CN111770783A - 改进的杂质去除方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种方法，该方法包含：步骤a)使包含杂质的进料流与吸收剂流在对向流中接触，以产生杂质贫化的产物流和杂质富集的吸收剂流，杂质贫化的产物流在杂质的摩尔量上相对于进料流中的该杂质的摩尔量是贫化的，杂质富集的吸收剂流在杂质的摩尔量上相对于吸收剂流中的该杂质的摩尔量是富集的；步骤b)处理杂质富集的吸收剂流，以形成包含该杂质的气体流以及再生的吸收剂流，再生的吸收剂流在杂质的摩尔量上相对于杂质富集的吸收剂流中该杂质的摩尔量是贫乏的；本文所述的吸收剂流包含至少15wt％的至少一种通式(I)的化合物(A)或一种混合物(M)，混合物(M)包含至少一种通式(II)的化合物(B)以及至少一种通式(III)的化合物(C)。

Description

改进的杂质去除方法
技术领域
本发明涉及一种改进的去除杂质的方法，特别是在其它杂质(如H2S和CO2)存在下，从非水工艺料流中改进硫醇的去除，该非水工艺料流主要为气体，但也包括液体。
背景技术
已知从各种进料流——特别是气体进料流中——去除杂质是重要的，该杂质如硫化氢(H2S)、二氧化碳(CO2)、氧硫化碳(COS)、二硫化碳(CS2)、二硫化物和硫醇。
这样的进料流在例如天然气的加工中出现。来自天然气田的气体主要包含甲烷，并且还可包含显著量的杂质，如二氧化碳(容易达到70vol.％)、硫化氢、硫醇和氧硫化碳。因此，可能需要去除这些杂质，以降低作为压缩气体的进一步运输成本，以减轻下游系统及管线中的腐蚀风险，以调节气体的热值以便适应消费者需求，和/或以便能够将天然气液化成液化天然气LNG(liquefied natural gas)——一种日益广泛使用的运输手段，以将天然气从遥远的采得地点运送到天然气消费市场。
在精炼厂料流中，去除杂质也是重要的，如液化石油气(liquefied petroleumgas，LPG)馏分、来自流化催化裂化(fluid catalytic cracking，FCC)的废气、加氢处理装置废气，并且精炼厂气体通常含有显著量的硫醇和/或H2S，在一些情况下也可能存在CO2。用于不同燃料池的蒸馏馏分需要脱硫，以减轻由燃烧后的烟气中SOx排放所引起的酸雨问题。因此，这些液体馏分中的几种经过了加氢脱硫，该加氢脱硫是将重硫化合物转化为气体H2S的精炼步骤。在所谓的克劳斯装置(Claus plant)中，从所有这些来源收集的H2S随后可以转化成元素硫，这样的元素硫已经成为商业产品，例如作为生产硫酸的原料。
此外，在主要由H2、CO和可能的N2组成的合成气的生产中，杂质去除可能是重要的，该合成气是各种形式的气体，其是重要的化学结构单元，但也是来自固体含碳料流(如固体废物流、焦油砂、油页岩等)的能量转化中的重要中间体。通常希望从合成气中去除硫醇、H2S和CO2，因为硫醇和H2S可能是其中不希望的反应物，和/或导致燃烧时放出硫氧化物(SOx)，考虑到酸雨问题，这是不希望的，以及因为CO2可能例如在下游工艺中充到干扰性惰性物。
然而，同时且有效率地去除硫醇、H2S和CO2仍然是重要的挑战，尤其是考虑到日益严格的环境要求和技术要求，以及天然气处理厂不断降低成本的驱动力。
从气体中去除杂质，以及在较小程度上也从有机液体(诸如，例如LPG料流)中去除杂质，通常是通过用吸收剂溶液洗涤料流来完成的，通常在相对低的温度下有利于杂质的吸收。大部分杂质被吸收在吸收剂溶液中，然后，富含(杂质)的吸收剂溶液被运送至再生步骤以进行再生。然后，通常将来自再生步骤的贫乏的吸收剂溶液冷却，并再循环至吸收步骤。典型的吸收剂溶液含有碱性吸收剂，并且胺化合物优于其他选择(如热的碳酸钾)。甚至更优选的是，烷醇胺。常规的吸收剂例如是2-羟乙胺，也称为单乙醇胺(MEA)。根据一可逆放热反应，吸收的杂质与溶液中存在的烷醇胺反应。对于MEA，通常需要两分子MEA来吸收一分子CO2。更复杂的空间位阻胺(包括叔胺)被发现已提供改进的化学计量。
这些类型的溶剂与杂质发生化学反应，从而形成热再生盐，在本文中通常将这些溶剂称为化学溶剂。衍生自伯胺、仲胺和/或叔胺的烷醇胺是最广泛使用的化学溶剂。最常用的胺衍生自乙醇胺，尤其是单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、二异丙醇胺(DIPA)和甲基二乙醇胺(MDEA)。这种化学溶剂的缺点是，在再生步骤中，溶剂和杂质之间的化学键需要被破坏，这需要大量的能量。特别地，伯烷醇胺和仲烷醇胺溶液的再生消耗大量的蒸汽。由于硫醇是弱酸，当存在H2S和CO2时，因为后两者与烷醇胺反应更快，通过化学溶剂来去除硫醇将不是有效率的。因此，硫醇可与烷醇胺发生化学反应，但它们与H2S和CO2存在竞争。
作为化学溶剂的替代物，所谓的物理溶剂通常用于捕获少量的含硫组分(如硫醇)。物理溶剂依赖于物理吸收过程，杂质溶解并因此被物理地吸收到物理溶剂中。与杂质结合的能量通常小于大多数典型的所谓的化学溶剂。典型的物理溶剂是：环丁砜及其衍生物、脂肪酸酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、甲醇，和聚乙二醇的二烷基醚的混合物(
Figure BDA0002632950760000031
联合碳化物公司(Union Carbide))。
也可采用化学溶剂和物理溶剂的混合物，即所谓的复合溶剂。通过下面两者的结合——通过物理溶剂来去除大量杂质和通过化学溶剂来进行严格纯化，这种复合溶剂可在单一处理步骤中达到非常低的杂质量。
一种众所周知的商业复合溶剂是
Figure BDA0002632950760000032
溶剂
Figure BDA0002632950760000033
其通常用于处理精炼厂气体、天然气和合成气。
Figure BDA0002632950760000034
溶剂是环丁砜、烷醇胺(DIPA或MDEA)和水的混合物。当需要完全去除H2S和CO2，并深度去除COS时，通常选择称为
Figure BDA0002632950760000035
的含有DIPA的溶液。在世界范围内采用的大多数环丁砜装置中使用
Figure BDA0002632950760000036
溶剂。含MDEA的溶液称为
Figure BDA0002632950760000037
通常用于在CO2存在下选择性去除H2S，并且能够部分去除COS。US4,085,192描述了选择性去除H2S的方法，该方法通过使用这种包含烷醇胺和环丁砜的
Figure BDA0002632950760000038
类型溶剂来进行。该
Figure BDA0002632950760000039
溶剂显示了对H2S、CO2以及硫醇的良好吸收能力，然而，它也显示出了对有价值的烃类的共吸收。应该避免对烃类的共吸收，以减少损失在所分离的杂质中的烃。
US2016/0288046A1涉及通过使用胺成分和物理溶剂的含水混合物从流体料流中去除酸性硫成分的方法。胺成分通常是叔胺，诸如，特别是3-二甲基氨基-1,2-丙二醇(DMAPD)、3-二乙基氨基丙烷-1,2-二醇、2-羟甲基-2-二甲基氨基丙烷-1,3-二醇，或2-羟甲基-2-二乙基氨基丙烷-1,3-二醇，以及空间位阻胺，诸如2-羟甲基-2-甲基氨基丙烷-1,3-二醇，以及2-甲基-2-羟基乙基氨基丙醇。优选的物理溶剂包括介电常数低于约20的单官能和二官能醇，诸如：甲氧基三乙二醇(MTG)、甲氧基二乙二醇(MDG)、乙氧基三乙二醇、丁氧基三乙二醇，及其混合物，或二醇醚，诸如甲基封端的聚乙二醇醚和甲基封端的聚丙二醇。US2016/0288046A1主要涉及酸性硫成分的去除，特别是从气体流中选择性去除H2S，该气体流包含其它杂质，例如N2、CO2、CH4、C2H6、C3H8、H2、CO、H2O、COS、HCN、NH3、O2和/或硫醇。在US2016/0288046A1中，发现胺成分和物理溶剂的介电特性是重要的。最优选具有低介电常数的复合溶剂。没有提及关于烃类的共吸收量。
US8,313,718公开了一种通过使用吸收(洗涤)组合物从还含有硫醇的烃气体流中去除H2S和CO2的方法，该吸收(洗涤)组合物包含一种溶液(化学溶剂或物理溶剂，或其混合物)和有效量的硫醇包合化合物——如环糊精、杯芳烃、葫芦脲、穴状配体或其混合物。烷醇胺被提及作为化学溶剂，包括例如单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、二异丙胺(DIPA)、二甘醇胺(DGA)和甲基二乙醇胺(MDEA)。以下被提及作为有用的物理溶剂：环四亚甲基砜、脂肪酸酰胺、N-烷基化吡咯烷酮(如N-甲基吡咯烷酮和相应的哌啶酮)、甲醇，以及聚乙二醇的二烷基醚的混合物。US8,313,718证明加入这种硫醇包合化合物提高了硫醇的去除。US8,313,718方法的一个显著缺点是，它需要在常规复合溶剂上具有额外组成部分的组合物，这又转而产生额外的原料成本。没有提及烃类的共吸收量。
US5,413,627公开了一种方法，该方法用于在H2、N2、Ar、CO2、CO和脂肪族烃类中的至少一种的存在下，使用物理洗涤剂选择性去除硫化合物，如H2S、COS、CS2和硫醇。使用杂环化合物作为合适的物理洗涤剂，其需要具有五个或更多个环原子，其中2个原子是杂原子，一个是氮，另一个是氧或氮。存在于环中的氮原子是双键的或单键的，但如果是单键的，则氮是有机取代的。公开了多种洗涤剂。该物理洗涤剂还可以与选自各种杂环的化合物一起，以物理活性洗涤剂组合物的形式使用。US5,412,627主要涉及在CO2存在下去除硫化合物(如H2S)，而不涉及有效地同时去除硫醇。没有提及烃类的共吸收量。
