[发明专利]用于气体洗涤的具有叔烷基氨基和伯氨基的二胺

说明书

通式(I)的化合物其中R₁、R₂和R₃独立地选自C_1‑4‑烷基和C_1‑4‑羟基烷基；每一个R₄独立地选自氢、C_1‑4‑烷基和C_1‑4‑羟基烷基；每一个R₅独立地选自氢、C_1‑4‑烷基和C_1‑4‑羟基烷基；m为2、3、4或5；n为2、3、4或5；和o为0‑10的整数。优选的式(I)的化合物为2‑(2‑叔丁基氨基乙氧基)乙基胺。包含式(I)化合物的吸收剂从流体流快速吸收二氧化碳，并且还适用于同时除去H₂S和CO₂的过程，其中必须观察给定的H₂S限度，但是不需要完全除去CO₂。

本发明涉及具体的二胺化合物、包含这些化合物的吸收剂、这些吸收剂用于从流体流除去二氧化碳和/或硫化氢的用途以及用于从流体流除去二氧化碳和/或硫化氢的方法。

出于各种原因，从流体流(诸如天然气、炼油厂气或合成气)除去酸气体(例如CO₂、H₂S、SO₂、CS₂、HCN、COS或硫醇)是重要的。CO₂与在流体流中通常夹带的水结合，可形成酸，酸导致管道和阀腐蚀。在其它物质中，必须将二氧化碳从天然气中除去，至气体的热值不会降落低于期望值的程度。为了在天然气液化设备(LNG＝液化的天然气)中进一步加工，与此相反，必须完全除去CO₂。

必须通过合适的处理量器在天然气来源处直接降低在天然气中硫化合物的含量，这是由于硫化合物形成酸，酸在通常被天然气夹带的水中具有腐蚀作用。为了在管线中输送天然气或在天然气液化设备(LNG＝液化的天然气)中进一步加工，因此必须观察对于含硫杂质的给定的限度。此外，众多硫化合物即使在低浓度下也具有恶臭和有毒。

通过使用无机或有机碱的含水溶液的洗涤操作，除去酸气体。当酸气体溶解于吸收剂中时，与碱形成离子。通过减压至较低的压力，和/或，在离子物料反向反应以形成酸气体和/或借助蒸汽被汽提出的情况下，吸收介质可再生。在再生过程之后，吸收剂可被再利用。

通过使用具有高CO₂亲和力的吸收剂(诸如伯和仲链烷醇胺)，实现高CO₂吸收率。高CO₂亲和力需要随着高放热而进行CO₂吸收。然而，这种吸收剂因为吸收反应焓的量级高，在再生中通常也需要相对高的能耗。

比起对于CO₂，高度空间位阻仲胺(诸如2-(2-叔丁基氨基乙氧基)乙醇)和叔胺(诸如甲基二乙醇胺(MDEA))对于H₂S呈现动力学选择性。这些胺不与CO₂直接反应；而是，CO₂在缓慢反应中与胺和水反应，以得到碳酸氢盐，与此相反，H₂S在含水胺溶液中立即反应。因此，这些胺尤其适用于从包含CO₂和H₂S的气体混合物选择性除去H₂S。

空间未受阻伯胺或仲胺(例如哌嗪)作为促进剂通过中间形成氨基甲酸酯结构可加速叔胺的CO₂吸收。在胺与二氧化碳的该直接反应中，吸收速率高，但是，另一方面，仅一个CO₂分子可被两个胺分子吸收。例如，US 4,336,233公开了借助包含MDEA和哌嗪的含水吸收剂，从气体除去CO₂和/或H₂S的方法。与不具有促进剂的系统相比，使用哌嗪作为CO₂促进剂能够使CO₂吸收速率高许多倍。

US 2013/0243676描述了一种用于从具有吸收剂的气体混合物吸收H₂S和CO₂的方法，所述吸收剂包含高度空间位阻醚胺二缩三乙二醇或它们的衍生物和液体胺。