EA040386B1 - ABSORBENT AND METHOD FOR SELECTIVE REMOVAL OF HYDROGEN SULFIDE - Google Patents

ABSORBENT AND METHOD FOR SELECTIVE REMOVAL OF HYDROGEN SULFIDE Download PDF

Info

Publication number
EA040386B1
EA040386B1 EA202090609 EA040386B1 EA 040386 B1 EA040386 B1 EA 040386B1 EA 202090609 EA202090609 EA 202090609 EA 040386 B1 EA040386 B1 EA 040386B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
acid
absorbent
amine
gas
ethyl
Prior art date
Application number
EA202090609
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Мартин ЭРНСТ
Геральд Форберг
Томас Инграм
Георг Зидер
Карла Перера
Original Assignee
Басф Се
Эксонмобиль Рисёрч Энд Энжиниринг Компани
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Басф Се, Эксонмобиль Рисёрч Энд Энжиниринг Компани filed Critical Басф Се
Publication of EA040386B1 publication Critical patent/EA040386B1/en

Links

Description

Настоящее изобретение относится к абсорбенту, пригодному для селективного удаления сероводорода из потока текучей среды по сравнению с диоксидом углерода. Настоящее изобретение также относится к способу селективного удаления сульфида водорода из потока текучей среды по сравнению с диоксидом углерода.The present invention relates to an absorbent useful for selectively removing hydrogen sulfide from a fluid stream over carbon dioxide. The present invention also relates to a process for selectively removing hydrogen sulfide from a fluid stream over carbon dioxide.

Удаление кислотных газов, например СО2, H2S, SO2, CS2, HCN, COS или меркаптанов, из потоков текучей среды, такой как природный газ, газ нефтепереработки или синтез-газ, является целесообразным по различным причинам. Содержащиеся в природном газе соединения серы могут образовывать агрессивные кислоты, в частности, при реакции с водой, которая зачастую захватывается природным газом. Поэтому для транспортировки природного газа в трубопроводе или для дальнейшей переработки на заводе по сжижению природного газа (СПГ=сжиженный природный газ) необходимо соблюдать определенные ограничения по количеству серосодержащих примесей. Кроме того, различные соединения серы являются токсичными и обладают неприятным запахом даже при низких концентрациях.The removal of acid gases, such as CO2, H2S, SO2, CS2, HCN, COS, or mercaptans, from fluid streams such as natural gas, refinery gas, or synthesis gas is beneficial for various reasons. Sulfur compounds in natural gas can form corrosive acids, particularly when reacting with water, which is often entrained in natural gas. Therefore, for the transport of natural gas in a pipeline or for further processing in a natural gas liquefaction plant (LNG = liquefied natural gas), certain restrictions on the amount of sulfur-containing impurities must be observed. In addition, various sulfur compounds are toxic and have an unpleasant odor even at low concentrations.

Из природного газа необходимо удалять диоксид углерода, так как при высоких концентрациях CO2 снижается теплота сгорания газа. Более того, CO2 в сочетании с влагой может быть причиной коррозии в трубах и клапанах.It is necessary to remove carbon dioxide from natural gas, as the calorific value of the gas decreases at high concentrations of CO2. Moreover, CO2 combined with moisture can cause corrosion in pipes and valves.

Известные способы удаления кислотных газов включают операции скруббинга с помощью водных абсорбирующих растворов неорганических или органических оснований. Когда происходит растворение кислотных газов в абсорбенте, из оснований образуются ионы. Регенерация абсорбента может осуществляться путем декомпрессии до низкого давления и/или путем десорбции, при этом происходит обратная реакция ионных форм, высвобождение и/или десорбция кислотных газов с помощью инертной текучей среды, например, с помощью пара. После процесса регенерации абсорбент может быть использован повторно.Known methods for removing acid gases include scrubbing operations with aqueous absorbent solutions of inorganic or organic bases. When acid gases dissolve in the absorbent, ions are formed from the bases. Regeneration of the absorbent can be carried out by low pressure decompression and/or by desorption, whereby the ionic species are reversed, released and/or desorbed by an inert fluid, eg steam. After the regeneration process, the absorbent can be reused.

Способ, при котором происходит практически полное удаление CO2 и H2S, называется полной абсорбцией. При том, что удаление CO2 может быть необходимо для того, чтобы избежать коррозии и обеспечить необходимую для потребителя теплотворную способность газа, в отдельных случаях необходимо или желательно подвергать обработке смеси кислотных газов, содержащие CO2 и H2S, таким образом, чтобы осуществлялось селективное удаление H2S из смеси при минимальном удалении CO2. Например, из-за технических характеристик трубопроводов для природного газа существуют более строгие ограничения по уровню H2S по сравнению с уровнем CO2, так как H2S является более токсичным и коррозионно-активным веществом, чем CO2: в соответствии с такими характеристиками для трубопроводов природного газа общего пользования содержание H2S, как правило, не должно превышать 4 ч./млн. по объему, в то время как требования по содержанию CO2 являются менее строгими - 2 об.%. Зачастую селективное удаление H2S желательно для того, чтобы содержание H2S в исходном потоке, поступающем в установку регенерации серы, например, в расположенную далее установку процесса Клауса, могло быть более высоким.The method in which almost complete removal of CO2 and H2S occurs is called complete absorption. While removal of CO2 may be necessary in order to avoid corrosion and provide the required calorific value of the gas to the consumer, in some cases it is necessary or desirable to treat acid gas mixtures containing CO 2 and H 2 S in such a way that a selective removal of H 2 S from the mixture with minimal removal of CO 2 . For example, due to the technical characteristics of natural gas pipelines, there are more stringent restrictions on the level of H 2 S compared to the level of CO 2 , since H 2 S is more toxic and corrosive than CO 2 : in accordance with such characteristics for public natural gas pipelines, the H2S content should generally not exceed 4 ppm. by volume, while the requirements for CO2 content are less stringent - 2 vol.%. Often, selective H2S removal is desirable so that the H2S content of the feed stream to the sulfur recovery unit, eg the downstream Claus process unit, can be higher.

