用於酸氣滌氣工藝的烷基氨基烷氧基(醇)單烷基醚的製作方法

2023-10-05 17:20:44 2

專利名稱：：用於酸氣滌氣工藝的烷基氨基烷氧基(醇)單烷基醚的製作方法
技術領域：
：本發明涉及吸收組合物和利用所述吸收組合物選擇性吸收一種或多種氣態酸性組分的方法，所述氣態酸性組分來自含有所述氣態酸性組分和氣態非酸性組分和C02-的通常為氣態的混合物。
背景技術：
：在本領域中，用胺溶液處理氣體和液體，如含有酸性氣體包括co2,H2S,CS2，HCN,COS和氧及QC4烴的硫衍生物的混合物，以除去這些酸性氣體是公知的。所述胺通常作為吸收塔中的含胺水溶液與所述酸性氣體和液體接觸，所述胺水溶液與酸性流體逆流接觸。通常，用胺溶液處理尤其含有C02和H2S的酸性氣體混合物可同時除去大量的C02和H2S。例如，在通常稱作"胺水溶液工藝"的這樣一種工藝中，使用相對濃的胺溶液。這種工藝的最近改進涉及使用如USP4,112,052中所述的位阻胺，以得到酸性氣體如C02和H2S的幾乎完全去除。這類工藝可被用於其中C02和相關氣體的分壓較低的情況。另一種經常用於特定應用的工藝涉及胺與物理吸收劑的結合使用，通常稱作"非水溶劑工藝"，所述的特定應用是其中C02的分壓極高和/或其中存在許多酸性氣體的情況。對該工藝的改進涉及使用位阻胺和有機溶劑作為所述物理吸收劑，如在USP4，112,051中所述。然而，通常希望處理含有C02和H2S的酸性氣體混合物以從所述混合物中選擇性除去H2S，從而最小化C02的去除。H2S的選擇性去除在分離的酸氣中產生相對高的H2S/C02比，這簡化了利用Claus工藝H2S向元素態硫的轉化。通常仲胺和叔胺水溶液與C02和H2S的反應可由如下的通式表示H2S+R3N^R3NH++SH-(1)H2S+R2NH#R2NH2++SH-(2)C02+R3N+H20#R3NH++HC03-(3)C02+2R2NH#R2NH2++R2NCOO_(4)RNH2+C02^RK^CCV(5)RN^CCV+RNHz#KNHC02-RNH3+(6)其中各個R是相同或不同的有機基團，並可由羥基取代。上述反應是可逆的，從而C02和H2S的分壓在決定上述反應發生的程度方面是重要的。儘管選擇性的H2S去除可應用於低H2S/C02比的多種氣體處理操作，包括來自頁巖熱解、煉廠氣和天然氣的烴氣體處理，它特別希望被用於其中的H2S分壓比C02的相對低的氣體的處理中，因為胺從後者類型的氣體中吸收H2S的能力非常低。具有相對低的H2S分壓的氣體例如包括由煤的氣化製得的合成氣，精練廠中遇到的硫工廠尾氣和低焦燃料氣，其中重質渣油被熱轉化成為較低分子量的液體和氣體。儘管已知伯胺和仲胺的溶液如一乙醇胺(MEA)，二乙醇胺(DEA),二丙醇胺(DPA),和羥基乙氧乙基胺(DGA)可吸收C02和H2S氣體二者，它們沒有被證明對於優選排除C02的H2S的吸收是特別令人滿意的，因為如等式5和6所示的胺很容易與C02反應形成氨基甲酸鹽。在仲氨基醇中，二異丙醇胺(DIPA)是相對獨特的，在於它單獨或與物理性溶劑如環丁碸一起被工業化應用，用於從含有C02和H2S的氣體中選擇性除去H2S，但必須保持相對短的接觸時間，以利用上文等式2和4中所示與C02的反應速度相比H2S與胺的更快反應。1950年，FrazierandKohl，Ind.andEng.Chem.，42,2288(1950)提出了叔胺、甲基二乙醇胺(MDEA)相對於C02具有高度的H2S吸收選擇性。這種較強的選擇性歸因於與H2S的快速化學反應相比，C02與叔胺相對慢的化學反應。然而，由於其對於H2S的負載能力有限和其在低壓下降低H2S含量至一定程度的能力有限，而這對於例如處理由煤氣化製得的合成氣是必要的，MDEA的工業應用受到了限制。近來，Shell的英國專利公開2，017，524A公開了在高於MDEA溶液的負載水平下，二垸基單烷醇胺特別是二乙基單乙醇胺(DEAE)的水溶液具有較高的H2S去除選擇性和能力。然而，即使DEAE對於工業中頻繁遇到的低H2S負載也並非非常有效。同樣，DEAE的沸點為161°C，這樣，其特徵在於是低沸點的、相對高揮發性的氨基醇。這種高揮發性在大多數滌氣條件下導致大量的材料損失和相應的經濟性損失。美國專利4,405,581;4,405,583和4,405,585公開了使用空間受阻嚴重的胺化合物用於在C02存在情況下選擇性除去H2S。