专利名称：用于从含CO<sub>2</sub>和/或H<sub>2</sub>S的气体中去除CO<sub>2</sub>和/或H<sub>2</sub>S的吸收剂组合物和方法
技术领域：
本发明涉及用于从含(X)2和/或H2S的气体中去除二氧化碳(CO2)和/或硫化氢 (H2S)的吸收剂组合物和方法。
背景技术：
在最近几十年期间，排放到大气的CO2量显著全球性增长。由于(X)2的“温室气体” 性能，有助于全球变暖，因此(X)2排入大气被认为是有害的。按照Kyoto协议，必须减少(X)2 排放以防止或抵消不需要的气候变化。(X)2排放的来源是化石燃料例如煤或天然气燃烧用于发电，和使用石油产品作为运输以及加热燃料。这些过程导致产生包含CO2的气体。因此，在这些气体排入大气之前希望从这些气体中除去至少部分C02。此外，希望限制和减少进入环境的H2S排放。从含(X)2和/或H2S的气体中去除(X)2和/或H2S可以通过利用吸收剂组合物以从气体中吸收CO2和/或而进行，从而产生贫(X)2和/或的气体和富(X)2和/或H2S 的吸收剂组合物。富(X)2和/或H2S的吸收剂组合物可以例如通过汽提而再生，产生富(X)2 和/或H2S的气体和贫CO2和/或H2S的吸收剂组合物，之后可以循环贫CO2和/或H2S的吸收剂组合物。用于去除0)2和/或H2S的方法是本领域中已知的。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氢的气态流出物脱酸的方法，其中使气态流出物与吸收剂溶液接触以获得贫含酸性化合物的气态流出物。吸收剂溶液可以包含具有与酸性化合物的反应性或物理-化学亲合力的一种或多种化合物以及可能的一种或多种溶剂化化合物。作为反应性化合物，提及了烷醇胺和聚胺。描述了一列大于80个可能的反应性化合物，顺便提及了 N，N-二甲基乙醇胺，N，N-二甲基二亚丙基三胺和二亚乙基三胺。其中描述，反应性化合物占据吸收剂的10-100重量％，优选25-90重量％和理想地40-80重量％。 据描述，吸收剂溶液可能还含有有利于吸收待处理的化合物的一种或多种活化剂。作为实例，提及了胺。描述了一列约80个可能的活化剂，顺便提及了 N，N- 二甲基二亚丙基三胺。 该列可能的活化剂不包括任何叔胺。据描述，活化剂浓度为吸收剂溶液的0-30重量％，优选0-15重量％。EP2036602描述了利用吸收剂液体从气体中去除(X)2或H2S的吸收剂液体和方法， 其中吸收剂液体包含第一化合物组分和第二化合物组分。第一化合物组分通过由一系列3 个通式的含氮化合物表示，其中通式I和II的每一个包含一个叔胺官能团。据描述，第二化合物组分包括分子中具有至少两个选自伯氮、仲氮和叔氮的结构单元的含氮化合物，或分子中具有全部伯、仲和叔氮的含氮化合物。作为第一化合物组分的实例，提及2- 二甲基氨基乙醇。对于第二化合物组分，提及了一些10个不同的可能化学通式，每个通式覆盖大范围的可能含氮化合物。指出环型化合物是优选的。据描述第一化合物组分优选含有量为大于或等于15wt% -小于或等于45wt%，据描述第二化合物组分优选为类似的含有量。据描述，第一化合物组分和第二化合物组分的总量优选为大于30wt% -小于或等于90wt%。Peter Bruder ^t 2009 ^6^150^" Trontheim ^ CO2 absorption fundamentals NTNU的联合研讨会上的介绍中(通过Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet的内部网络公开)，描述了含有N，N-二甲基乙醇胺(DMMEA)和甲基氨基亚丙基胺(MAPA)的体系用于吸收C02。虽然顺便描述了包含5M甲基氨基亚丙基胺和3M N，N_ 二甲基乙醇胺的体系，但是结论是，如果存在N，N-二甲基乙醇胺和甲基氨基亚丙基胺，则具有高N，N- 二甲基乙醇胺和低甲基氨基亚丙基胺浓度的体系具有最高的每kg溶液的循环容量(cyclic capacity)。因此，如果有的话，该介绍似乎教导N，N-二甲基乙醇胺相对于甲基氨基亚丙基-胺过量。富CO2和/或H2S的吸收剂溶液的再生可能需要大量的能量。希望提供这样的吸收剂组合物和方法，其允许利用最少量的能量使富CO2和/或 H2S的吸收剂溶液再生，而在另一个方面同时实现从富(X)2和/或H2S的吸收剂溶液中良好
去除二氧化碳。
发明内容