Пространственно затрудненные вторичные амины, такие как 2-(2-трет-бутиламиноэтокси)этанол (ТВАЕЕ), и третичные амины, такие как метилдиэтаноламин (MDEA), проявляют кинетическую селективность в отношении H2S по сравнению с CO2. Таким образом, такие амины пригодны для селективного удаления H2S по сравнению с CO2 из газовых смесей, содержащих CO2 и H2S, как правило, их используют в виде водных смесей. Эти амины не реагируют непосредственно с CO2 - реакция CO2 с амином и водой с получением иона бикарбоната происходит медленно. Кинетика реакции позволяет H2S реагировать более быстро напрямую с группами амина сорбента с образованием иона гидросульфида в водном растворе.Sterically hindered secondary amines such as 2-(2-tert-butylaminoethoxy)ethanol (TBAEE) and tertiary amines such as methyldiethanolamine (MDEA) exhibit kinetic selectivity for H2S over CO2. Thus, such amines are suitable for the selective removal of H 2 S over CO 2 from gas mixtures containing CO 2 and H 2 S, as a rule, they are used in the form of aqueous mixtures. These amines do not react directly with CO2 - the reaction of CO2 with the amine and water to produce the bicarbonate ion is slow. The reaction kinetics allow H 2 S to react more rapidly directly with the amine groups of the sorbent to form a hydrosulfide ion in aqueous solution.

Применение гидроксизамещенных аминов (алканоламинов), например, таких как было указано выше, является общеизвестным, так как присутствие гидроксильных групп улучшает растворимость продуктов реакции абсорбента и кислотного газа в широко используемых системах водных растворителей, при этом также улучшается циркуляция растворителя через обычную установку абсорбционной колонны/регенерационной колонны путем подавления фазовой сепарации. Присутствие гидроксильных групп также может снизить летучесть амина и, следовательно, уменьшить потери амина в ходе функционирования.The use of hydroxy-substituted amines (alkanolamines), such as those mentioned above, is well known, since the presence of hydroxyl groups improves the solubility of the reaction products of the absorbent and acid gas in widely used aqueous solvent systems, while also improving the circulation of the solvent through a conventional absorption column/ regeneration column by suppressing phase separation. The presence of hydroxyl groups can also reduce the volatility of the amine and therefore reduce the loss of the amine during operation.

Однако такие преимущества в некоторых случаях могут быть связаны с определенными проблемами. При том, что алканоламины эффективно удаляют кислотные газы при более высоких давлениях, предполагается, что селективность удаления H2S заметно снизится из-за непосредственной физической адсорбции СО2, в жидкий растворитель и из-за реакции с гидроксильными группами соединения амина. Несмотря на то, что CO2 преимущественно реагирует с аминным азотом, при более высоких давлениях происходит реакция с кислородом, и при более высоких давлениях происходит стабилизация продуктов реакции бикарбоната/гемикарбоната/карбоната, которые образуются в результате реакции в гидроксильном центре, при этом с увеличением давления происходит прогрессирующее уменьшение селективности в отношении H2S.However, such advantages in some cases may be associated with certain problems. While alkanolamines are effective at removing acid gases at higher pressures, it is expected that H 2 S removal selectivity will decrease markedly due to direct physical adsorption of CO 2 into the liquid solvent and due to reaction with the hydroxyl groups of the amine compound. Although CO 2 preferentially reacts with the amine nitrogen, at higher pressures it reacts with oxygen, and at higher pressures the bicarbonate/hemicarbonate/carbonate reaction products that form from the reaction at the hydroxyl center are stabilized, with an increase in pressure, there is a progressive decrease in selectivity for H2S.

Также, при том, что присутствие гидроксильных групп положительно влияет на растворимость аминов в воде, гидроксильные группы придают свойства поверхностно-активных веществ продуктам реакции абсорбент/кислотный газ, в результате чего могут возникать проблемы с пенообразованием в ходе работы установки очистки газа.Also, while the presence of hydroxyl groups positively affects the solubility of amines in water, the hydroxyl groups impart surfactant properties to the absorbent/acid gas reaction products, which can result in foaming problems during operation of the gas treatment unit.

Еще одной известной проблемой использования водных смесей амина при абсорбционной обработке газовых смесей является то, что разделение на несколько фаз может происходить при температурах вAnother well-known problem with the use of aqueous amine mixtures in the absorption treatment of gas mixtures is that separation into several phases can occur at temperatures in

- 1 040386 диапазоне температур регенерации для водных смесей аминов, которые обычно находятся в диапазоне- 1 040386 regeneration temperature range for aqueous mixtures of amines, which are usually in the range

50-170°C.50-170°C.