與甲基二乙醇胺(MDEA)的水溶液相比，空間受阻嚴重的胺在高H2S負載下產生高得多的選擇性。USP4,487,967公開了在高溫和壓力下，在氫化催化劑存在下通過使伯氨基化合物與聚鏈烯基醚二醇反應而用於選擇性製備空間受阻嚴重的仲氨基醚醇的催化合成方法。USP4,665,195公開了在高溫和壓力下，在氫化催化劑存在下通過使(a)—種或多種脂肪族或雜環氨基化合物與(b)—種或多種聚鏈烯基醚二醇或聚鏈烯基氨基醚醇反應而製備二-氨基-聚鏈烯基醚的催化合成方法。在USP4，405，583中公開了BTEE組合物和由叔丁基胺和二-(2-氯代乙氧基)-乙烷的合成。然而，BTEE水溶液的問題在於在再生條件(約11(TC)下的相分離。USP4,471，138中公開了EEETB作為新的組合物，並可由叔丁基胺和氯代乙氧基乙氧基乙醇製備。水溶液中的EEETB可用於在C02存在下選擇性除去H2S。然而BTEE/EEETB混合物比EEETB產生更好的選擇性和對於H2S具有更高的能力。在再生條件下所述混合物不會產生相分離，即該混合物克服了BTEE的相分離問題。如美國專利4,405,581和4,405,585所述，與由空間受阻嚴重的胺如乙氧基乙醇-叔丁基胺(EETB)所觀察到的相比，所述BTEE/EEETB混合物還得到了對於H2S的更高選擇性。USP4,417,075教導了一類具有下式的二仲氨基醚formulaseeoriginaldocumentpage12其中r'和rs各自獨立地選自含1-8個碳原子的伯垸基、和含2-8個碳原子的伯羥烷基、含3-8個碳原子的仲烷基和仲羥垸基、含4-8個碳原子的叔烷基和叔羥垸基，R2,R3,R4,R5，W和W各自獨立地選自氫、CrC3垸基和羥垸基，前提是當R'和RS是伯垸基或羥烷基時R2，R3,R6和R7是CrCV烷基或羥垸基，且當R1和R8是仲烷基時W或rS和rS和R7至少之一是CrC3烷基或羥垸基，m，n和p是2-4的正整數，a是0或l-10的正整數。這些化合物可用於從含有C02和H2S的氣體混合物中選擇性除去H2S。USP4,894,178教導了具有下式的兩種空間受阻嚴重的胺的混合物formulaseeoriginaldocumentpage13其中x是2-6的整數，且所述第一胺與第二胺的重量比範圍為0.43:12.3:1。該混合物可在一步法合成中通過聚鏈烯基醚二醇、HO-(CH2CH20)x-CH2CH2-OH的催化叔丁胺化而製備。例如，可通過三乙二醇的催化叔丁胺化得到雙(叔丁基氨基乙氧基)乙烷(BTEE)和乙氧基乙氧基乙醇叔丁胺(EEETB)的混合物。圖1是說明用於從含有H2S和C02的氣態物流中選擇性除去H2S的吸收再生單元的圖解流程圖。圖2表示溫度對從叔丁基胺和二甘醇單甲基醚合成甲氧基乙氧基乙醇叔丁基胺的影響。圖3比較了在225'C下由甲基、乙基和丁基封端的二甘醇和單甲基封端的三甘醇與叔丁基胺的催化反應製得的產品水平。圖4比較了在225'C下由三甘醇和單甲基封端的三甘醇與叔丁基胺的催化反應製得的產品水平。發明概述本發明涉及由末端封端的短鏈垸氧基二醇即短鏈烷氧基醇單烷基醚、或長鏈的聚亞垸基二醇的催化烷基胺化製得的吸收劑，所述二者均可抗環化作用，本發明還涉及所述吸收劑本身，並涉及這種吸收劑用於從含有所述氣態酸性組分和氣態非酸性組分和C02的氣態混合物中選擇性吸收一種或多種氣態酸性組分(例如H2S)的應用。發明詳述一種通過如下方法而製得的垸基胺垸氧基(醇)單烷基醚，即使下式的烷氧基醇醚formulaseeoriginaldocumentpage14(A)和下式的烷基胺/formulaseeoriginaldocumentpage14(B)催化反應而得到下式formulaseeoriginaldocumentpage14其中，X是1，2，3或4;y是1,2，3,4或5,優選1或2;和R'是H，C廣Cg烷基，C3-C9支鏈垸基，C5-C9環烷基，C6-do芳基、烷基芳基，芳基烷基，CrC9羧基，優選Q-C4烷基，C3-C4支鏈烷基，更優選C,-C2垸基，條件是當x是l且y是1，2,3，4或5，或者當x是2和y是1時，優選當x是2和y是1或2時，更優選當x是2且y是1,2或3時，或者當x是3且y是1時，R1ZH，這樣使得所述短鏈烷氧基醚是末端封端的垸氧基醇單烷基醚並且抗環化作用，優選當x是2且y是1,2,3,4或5時，R1^H。