US2009/0299122A1提出了一种用于生产纯化的烃气体的方法，其不会导致烃产物的显著损失风险。首先，通过冷却气体流，并去除任何固化和/或液化的杂质来部分地纯化气体流。然后压缩部分纯化的气体，并使压缩的部分纯化的气体进一步与吸收液体接触。吸收液体可包含胺化合物，如烷醇胺，并且可进一步包含物理溶剂。根据US2009/0299122A1，合适的物理溶剂包括：四亚甲基砜和衍生物、脂肪族羧酸的酰胺、N-烷基吡咯烷酮(特别是N-甲基吡咯烷)、N-烷基哌啶酮(特别是N-甲基哌啶酮)、甲醇、乙醇、乙二醇、聚乙二醇、乙二醇或聚乙二醇的单-或二(C1-C4)烷基醚。应该提及的是，US2009/0299122A1没有描述任何可行的实例。因此，US2009/0299122A1没有提供任何实验证据——证明有效地同时去除硫醇和其它杂质(如H2S和CO2)并降低烃产物显著损失的风险。
在现有技术中，溶剂N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)通常被推荐作为物理溶剂。然而，由于对NMP潜在的健康影响的担忧，NMP正处于监督中。NMP引起了越来越多的关注，因为环境监管机构(首先在加州，最近在欧盟)已经寻求对这种溶剂行使控制——首先在其表现出吸入危险的市场上。此外，目前已知NMP引起生殖毒性(其被认为是生殖毒性的)，从2010年12月1日起，在EU中被标记为“生殖毒性类别2”。含有＞0.3％的NMP的制剂必须如此标记。因此，溶剂的使用限于专业的用户。NMP已经被置于REACH“非常关注的物质”(Substance ofVery High Concern，SVHC)清单上，并且预期迟早会被置于授权或限制下。
因此，仍然需要毒性更小、更经济且更环境友好的吸收剂溶液，其能够在其它杂质(如H2S和CO2)存在下，有效吸收硫醇，同时在常规的吸收-再生循环中保持优异的性能，并且其还表现出可忽略的烃类共吸收。
发明内容
发明人现在已惊奇地发现，提供满足上述需要的改进方法是可能的。
本发明提供了一种方法，该方法包含：
步骤a)使包含杂质的进料流与吸收剂流在对向流中接触，以产生杂质贫化的产物流和杂质富集的吸收剂流，杂质贫化的产物流在杂质的摩尔量上相对于进料流中的该杂质的摩尔量是贫化的，杂质富集的吸收剂流在杂质的摩尔量上相对于吸收剂流中的该杂质的摩尔量是富集的；
步骤b)处理杂质富集的吸收剂流，以形成包含该杂质的气体流以及再生的吸收剂流，再生的吸收剂流在该杂质的摩尔量上相对于杂质富集的吸收剂流中该杂质的摩尔量是贫乏的；
其中，该吸收剂流包含：
i.相对于吸收剂流的总重量为至少15重量百分比(weight percent，在下文中为wt％)的至少一种通式(I)的取代的2-吡咯烷酮[在下文中为化合物(A)]：
Figure BDA0002632950760000051
其中：
-R1和R2中的每一个，彼此相同或不同，并且在每次出现时，独立地选自H或CH3；
-每个R彼此相同或不同，并且在每次出现时，选自H或CH3；
-i是0至3范围内的整数；
-o是2至6范围内的整数；n是0至4范围内的整数；m是0至4范围内的整数；
或者，
ii.一种混合物[在下文中为混合物(M)]，其包含至少一种本文如下通式(II)的取代的2-吡咯烷酮[在下文中为化合物(B)]以及至少一种本文如下通式(III)的胺化合物[在下文中为化合物(C)]：
Figure BDA0002632950760000061
其中：
-每个R'彼此相同或不同，并且在每次出现时，独立地选自H或CH3
-j是0至3范围内的整数
-R3、R4、R5和R6中的每一个，彼此相同或不同，并且在每次出现时，独立地选自H或CH3；
-q是0至1范围内的整数；p是1至6范围内的整数；附带条件是，当p＝1且q＝0时，则R3和R4是CH3，当p+q＝2时，则R3、R4、R5或R6中的至少一个是CH3；
-R7、R8和R9中的每一个，彼此相同或不同，并且在每次出现时，独立地选自H、C1-10烷基、C1-10烷氧基醇或C1-10烷醇基；附带条件是R7、R8或R9中至少一个是C1-10烷氧基醇或C1-10烷醇基。
本发明还提供了一种包含该混合物(M)的组合物。
附图说明
图1示出了适用于从气体流中去除杂质的装置的示意图。
具体实施方式
下面将涉及特定的实施例并参照某些附图来描述本发明，但是本发明不限于此，而是仅由权利要求来限定。所描述的任何附图仅是示意性的而非限制性的。在附图中，为了说明的目的，一些元件的尺寸可被放大且未按比例绘制。尺寸和相对尺寸不必对应于本发明的实践的实际缩图。
此外，说明书和权利要求中的术语第一、第二、第三等用于相似元件之间的区分，而不一定用于描述先后顺序或时间顺序。这些术语在适当的情况下是可互换的，并且本发明的实施例可以以不同于本文所描述或示出的顺序来操作。
此外，说明书和权利要求中的术语顶部、底部、之上、之下等是用于描述性目的，而不一定用于描述相对位置。如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且本文所述的本发明的实施例可以以不同于本文所述或所示的其它方位来进行。
权利要求中所使用的术语“包含”不应被解释为限于其后列出的手段；不排除其它元件或步骤。需要将其解释为：具体指明了，如所提及的存在所陈述的特征、整数、步骤或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤或组件，或它们的组。因此，“包含手段A和B的设备”这一表述的范围不应限于仅由组件A和B组成的设备。这意味着，只是设备相对于本发明的相关的组件为A和B。因此，术语“包含”和“包括”涵盖了更限制性的术语“基本上由…组成”和“由…组成”。
如上文和下文中所用，除非另有说明，否则适用以下定义。
术语“烷基”——单独的或结合的——是指烷烃衍生的基团，例如CF-G烷基定义为具有F-G个碳原子的直链或支化烷基，例如C1-4烷基定义为具有1至4个碳原子的直链或支化烷基，诸如，例如甲基、乙基、1-丙基、2-丙基、1-丁基、2-丁基、2-甲基-2-丙基、2-甲基-1-丙基。烷基可以是直链烷基或支化烷基。
术语“烷醇”——单独的或结合的——是指包含一个或多个羟基(-OH)官能团的任何烷基，例如CF-G烷醇定义为具有F至G个碳原子的直链或支化烷醇，例如C1-4烷醇定义为具有1至4个碳原子的直链或支化烷醇。烷醇基可以是一元、二元、三元或多元的，并且可以是直链烷醇或支化烷醇。
术语“烷氧基醇”——单独的或结合的——是指通式为X-O-Y的有机化合物，其中X是被-O-Y取代的烷基，其中Y是烷醇基。例如，CF-G烷氧基醇定义为总共具有F-G个碳原子的烷氧基醇，例如C1-4烷氧基醇定义为具有1至4个碳原子的烷氧基醇基，诸如，例如乙氧基乙醇、甲氧基乙醇、乙氧基甲醇、甲氧基甲醇。
术语“烷醇胺”是指表示包含至少一个烷醇基的胺化合物，其中另外的取代基选自H、烷基或烷醇基。在此语境中，伯烷醇胺包含一个烷醇基和两个键合至氮原子的氢，仲烷醇胺包含至少一个烷醇基和至少一个键合至氮原子的氢，叔烷醇胺包括至少一个烷醇基并且没有键合至氮原子的氢。
术语“至少一种通式(I)的取代的2-吡咯烷酮”是为了表示一种或多于一种的通式(I)的取代的2-吡咯烷酮。通式(I)的取代的2-吡咯烷酮的混合物也可用于本发明的目的。术语“至少一种通式(II)的取代的2-吡咯烷酮”是为了表示一种或多于一种的通式(II)的取代的2-吡咯烷酮。通式(II)的取代的2-吡咯烷酮的混合物也可用于本发明的目的。术语“至少一种通式(III)的胺化合物”是为了表示一种或多于一种的通式(III)的胺化合物。通式(III)的胺化合物的混合物也可用于本发明的目的。
应当理解，术语“量”涉及在数量方面可测量的特性。术语“量”可以表示质量，或重量，或摩尔，或任何物理或任何情况下的数值参数，除非另有说明，否则其能够至少以量的水平指示杂质或杂质混合物的存在。
在本发明的语境中，“使包含杂质的进料流与吸收剂流在对向流中接触”这一表述是为了表示吸收剂流以这样的方式与包含杂质的进料流接触：使得该吸收剂流和该进料流以相反的方向彼此接近。还应当理解，所述流彼此接近的角度可偏离180°。
在本发明的语境中，所述流中的至少一个是移动流。因此，至少可能发生以下三种情况：使静态进料流与移动的流动吸收剂流接触；使移动的流动进料流与静态吸收剂流接触；或使移动的流动进料流与移动的流动吸收剂流接触。术语“所述流中的至少一个”是为了表示一个或多于一个的流。
如上所述，在现有技术中，溶剂N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)通常被推荐作为物理溶剂。申请人现在已发现，仅有如上文详述的通式(I)和通式(II)的具体的取代的2-吡咯烷酮(特征在于，对于如上文所定义的式(I)中的o、n和m，以及式(II)中的p和q，具有特别的具体选择)，可以提供与NMP相比更有效率地从进料流中去除硫醇的吸收剂流，这由下文的实例证实。
申请人相信，在化学结构方面，将附接到取代的2-吡咯烷酮(根据本发明式(I)或式(II))的氮上的链延长至总计至少四个碳原子，似乎(appear)产生了更有效地从进料流中去除硫醇的吸收剂流。作为另外的优点，具有延长链的化合物(如N-正丁基-2-吡咯烷酮)被发现是无生殖毒性的(non-reprotoxic)。
申请人还发现，在化学结构方面，如上文所定义的，式(I)中的o、n和m以及式(II)中的p和q的具体选择也限制了附接到取代的2-吡咯烷酮(根据本发明式(I)或式(II))的氮上的链的链长，并且似乎产生了保持低的烃类共吸收倾向的吸收剂流。这带来的优点是，损失在分离的杂质中的有价值的烃化合物更少，还带来了对于杂质更高的方法选择性。