В документе US 2015/0027055 А1 описан способ селективного удаления H2S из газовой смеси, содержащей CO2, с помощью абсорбента, содержащего пространственно затрудненные алканоламины, включающие концевую группу простого эфира. Было обнаружено, что образование концевой группы простого эфира у алканоламинов и исключение воды позволяет добиться более высокой селективности по отношению к H2S.US 2015/0027055 A1 describes a process for the selective removal of H 2 S from a gas mixture containing CO 2 using an absorbent containing sterically hindered alkanolamines containing an ether end group. It has been found that ether-terminating the alkanolamines and the exclusion of water results in higher H2S selectivity.

В документе US 2010/003775 А1 описан абсорбент кислотного газа, содержащий моноалкильный эфир алкиламиноалкилоксиспирта и способ селективного удаления H2S из газовых смесей, содержащих H2S и CO2, с использованием раствора абсорбента, содержащего указанный моноалкильный эфир.US 2010/003775 A1 describes an acid gas absorbent containing an alkylaminoalkyloxy alcohol monoalkyl ether and a process for the selective removal of H2S from gas mixtures containing H2S and CO2 using an absorbent solution containing said monoalkyl ether.

В документе WO 2013/181245 А1 описана композиция абсорбента, которая может быть использована для селективного удаления H2S, при этом указанная композиция абсорбента включает водную аминную смесь, представляющую собой продукт реакции аминирования трет-бутиламина и смеси полиэтиленгликоля, а также органический сорастворитель, выбранный из сульфонов, производных сульфона и сульфоксидов, а также сильную кислоту для подавления фазовой сепарации.WO 2013/181245 A1 describes an absorbent composition that can be used for the selective removal of H2S, said absorbent composition comprising an aqueous amine mixture, which is an amination reaction product of tert-butylamine and a mixture of polyethylene glycol, and an organic co-solvent selected from sulfones. , sulfone derivatives and sulfoxides, as well as a strong acid to suppress phase separation.

В документе WO 2014/001664 А1 описаны соединения формулы, приведенной ниже, и их применение для удаления кислотных газов:WO 2014/001664 A1 describes compounds of the formula below and their use in acid gas removal:

R1-R4 выбраны из Н и алкила, a R5 и R6 представляют собой алкил, или же R5 и R6 вместе образуют цикл. Эти соединения содержат лишь третичные аминогруппы, в каждой из которых присутствует ос новный атом азота.R1-R4 are selected from H and alkyl, and R5 and R6 are alkyl, or R5 and R6 together form a cycle. These compounds contain only tertiary amino groups, each of which contains a basic nitrogen atom.

В документе US 2013/0011314 А1 описаны соединения формулы, приведенной ниже, и их применение для селективного удаления H2S из газа, содержащего H2S и CO2:US 2013/0011314 A1 describes compounds of the formula below and their use for the selective removal of H2S from a gas containing H2S and CO2:

R1 и R2 представляют собой алкил или могут вместе образовывать гетероцикл, такой как пиперидин, пирролидин или морфолин, a R3 и R7 выбраны из Н, алкил- и алкокси- групп. Соединения, описанные в документе US 2013/0011314 А1, включают вторичную аминогруппу и третичную аминогруппу, в каждой из которых присутствует основный атом азота.R1 and R2 are alkyl or may together form a heterocycle such as piperidine, pyrrolidine or morpholine, and R3 and R7 are selected from H, alkyl and alkoxy groups. The compounds described in US 2013/0011314 A1 include a secondary amino group and a tertiary amino group, each of which has a basic nitrogen atom.

Существует необходимость в разработке новых и улучшенных абсорбентов, пригодных для селективного удаления сероводорода по сравнению с диоксидом углерода из потока текучей среды, содержащего диоксид углерода и сульфид водорода. Такие абсорбенты должны иметь пониженную склонность к фазовому разделению при температурах в обычном диапазоне температур регенерации для водных аминных смесей. Указанные абсорбенты должны демонстрировать низкую летучесть в водных растворителях. Также предоставляется способ селективного удаления сульфида водорода из потока текучей среды по сравнению с диоксидом углерода.There is a need to develop new and improved absorbents suitable for the selective removal of hydrogen sulfide over carbon dioxide from a fluid stream containing carbon dioxide and hydrogen sulfide. Such absorbents should have a reduced tendency to phase separation at temperatures in the normal regeneration temperature range for aqueous amine blends. Said absorbents should exhibit low volatility in aqueous solvents. Also provided is a method for selectively removing hydrogen sulfide from a fluid stream over carbon dioxide.

Цель настоящего изобретения достигается абсорбентом для селективного удаления сероводорода по сравнению с диоксидом углерода из текучей среды, при этом абсорбент включает водный раствор, содержащий амин формулы (I) и/или амин формулы (II)The purpose of the present invention is achieved by an absorbent for selectively removing hydrogen sulfide over carbon dioxide from a fluid, the absorbent comprising an aqueous solution containing an amine of formula (I) and/or an amine of formula (II)

- 2 040386 где- 2 040386 where

U-V-W представляет собой CH-O-CHR5, N-CO-CHR5 или N-CO-NR5;UVW is CH-O-CHR 5 , N-CO-CHR 5 or N-CO-NR 5 ;

U'-V'-W' представляет собой C-O-CR5;U'-V'-W' is CO-CR 5 ;