因此本发明提供用于从含CO2和/或H2S的气体中去除CO2和/或H2S的吸收剂组合物，所述吸收剂组合物包含聚胺、单胺和水，其中聚胺包括具有3-5个胺官能团的聚胺且具有小于200g/mol的分子量；其中单胺包括叔单胺；和其中具有3-5个胺官能团的聚胺与叔单胺的重量比大于1 1。此外，本发明提供从含CO2和/或H2S的气体中去除CO2和/或H2S的方法，所述方法包括以下步骤(a)在吸收器中使气体与吸收剂组合物接触，其中吸收剂组合物吸收气体中的至少部分(X)2和/或H2S,产生贫(X)2和/或H2S的气体和富(X)2和/或H2S的吸收剂组合物；(b)在再生器中从富(X)2和/或H2S的吸收剂组合物中去除至少部分(X)2和/或 H2S,产生富(X)2和/或H2S的气体和贫(X)2和/或H2S的吸收剂组合物；其中吸收剂组合物是如上所述的吸收剂组合物。本发明还提供叔单胺作为促进剂用于促进从含CO2和/或H2S的具有3-5个胺官能团的聚胺中去除CO2和/或H2S的用途。本发明的吸收剂组合物和方法允许利用最少量的能量从富(X)2和/或H2S的吸收剂组合物中去除ω2和/或H2S,而在另一方面仍然实现从富(X)2和/或H2S的吸收剂溶液中良好去除二氧化碳。
利用附图1说明本发明，附图1提供了显示本发明方法的一个实施方案的示意流程图。
具体实施例方式如上所述，吸收剂组合物包含聚胺，单胺和水。吸收剂组合物可以包含一种或多种聚胺，优选1-4、更优选1-3和最优选1或2种聚胺。至少一种聚胺包括具有3-5个胺官能团的聚胺。胺官能团应理解为包含氮原子的基团。胺官能团有时也称为氨基、胺基团或含氮基团。吸收剂组合物可以包含一种或多种具有3-5个胺官能团的聚胺和优选包含1-4、更优选1-3和最优选1或2种具有3-5个胺官能团的聚胺。聚胺的分子量小于200g/mol，优选小于190g/mol。优选地，聚胺的分子量 (weight)大于50g/mol。相对于具有较高分子量的聚胺的优势是，吸收剂具有较低的粘度和更易于处理。优选具有3-5个胺官能团的聚胺是非环状的具有3-5个胺官能团的聚胺。更优选具有3-5个胺官能团的聚胺是通式I的聚胺
权利要求
1.一种用于从含(X)2和/或H2S的气体中去除(X)2和/或H2S的吸收剂组合物，所述吸收剂组合物包含聚胺、单胺和水，其中聚胺包括具有3-5个胺官能团的聚胺且具有小于200g/mol的分子量； 其中单胺包括叔单胺；和其中具有3-5个胺官能团的聚胺与叔单胺的重量比大于1 1。
2.权利要求1的吸收剂组合物，其中具有3-5个胺官能团的聚胺是非环状的具有3-5 个胺官能团的聚胺和/或叔单胺是非环状的叔单胺。
3.权利要求1或2的吸收剂组合物，其中聚胺包括具有3-4个胺官能团的聚胺。
4.权利要求1-3任一项的吸收剂组合物，其中聚胺和单胺的总重量百分比是总吸收剂组合物的小于或等于70wt%。
5.权利要求1-4任一项的吸收剂组合物，其中具有3-5个胺官能团的聚胺是通式I的聚胺
6.权利要求1-5任一项的吸收剂组合物，其中聚胺包括二亚乙基三胺，二甲基氨基丙基氨基丙基胺或它们的组合。
7.权利要求1-6任一项的吸收剂组合物，其中叔单胺是通式II的单胺 R3
8.权利要求1-7任一项的吸收剂组合物，其中单胺包括二甲基乙醇胺，二乙基单乙醇胺或它们的组合。
9.一种从含(X)2和/或的气体中去除(X)2和/或的方法，所述方法包括以下步骤(a)在吸收器中使气体与吸收剂组合物接触，其中吸收剂组合物吸收气体中的至少部分CO2和/或H2S,产生贫CO2和/或H2S的气体和富CO2和/或H2S的吸收剂组合物；(b)在再生器中从富(X)2和/或H2S的吸收剂组合物中去除至少部分(X)2和/或H2S,产生富(X)2和/或H2S的气体和贫(X)2和/或H2S的吸收剂组合物；其中吸收剂组合物是权利要求1-8任一项的吸收剂组合物。
10.权利要求9的方法，其中将步骤b)中获得的贫CO2和/或吐3的吸收剂组合物循环至步骤a)，以与吸收器中的气体接触。
11.权利要求9或10的方法，其中将步骤b)中获得的富CO2和/或H2S的气体压缩至 20-300bar 的压力。
12.权利要求11的方法，其中将压缩后的富0)2和/或吐3的气体注入地下地层中，优选用于强化油采收或用于储存入含水储层中或用于储存入空的油储层中。
13.叔单胺作为促进剂用于促进从含(X)2和/或的具有3-5个胺官能团的聚胺中去除CO2和/或H2S的用途。
14.权利要求13的用途，其中具有3-5个胺官能团的聚胺与叔单胺的重量比大于 1 1，和其中具有3-5个胺官能团的聚胺和叔单胺包含在含水胺溶液中。
全文摘要
一种用于从气体中去除CO2和/或H2S的吸收剂组合物，所述吸收剂组合物包含聚胺、单胺和水，其中聚胺包括具有3-5个胺官能团的聚胺且具有小于200g/mol的分子量；其中单胺包括叔单胺；和其中具有3-5个胺官能团的聚胺与叔单胺的重量比大于1∶1。一种使用这样的吸收剂组合物的方法，以及叔单胺作为促进剂用于促进从含CO2和/或H2S的具有3-5个胺官能团的聚胺中去除CO2和/或H2S的用途。
文档编号B01D53/14GK102470316SQ201080035379
公开日2012年5月23日 申请日期2010年8月11日 优先权日2009年8月11日
发明者A·施耐德, F·H·热茨布鲁克, R·韦基恩特, 张晓辉 申请人:国际壳牌研究有限公司