中具有3-5個胺官能團(tuán)的聚胺與叔單胺的重量比大于1∶1。一種使用這樣的吸收劑組合物的方法，以及叔單胺作為促進(jìn)劑用于促進(jìn)從含CO2和/或H2S的具有3-5個胺官能團(tuán)的聚胺中去除CO2和/或H2S的用途。
文檔編號B01D53/14GK102470316SQ201080035379
公開日2012年5月23日 申請日期2010年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月11日
發(fā)明者A·施耐德, F·H·熱茨布魯克, R·韋基恩特, 張曉輝 申請人:國際殼牌研究有限公司