R1 представляет собой независимо С1-С5-алкил;R 1 is independently C1- C5 alkyl;

R2 выбран из водорода и С1-С5-алкила;R 2 is selected from hydrogen and C1- C5 alkyl;

R3 независимо выбран из водорода и С1-С5-алкила;R 3 is independently selected from hydrogen and C1- C5 alkyl;

R4 независимо выбран из водорода и С1-С5-алкила;R 4 is independently selected from hydrogen and C1- C5 alkyl;

R5 выбран из водорода, С1-С5-алкила, (С15-алкокси)-С15-алкила и гидрокси-С1-С5-алкила; и х представляет собой целое число от 1 до 10.R 5 is selected from hydrogen, C1-C 5 -alkyl, (C 1 -C 5 -alkoxy)-C 1 -C 5 -alkyl and hydroxy-C1-C 5 -alkyl; and x is an integer from 1 to 10.

Такие абсорбенты имеют пониженную склонность к фазовому разделению при температурах регенерации. Абсорбенты по настоящему изобретению, как правило, образуют одну фазу (и не демонстрируют фазовое разделение) до температуры 130°C, предпочтительно до 140°C, например, 36 мас.% водного раствора.Such absorbents have a reduced tendency to phase separation at regeneration temperatures. The absorbents of the present invention, as a rule, form a single phase (and do not show phase separation) up to a temperature of 130°C, preferably up to 140°C, for example, 36 wt.% aqueous solution.

Амины общей формулы (I) и (II) включают вторичную аминогруппу, непосредственно примыкающую к группе CR1R1R2. Таким образом, к атому азота в указанной вторичной аминогруппе непосредственно примыкает по меньшей мере один вторичный или третичный атом углерода, следовательно, такой амин является пространственно затрудненным.Amines of general formula (I) and (II) include a secondary amino group immediately adjacent to the group CR 1 R 1 R 2 . Thus, at least one secondary or tertiary carbon atom is directly adjacent to the nitrogen atom in said secondary amino group, hence such an amine is sterically hindered.

Амины общей формулы (I) и (II) содержат пятичленную циклическую структуру, которая, в зависимости от природы структурной единицы U-V-W или U'-V'-W', представляет собой структуру фурана, тетрагидрофурана, пирролидона или 2-имидазолидона. Было обнаружено, что эти структуры эффективно увеличивают растворимость в воде как амина, так и продуктов реакции амина/кислого газа, не влияя на эффективность абсорбции и селективность абсорбента. Как понятно, структура пирролидона или 2имидазолидона содержит одну или две амидогруппы. Вследствие электроноакцепторного эффекта карбонильной группы указанные амидогруппы по существу не являются основными. Предполагается, что из-за отсутствия основности указанные амидогруппы не способствуют абсорбции кислых газов и, следовательно, по существу не влияют на селективность абсорбента, содержащего амины общей формулы (I) и (II), в отношении H2S.The amines of general formula (I) and (II) contain a five-membered ring structure which, depending on the nature of the UVW or U'-V'-W' structural unit, is a furan, tetrahydrofuran, pyrrolidone or 2-imidazolidone structure. These structures have been found to effectively increase the water solubility of both the amine and the amine/acid gas reaction products without affecting absorption efficiency and absorbent selectivity. As is understood, the structure of pyrrolidone or 2-imidazolidone contains one or two amido groups. Due to the electron withdrawing effect of the carbonyl group, said amido groups are essentially non-basic. It is assumed that due to the lack of basicity, these amido groups do not contribute to the absorption of acid gases and, therefore, essentially do not affect the selectivity of the absorbent containing amines of General formula (I) and (II), in relation to H 2 S.

Предпочтительно R1 представляет собой метил. Предпочтительно R2 представляет собой Ci-C5алкил, в частности, метил. Предпочтительно R3 представляет собой водород. Предпочтительно R4 представляет собой водород. Предпочтительно х представляет собой целое число от 1 до 6. Более предпочтительно х представляет собой число от 1 до 3, в частности 1 или 2. Предпочтительно U-V-W представляет собой N-CO-CR5 или CH-O-CHR5, в частности N-CO-CHR5.Preferably R 1 is methyl. Preferably R 2 is Ci-C 5 alkyl, in particular methyl. Preferably R 3 is hydrogen. Preferably R 4 is hydrogen. Preferably x is an integer from 1 to 6. More preferably x is a number from 1 to 3, in particular 1 or 2. Preferably, UVW is N-CO-CR 5 or CH-O-CHR 5 , in particular N- CO-CHR 5 .

Когда U-V-W представляет собой N-CO-CHR5 или N-CO-NR5, R5 предпочтительно представляет собой водород или С1-С5-алкил, в частности водород. Когда U-V-W представляет собой CH-O-CHR5, R5 предпочтительно представляет собой (С1-С5-алкокси)-С15-алкил или гидрокси-С1-С5-алкил, особенно предпочтительно (С15-алкокси)-С15-алкил, например метокси-С1-С5-алкил, такой как метоксиметил.When UVW is N-CO-CHR 5 or N-CO-NR 5 , R 5 is preferably hydrogen or C1-C5 alkyl, in particular hydrogen. When UVW is CH-O-CHR 5 , R 5 is preferably (C1-C 5 -alkoxy)-C 1 -C 5 -alkyl or hydroxy-C1-C 5 -alkyl, particularly preferably (C 1 -C 5 -alkoxy)-C 1 -C 5 -alkyl, for example methoxy-C 1 -C 5 -alkyl, such as methoxymethyl.