在根据本发明的方法的优选实施例中，在通式(I)的化合物(A)中，i是0至1范围内的整数，更优选地，在通式(I)的化合物(A)中，i是0。
在根据本发明的方法的优选实施例中，通式(I)的化合物(A)中，R1和R2各自为H。
在根据本发明的方法的优选实施例中，在通式(I)的化合物(A)中，o是2至5范围内的整数，更优选地，o是2至4范围内的整数，甚至更优选地，o是选自2或3的整数。
在根据本发明的方法的优选实施例中，在通式(I)的化合物(A)中，n是0至3范围内的整数，更优选地，n是0至2范围内的整数，甚至更优选地，n是选自0或1的整数，最优选地，在通式(I)的化合物(A)中，n是0。
在根据本发明的方法的优选实施例中，在通式(I)的化合物(A)中，m是0至3范围内的整数，更优选地，m是0至2范围内的整数，甚至更优选地，m是选自0或1的整数，最优选地，在通式(I)的化合物(A)中，m是0。
在根据本发明的方法的优选实施例中，在通式(II)的化合物(B)中，j是0至1范围内的整数，更优选地，在通式(II)的化合物(B)中，j是0。
在根据本发明的方法的一实施例中，通式(II)的化合物(B)中的R5和R6各自为H，通式(II)的化合物(B)中的R3和R4中的每一个彼此相同或不同，并且在每次出现时，独立地选自H或CH3，q为1，p为1至6范围内的整数；附带条件是，当p+q＝2时，则R3、R4、R5或R6中至少一个为CH3。
在根据本发明的方法的优选实施例中，通式(II)的化合物(B)中的R3、R4、R5和R6各自是H，q是1，p是2至6范围内的整数。
在根据本发明的方法的更优选实施例中，通式(II)的化合物(B)中的R3、R4、R5和R6各自是H，q是1，p是2、3或4，更优选地，p是2。
在根据本发明的方法的一实施例中，通式(III)的化合物(C)中的R7、R8和R9各自独立地选自H、C1-5烷基、C1-5烷氧基醇或C1-5烷醇基；附带条件是R7、R8或R9中至少一个是C1-5烷氧基醇或C1-5烷醇基。
在根据本发明的方法的另一实施例中，通式(III)的化合物(C)中的R7、R8和R9各自独立地选自H、C1-5烷基或C1-5烷醇基；附带条件是R7、R8或R9中的至少两个是C1-5烷醇基。
在根据本发明的方法的又一另外实施例中，通式(III)的化合物(C)中的R7、R8和R9各自独立地选自C1-5烷基或C1-5烷醇基；附带条件是R7、R8或R9中至少一个是C1-5烷醇基。
在根据本发明的方法的优选实施例中，通式(III)的化合物(C)中的R7和R8各自为C1-5烷醇基，R9选自C1-5烷基或C1-5烷醇基。
在根据本发明的方法的更优选实施例中，通式(III)的化合物(C)中的R7和R8各自为C1-5烷醇基，R9为C1-5烷基。更优选地，R7和R8各自为C1-4烷醇基，R9为C1-4烷基。甚至更优选地，R7和R8各自为C1-3烷醇基，R9为C1-3烷基。
在根据本发明的方法的步骤a)中所使用的吸收剂流的化合物(A)中，优选地，R1和R2是H，i是0。因此，优选的化合物(A)选自本文下式(I-a)的那些：
Figure BDA0002632950760000101
其中：
-o是2至4范围内的整数；n是选自0或1的整数；m是选自0或1的整数。
适用于本发明方法的步骤a)的典型化合物(A)可以包括但不限于：二甲基氨基丙基-2-吡咯烷酮(DMAP-2-吡咯烷酮)、二甲基氨基乙基-2-吡咯烷酮(DMAE-2-吡咯烷酮)、二乙基氨基丙基-2-吡咯烷酮(DEAP-2-吡咯烷酮)，或其中两种或更多种的混合物。
更优选地，在化合物(A)(其包含在根据本发明的方法的步骤a)中所使用的吸收剂流中)中，o是2至4范围内的整数；n是0，m是0。因此，更优选的化合物(A)选自本文下式(I-b)的那些：
Figure BDA0002632950760000111
其中：
-o是2至4范围内的整数。
根据本发明的方法的优选实施例，化合物(A)选自本文以下的式(I-c)或式(I-d)的那些：
Figure BDA0002632950760000112
发明人已经发现，本文所详述的化合物(A)，其包含在根据本发明的方法的步骤a)的吸收剂流中，可以同时充当物理溶剂和化学溶剂，从而独自形成所谓的复合溶剂。不受约束于这个理论，发明人相信，化合物(A)中的吡咯烷酮环提供了增强的溶解硫醇的能力，同时，化合物(A)中吡咯烷酮环上的叔胺取代基可以与其它杂质(如CO2和H2S)反应。
发明人还发现，在其它杂质(如H2S和CO2)存在下，当化合物(A)用在吸收剂流中时，相对于吸收剂流的总重量，最小量为15wt％的化合物(A)是需要的，以实现硫醇的有效去除。
在化合物(B)(其包含在根据本发明的方法的步骤a)中所使用的混合物(M)中)中，优选地，R5和R6是H，j是0。因此，优选的化合物(B)是选自本文下式(II-a)的那些：
Figure BDA0002632950760000121
其中：
-R3和R4中的每一个独立地选自H或CH3；
q是1；p是2至6范围内的整数。
因此，适用于本发明方法步骤a)的典型化合物(B)可以包括但不限于具体的N-烷基-2-吡咯烷酮，诸如：N-正丁基-2-吡咯烷酮、N-仲丁基-2-吡咯烷酮、N-异丁基-2-吡咯烷酮、N-叔丁基-2-吡咯烷酮、N-正戊基-2-吡咯烷酮、N-仲戊基-2-吡咯烷酮、N-叔戊基-2-吡咯烷酮、N-3-戊基-2-吡咯烷酮、N-异戊基-2-吡咯烷酮、N-新戊基-2-吡咯烷酮、N-正己基-2-吡咯烷酮、N-正庚基-2-吡咯烷酮、N-正辛基-2-吡咯烷酮，或其中两种或更多种的混合物。
发明人发现，在化学结构方面，在根据本发明的步骤a)中所用的化合物(B)中，将附接到吡咯烷酮环的氮上的碳链延长到至少四个碳原子，得到了这样的吸收剂流：与NMP相比更有效地从进料流中去除硫醇——如下文的实例所证明的，而且是无生殖毒性的。发明人还发现，根据本发明的这样的化合物(B)保持了低的烃类共吸收倾向，该化合物(B)中附接到吡咯烷酮环的氮上的碳链被限制为至多有8个碳原子。
更优选地，在化合物(B)(其包含在根据本发明的方法的步骤a)中所使用的混合物(M)中)中，R3、R4、R5和R6为H，j为0，。因此，更优选的化合物(B)是选自本文下式(II-b)的那些：
Figure BDA0002632950760000131
其中：
-p是2至6范围内的整数。
按照根据本发明的方法的一实施例，化合物(B)选自本文以下的式(II-c)至式(II-g)的那些：
Figure BDA0002632950760000132
按照根据本发明的方法的优选实施例，化合物(B)选自如上文详述的式(II-c)至式(II-e)的那些。
根据更优选的实施例，在根据本发明的方法的步骤a)中所使用的吸收剂流中的化合物(B)是式(II-c)的化合物：
Figure BDA0002632950760000133
在化合物(C)(其包含在根据本发明的方法的步骤a)中所使用的混合物(M)中)中，优选地，R7、R8和R9各自独立地选自H、C1-4烷基、C1-4烷氧基醇或C1-4烷醇基；附带条件是R7、R8或R9中至少一个是C1-4烷氧基醇，或C1-3烷醇基。
适用于本发明方法步骤a)的典型化合物(C)可以包括伯烷醇胺、仲烷醇胺和叔烷醇胺，诸如，但不限于：单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、单甲基单乙醇胺(MMEA)、二乙基单乙醇胺、二异丙醇胺(DIPA)、二甘醇胺(DGA)和甲基二乙醇胺(MDEA)，或其中两种或更多种的混合物。
优选地，化合物(C)(其包含在本发明方法的步骤a)中所使用的混合物(M)中)选自叔烷醇胺，诸如，特别是：三乙醇胺(TEA)、二乙基单乙醇胺和甲基二乙醇胺(MDEA)。更优选地，化合物(C)(其包含在本发明方法的步骤a)中所使用的吸收剂流中)是甲基二乙醇胺(MDEA)。
发明人已经发现，即使在化合物(B)的存在下，并且包含在根据本发明的方法的步骤a)中所使用的混合物(M)中，叔烷醇胺很少与杂质形成不可逆的组分。此外，混合物(M)中包含的叔烷醇胺带来如下优点：在典型的操作条件下，将更热稳定和化学稳定，并且通常它们需要较少的能量来再生。
在某些实施例中，化合物(C)(其包含在根据本发明的方法的步骤a)中所使用的混合物(M)中)是二甘醇胺(DGA)。
市售叔烷醇胺的非限制性例子是
Figure BDA0002632950760000141
100，其可从伊士曼化工公司(EastmanChemical Company)获得。
还应理解，以上对化合物(A)和化合物(C)所描述的所有定义以及优选情况同等地适用于该实施例和所有其它实施例，如下文所描述。
如上文所述，根据本发明的方法的步骤a)中的吸收剂流，相对于吸收剂流的总重量，包含至少15wt％的至少一种如上文详述的通式(I)的化合物(A)。
有利地，相对于吸收剂流的总重量，步骤a)中所用的吸收剂流中包含的化合物(A)的重量百分比为：等于或大于20wt％，优选等于或大于25wt％，优选等于或大于30wt％，优选等于或大于35wt％，优选等于或大于40wt％，优选等于或大于45wt％，优选等于或大于50wt％，优选等于或大于55wt％，优选等于或大于60wt％，优选等于或大于65wt％，优选等于或大于70wt％，优选等于或大于75wt％，优选等于或大于80wt％，优选等于或大于85wt％，优选等于或大于90wt％，优选等于或大于95wt％，优选等于或大于98wt％。