R2是C3-C9直鏈或支鏈院基，優選C3-C6直鏈或支鏈烷基，更優選C3-C4直鏈或支鏈烷基，優選其中N通過仲或叔碳原子連接到W上，其中優選叔碳原子，最優選叔丁基的叔碳原子；RS是氫或Q-C6垸基，優選氫或d-CV烷基，更優選氫或d-C2烷基，最優選氫；當x是l或2時RS是H或C廣Cs垸基,或當x是3或4時是-H,d-Cs垸基-OH或-R4011，其中W是CrQ烷基、優選C2-C3烷基，條件是當R3是-OH或-R"OH時它不在其自身已經鍵接到醚氧、-OH或-OR'基團上的碳上，條件是(i):在(I)中，當x是2和y是2、3、4或5且R匕H時R3禾口/或R5、優選R5^H，或(ii):在(II)中，當x是2禾卩y是2、3、4或5日寸，R3禾口/或R5、優選R5^H。從而，當x是3或4且R3是-OH,-114011時，反應產物可以是formulaseeoriginaldocumentpage15或者formulaseeoriginaldocumentpage15其中Q、Q2，(T和(T選自H，d-C5烷基，OH，-R4OH或者formulaseeoriginaldocumentpage15條件是在(IV)中，Q1和Q2之一與Qm和Qn之一是H或CrC5烷基,且優選至少Q、(T之一優選是formulaseeoriginaldocumentpage15和Z是-OR1或formulaseeoriginaldocumentpage15通過所述短鏈烷氧基二醇的末端封端，當x是l且y是l、2或3，或當x是2且y是l，或優選當y是1或2或更高，優選當y是l、2或3，或當x是3且y是l時，所述反應物是烷氧基醇單烷基醚，其在催化烷基胺化步驟中可抗環化。通過舉例而非限制的方式，希望的產物包括formulaseeoriginaldocumentpage16formulaseeoriginaldocumentpage17formulaseeoriginaldocumentpage18在約16(TC約425°C、優選約18(TC約400°C、和最優選約190r約250'C的溫度下和在氫氣壓力下，進行其一步合成的催化胺化工藝。反應器中的壓力範圍為約50約3000psig，優選約100約1000psig，和最優選約150約750psig。採用的所述反應器可包括任何能夠承受進行胺化工藝的壓力的適當容器。優選，在胺化中反應物以順流或逆流方式通過催化劑的固定床。這裡適用的其他反應器包括移動床反應器和連續攪拌反應器。例如，在連續攪拌反應器中催化劑被進行循環且所述反應物和反應產物以控制速率通過所述反應容器。這裡在胺化反應中釆用的氫化催化劑可以包括任何已知的氫化催化劑。示例性的氫化催化劑包括沉積在惰性載體如碳、氧化矽、氧化鋁或其他難熔性氧化物上的鉑、鈀和其他貴金屬如釕、銠、鋨和銥，R肌ey鎳，在硅藻土上的鎳，在惰性載體上的鎳，與具有氧化鋁或硅藻土載體的矽酸鹽和/或鋁鹽共沉澱的鎳塊或鎳-鈷或鎳-鈷-銅。優選的催化劑包括負載於氧化矽、氧化鋁或其混合物上的共沉澱的鎳、鎳-鈷和鎳-鈷-銅。同樣優選在氧化鋁上的鉑。仍更優選具有增大的鎳濃度約40wt^-70wt^的鎳的催化劑。由於優選的催化劑包括在美國專利3,697,445;4,251,394;4,251,672;4，263，173;4,263,225;4,273,680;4,273,939;4,307,248;4,318,829中所述的那些塊狀金屬共沉澱氫化催化劑；且在美國序列號為388,966和388,967的申請中公開並要求保護含有鋁和氧化矽的所述金屬共沉澱催化劑，其公開內容在此引入作為參考。優選用於在胺化反應中之前，所述催化劑被惰性物質如氫還原或活化。通常通過在175'C約400°C、優選20(TC約35(TC的溫度下，使氫氣通過催化劑而進行這種還原或活化。基於所述反應物裝載的重量，氫化催化劑的濃度是催化有效的且其量通常為約0.1約10wt%。應按照氫化催化領域普通技術人員已知的實踐所述標準預處理條件和氫化催化劑的處理。這裡使用的氨基化合物與聚烯基醚二醇的摩爾比範圍為1.2:14:1。為本發明目的，可能希望在反應介質中含有惰性溶劑。優選所述溶劑是如含環狀或鏈狀醚或烴的化合物，其中可溶解反應物。所述溶劑應具有相對低的分子量以便於從反應產物中將其除去。溶劑的量可以不同，但通常基於使用的反應物重量其範圍為約1050wt%，優選為1530wt%。