В аминах формулы (II) R5 предпочтительно представляет собой (С15-алкокси)-С15-алкил, например метокси-С15-алкил, такой как метоксиметил.In the amines of formula (II), R 5 is preferably (C 1 -C 5 -alkoxy)-C 1 -C 5 -alkyl, for example methoxy-C 1 -C 5 -alkyl, such as methoxymethyl.

Когда U-V-W представляет собой N-CO-CHR5 или N-CO-NR5, x предпочтительно представляет собой целое число от 2 до 10, более предпочтительно от 2 до 6, в частности 2 или 3.When UVW is N-CO-CHR 5 or N-CO-NR 5 , x is preferably an integer from 2 to 10, more preferably from 2 to 6, in particular 2 or 3.

В тех вариантах осуществления изобретения, когда U-V-W представляет собой CH-O-CHR5, или U'V'-W' представляет собой C-O-CR5, предпочтительно, если R1 представляет собой метил, R2 представляет собой С1-С5-алкил, R3 представляет собой водород, R4 представляет собой водород, а х представляет собой целое число от 1 до 6, например от 1 до 3. Более предпочтительно R1 и R2 представляют собой метил, R3 и R4 представляют собой водород, а х представляет собой 1 или 2.In those embodiments where UVW is CH-O-CHR 5 or U'V'-W' is CO-CR 5 , preferably R 1 is methyl, R 2 is C1-C 5 - alkyl, R 3 is hydrogen, R 4 is hydrogen, and x is an integer from 1 to 6, such as 1 to 3. More preferably R 1 and R 2 are methyl, R 3 and R 4 are hydrogen and x represents 1 or 2.

В тех вариантах осуществления изобретения, когда U-V-W представляет собой N-CO-CHR5 или NCO-NR5, предпочтительно, если R1 представляет собой метил, R2 представляет собой С1-С5-алкил, R3 представляет собой водород, R4 представляет собой водород, а х представляет собой целое число от 2 до 6, например 2 или 3. Более предпочтительно R1 и R2 представляют собой метил, R3 и R4 представляют собой водород, а х представляет собой 2 или 3.In those embodiments where UVW is N-CO-CHR 5 or NCO-NR 5 , preferably R 1 is methyl, R 2 is C1-C 5 alkyl, R 3 is hydrogen, R 4 is hydrogen and x is an integer from 2 to 6, such as 2 or 3. More preferably, R 1 and R 2 are methyl, R 3 and R 4 are hydrogen, and x is 2 or 3.

Термин алкил включает разветвленные и неразветвленные насыщенные алифатические углеводородные группы с определенным количеством атомов углерода. Это также относится к алкильным группам, содержащимся в других возможных заместителях, например в алкокси-заместителях.The term alkyl includes branched and straight chain saturated aliphatic hydrocarbon groups with a specified number of carbon atoms. This also applies to alkyl groups contained in other possible substituents, such as alkoxy substituents.

В предпочтительном варианте осуществления абсорбент содержит амин формулы (I). В еще одном варианте осуществления изобретения абсорбент содержит амин формулы (II). В еще одном варианте осуществления изобретения абсорбент содержит смесь аминов общей формулы (I) и (II).In a preferred embodiment, the absorbent contains an amine of formula (I). In yet another embodiment of the invention, the absorbent contains an amine of formula (II). In yet another embodiment of the invention, the absorbent contains a mixture of amines of general formula (I) and (II).

- 3 040386- 3 040386

Подходящие амины формулы (I) включают:Suitable amines of formula (I) include:

- [2-(трет-бутиламино)этил] пирролидин-2-он,- [2-(tert-butylamino)ethyl] pyrrolidin-2-one,