还应理解，相对于吸收剂流总重量，化合物(A)(包含在步骤a)中所使用的吸收剂流中)的重量百分比的上限值不受特别限制，但有利地等于或小于99wt％，优选等于或小于95wt％，优选等于或小于90wt％，优选等于或小于85wt％。
如上所述，发明人发现化合物(A)可以同时充当物理溶剂和化学溶剂。因此，化合物(A)可以用作溶剂，作为吸收剂流的一部分或作为吸收剂流本身。
在一实施例中，如上文详述的，根据本发明的方法的步骤a)中的吸收剂流基本上由通式(I)的化合物(A)组成。
对于本发明的目的，“基本上由…组成”这一表述是为了表示，相对于吸收剂流的总重量，任何另外的成分以至多5wt％，优选至多2wt％的量存在。例如，相对于吸收剂流的总重量，不同于如上文详述的化合物(A)的任何额外的成分以至多5wt％，优选以至多2wt％的量存在。
发明人还发现，当将上文详述的化合物(A)与上文详述的通式(III)的化合物(C)进一步混合时，也获得了良好的结果。
根据优选的实施例，相对于吸收剂流的总重量，根据本发明的方法的步骤a)中的吸收剂流包含至少15wt％的至少一种如上文详述的通式(I)的化合物(A)，并进一步包含至少一种如上文详述的通式(III)的化合物(C)。
有利地，至少一种通式(III)的胺化合物(C)以对应于下述重量比的量包含在吸收剂流中，其中化合物(C)与化合物(A)的重量比为：至少0.5:1，优选至少0.75:1，更优选至少1:1，甚至更优选至少1.5:1，还甚至更优选至少1.75:1。还应理解，吸收剂流中化合物(C)与化合物(A)的重量比通常为至多5:1，优选至多4:1，更优选至多3.5:1，更优选至多3:1，更优选至多2.5:1。
根据本发明的某些实施例，本发明方法的步骤a)中所使用的吸收剂流可还包含水。
当水存在于吸收剂流中时，则相对于吸收剂流的所有组分的总量，水以如下量存在于吸收剂流中：至少0.5wt％，优选至少5wt％，优选至少10wt％，更优选至少15wt％，甚至更优选至少20wt％，并且甚至更优选至少22wt％。
还应理解，相对于吸收剂流的所有组分的总量，水以如下量存在于吸收剂流中：至多85wt％，优选至多70wt％，更优选至多60wt％，甚至更优选至多50wt％，更优选至多40wt％，甚至更优选至多30wt％，更优选至多28wt％。
根据更优选的实施例，根据本发明的方法的步骤a)中的吸收剂流包含一种组合物[在下文中为组合物(C)]，该组合物(C)包含：至少15wt％的至少一种如上文详述的通式(I)的化合物(A)——相对于组合物(C)的总重量，至少一种如上文详述的通式(III)的化合物(C)，以及水。
有利地，组合物(C)中包含的水的量相当于水与化合物(A)的重量比为：至少0.25:1，优选至少0.3:1，更优选至少0.4:1，甚至更优选至少0.6:1，还甚至更优选为至少0.9:1。还应理解，组合物(C)中水与化合物(A)的重量比通常为至多4:1，优选至多3:1，更优选至多2.5:1，甚至更优选至多2:1，甚至更优选至多1.5:1，甚至更优选至多1.1:1。
有利地，相对于组合物(C)的总重量，化合物(A)(其包含在步骤a)中所使用的组合物(C)中)的重量百分比为：有利地等于或大于18wt％，优选等于或大于20wt％，更优选等于或大于21wt％，甚至更优选等于或大于22wt％。
还应理解，相对于组合物(C)的总重量，化合物(A)(其包含在步骤a)中所使用的组合物(C)中)的重量百分比的上限值没有特别限制，但有利地等于或小于50wt％，优选等于或小于40wt％，更优选等于或小于35wt％，甚至更优选等于或小于30wt％，甚至更优选等于或小于29wt％，最优选等于或小于28wt％。
有利地，相对于组合物(C)的总重量，化合物(C)(其包含在步骤a)中所使用的组合物(C)中)的重量百分比为：有利地等于或大于2wt％，优选等于或大于5wt％，优选等于或大于10wt％，更优选等于或大于20wt％，甚至更优选等于或大于30wt％，还甚至更优选等于或大于40wt％，最优选等于或大于45wt％。
还应理解，相对于组合物(C)的总重量，化合物(C)(其包含在步骤a)中所使用的组合物(C)中)的重量百分比的上限值为：有利地等于或小于85wt％，优选等于或小于80wt％，更优选等于或小于75wt％，更优选等于或小于70wt％，更优选等于或小于65wt％，甚至更优选等于或小于60wt％，还甚至更优选等于或小于55wt％。
还应理解，如下文所描述的，上文对化合物(B)和化合物(C)所描述的所有定义和优选情况同等地适用于该实施例和所有其它实施例。
如上文所言，根据本发明的方法的步骤a)中的吸收剂流可包含混合物(M)——如上文所详述的。
依照根据本发明的方法的一实施例，至少一种通式(II)的化合物(B)有利地以如下量包含在混合物(M)中，该量对应于化合物(B)与化合物(C)的重量比，该重量比为：至少0.05:1，优选至少0.1:1，更优选至少0.2:1，更优选至少0.3:1，更优选至少0.35:1，甚至更优选至少0.4:1，还甚至更优选至少0.45:1。还应理解，混合物(M)中，化合物(C)与化合物(A)的重量比通常为：至多2:1，优选至多1.5:1，更优选至多1:1，更优选至多0.75:1，甚至更优选至多0.65:1，还甚至更优选至多0.55:1。
在根据本发明的方法的优选实施例中，相对于混合物(M)的总重量，化合物(B)(其包含在步骤a)中所使用的混合物(M)中)的重量百分比为：有利地等于或大于5wt％，优选等于或大于10wt％，更优选等于或大于15wt％，更优选等于或大于18wt％，更优选等于或大于20wt％，甚至更优选等于或大于22wt％，还甚至更优选等于或大于25wt％。
还应理解，相对于混合物(M)的总重量，化合物(B)(其包含在步骤a)中所使用的混合物(M)中)的重量百分比的上限值为：有利地等于或小于50wt％，优选等于或小于45wt％，更优选等于或小于40wt％，更优选等于或小于35wt％，更优选等于或小于30wt％，甚至更优选等于或小于29wt％，最优选等于或小于28wt％。
在根据本发明的方法的优选实施例中，相对于混合物(M)的总重量，(包含在步骤a)中所使用的混合物(M)中的)化合物(C)的重量百分比为：有利地等于或大于2wt％，优选等于或大于5wt％，优选等于或大于10wt％，更优选等于或大于20wt％，甚至更优选等于或大于30wt％，还甚至更优选等于或大于40wt％，最优选等于或大于45wt％。
还应理解，相对于混合物(M)的总重量，(包含在步骤a)中所使用的混合物(M)中的)化合物(C)的重量百分比的上限值为：有利地等于或小于85wt％，优选等于或小于80wt％，更优选等于或小于75wt％，更优选等于或小于70wt％，更优选等于或小于65wt％，甚至更优选等于或小于60wt％，还甚至更优选等于或小于55wt％。
依照一实施例，根据本发明的方法的步骤a)中所使用的吸收剂流基本上由以下组成：
-15wt％-40wt％的至少一种如上文定义的通式(II)的化合物(A)，
-30wt％-65wt％的至少一种如上文定义的通式(III)的化合物(C)，
-15wt％-40wt％的水，
所有的wt％是相对于吸收剂流的总重量。
还应理解，在该实施例中，任何额外成分——不同于上文详述的化合物(A)、上文详述的化合物(C)和水——以相对于吸收剂流的总重量为至多5wt％，优选至多2wt％的量存在。
优选地，根据本发明的方法的步骤a)中所使用的混合物(M)还包含水。
在根据本发明的方法的该优选实施例中，相对于混合物(M)的总重量，(包含在步骤a)中所使用的混合物(M)中的)化合物(B)的重量百分比为：有利地等于或大于5wt％，优选等于或大于10wt％，更优选等于或大于15wt％，更优选等于或大于18wt％，更优选等于或大于20wt％，甚至更优选等于或大于22wt％。
还应理解，相对于混合物(M)的总重量，(包含在步骤a)中所使用的混合物(M)中的)化合物(B)的重量百分比的上限值为：有利地等于或小于50wt％，优选等于或小于45wt％，更优选等于或小于40wt％，更优选等于或小于35wt％，更优选等于或小于30wt％，甚至更优选等于或小于28wt％。
在根据本发明的方法的一优选实施例中，相对于混合物(M)的总重量，(包含在步骤a)中所用混合物(M)中的)化合物(C)的重量百分比为：有利地等于或大于2wt％，优选等于或大于5wt％，优选等于或大于10wt％，更优选等于或大于20wt％，甚至更优选等于或大于30wt％，还甚至更优选等于或大于40wt％，最优选等于或大于45wt％。
还应理解，相对于混合物(M)的总重量，(包含在步骤a)中所使用的混合物(M)中的)化合物(C)的重量百分比的上限值为：有利地等于或小于70wt％，优选等于或小于65wt％，更优选等于或小于60wt％，甚至更优选等于或小于55wt％。
依照根据本发明的方法的一实施例，通常将水以如下量(对应于水与化合物(B)的重量比)加入到混合物(M)中：至少0.25:1，优选至少0.3:1，更优选至少0.4:1，甚至更优选至少0.6:1，还甚至更优选至少0.9:1。还应理解，吸收剂流中，水与化合物(B)的重量比通常为：至多4:1，优选至多3:1，更优选至多2.5:1，甚至更优选至多2:1，还甚至更优选至多1.1:1。
当以下情况时，获得了良好的结果：相对于混合物(M)的总重量，(包含在步骤a)中所使用的混合物(M)中的)化合物(B)的重量百分比为10-35wt％；相对于混合物(M)的总重量，(包含在步骤a)中所使用的混合物(M)中的)化合物(C)的重量百分比为30-65wt％；相对于混合物(M)的总重量，(包含在步骤a)中所使用的混合物(M)中的)水的重量百分比为15-40wt％。