優選的溶劑包括四氫呋喃、乙二醇和甲苯的二甲基醚。在氫存在下進行所述工藝的同時，可原位進行所述催化劑的還原。所述反應一旦完成，可通過已知方法如溶劑蒸發、揮發性組分蒸發、蒸餾等方便地回收所述反應產物混合物。優選的合成利用PCT/US2005/003062中所述的催化劑，其中所述催化劑包括載體上催化活性的金屬，所述負載金屬的催化劑的特徵在於具有約50約1200m2/g的BET表面積，所述載體的特徵在於大於約0.05cmVg的微孔體積，當對19.99nm或更小的孔標準化時，負載金屬的催化劑表現出於這樣的孔徑分布，約30%或更多的孔最高達4.99nm和5最高達19.99nm的孔構成餘量。所述方法利用室溫下0300psig的初始氫壓，約15(TC約35(TC的溫度，在操作溫度下501500psig的的總反應器壓力，0.524小時的反應時間，和式B反應物與式(A)反應物的摩爾比為2:15:1，優選2:14:1，最優選為2:l3:1。優選所述催化金屬是鎳，所述催化劑基於整體還原催化劑包括約2.5約80%的還原金屬。所述烷基氨基烷氧基垸基醚的優點在於與乙氧基乙醇叔丁胺(EETB)相比它們的合成更有效，這是因為相對於從二甘醇(DEG)開始合成乙氧基乙醇叔丁胺(EETB)，當由例如從二甘醇單垸基醚開始不會形成不希望的副產物。在催化劑存在下從DEG和叔丁基胺合成EETB中，在DEG的第一羥基的叔丁基胺化之後，將第二羥基脫氫成為醛導致快速成環同時形成Schiff-Base/甲亞胺，其被氫化成為不希望的副產物叔丁基嗎啉(TBM)和少量的二衍生物(bisderivative)(二叔丁基氨基乙基醚)。將其概括如下HO0'OHcstslyst200°C,8hr.HHBis-d.erivstiveBufBu—NH2catalystt+fBi>NH220OoCfH八0a/buHOHEETB<30°/。)cst日lystOH-fBu+H20catalyst,+H2一fBuT已M(~4。/0)在EETB的合成中，利用鎳催化劑的轉化被限制在約30%，這是因為與TBM形成相關的負面經濟性。當利用PCT/US2005/003062的鎳催化劑時，向TBM的轉化降低，且EETB產率達到約60。/。。從通式A的材料開始，不會形成不希望的環化副產物TBM，也不會形成二衍生物，從而相對於之前使用的8個小時僅達到30-60%的產率，在6個小時內可獲得成為90%+的所需產物轉化率。此外，當從式A材料開始時，無需進行此前需要利用的蒸餾/純化步驟以從不希望的副產物中回收所需產物。上述的吸收劑對氣態酸性組分例如H2S的去除表現出高選擇性，並即使在再生之後也保持了它們的高選擇性和負載能力。所述吸收劑用於從通常為氣態的混合物中選擇性吸收一種或多種氣態酸性組分(如H2S)，所述混合物含有這種氣態酸性組分(如H2S)和氣態非酸性組分和C02，包括(a)使所述通常為氣態的混合物與吸收溶液接觸，所述吸收溶液的特徵在於能夠選擇性地從所述混合物中吸收氣態酸性組分，(如H2S);(b)至少部分地再生含有氣態酸性組分(如H2S)的所述吸收溶液;和(c)通過如步驟(a)中所述進行接觸，重複利用所述再生溶液用於氣態酸性組分(如HzS)的選擇性吸收。優選通過加熱和汽提、並更優選通過用蒸氣加熱和汽提進行所述再生步驟。這裡使用的術語"吸收溶液"包括但不限於其中氨基化合物溶於選自水或物理吸收劑或其混合物的溶劑中的溶液。例如，在USP4,112,051中描述了物理吸收劑溶劑(與作為化學吸收劑的氨基化合物相對而言)，其全部公開內容此處引入作為參考，其包括如脂族酸醯胺、N-烷基化吡咯烷酮、碸、亞碸、二醇和其單醚和二醚。本文所述優選的物理吸收劑是碸，最特別是環丁碸。優選的液體介質包括水。主要取決於使用的特定氨基化合物和採用的溶劑體系，所述吸收溶液的氨基化合物濃度通常為約0.16摩爾/升總溶液，並優選14摩爾/升。主要取決於採用的氨基化合物類型，如果所述溶劑體系是水和物理吸收劑的混合物，使用的物理吸收劑的有效量通常可在0.15摩爾/升總溶液之間變化，並優選0.53摩爾/升。氨基化合物的濃度對於使用的具體化合物具有顯著依賴性，這是因為增大氨基化合物的濃度可降低吸收溶液的鹼度，從而不利地影響其對於H2S去除的選擇性，特別是如果在所述氨基化合物具有將決定在上述給定範圍內的最大濃度水平的特定水溶液溶解度的情況下。從而對於確保滿意的結果，保持適於各特定氨基化合物的適當濃度水平是重要的。