[发明专利]在物理溶剂酸性气体吸收过程中减少甲酸盐基热稳定盐

说明书

技术领域

本发明涉及减少在物理溶剂酸性气体吸收过程中形成的甲酸盐基热稳定盐的方法，在吸收过程中酸性气体污染物例如硫化氢和二氧化碳被从包含这些污染物的气体混合物中除去。本发明特别适合于物理溶剂例如冷冻甲醇、聚乙二醇类的二烷基醚、N-甲基-2-吡咯烷酮类、碳酸丙烯酯等等，并且特别是含有氨作为污染物的气体混合物。

背景技术

源自于天然气藏、石油或煤炭的流体流经常含有大量酸性气体，例如二氧化碳、硫化氢、二氧化硫、二硫化碳、氧硫化碳、氰化氢、氨或硫醇，作为杂质。所述流体流可以是气体、液体或其混合物，例如气体如天然气、炼油气、来自页岩热分解的烃气、合成气体等或液体如液化石油气（LPG）和天然气液（NGL）。用于除去酸性气体污染物的各种组合物和方法是已知的并在文献中进行了描述。例如，用化学溶剂例如胺溶液处理这样的流体流是众所周知的，它依靠所述溶剂与酸性气体污染物之间的化学反应。所述胺通常作为含胺水溶液在吸收塔中接触流体流中的酸性气体污染物，所述水性胺溶液逆流接触所述流体流。通过采用加热实现化学溶剂的再生。

或者，流体流可以用不与所述酸性气体杂质起化学反应的物理溶剂处理，所述物理溶剂例如冷冻甲醇、聚乙二醇类的二烷基醚（DEPG）、N-甲基-2-吡咯烷酮类（NMP）、碳酸丙烯酯等等。物理溶剂通常在高压下溶解（吸收）流体流中的酸性气体污染物。因为不涉及化学反应，物理溶剂法通常需要的能量比化学溶剂法少。虽然化学溶剂的再生通过采用加热实现，但物理溶剂经常可以通过降低压力而不采用加热来脱除杂质。当酸性气体或其它杂质的浓度很高时，物理溶剂倾向于优于化学溶剂。与化学溶剂不同，物理溶剂是无腐蚀性的，只需要碳钢结构。

通过使被污染的产物气体与新鲜溶剂在以有利于所使用类型溶剂的高压和/或低温条件操作的吸收塔或其它专用设备中接触，来除去酸性气体污染物。一旦除去了污染物，取决于产物流规格，净化的气体即可供销售或用于其它下游调节。通过在有利于解吸的低压和/或高温条件下驱除吸收的污染物，来再生所述溶剂供再利用。通常使用闪蒸罐和/或汽提塔实现这种分离。

在含胺溶液的化学溶剂中形成热稳定胺盐（HSAS）和在用于气体调节的物理溶剂中形成甲酸盐基热稳定盐（FBHSS）已是长期的问题。热稳定盐（HSS）被称作热稳定的，是因为它们在设备的汽提段不可再生。这些HSS，例如甲酸盐、乙酸盐、羟乙酸盐、乙醛酸盐、草酸盐、硫氰酸盐、硫代硫酸盐、硫酸盐、亚硫酸盐和氯化物的胺盐，降低了所述溶剂的酸性气体承载能力并可以增加溶液粘度，从而增加设备运行成本和效率。

公开了中和胺溶液中HSAS的若干方法，例如参见USP5,622,681和5,912,387。

一般而言，HSAS在物理溶剂除酸性气体过程中较不成问题，因为溶剂不是胺。然而，FBHSS在处理含有氨作为污染物的流体流的物理溶剂除酸性气体过程中是成问题的。在氨和例如通常以低浓度存在于物理溶剂中的甲酸盐之间可以形成FBHSS。如果不进行消除，所述FBHSS杂质的浓度会增加，导致溶液的效率受损和腐蚀性增加，这对于碳钢结构特别有害。在化学溶剂法中用于中和HSAS的方法是不实用的，即使可能适用于除去物理溶剂法中的FBHSS。

因此，具有从物理溶剂中容易、经济和有效地除去FBHSS，从而产生使用寿命增加和/或腐蚀性能较低的再生物理溶剂的方法，将是有利的。

发明内容

本发明是降低用于酸性气体吸收过程的物理溶剂中甲酸盐基热稳定盐的浓度的方法，所述方法包括将含有甲酸盐基热稳定盐的物理溶剂与能够进行将甲酸转变成二氧化碳和氢的反应的金属催化剂进行接触，其中所述物理溶剂优选是甲醇、一种或多种聚乙二醇类的二烷基醚、一种或多种N-甲基-2-吡咯烷酮、碳酸丙烯酯、N-乙酰基吗啉和N-甲酰基吗啉的混合物、或1,3-二甲基-3,4,5,6-四氢-2(1H)-嘧啶酮。