根据优选的实施例，根据本发明的方法的步骤a)中所使用的吸收剂流包含：
-10wt％-35wt％的至少一种如上文定义的通式(II)的化合物(B)，
-30wt％-65wt％的至少一种如上文定义的通式(III)的化合物(C)，
-15wt％-40wt％的水，
所有wt％是相对于吸收剂流的总重量。
根据另一实施例，根据本发明的方法的步骤a)中所使用的吸收剂流基本上由以下组成：
-10wt％-35wt％的至少一种如上文定义的通式(II)的化合物(B)，
-30wt％-65wt％的至少一种如上文定义的通式(III)的化合物(C)，
-15wt％-40wt％的水，
所有wt％是相对于吸收剂流的总重量。
还应理解，在该实施例中，任何额外成分(不同于上文详述的化合物(B)、上文详述的化合物(C)和水)以相对于吸收剂流的总重量的至多5wt％，优选至多2wt％的量存在。
如果需要，吸收剂流可以还包含促进剂，该促进剂用于吸收剂流与至少一种杂质的反应，特别是用于与二氧化碳的反应。促进剂为系统的动力学带来了明显的改善，吸收速率更快，负载量更高，吸收剂流/进料流比例更低，装置(plant)的设计可以更小，并且再生需热量可以更低，从而冷却量(cooling capacity)更小。更低的吸收剂流/进料流比例可带来装置(plant)、吸收器以及再生器的更小型的设计。或者，当使用相同的吸收剂流/进料流比例时，通常可以去除相当地更大量的杂质。
有利地，相对于吸收剂流的总重量，(步骤a)中所使用的吸收剂流中包含的)促进剂的重量百分比为：0.1-20wt％，优选至少0.5wt％，优选至少1wt％，优选至少1.5wt％，优选至少2wt％，优选至少2.5wt％；以及，替代性地，或与其组合的，以重量计至多18wt％，优选至多16wt％，优选至多14wt％，优选至多12wt％，优选至多10wt％，优选至多9wt％，甚至更优选至多8.5wt％。
典型的促进剂——适用于本发明方法的步骤a)中所用的吸收剂流——可因此包括，但不限于：胺、醇、酮、乙烯醇、乙烯酮、醚醇、醚酮、二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、乙二醇丙二醇共聚物、二醇醚、巯基二醇、硫醇、砜、亚砜、N-烷基化2-吡咯烷酮、N-烷基化哌啶酮、环四亚甲基砜、N-烷基甲酰胺、N-烷基乙酰胺、烷基磷酸酯、碳酸亚烷基酯和/或碳酸二烷基酯。更优选的候选物是单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、单甲基乙醇胺(MMEA)、哌嗪、2-甲基哌嗪、N-甲基哌嗪、N-乙基哌嗪、N-羟乙基哌嗪(HEP)、N-(2-氨基乙基)哌嗪、高哌嗪、哌啶和吗啉。最优选作为促进剂的是哌嗪。
通常，进料流包含至少一种杂质，该杂质选自硫醇、硫化氢(H2S)、二氧化碳(CO2)、氧硫化碳(COS)、二硫化碳(CS2)和二硫化物。
特别地，进料流包含硫醇和至少一种其它杂质，该其它杂质选自H2S、CO2、COS、CS2和二硫化物。
我们发现，即使在其它杂质(如H2S和CO2)存在下，硫醇也可从进料流中有效地去除。发明人发现，本文所具体说明的化合物(B)可以充当物理溶剂，而本文所具体说明的化合物(C)可以充当化学溶剂，从而形成所谓的复合溶剂。发明人相信，化合物(B)中的吡咯烷酮环提供了提高的溶解硫醇的能力，同时胺化合物(C)能够与其它杂质(如H2S和CO2)反应。或者，本文所具体说明的化合物(A)可同时充当物理溶剂和化学溶剂，从而独自形成所谓的复合溶剂。发明人相信，化合物(A)中的吡咯烷酮环提供了提高的溶解硫醇的能力，同时化合物(A)中的吡咯烷酮环上的叔胺取代基可以与其它杂质(如H2S和CO2)反应。
应理解，在步骤a)中，相对于进料流中杂质的摩尔量，杂质贫化的产物流中，杂质的摩尔量降低。此外，相对于吸收剂流中杂质的摩尔量，富集的吸收剂流中杂质的摩尔量增加。
相对于进料流中杂质的摩尔量，杂质贫化的产物流中，杂质的摩尔量减少了至少5％，优选至少10％，更优选至少20％，甚至更优选至少30％，还甚至更优选至少40％，最优选至少50％。
相对于吸收剂流中杂质的摩尔量，富集的吸收剂流中杂质的摩尔量增加了至少5％，优选至少10％，更优选至少20％，甚至更优选至少30％，还甚至更优选至少40％，最优选至少50％。
相对于进料流中的硫醇的摩尔量，杂质贫化的产物流中，硫醇的摩尔量减少了至少5％，优选至少10％，更优选至少20％，甚至更优选至少30％，还甚至更优选至少40％，最优选至少50％。
根据本发明的方法的步骤a)中使用的典型进料流(例如天然气或精炼厂气流以及合成气)可包含有价值的烃，如烯烃，以及烷烃，例如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷和辛烷。
应理解，相对于进料流中烃类的摩尔量，本发明方法的步骤a)中产生的富集的吸收剂流中，烃类的摩尔量保持为低的。
在根据本发明的方法的一实施例中，进料流包含二氧化碳，且步骤a)的进料流中CO2的量为至少5体积％[volume％，在下文中为vol.％]，优选至少10vol.％，优选至少15vol.％，优选至少20vol.％，优选至少25vol.％，优选至少30vol.％，优选至少35vol.％，优选至少40vol.％，优选至少45vol.％，优选至少50vol.％，优选至少55vol.％，优选至少60vol.％，优选至少65vol.％。
在根据本发明的方法的一实施例中，进料流包含硫化氢，步骤a)的进料流中硫化氢的量为：至少1vol.％，优选至少5vol.％，优选至少8vol.％，优选至少10vol.％，优选至少12vol.％，优选至少15vol.％，优选至少18vol.％。
在根据本发明的方法的一实施例中，进料流包含氧硫化碳，并且进入步骤a)的进料流中的氧硫化碳的量为：至少0.1ppmv，优选至少0.5ppmv，优选至少1ppmv，优选至少5ppmv，优选至少10ppmv，优选至少15ppmv，优选至少20ppmv，优选至少30ppmv，优选至少40ppmv，优选至少50ppmv，优选至少100ppmv，优选至少150ppmv，优选至少200ppmv，优选至少300ppmv，优选至少400ppmv，优选至少500ppmv，优选至少1000ppmv，优选至少1500ppmv，优选至少2000ppmv，优选至少3000ppmv，优选至少4000ppmv，优选至少5000ppmv，优选至少6000ppmv，优选至少7000ppmv，优选至少8000ppmv，优选至少9000ppmv，优选至少10000ppmv。申请人发现，根据本发明的吸收剂流对于去除硫醇特别有效。
在根据本发明的方法的更优选实施例中，进料流包含硫醇，并且进入步骤a)的进料流中的硫醇量为：至少0.1百万分体积比[parts per million by volume，在下文中为ppmv]，优选至少0.5ppmv，优选至少1ppmv，优选至少5ppmv，优选至少10ppmv，优选至少15ppmv，优选至少20ppmv，优选至少30ppmv，优选至少40ppmv，优选至少50ppmv，优选至少100ppmv，优选至少150ppmv，优选至少200ppmv，优选至少300ppmv，优选至少400ppmv，优选至少500ppmv，优选至少600ppmv，优选至少700ppmv，优选至少800ppmv，优选至少900ppmv，优选至少1000ppmv，优选至少1100ppmv，优选至少1200ppmv，优选至少1300ppmv，优选至少1400ppmv，优选至少1500ppmv，优选至少2000ppmv，优选至少3000ppmv，优选至少4000ppmv，优选至少5000ppmv，优选至少6000ppmv，优选至少7000ppmv，优选至少8000ppmv，优选至少9000ppmv，优选至少10000ppmv。申请人发现，根据本发明的吸收剂流对于去除硫醇特别有效。
还应理解，术语“移动的流动进料流”可以指液体的或气体的移动的流动进料流。
在根据本发明的方法的一实施例中，进料流是气体的移动的流动进料流，其与液体静态吸收剂流接触。该实施例在下文实例中进行了清楚地说明，下文的实例是在实验室规模上进行的。
在根据本发明的方法的另一实施例中，进料流是液体的或气体的移动的流动进料流，其与液体的移动的流动吸收剂流接触。在图1的吸收塔1中对该实施例进行了清楚地说明，该吸收塔1固有地包括两个流分开在塔顶和塔底。
在根据本发明的方法的一实施例中，步骤a)在如下压力下进行：至少1巴表压(bargauge)，优选至少5巴表压，优选至少10巴表压，更优选至少15巴表压，甚至更优选至少20巴表压，还更优选至少25巴表压。申请人已发现，根据本发明的吸收剂流在如所列举的这些较高压力下是特别有效果且有效率的。
在根据本发明的方法的一实施例中，步骤a)在如下压力下进行：至多150巴表压，优选至多120巴表压，更优选至多100巴表压，甚至更优选至多90巴表压。申请人已发现，再高的压力不会为步骤a)的性能带来太多进一步的改善。申请人发现，如果进料流需要加压以为步骤a)做准备，由额外可获得的好处来看，进一步压缩的能量(以达到高于所列举的水平的压力)通常不是合理的。
在根据本发明的方法的一实施例中，步骤a)在如下的温度下进行：至少10℃，优选至少20℃，更优选至少30℃，甚至更优选至少40℃。
在根据本发明的方法的一实施例中，步骤a)在如下的温度下进行：至多90℃，优选至多80℃，更优选至多70℃，甚至更优选至多65℃。
