[发明专利]使用2-氨基-2-(羟甲基)丙-1,3-二醇化合物处理液化烃气体的方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于处理液化烃的方法。更具体地，本发明涉及使用2-(氨基)-2-(羟甲基)丙-1,3-二醇化合物从液化烃气体流中去除酸性气体的方法。

背景技术

诸如天然气液体(NGL)或液态石油气(LPG)的液化烃为用作加热电气用具和交通工具中的燃料的烃气体的可燃性混合物。同样地，为了减少对臭氧层的损害，也越来越多地将它们用作气溶胶喷射剂和制冷剂来取代含氯氟烃。

液化烃是通过精炼石油或“湿”天然气来合成的，并且几乎全部源自化石燃料源，液化烃是在精炼石油(原油)的过程中生产的、或者是在石油或天然气流从地下出现时从它们中提取出来的。

液化烃气体在常温常压下迅速蒸发并通常在加压钢气瓶内供应。这些气瓶通常被填充至它们容积的80％至85％之间以允许所含液体的热膨胀。蒸发的气体与液化的气体之间的体积比根据组成、压力和温度而变化，但通常为大约250:1。

液化烃气体通常含有各种酸性、气态的污染物，例如硫化氢、各种硫醇和其他各种硫化合物、二氧化碳以及羰基硫化物(COS)。在气体处理行业中公知的是通过使气体或液态烃流与一种或多种胺的水溶液接触可以成功地去除这种污染物。胺的水溶液就其吸收特定酸性气体的能力而言可以是选择性的或者是非选择性的。

在这样的吸附之后，酸性化合物被从胺中汽提，并且除了胺化合物在该过程中可能已经损耗的程度之外，使所述胺返回至系统。已经提出许多不同的胺对于酸性气体的去除将提供一定水平的效用的理论。作为实际情况，实际用于商业用途的胺为单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、甲基二乙醇胺(MDEA)和二异丙醇胺(DIPA)。例如，已经报道了为了去除H₂S的目的而使用MDEA/DIPA混合物(美国专利No.4,808,765)。

液化烃气体的处理存在的特定问题在于，胺倾向于显著可溶于这些气体中，导致由于需要补充损耗的胺而造成相应的经济损失。许多精炼厂使用水性的DIPA或MDEA从液化烃气体中去除酸性杂质。然而，这些胺的浓度通常限定在将所述胺供应给工艺的水流的约20-35重量％的范围。在更高浓度下的操作(其是为了生产力的原因所期望的)通常导致不期望的高水平的液化烃气体被胺的污染。

在处理裂化(即，高度不饱和的)LPG的精炼厂，这一问题特别突出，MDEA的损耗率往往足以抵消用MDEA代替DEA的经济合理性。

美国专利No.5,326,385、No.5,877,386和No.6,344,949均教导了通过各种工艺对液化烃气体进行某些类型的“脱硫”。此外，美国专利No.4,959,086使用胺化合物的异构体来从天然气中去除硫化氢。已经报道了为了去除H₂S的目的而使用MDEA/DIPA混合物(美国专利No.4,808,765)。

这些出版物为在通过胺-酸性气体工艺使液化烃气体“脱硫”时遇到的问题提供了合理的解决方案。然而，仍会高度期望具有这样一种胺组合物，其使在液化烃气体系统中循环的有效胺浓度最大化，但同时又使因在液化烃气体中的溶解度而造成的胺损耗量最小化。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于处理包含酸性气体的液化烃，以在将所述酸性气体去除的同时使胺类的损耗最小化的方法。所述方法包括使所述液化烃与第一胺化合物的吸收性水溶液接触的步骤，所述第一胺化合物具有以下结构：

其中，R₁和R₂可各自独立地为氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、2-羟乙基或丙-2,3-二醇。

当将如甲基二乙醇胺(MDEA)的常规链烷醇胺的水溶液用于在液/液工艺中处理液化石油气时，随着时间可遭遇严重的胺损耗。已经证实羟基的存在对于通过改善分子的疏脂特性来减少这些损耗而言是至关重要的。因此，尽管就酸性气体去除的性能和能力而言MDEA的水溶液被证实优于TEA的水溶液，但引入三个羟基的三乙醇胺(TEA)仍是所选择的分子。MDEA与TEA之间的性能和能力的差异主要由碱强度的差异来决定，碱强度通过它们各自的pKa来表示，MDEA的pKa为8.7，TEA的pKa为7.9。

因此，引入比MDEA更多数量的羟基和/或氮-氢键、同时保持低分子量以及相比于TEA相同或更佳的碱强度(即pKa)的链烷醇胺结构，将是用于在液/液工艺中处理液化石油气的理想候选者。