- [2-(трет-бутиламино)пропил] пирролидин-2-он, 1-[2-(изопропиламино)этил]пирролидин-2-он, 1-[2-(изопропиламино)пропил]пирролидин-2-он, 2-метил-М-(тетрагидрофуран-2-илметил)пропан-2-амин, 2-метил-М-(тетрагидрофуран-2-илэтил)пропан-2-амин, №(тетрагидрофуран-2-илметил)пропан-2-амин, М-(тетрагидрофуран-2-илэтил)пропан-2-амин, [5-[(трет-бутиламино)метил]тетрагидрофуран-2-ил]метанол, [5-[(трет-бутиламино)этил]тетрагидрофуран-2-ил]метанол, [5 - [(изопропиламино)метил]тетрагидрофуран-2-ил] метанол, [5-[(изопропиламино)этил]тетрагидрофуран-2-ил]метанол, N- [ [5 -(метоксиметил )тетрагидрофуран-2-ил] метил] -2-метил-пропан-2-амин, N- [ [5 -(метоксиметил )тетрагидрофуран-2-ил]этил] -2-метил-пропан-2-амин, N- [ [5 -(метоксиметил )тетрагидрофуран-2-ил] метил] пропан-2-амин, М-[[5-(метоксиметил)тетрагидрофуран-2-ил]этил]пропан-2-амин, 1 - [2-(трет-бутиламино)этил] имид азолидин-2-он, 1 - [2-(трет-бутиламино)пропил] имид азолид ин-2-он, и 1-[2-(изопропиламино)этил]имидазолидин-2-он, и 1-[2-(изопропиламино)пропил]имидазолидин-2-он.- [2-(tert-butylamino)propyl] pyrrolidin-2-one, 1-[2-(isopropylamino)ethyl]pyrrolidin-2-one, 1-[2-(isopropylamino)propyl]pyrrolidin-2-one, 2 -methyl-M-(tetrahydrofuran-2-ylmethyl)propan-2-amine, 2-methyl-M-(tetrahydrofuran-2-ylethyl)propan-2-amine, N(tetrahydrofuran-2-ylmethyl)propan-2-amine , M-(tetrahydrofuran-2-ylethyl)propan-2-amine, [5-[(tert-butylamino)methyl]tetrahydrofuran-2-yl]methanol, [5-[(tert-butylamino)ethyl]tetrahydrofuran-2- yl]methanol, [5-[(isopropylamino)methyl]tetrahydrofuran-2-yl]methanol, [5-[(isopropylamino)ethyl]tetrahydrofuran-2-yl]methanol, N-[[5-(methoxymethyl)tetrahydrofuran-2 -yl] methyl] -2-methyl-propan-2-amine, N- [ [5 - (methoxymethyl) tetrahydrofuran-2-yl] ethyl] -2-methyl-propan-2-amine, N- [ [5 - (methoxymethyl)tetrahydrofuran-2-yl]methyl]propan-2-amine, M-[[5-(methoxymethyl)tetrahydrofuran-2-yl]ethyl]propan-2-amine, 1-[2-(tert-butylamino) ethyl]imide azolidin-2-one, 1-[2-(tert-butylamino)propyl]imide azolide in-2-one, and 1-[2-(isopropylamino)ethyl]imidazolidin-2-one, and 1-[ 2-(isopropyl mino)propyl]imidazolidin-2-one.

Подходящие амины формулы (II) включают: М-(2-фурилметил)-2-метил-пропан-2-амин, К-(2-фурилэтил)-2-метил-пропан-2-амин, М-(2-фурилметил)пропан-2-амин, М-(2-фурилэтил)пропан-2-амин, [5 - [(трет-бутиламино)метил] -2-фур ил ] метанол, [5 - [(трет-бутиламино)этил] -2-фурил] метанол, [5 - [(изопропиламино)метил] -2-фурил] метанол, [5 - [(изопропиламино)этил] -2-фурил] метанол, N- [ [ 5 -(метоксиметил)-2-фурил] метил] -2-метил-пропан-2-амин, N- [ [ 5 -(метоксиметил)-2-фурил]этил] -2-метил-пропан-2-амин, N- [ [ 5 -(метоксиметил)-2-фурил] метил] пропан-2-амин, и М-[[5-(метоксиметил)-2-фурил]этил]пропан-2-амин.Suitable amines of formula (II) include: M-(2-furylmethyl)-2-methyl-propan-2-amine, N-(2-furylethyl)-2-methyl-propan-2-amine, M-(2-furylmethyl )propan-2-amine, M-(2-furylethyl)propan-2-amine, [5-[(tert-butylamino)methyl]-2-furyl] methanol, [5-[(tert-butylamino)ethyl] -2-furyl]methanol, [5-[(isopropylamino)methyl]-2-furyl]methanol, [5-[(isopropylamino)ethyl]-2-furyl]methanol, N-[[5-(methoxymethyl)-2 -furyl] methyl] -2-methyl-propan-2-amine, N- [ [ 5 -(methoxymethyl)-2-furyl] ethyl] -2-methyl-propan-2-amine, N- [ [ 5 -( methoxymethyl)-2-furyl]methyl]propan-2-amine, and M-[[5-(methoxymethyl)-2-furyl]ethyl]propan-2-amine.

- 4 040386- 4 040386

В предпочтительном варианте осуществления абсорбент содержит амин формулы (I) и/или амин формулы (II), выбранные из:In a preferred embodiment, the absorbent comprises an amine of formula (I) and/or an amine of formula (II) selected from:

- [2-(трет-бутиламино)этил] пирролидин-2-она, 1-[2-(изопропиламино)этил]пирролидин-2-она, и-(2-фурилметил)-2-метил-пропан-2-амина, Х-(2-фурилметил)пропан-2-амина, [5 - [(трет-бутиламино)метил] -2-фур ил] метанола, [5 - [(изопропиламино)метил] -2-фурил] метанола, N - [ [5 -(метоксиметил)-2-фурил] метил] -2-метил-пропан-2-амина, N - [ [5 -(метоксиметил)-2-фурил] метил] пропан-2-амина, 2-метил-М-(тетрагидрофуран-2-илметил)пропан-2-амина, М-(тетрагидрофуран-2-илметил)пропан-2-амина, [5-[(трет-бутиламино)метил]тетрагидрофуран-2-ил]метанола, [5-[(изопропиламино)метил]тетрагидрофуран-2-ил]метанола, N - [ [5 -(метоксиметил )тетрагидрофуран-2-ил] метил] -2-метил-пропан-2-амина, N - [ [5 -(метоксиметил )тетрагидрофуран-2-ил] метил] пропан-2-амина, 1 - [2-(трет-бутиламино)этил] имидазолидин-2-она, и 1-[2-(изопропиламино)этил]имидазолидин-2-она.- [2-(tert-butylamino)ethyl]pyrrolidin-2-one, 1-[2-(isopropylamino)ethyl]pyrrolidin-2-one, and-(2-furylmethyl)-2-methyl-propan-2-amine , X-(2-furylmethyl)propan-2-amine, [5-[(tert-butylamino)methyl]-2-furyl]methanol, [5-[(isopropylamino)methyl]-2-furyl]methanol, N - [[5-(methoxymethyl)-2-furyl]methyl]-2-methyl-propan-2-amine, N methyl-M-(tetrahydrofuran-2-ylmethyl)propan-2-amine, M-(tetrahydrofuran-2-ylmethyl)propan-2-amine, [5-[(tert-butylamino)methyl]tetrahydrofuran-2-yl]methanol , [5-[(isopropylamino)methyl]tetrahydrofuran-2-yl]methanol, N-[[5-(methoxymethyl)tetrahydrofuran-2-yl]methyl]-2-methyl-propan-2-amine, N-[[ 5-(methoxymethyl)tetrahydrofuran-2-yl]methyl]propan-2-amine, 1-[2-(tert-butylamino)ethyl]imidazolidin-2-one, and 1-[2-(isopropylamino)ethyl]imidazolidin- 2-she.