在一实施例中，根据本发明的方法还包含步骤c)，其中至少部分来自步骤b)的再生吸收剂流可以作为吸收剂流中的至少部分再循环到步骤a)。
在根据本发明的方法的一实施例中，步骤b)包含如下步骤：在汽提塔中，汽提至少一部分从步骤a)获得的杂质富集的吸收剂流——通过与含有水蒸气的气体流对流的方式，以形成塔底液体流，该塔底液体流是用于在步骤c)中再循环的第一再生吸收剂流。申请人已发现，如上所指定的汽提是一种非常有效率的方法，用于破坏杂质和吸收剂流之间的结合，并用于从吸收剂流中分离杂质。
在根据本发明的方法的一实施例中，步骤b)包含如下步骤：将至少一部分从步骤a)中获得的杂质富集的吸收剂流闪蒸到较低压力，以从液体流中释放含杂质的气体流，该液体流是用于步骤c)中再循环的第二再生吸收剂流。申请人发现，与汽提相比，闪蒸可为一种甚至更有效率的方法，以用于破坏杂质和吸收剂流之间的结合，并用于从吸收剂流中分离杂质。申请人优选将闪蒸步骤与下游的再生步骤进行联合，该下游的再生步骤优选为蒸汽汽提步骤。
在根据本发明的方法的一实施例中，将第二再生吸收剂流再循环到步骤a)。申请人发现，闪蒸步骤可产生第二再生吸收剂流，第二再生吸收剂流适合于在步骤c)中再循环至步骤a)。这带来了这样的优点：在适于参与到步骤a)之前，吸收剂流的这一部分未必需要通过更彻底的再生步骤(诸如通过汽提)来处理。
在根据本发明的方法的一实施例中，在步骤b)中，形成第一再生吸收剂流和第二再生吸收剂流，以用于步骤c)中的再循环，其中第二再生吸收剂流比第一再生吸收剂流含有更多的杂质，优选步骤a)在吸收塔中进行，并且第一再生吸收剂流再循环到吸收塔中的顶部液体进料塔板，第二再生吸收剂流再循环到吸收塔中的中间进料塔板，该中间进料塔板位于顶部液体进料塔板下方。申请人已发现，该实施例充分利用了闪蒸步骤的存在，而没有增加步骤a)中杂质突破(breakthrough)的风险，因为与第二再生吸收剂流接触的进料流仍然必须通过这样的区域，在该区域中，该进料流与第一再生吸收剂流接触。
还应理解，根据本发明的方法的步骤a)中所用的混合物(M)的所有定义和优选情况(如上文描述的)同等地适用于该实施例和下文描述的所有其它实施例。
本发明的另一方面是如上文所详述的混合物(M)。
本发明的另一方面是包含如上文所详述的混合物(M)的组合物。
本发明的另一方面是包含如上文所详述的混合物(M)的吸收剂流。
本发明的另一方面是提供一种吸收剂流的用途，该吸收剂流包含：如上文详述的混合物(M)，或至少15wt％的如上文所详述的至少一种化合物(A)。
在另一方面，本发明提供杂质富集的吸收剂流，其包含至少一种吸收的杂质，该杂质选自硫化氢(H2S)、二氧化碳(CO2)、氧硫化碳(COS)、二硫化碳(CS2)、二硫化物或硫醇；该吸收剂流包含：如上文所详述的混合物(M)，或至少15wt％的如上文所详述的至少一种化合物(A)。
图1是根据本发明的方法的从气体进料流中去除杂质的装置的示意图。如图1所示，气体进料通过含杂质气体的进料入口4被引至吸收塔1。在填充部分2中，置于吸收塔1中的气体进料流与从喷嘴7进料的吸收剂流逆流接触，杂质被吸收剂流吸收，并从气体中去除，而杂质贫化的气体通过杂质贫化气体的排出口5排放。进料到吸收塔1的吸收剂流吸收杂质，并被引至热交换器14和加热器8，被加热并被引至再生塔15。在再生塔15中，吸收剂流经过喷嘴16和填充部分17流向塔的下部。在此期间，去除杂质以再生该吸收剂流。再生器塔底部的一部分吸收剂流被运送通过再沸器27，以产生蒸汽流，用于汽提从塔中下来的吸收剂流。再生的吸收剂流通过泵9被引至热交换器14和吸收剂流冷却器26中，并通过吸收剂流的进料入口6被进料回到吸收塔1中。
另一方面，在再生塔15的上部，从吸收剂流中去除的杂质与从喷嘴18进入的回流水接触，并通过再生塔回流冷凝器23冷却，在回流罐21中，气体杂质从回流水(通过冷凝伴有杂质的水蒸汽而形成)中分离出来，并可通过回收杂质管线22被引至杂质回收步骤。回流水通过回流水泵20进入再生塔15。
实例
现在将参考以下实例更详细地描述本发明，这些实例的目的仅仅是说明性的，而不想限制本发明的范围。
测定吸收能力的总体程序
所有实验都使用30g吸收剂流进行。实验室规模的吸收实验通过以下进行：在40℃的温度和2巴的压力下，使进料流气体混合物与各种吸收剂流接触，进料流气体混合物包含1000ppmv(百万分体积比)正丁烷和1000ppmv甲硫醇(CH3SH)——在氮气中。实验的吸收装置包含直径为7mm的双壁管式吸收器，该吸收器装有热电偶并通过水浴加热。使用安装在管式吸收器下游的背压调节器来将吸收器内的压力保持在恒定压力。气体流速为5.1L.h-1，出口气体通过冷凝器，以避免水从吸收器蒸发。当进料流气体混合物以向上的方向通过吸收剂流时，所得的杂质贫化的产物流气体在正丁烷和甲硫醇上是被贫化的，直至杂质富集的吸收剂流变得饱和。使用装有分流注射器(split injector)和火焰离子化检测器(290℃)的安捷伦(Agilent)7890B气相色谱仪(Gas Chromatograph，GC)，每隔一定时间来分析出口气体的组成。使用尺寸为60米×0.32毫米ID的毛细管Rtx-Volatile Amine色谱柱(Rtx-Volatile Amine Column)。GC烘箱温度设定为40℃，以100:1的分流比注入气体样品。OpenLAB色谱数据系统(OpenLAB Chromatography Data Systems)软件用于数据采集和数据处理。一旦处于室温，打开吸收器，将内容物转移到玻璃瓶中，并取样进行GC分析以确定组成。在五个连续的吸收-再生循环中评估吸收剂流，其中是通过在至少80℃的温度和5.1Lh-1的气体流速下加热溶剂90分钟进行的再生。为了确保吸收装置完全平衡，前两个循环的数据未纳入分析。
为了比较不同吸收剂流的性能，对出口气体中甲硫醇和正丁烷的浓度进行及时跟踪。只要吸收剂流不饱和，出口气体中甲硫醇和/或正丁烷的浓度就为零。一旦吸收剂流接近饱，甲硫醇和/或正丁烷的出口浓度(以ppmv计)开始增加(即突破)。对于不同的吸收剂流，这种突破在不同的时间发生。通过将这些各自“突破”曲线上方的面积(即，将出口气体中甲硫醇或正丁烷的ppmv浓度作为时间(以分钟计)的函数)积分，并通过减去用于填充吸收器顶部空间的气体量，估算溶剂负载量。吸收的甲基硫醇和正丁烷的量通过写做下述的公式计算:
Figure BDA0002632950760000261
其中
Figure BDA0002632950760000262
是气相的流速(NL.h-1)，m是吸收剂流的总质量(g)。
根据本发明的所用材料的清单可在表1中找到。
表1：产品清单和说明
根据本发明的化合物(A) 说明
DMAP-2-吡咯烷酮 二甲基氨基丙基-2-吡咯烷酮
DMAE-2-吡咯烷酮 二甲基氨基乙基-2-吡咯烷酮
根据本发明的化合物(B) 说明
N-叔丁基-2-吡咯烷酮 N-叔丁基-2-吡咯烷酮
N-丁基-2-吡咯烷酮 N-丁基-2-吡咯烷酮
N-辛基-2-吡咯烷酮 N-辛基-2-吡咯烷酮
根据本发明的化合物(B) 说明
MDEA 甲基二乙醇胺
参照化合物 说明
环丁砜 环丁砜
2-吡咯烷酮 2-吡咯烷酮
N-甲基-2-吡咯烷酮 N-甲基-2-吡咯烷酮
吸收性能
实例1-2
实例1-2的吸收剂流是混合物(M)，该混合物(M)通过混合25wt％的化合物(B)、50wt％的MDEA(即化合物(C))和25wt％的水来制备。吸收性能数据和所用的具体化合物(B)总结于下表2中。
实例3-4
实例3-4的吸收剂流是组合物(C)，该组合物(C)通过混合25wt％的化合物(A)、50wt％的MDEA(即化合物C)和25wt％的水来制备。吸收性能数据和所用的具体化合物(A)总结于下表2中。
比较例5-7
比较例5-7的吸收剂流按照与实例1-2相同的程序制备，不同之处在于，所使用的参照化合物不是根据通式(II)的化合物(B)。具体地，在比较例5中，使用环丁砜，在比较例6中，使用2-吡咯烷酮，在比较例7中，使用N-甲基-2-吡咯烷酮。比较例5的吸收性能数据被认为是一种参照物，因为包含环丁砜的吸收剂流类似于众所周知的市售
Figure BDA0002632950760000271
溶剂。吸收性能数据总结于下表2中。
表2
Figure BDA0002632950760000272
为了比较的目的，应当注意的是，包含环丁砜的比较例5的参照吸收剂溶液，每千克溶剂可捕获3.64-3.67mmol CH3SH和0.26-0.35mmol C4H10(表2)。在N-丁基-2-吡咯烷酮(实例1)的情况下，观察到：每千克溶剂下，4.11-5.64mmol的CH3SH负载量，以及0.33-0.37mmol的C4H10负载量。在相同条件下，该结果还表明，与包含环丁砜的比较例5的参照吸收剂溶液相比，N-辛基-2-吡咯烷酮(实例2)、DMAP-2-吡咯烷酮(实例3)和DMAE-2-吡咯烷酮(实例4)的CH3SH吸收能力相当或更优。我们推断，吡咯烷酮环的酰胺氮上的这些具体的取代对吸收剂流与硫醇的相互作用产生积极影响，同时保持对烃类(例如正丁烷)低的共吸收。表2进一步表明，与比较例5-7中的对比吸收剂溶液的CH3SH吸收值相比，根据本发明(实例1-4)的吸收剂流的CH3SH吸收值相当或更好。
实例8
实例8的吸收剂流是混合物(M)，其通过混合30wt％的N-丁基-2-吡咯烷酮(即化合物(B))与50wt％的MDEA(即化合物(C))和25wt％的水来制备。吸收性能数据总结于下表3中。
比较例9
比较例9的吸收剂流按照与实例8相同的程序制备，不同之处在于，使用了30wt％的环丁砜，其不是依照通式(II)的化合物(B)。吸收性能数据总结于下表3中。