本發明的溶液可包括各種常用於選擇性氣體去除工藝的添加劑，例如，消泡劑、抗氧化劑、腐蝕抑制劑等。這些添加劑的量通常在它們的有效範圍內，即有效量。本文所述的氨基化合物還可與其他氨基化合物作為共混物混合。所述各氨基化合物的比例可顯著不同，例如，199wt^本文所述的氨基化合物。在決定本文所述氨基化合物的H2S去除效率中最重要的三個特徵是"選擇性"、"負載"和"容量"。說明書通篇中使用的術語"選擇性"由如下的摩爾比分數定義液相中(H2S的摩爾數/C02的摩爾數)/氣相中(H2S的摩爾數/C02的摩爾數)該分數越高，所述吸收溶液對於氣體混合物中的H2S選擇性越高。術語"負載"是指以氣體的摩爾數/胺的摩爾數表示的物理溶解和化學結合在所述吸收溶液中的H2S和C02氣體的濃度。最好的氨基化合物是表現出高達相對高負載水平的良好選擇性的那些。本發明實踐中使用的氨基化合物通常在0.1摩爾的"負載"下具有基本不小於10的"選擇性"，優選在0.2或更高的H2S和C02摩爾數/氨基化合物摩爾數下"選擇性"基本不小於10。"容量"定義為在所述吸收步驟的最後吸收溶液中負載的H2S摩爾數減去在所述解吸步驟的最後吸收溶液中負載的H2S摩爾數。高容量使得可減少被循環的胺溶液的量和在再生過程中使用較少的熱量或蒸氣。本文的酸性氣體混合物須包括H2S，可任選包括其他氣體如C02,N2，CH4,H2,CO,H20，COS,HCN，C2H4,NHb等。通常這種氣體混合物存在於燃燒氣體、精練廠氣體、民用燃氣、天然氣合成氣、水煤氣、丙垸、丙烯、重質烴氣等。這裡，當所述氣態混合物是這樣得到的氣體時所述吸收溶液特別有效，所述氣體例如來自頁巖油乾餾爐，煤的液化或氣化，用蒸氣氣化重質油，空氣/蒸氣或氧/蒸氣，重質渣油向較低分子量液體和氣體的熱轉化如流化焦化器、Flexi焦化器或延遲焦化裝置，或硫工廠尾氣清除操作。本發明的吸收步驟一般包括使通常為氣態的物流與吸收溶液在任何適當的接觸容器中接觸。在這種工藝中，可利用常規方法使所述含有H2S和C02的通常為氣態的混合物與吸收溶液密切接觸，其中所述氣態混合物中的H2S待被選擇性除去，所述常規方法如用例如環形料或篩板裝填的塔或容器或鼓泡反應器。與C02相比，也將優選除去其他酸性氣態組分。在實踐本發明的常見方式中，通過將所述通常為氣態的混合物進料到吸收塔的底部、同時將新鮮的吸收溶液進料到塔的頂部區域進行所述吸收步驟。釋放大部分H2S的所述氣態混合物從塔的頂部逸出，含有選擇性吸收的H2S的負載吸收溶液從接近塔底部或在其底部離開。優選，在所述吸收步驟中吸收溶液的入口溫度範圍為約2(TC約100°C，更優選約3(TC約6(TC。壓力可大幅變化；吸收器內可接受的壓力為52000psig，優選201500psig，最優選25~1000psig。所述接觸在使得H2S可被所述溶液選擇性吸收的條件下進行。將吸收條件和設備設計為使得可最小化液體在吸收器內的駐留時間以減少C02的吸收，同時保持氣體混合物與液體的足夠駐留時間以吸收最大量的H2S氣體。需要被循環以得到給定的H2S去除程度的液體量將取決於所述氨基化合物的化學結構和鹼度和進料氣體中的H2S分壓。在相同吸收條件下，具有低分壓的氣體混合物(如在熱轉化工藝中遇到的那些)將比具有較高分壓的氣體(如頁巖油乾餾爐氣體)需要更多的液體。用於選擇性除去H2S相的工藝的常見步驟包括在含有多個塔板的塔中，在低溫如低於45X:下，和在至少約0.3英尺/秒(基於"活化"或鬆動的塔板表面)的氣體速度下，通過含H2S和C02的氣態混合物與氨基化合物溶液的逆流接觸選擇性吸收H2S,取決於氣體的操作壓力，所述板式塔的接觸塔板少於20，例如通常使用4-16塊塔板。在使所述通常為氣態的混合物與吸收溶液接觸之後，接觸溶液變為由H2S飽和或部分飽和的，可至少部分地再生所述溶液以使得其可被循環回吸收器內。與吸收一樣，可在單獨的液相中進行再生。可通過在所述容器的頂部以常規方式完成所述吸收溶液的再生或解吸，所述常規方式如降低溶液壓力或升高溫度至吸收的H2S可被閃蒸掉的點處，或使得所述溶液旁路進入到用於所述吸收步驟中的類似結構的吸收容器內，並使惰性氣體如空氣或氮氣或優選蒸氣向上通過所述容器。在再生步驟中所述溶液的溫度範圍應為約5(TC約170°C，優選約80。C約120°C，所述再生溶液的壓力範圍應為約0.5約100psia，優選1約50psia。