В более предпочтительном варианте осуществления абсорбент содержит амин формулы (I), выбранный из:In a more preferred embodiment, the absorbent contains an amine of formula (I) selected from:

- [2-(трет-бутиламино)этил] пирролидин-2-она, 1-[2-(изопропиламино)этил]пирролидин-2-она, 2-метил-М-(тетрагидрофуран-2-илметил)пропан-2-амина, и-(тетрагидрофуран-2-илметил)пропан-2-амина, [5-[(трет-бутиламино)метил]тетрагидрофуран-2-ил]метанола, [5 - [(изопропиламино)метил]тетрагидрофуран-2-ил] метанола, N- [ [5 -(метоксиметил )тетрагидрофуран-2-ил] метил] -2-метил-пропан-2-амина, N- [ [5 -(метоксиметил )тетрагидрофуран-2-ил] метил] пропан-2-амина, 1-[2-(трет-бутиламино)этил]имидазолидин-2-она, и 1-[2-(изопропиламино)этил]имидазолидин-2-она.- [2-(tert-butylamino)ethyl]pyrrolidin-2-one, 1-[2-(isopropylamino)ethyl]pyrrolidin-2-one, 2-methyl-M-(tetrahydrofuran-2-ylmethyl)propan-2- amine, and-(tetrahydrofuran-2-ylmethyl)propan-2-amine, [5-[(tert-butylamino)methyl]tetrahydrofuran-2-yl]methanol, [5-[(isopropylamino)methyl]tetrahydrofuran-2-yl ] methanol, N- [ [5 - (methoxymethyl) tetrahydrofuran-2-yl] methyl] -2-methyl-propan-2-amine, N- [ [5 - (methoxymethyl) tetrahydrofuran-2-yl] methyl] propan- 2-amine, 1-[2-(t-butylamino)ethyl]imidazolidin-2-one, and 1-[2-(isopropylamino)ethyl]imidazolidin-2-one.

В особенно предпочтительном варианте осуществления абсорбент содержит амин формулы (I), выбранный из:In a particularly preferred embodiment, the absorbent comprises an amine of formula (I) selected from:

- [2-(трет-бутиламино)этил] пирролидин-2-она, 1-[2-(изопропиламино)этил]пирролидин-2-она, 2-метил-М-(тетрагидрофуран-2-илметил)пропан-2-амина, и М-[[5-(метоксиметил)тетрагидрофуран-2-ил]метил]-2-метил-пропан-2-амина.- [2-(tert-butylamino)ethyl]pyrrolidin-2-one, 1-[2-(isopropylamino)ethyl]pyrrolidin-2-one, 2-methyl-M-(tetrahydrofuran-2-ylmethyl)propan-2- amine, and N-[[5-(methoxymethyl)tetrahydrofuran-2-yl]methyl]-2-methyl-propan-2-amine.

Наиболее предпочтительно амин формулы (I), содержащийся в абсорбенте, представляет собой 1[2-(трет-бутиламино)этил]пирролидин-2-он.Most preferably, the amine of formula (I) contained in the absorbent is 1[2-(tert-butylamino)ethyl]pyrrolidin-2-one.

Общее количество амина общей формулы (I) и (II), содержащееся в абсорбенте, предпочтительно составляет 10-70 мас.%, более предпочтительно 15-65 мас.%, наиболее предпочтительно 20-60 мас.% из расчета на общую массу абсорбента.The total amount of amine of general formulas (I) and (II) contained in the absorbent is preferably 10-70 wt.%, more preferably 15-65 wt.%, most preferably 20-60 wt.% based on the total weight of the absorbent.

В одном из вариантов осуществления изобретения абсорбент содержит кислоту. Кислота способствует регенерации абсорбента до низких значений загрузки и повышает эффективность способа. Между кислотой и амином формулы (I) или (II) образуется протонное равновесие. Положение равновесия зависит от температуры, и при более высоких температурах равновесие смещается в сторону свободного оксониевого иона и/или соли амина с более низкой энтальпией протонирования. При относительно низких температурах, которые преобладают на стадии абсорбции, более высокий рН способствует эффективному поглощению кислотных газов, тогда как при относительно высоких температурах, которые преобладают на стадии десорбции, более низкий рН поддерживает выделение абсорбированных кислотных газов.In one embodiment, the absorbent contains an acid. The acid promotes the regeneration of the absorbent to low loading values and increases the efficiency of the process. A proton equilibrium is formed between the acid and the amine of formula (I) or (II). The equilibrium position is temperature dependent, and at higher temperatures the equilibrium shifts towards the free oxonium ion and/or amine salt with lower enthalpy of protonation. At the relatively low temperatures that prevail in the absorption step, the higher pH promotes efficient absorption of acid gases, while at the relatively high temperatures that prevail in the desorption step, the lower pH supports the release of absorbed acid gases.