表3显示了，对于比较例9的参照吸收剂流和根据本发明的吸收剂流(实例8)，三个连续吸收-再生循环的典型吸收数据(n吸收)，比较例9的参照吸收剂流包含30wt％环丁砜，根据本发明的吸收剂流(实例8)包含30wt％正丁基-2-吡咯烷酮(即化合物B)。
表3
Figure BDA0002632950760000281
实例10
实例10的吸收剂流是混合物(M)，其通过混合15wt％的N-丁基-2-吡咯烷酮(即化合物(B))与50wt％的MDEA(即化合物(C))和25wt％的水来制备。吸收性能数据总结于下表4中。
比较例11
比较例11的吸收剂流按照与实例10相同的程序制备，不同之处在于，使用了15wt％的环丁砜，其不是依照通式(II)的化合物(B)。吸收性能数据总结于下表4中。
表4显示了，对于比较例11的参照吸收剂流和根据本发明的吸收剂流(实例10)，三个连续吸收-再生循环的典型吸收数据(n吸收)，比较例11的参照吸收剂流包含15wt％环丁砜，根据本发明的吸收剂流(实例10)包含15wt％正丁基-2-吡咯烷酮(即化合物B)。
表4
Figure BDA0002632950760000291
通过改变不同吸收剂流组分的比例(实例8和10)，并通过将结果与包含环丁砜的参照吸收剂流(比较例9和11)比较，研究了不同浓度的化合物B的效果。与比较例的参照吸收剂溶液相比，根据本发明的吸收剂溶液(包含N-丁基-2-吡咯烷酮)显示出始终更高的CH3SH溶解度，而对正丁烷的共吸收保持为低的。

Claims (18)

1.一种方法，其包含：
步骤a)使包含杂质的进料流与吸收剂流在对向流中接触，以产生杂质贫化的产物流和杂质富集的吸收剂流，杂质贫化的产物流在杂质的摩尔量上相对于进料流中的所述杂质的摩尔量是贫化的，杂质富集的吸收剂流在杂质的摩尔量上相对于吸收剂流中的所述杂质的摩尔量是富集的；
步骤b)处理所述杂质富集的吸收剂流，以形成包含所述杂质的气体流以及再生的吸收剂流，相对于所述杂质富集的吸收剂流中所述杂质的摩尔量，所述再生的吸收剂流在所述杂质的摩尔量上是贫乏的；
其中，所述吸收剂流包含：
i.相对于所述吸收剂流的总重量为至少15重量百分比(在下文中为wt％)的至少一种通式(I)的取代的2-吡咯烷酮[在下文中为化合物(A)]：
Figure FDA0002632950750000011
其中：
-R1和R2中的每一个，彼此相同或不同，并且在每次出现时，独立地选自H或CH3；
-每个R彼此相同或不同，并且在每次出现时，选自H或CH3；
-i是0至3范围内的整数；
-o是2至6范围内的整数；n是0至4范围内的整数；m是0至4范围内的整数；
或者，
ii.一种混合物[在下文中为混合物(M)]，其包含至少一种本文如下通式(II)的取代的2-吡咯烷酮[在下文中为化合物(B)]以及至少一种本文如下通式(III)的胺化合物[在下文中为化合物(C)]：
Figure FDA0002632950750000021
其中：
-每个R'彼此相同或不同，并且在每次出现时，独立地选自H或CH3
-j是0至3范围内的整数
-R3、R4、R5和R6中的每一个，彼此相同或不同，并且在每次出现时，独立地选自H或CH3；
-q是0至1范围内的整数；p是1至6范围内的整数；附带条件是，当p＝1且q＝0时，则R3和R4是CH3，当p+q＝2时，则R3、R4、R5或R6中的至少一个是CH3；
-R7、R8和R9中的每一个，彼此相同或不同，并且在每次出现时，独立地选自H、C1-10烷基、C1-10烷氧基醇或C1-10烷醇基；附带条件是R7、R8或R9中至少一个是C1-10烷氧基醇或C1-10烷醇基。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述吸收剂流包含混合物(M)，所述混合物(M)包含至少一种化合物(B)和至少一种化合物(C)，其中所述至少一种化合物(B)选自本文下式(II-b)的那些：
Figure FDA0002632950750000022
其中：
-p是2至6范围内的整数。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述吸收剂流包含所述混合物(M)，所述混合物(M)包含至少一种化合物(B)和至少一种化合物(C)，其中所述化合物(B)选自本文如下的式(II-c)至式(II-g)的那些：
Figure FDA0002632950750000031
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述吸收剂流包含所述混合物(M)，所述混合物(M)包含至少一种化合物(B)和至少一种化合物(C)，其中，所述化合物(C)选自：伯烷醇胺、仲烷醇胺和叔烷醇胺，或其中两种或更多种的混合物。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述吸收剂流包含所述混合物(M)，所述混合物(M)包含至少一种化合物(B)和至少一种化合物(C)，其中，相对于所述混合物(M)的总重量，包含在所述混合物(M)中的所述化合物(B)的重量百分比为：等于或大于5wt％，优选等于或大于10wt％，更优选等于或大于15wt％，更优选等于或大于18wt％，更优选等于或大于20wt％，甚至更优选等于或大于22wt％，并且，等于或小于50wt％，优选等于或小于45wt％，更优选等于或小于40wt％，更优选等于或小于35wt％，更优选等于或小于30wt％，甚至更优选等于或小于28wt％。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述吸收剂流包含所述混合物(M)，所述混合物(M)包含至少一种化合物(B)和至少一种化合物(C)，其中，相对于所述混合物(M)的总重量，包含在所述混合物(M)中的所述化合物(C)的重量百分比为：等于或大于2wt％，优选等于或大于5wt％，优选等于或大于10wt％，更优选等于或大于20wt％，甚至更优选等于或大于30wt％，还甚至更优选等于或大于40wt％，最优选等于或大于45wt％，并且，等于或小于70wt％，优选等于或小于65wt％，更优选等于或小于60wt％，甚至更优选等于或小于55wt％。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述吸收剂流包含所述混合物(M)，其中所述混合物(M)还包含水，所述水是以如下量加入到所述混合物(M)中的，该量对应于所述水与所述化合物(B)的重量比，所述重量比为：至少0.25:1，优选至少0.3:1，更优选至少0.4:1，甚至更优选至少0.6:1，还甚至更优选至少0.9:1，还应理解，在所述吸收剂流中，所述水与所述化合物(B)的重量比通常为至多4:1，优选至多3:1，更优选至多2.5:1，甚至更优选至多2:1，还甚至更优选至多1.1:1。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述吸收剂流包含至少15wt％的所述至少一种化合物(A)，其中，所述至少一种化合物(A)选自本文下式(I-a)的那些：
Figure FDA0002632950750000041
其中：
-o是2至4范围内的整数；n是选自0或1的整数；m是选自0或1的整数。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述吸收剂流包含一种组合物[在下文中为组合物(C)]，相对于所述组合物(C)的总重量，所述组合物包含至少15wt％的所述至少一种化合物(A)、至少一种化合物(C)和水。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述吸收剂流包含所述组合物(C)，其中，所述水与所述化合物(A)的重量比为：至少0.25:1，优选至少0.3:1，更优选至少0.4:1，甚至更优选至少0.6:1，还甚至更优选至少0.9:1，并且至多4:1，优选至多3:1，更优选至多2.5:1，甚至更优选至多2:1，还甚至更优选至多1.1:1。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，所述吸收剂流包含所述组合物(C)，其中，相对于所述组合物(C)的总重量，包含在所述组合物(C)中的所述化合物(A)的重量百分比为：等于或大于18wt％，优选等于或大于20wt％，更优选等于或大于21wt％，甚至更优选等于或大于22wt％，并且，等于或小于50wt％，优选等于或小于40wt％，更优选等于或小于35wt％，甚至更优选等于或小于30wt％，甚至更优选等于或小于29wt％，最优选等于或小于28wt％。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中，所述吸收剂流包含所述组合物(C)，其中，相对于所述组合物(C)的总重量，包含在所述组合物(C)中的所述化合物(C)的重量百分比为：等于或大于2wt％，优选等于或大于5wt％，优选等于或大于10wt％，更优选等于或大于20wt％，甚至更优选等于或大于30wt％，还甚至更优选等于或大于40wt％，最优选等于或大于45wt％，并且，等于或小于85wt％，优选等于或小于80wt％，更优选等于或小于75wt％，更优选等于或小于70wt％，更优选等于或小于65wt％，甚至更优选等于或小于60wt％，还甚至更优选等于或小于55wt％。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，所述吸收剂流还包含促进剂，所述促进剂选自：胺、醇、酮、乙烯醇、乙烯酮、醚醇、醚酮、二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、乙二醇丙二醇共聚物、二醇醚、巯基二醇、硫醇、砜、亚砜、N-烷基化2-吡咯烷酮、N-烷基化哌啶酮、环四亚甲基砜、N-烷基甲酰胺、N-烷基乙酰胺、烷基磷酸酯、碳酸亚烷基酯和/或碳酸二烷基酯，及其组合或混合物。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述吸收剂流包含0.1-20wt％的促进剂。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中，相对于所述进料流中的所述杂质的摩尔量，所述杂质贫化的产物流中的所述杂质的摩尔量降低至少5％，优选至少10％，更优选至少20％，甚至更优选至少30％，还甚至更优选至少40％，最优选至少50％，并且其中，相对于所述吸收剂流中的所述杂质的摩尔量，所述富集的吸收剂流中的所述杂质的摩尔量增加至少5％，优选至少10％，更优选至少20％，甚至更优选至少30％，还甚至更优选至少40％，最优选至少50％。