所述吸收溶液在被清除掉至少一部分H2S氣體之後，可被循環回到吸收容器內。根據需要可加入補充的吸收劑。在優選的再生技術中，將富H2S的溶液送至再生器，所述再生器其中通過由所述溶液的再沸產生的蒸氣對所述吸收組分進行汽提。閃蒸槽和汽提塔中的壓力通常為1約50psia，優選15約30psia，且溫度範圍通常為約50°C170°C，優選約8(TC12(TC。當然，汽提塔和閃蒸溫度將取決於汽提塔壓力，從而在約1530psia的汽提塔壓力下，吸收過程中的溫度將為8(TC約120°C。所述待再生溶液的加熱可非常適於通過用低壓蒸氣間接加熱的方式實現。然而，也可使用蒸氣的直接加熱。在實踐本文整個工藝的一種實施方式中，如圖1所示，將待純化的氣體混合物通過線路1引入氣-液逆流接觸塔2的底部，所述接觸塔包括底部3和頂部4。根據需要，所述頂部和底部可通過一個或多個填充床隔開。上述的吸收溶液被通過管5引入到塔的頂部。所述流向塔底部的溶液遇到逆流流動的氣體並優先溶解H2S。釋放了大部分H2S的氣體通過管6離去，用於最終應用。所述主要含有H2S和一些C02的溶液流向塔的底部，在該處其被通過管7釋放出來。然後，由任選的泵8將所述溶液泵送通過置於管7內的任選的熱交換器和冷卻器9，這使得來自再生器12的熱溶液與來自吸收塔2的較冷溶液交換熱量用於節約能量。所述溶液通過管7進入到閃蒸槽10中，閃蒸槽10配備有排出至線路13的線路(未圖示)，然後通過線路11引入到再生器12的頂部，其配備有若干板並對所述溶液中攜帶的H2S和C02氣體進行解吸。該酸性氣體通過管13被傳送入冷凝器14中，其中對來自所述氣體的水和胺溶液進行冷卻和冷凝。然後，所述氣體進入分離器15中，在其中進行進一步的冷凝。通過管16將所述冷凝溶液返回分離器12的頂部。含有H2S和一些C02的冷凝剩餘氣體通過管17移出用於最終處理(例如，送至出口或焚燒爐或將H2S轉化成為硫的設備，如Claus單元或Stretford轉化單元(未圖示))。當所述溶液向下流動通過再生器12並通過管18在所述再生器的底部離開以轉移到再沸器19的同時，溶液釋放處大多數其含有的所述氣體。裝配有外部熱源(如通過管20注入的蒸氣和通過第二管(未圖示)排出的冷凝物)的再沸器19蒸發掉部分的該溶液(主要是水)以從其中排出更多H2S。排出的H2S和蒸氣經由管21被返回到所述再生器12的底部，並通過管13排出以進入氣體處理的冷凝階段。仍留在所述再沸器19中的溶液通過管22取出，在熱交換器9中冷卻，並經由泵23(任選的，如果壓力足夠高的話)的作用通過管5引入到吸收塔2內。通常，在通過本發明工藝處理之後，H2S:C02摩爾比為1:10的來自用於重質渣油熱轉化設備的待處理氣態蒸氣、或者H2S:C02摩爾比小於l:10的Lurgi煤氣將產生H2S:CO2摩爾比約為1:1的酸性氣體。本文的所述工藝可與另一種H2S選擇性去除工藝結合使用；然而，優選獨立進行本發明的工藝，因為所述氨基化合物自身在H2S的優先吸收方面極為有效。實施步驟l，利用氮:二氧化碳:硫化氫為89:10:1的試驗氣體混合物在35'C在0.15M吸收劑水溶液上進行吸收試驗2小時。2.在與試驗氣體混合物的相同流速下，在85t:在流動N2中進行2小時吸收。DEG=二甘醇TEG=三甘醇DEGM=二甘醇單甲基醚TEGM-三甘醇單甲基醚DEGE=二甘醇單乙基醚TBM=叔丁基嗎啉TBA=叔丁基胺表和附圖的圖標EETB二乙氧基乙醇叔丁胺MEETB=甲氧基EETBEEETB=乙氧基EETBBEETB=丁氧基EETBMEEETB=甲氧基TEGTBTEGTB=三甘醇叔丁基胺Bis-SE-二叔丁基氨基DEGBIS-TEGTB=二叔丁基氨基TEG吸收/再生實施例表l.吸收試驗結果總結tableseeoriginaldocumentpage27選擇性=溶液中(H2S/C02)/進料氣體中(H2S/C02)負載-f^S摩爾數/化合物的摩爾數容量=(被溶液吸收的H2S摩爾數-在從溶液中吸收之後的H2S摩爾數)/溶液吸收的H^摩爾數如同可以看出的，與文獻中的EETB和二衍生物相比，所述甲基、乙基和丁基取代的二甘醇和三甘醇叔丁基胺具有較高的選擇性程度，與文獻中的EETB和二衍生物相比，再生之後其至少具有等同的、在大多數情況下具有更優越的容量和更優越的選擇性。合成實施例a.在高壓釜內在氮氣下於室溫將109.9g叔丁基胺(TBA)與91.2g的單甲基二甘醇(2:1摩爾比)混合。使用滿足PCT/US2005/003062中所述要求的(X503g(0.25wt。/。)新鮮的載鎳催化劑並加入到高壓釜中。所述催化劑含有還原程度為0.35的64%的鎳(PCT/US2005/003062的實施例1(b))。室溫下的開始氫壓為100psi。在1800rpm攪拌下，在200。C、220。C和225。C進行三輪分離，每小時取樣。在圖2中給出的結果表示隨溫度升高產率提高。當調整為計入未反應的叔丁基胺的產物產率達到至少約80%時，可將來自所述反應器的流出物不經純化或分離即用於H2S吸收反應，所述產物基本上無不希望的副產物。b.利用上述實施例(a)的步驟，但在225°C下，使叔丁基胺(TBA)分別與部分的單甲基二甘醇、單乙基二甘醇、單丁基二甘醇和單甲基三甘醇反應(2:1的摩爾比)。如圖3所示，在各情況下的產物產率(作為調整以計入未反應的TBA的)，在5-7小時內獲得的產率為90%或更高。由於獲得了該水平的產出，則無需分離、耗時的純化步驟。c.在225。C下，在實施例(a)的0.25wt。/。的催化劑上，使叔丁基胺單獨與三甘醇和單甲基三甘醇反應(2:l的摩爾比)。在5小時後，得到約95°/。的單甲氧基三甘醇叔丁基胺產率。同樣在5小時後，來自三甘醇的產物產率約為55%的三甘醇叔丁基胺和10-12%的雙-三甘醇叔丁基胺(總共約65-67%的產率)。然而，隨時間變化，隨運行持續時間延長，例如22小時，對於所需產物約95%或更高的組合產率，隨其轉化成為雙-三甘醇叔丁基胺單甲基三甘醇的產率降低(~33%)，同時雙-三甘醇叔丁基胺的產率增大至約63%的產率(圖4)。權利要求1.通過使下式的烷氧基醇和下式的烷基胺催化反應而用於製備下式和/或的吸收材料的方法，其中，x是1，2，3或4；y是1，2，3，4或5，R1是H，C1-C9烷基，C3-C9支鏈烷基，C5-C9環烷基，C6-C10芳基、烷基芳基，芳基烷基，C1-C9羧基，條件是當x是1和y是1，2，3，4或5，或者當x是2和y是1，或者當x是3和y是1時，R1≠H；R2是C3-C9直鏈或支鏈烷基，其中N通過仲或叔碳原子連接到R2上；R5是氫，C1-C6烷基，條件是(i)在(I)中當x是2且y是2、3、4或5且R1＝H時，R3和/或R5≠H，或(ii)在(II)中，當x是2和y是2、3、4或5時，R3和/或R5≠H；當x是1或2時R3是H或C1-C5烷基，或當x是3或4時R3是H、C1-C1烷基、-OH或-R4OH，其中R4是C1-C4烷基，條件是當R3是-OH或-R4OH時它不在其自身已經鍵接到醚氧-OH或-OR1基團上的碳上，其中當在式(A)的材料中x是3或4且R3是-OH或-R4OH時，反應產物是或其中Q1，Q2，Qm和Qn選自H，-C，-C5，-OH，-R4OH或者條件是在(IV)中，Q1和Q2之一與Qm和Qn之一是H或C1-C5烷基，和Z是-OR1或2.權利要求l的方法，其中，W是d-C4烷基，CVC4支鏈垸基，R2是C3-C6直鏈或支鏈垸基，RS是氫或CrC4烷基，R4是CrC3烷基formulaseeoriginaldocumentpage3、至少Q、Q"之一是R2。3.權利要求1的方法，其中當x是2且y是1或2日寸，R1-H。4.權利要求1的方法，其中當x是2且y是1、2或3時，R1-H。5.權利要求1的方法，其中當x是2且y是1、2、3、4或5日寸，R1氛6.權利要求1、2、3、4或5的方法，其中所述催化劑包括載體上的催化活性金屬，所述負載金屬的催化劑的特徵在於具有約50約1200m2/g的BET表面積，所述載體的特徵在於大於約0.05cm3/g的微孔體積，當對19.99nm或更小的孔標準化時，負載金屬的催化劑表現出於這樣的孔徑分布，約30%或更多的孔最高達4.99nm和5最高達19.99nm的孔構成餘量。7.