16.一种混合物(M)，其包含至少一种本文如下通式(II)的取代的2-吡咯烷酮[在下文中为化合物(B)]以及至少一种本文如下通式(III)的胺化合物[在下文中为化合物(C)]：
Figure FDA0002632950750000061
其中：
-每个R'彼此相同或不同，并且在每次出现时，独立地选自H或CH3
-j是0至3范围内的整数
-R3、R4、R5和R6中的每一个，彼此相同或不同，并且在每次出现时，独立地选自H或CH3；
-q是0至1范围内的整数；p是1至6范围内的整数；附带条件是，当p＝1且q＝0时，则R3和R4是CH3，当p+q＝2时，则R3、R4、R5或R6中的至少一个是CH3；
-R7、R8和R9中的每一个，彼此相同或不同，并且在每次出现时，独立地选自H、C1-10烷基、C1-10烷氧基醇或C1-10烷醇基；附带条件是R7、R8或R9中至少一个是C1-10烷氧基醇或C1-10烷醇基。
17.一种吸收剂流，其包含如权利要求16所定义的混合物(M)。
18.一种杂质富集的吸收剂流，其包含至少一种吸收的杂质，所述杂质选自：硫化氢(H2S)、二氧化碳(CO2)、氧硫化碳(COS)、二硫化碳(CS2)、二硫化物或硫醇，所述吸收剂流包含：
i.相对于所述吸收剂流的总重量为至少15wt％的至少一种通式(I)的取代的2-吡咯烷酮[在下文中为化合物(A)]：
Figure FDA0002632950750000062
其中：
-R1和R2中的每一个，彼此相同或不同，并且在每次出现时，独立地选自H或CH3；
-每个R彼此相同或不同，并且在每次出现时，选自H或CH3；
-i是0至3范围内的整数；
-o是2至6范围内的整数；n是0至4范围内的整数；m是0至4范围内的整数；
或者，
ii.一种混合物[在下文中为混合物(M)]，其包含至少一种本文如下通式(II)的取代的2-吡咯烷酮[在下文中为化合物(B)]以及至少一种本文如下通式(III)的胺化合物[在下文中为化合物(C)]：
Figure FDA0002632950750000071
其中：
-每个R'彼此相同或不同，并且在每次出现时，独立地选自H或CH3
-j是0至3范围内的整数
-R3、R4、R5和R6中的每一个，彼此相同或不同，并且在每次出现时，独立地选自H或CH3；
-q是0至1范围内的整数；p是1至6范围内的整数；附带条件是，当p＝1且q＝0时，则R3和R4是CH3，当p+q＝2时，则R3、R4、R5或R6中的至少一个是CH3；
-R7、R8和R9中的每一个，彼此相同或不同，并且在每次出现时，独立地选自H、C1-10烷基、C1-10烷氧基醇或C1-10烷醇基；附带条件是，R7、R8或R9中至少一个是C1-10烷氧基醇或C1-10烷醇基。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117085468B (zh) * 2023-10-19 2023-12-19 中太海碳(上海)环保科技有限公司 一种节能型船用碳捕集系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MY6800015A (en) * 1964-03-02 1968-12-31 Shell Internationale Research Removal of acidic gases from gaseous mixtures
US20060045830A1 (en) * 2004-09-02 2006-03-02 Clariant Gmbh Method for purifying gases

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3733779A (en) 1969-10-30 1973-05-22 Gaf Corp Stripping of sulfur dioxide from gas streams by use of n-alkyl lactams
US4085192A (en) 1973-05-11 1978-04-18 Shell Oil Company Selective removal of hydrogen sulfide from gaseous mixtures
US4405585A (en) 1982-01-18 1983-09-20 Exxon Research And Engineering Co. Process for the selective removal of hydrogen sulfide from gaseous mixtures with severely sterically hindered secondary aminoether alcohols
US4360363A (en) 1982-02-16 1982-11-23 Combustion Engineering, Inc. Physical solvent for gas sweetening
US4484934A (en) 1984-01-27 1984-11-27 Combustion Engineering, Inc. Physical solvent for gas sweetening
EP0215911A1 (en) 1985-03-14 1987-04-01 The Ralph M. Parsons Company Selective absorption of hydrogene sulfide from gases which also contain carbon dioxide
JP3015475B2 (ja) 1990-01-31 2000-03-06 株式会社東芝 光磁気記録方法及びそれに使用される光磁気記録媒体
DE4027239A1 (de) 1990-08-29 1992-03-05 Linde Ag Verfahren zur selektiven entfernung anorganischer und/oder organischer schwefelverbindungen
ES2132590T3 (es) 1993-11-09 1999-08-16 Union Carbide Chem Plastic Absorcion de mercaptanos.
FR2896244B1 (fr) 2006-01-18 2013-04-12 Total Sa Procede de purification de melanges gazeux contenant des mercaptans et autres gaz acides
WO2008073935A1 (en) 2006-12-13 2008-06-19 Dow Global Technologies Inc. Method and composition for removal of mercaptans from gas streams
US20090299122A1 (en) 2008-05-30 2009-12-03 Geers Henricus Abraham Process for producing a purified hydrocarbon gas
CA2927937A1 (en) 2013-10-30 2015-05-07 Dow Global Technologies Llc Hybrid solvent formulations for total organic sulfur removal and total acidic gas removal

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MY6800015A (en) * 1964-03-02 1968-12-31 Shell Internationale Research Removal of acidic gases from gaseous mixtures
US20060045830A1 (en) * 2004-09-02 2006-03-02 Clariant Gmbh Method for purifying gases

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