用於從含有所述氣態酸性組分和氣態非酸性組分和C02的氣態混合物中選擇性除去氣態酸性組分的吸收劑，所述吸收劑包括下式的材料，formulaseeoriginaldocumentpage4其中，x是1，2，3或4;y是1,2,3,4或5,W是H，d-Q烷基，C3-C9支鏈垸基，CVC9環烷基，C6-Qo芳基、烷基芳基，芳基烷基,Q-C9羧基，條件是當x是l和y是1,2,3,4或5，或者當x是2禾ny是1,或者當x是3和y是1時，R1^H;R2是CrC9直鏈或支鏈烷基，其中N通過仲或叔碳原子連接到R2上；R5是氫，Q-C6烷基；當x是l或2時RS是H或Q-C5垸基，或當x是3或4時F是H、d-C5垸基、-OH或-R4011，其中114是d-C4烷基，條件是當R3是-OH或-R4011時它不在其自身己經鍵接到醚氧、-OH或-ORi基團上的碳上，條件是(i):在(I)中當x是2且y是2、3、4或5且R^H時，r3和/或r5^H，或(ii):在(ii)中，當x是2和y是2、3、4或5時，W和/或R54其中當x是3或4時，式I或II的材料可由下式表示formulaseeoriginaldocumentpage5其中Q，Q2,(T禾口Qn選自H，-Q-Cs烷基，OH，-R4OH或者條件是在(IV)中，Q1和Q2之一與9m和Qn之一是H或Q-C5烷基，n:和Z是-OR1或r58.權利要求7的吸收劑，其中，W是CrC4烷基，C3-C4支鏈烷基，R2是C3-Q直鏈或支鏈烷基，RS是氫或CVC4烷基,R4是C2-C3烷基至少Q、Qn之一是formulaseeoriginaldocumentpage69.權利要求7的吸收劑，其中當x是2和y是1或2時，R1^H'10.權利要求7的吸收劑，其中當x是2和y是1、2或3時，R111.權利要求7的方法，其中當x是2和y是1、2、3、4或時，R1^H。12.用於從含有氣態酸性組分和氣態非酸性組分和C02的通常為氣態的混合物中選擇性除去所述一種或多種氣態酸性組分的方法，所述方法在使得其中一種或多種氣態酸性組分從所述混合物中被選擇性吸收的條件下，使所述混合物與含有包括下式吸收劑材料的吸收溶液接觸formulaseeoriginaldocumentpage6和/或formulaseeoriginaldocumentpage6通過使下式的烷氧基醇醚formulaseeoriginaldocumentpage7和下式的垸基胺催化反應得到所述吸收劑材料，其中，X是1，2，3或4;y是1,2，3，4或5，W是H，CrC9烷基，C3-C9支鏈垸基，Cs-C9環垸基，C6-do芳基、烷基芳基，芳基烷基，(VC9羧基，條件是當x是l和y是1、2、3、4或5，或者當x是2和y是1，或者當x是3和y是1時，R1^R2是C3-C9直鏈或支鏈垸基，其中N通過仲或叔碳原子連接到R2上；R5是氫，CrC6烷基；當x是l或2時RS是H或d-Cs烷基，或當x是3或4時W是H、C廠Q垸基、-011或-114011，其中114是CrC4烷基，條件是當R3是-OH或-R4OH時它不在其自身已經鍵接到醚氧、-OH或-ORt基團上的碳上，條件是(i):在(I)中當x是2且y是2、3、4或5且R^H時，r3禾口/或r5^H，或(ii):在(ii)中，當x是2和y是2、3、4或5時，R3和/或R5;其中當在式(A)的材料中x是3或4且R3是-OH或-R40H時，反應產物是formulaseeoriginaldocumentpage8。其中Q、Q2，(T禾口Qn選自H，-C，-C5,-OH，-R4OH或者formulaseeoriginaldocumentpage8條件是在(IV)中，Q'和(52之一與(T和Qn之一是H或d-Q垸基,只2和Z是-OR1或formulaseeoriginaldocumentpage813.權利要求12的方法，其中，W是C,-C4烷基，C3-Oj支鏈垸基，R2是CVC6直鏈或支鏈垸基，RS是氫或CrQ垸基，R4是CrC3烷基，—n;至少Ql-Qn之一是formulaseeoriginaldocumentpage814.權利要求12的方法，其中當x是2且y是1或2時，R1^H。15.權利要求12的方法，其中當x是2且y是1、2或3時，R^H。16.權利要求l的方法，其中當x是2且y是1、2、3、4或5時，R1#H。17.權利要求12、13、14、15或16的方法，其中所述選擇性吸收的酸性組分是H2S。全文摘要本發明涉及包括烷基氨基烷氧基(醇)單烷基醚的酸性氣體吸收劑和利用包括烷基氨基烷氧基醇單烷基醚的吸收溶液從含有CO2和H2S的氣態混合物中選擇性除去H2S的方法。文檔編號B01D53/54GK101300223SQ200680029481公開日2008年11月5日申請日期2006年7月21日優先權日2005年8月9日發明者埃德蒙·約翰·莫澤萊斯基,王正宇,羅伯特·巴斯爾·費蒂克,麥可·斯思金申請人:埃克森美孚研究工程公司