Неожиданно было обнаружено, что присутствие кислоты в абсорбенте по изобретению также может привести к более высокой H2S-селективности.Surprisingly, it has been found that the presence of acid in the absorbent of the invention can also lead to higher H 2 S selectivity.

- 5 040386- 5 040386

Предпочтительно кислота имеет значение pKA менее 6, в частности менее 5, при измерениях при температуре 25°C. В случае если кислоты имеют более одного этапа диссоциации и, соответственно, более одного значения pKA, это требование соблюдается, если одно из значений pKA находится в указанном диапазоне. Кислота соответствующим образом выбрана из протонсодержащих кислот (кислот Бренстеда).Preferably the acid has a pKA value of less than 6, in particular less than 5, when measured at 25°C. In the event that acids have more than one dissociation step and, accordingly, more than one pKA value, this requirement is met if one of the pKA values is in the indicated range. The acid is suitably selected from protic acids (Brönsted acids).

Кислоту предпочтительно добавляют в таком количестве, что рН водного раствора при измерении при 120°C составляет от 7,9 до значений менее 9,5, предпочтительно от 8,0 до значений менее 8,8, более предпочтительно от 8,0 до значений менее 8,5, наиболее предпочтительно 8,0 до значений менее 8,2.The acid is preferably added in such an amount that the pH of the aqueous solution, measured at 120° C., is from 7.9 to less than 9.5, preferably from 8.0 to less than 8.8, more preferably from 8.0 to less than 8.5, most preferably 8.0 to values less than 8.2.

В соответствии с одним вариантом осуществления количество кислоты составляет 0,1-5,0 мас.%, предпочтительно 0,2-4,5 мас.%, более предпочтительно 0,5-4,0 мас.%, наиболее предпочтительно 1,0-2,5 мас.% из расчета на общую массу абсорбента.In accordance with one embodiment, the amount of acid is 0.1-5.0 wt.%, preferably 0.2-4.5 wt.%, more preferably 0.5-4.0 wt.%, most preferably 1.0 -2.5 wt.% based on the total weight of the absorbent.

Кислота выбрана из органических и неорганических кислот. Пригодные органические кислоты включают, например, фосфоновые кислоты, сульфоновые кислоты, карбоновые кислоты и аминокислоты. В частном варианте осуществления изобретения кислота представляет собой многоосновную кислоту.The acid is selected from organic and inorganic acids. Suitable organic acids include, for example, phosphonic acids, sulfonic acids, carboxylic acids and amino acids. In a particular embodiment of the invention, the acid is a polybasic acid.

Пригодными кислотами являются, например, минеральные кислоты, такие как соляная кислота, серная кислота, амидосерная кислота, фосфорная кислота, неполные сложные эфиры фосфорной кислоты, например моно- и диалкилфосфаты и моно- и диармлфосфаты, такие как тридецилфосфаты, дибутилфосфаты, дифенилфосфаты и бис(2-этил)фосфаты; борная кислота; карбоновые кислоты, например насыщенные алифатические монокарбоновые кислоты, такие как муравьиная кислота, уксусная кислота, пропионовая кислота, масляная кислота, изомасляная кислота, валериановая кислота, изовалериановая кислота, пивалевая кислота, капроевая кислота, н-гептановая кислота, каприловая кислота, 2-этилгексановая кислота, пеларгоновая кислота, капроновая кислота, неодекановая кислота, ундекановая кислота, лауриновая кислота, тридекановая кислота, миристиновая кислота, пентадекановая кислота, пальмитиновая кислота, маргариновая кислота, стеариновая кислота, изостеариновая кислота, арахиновая кислота, бегеновая кислота; насыщенные алифатические поликарбоновые кислоты, такие как щавелевая кислота, малоновая кислота, янтарная кислота, глутаровая кислота, адипиновая кислота, пимелиновая кислота, субериновая кислота, азелаиновая кислота, себациновая кислота, декандикарбоновая кислота; циклоалифатические моно- и поликарбоновые кислоты, такие как циклогексанкарбоновая кислота, гексагидрофталевая кислота, тетрагидрофталевая кислота, смоляные кислоты, нафтеновые кислоты; алифатические гидроксикарбоновые кислоты, такие как гликолевая кислота, молочная кислота, миндальная кислота, гидроксимасляная кислота, винная кислота, яблочная кислота, лимонная кислота; галоидзамещенные алифатические карбоновые кислоты, такие как трихлоруксуная кислота или 2-хлорпропионовая кислота; ароматические моно- и поликарбоновые кислоты, такие как бензойная кислота, салициловая кислота, галлиевая кислота, позиционно изомерные толуиловые кислоты, метоксибензойные кислоты, хлорбензойные кислоты, нитробензойные кислоты, фталевая кислота, терефталевая кислота, изофталевая кислота; технические смеси карбоновых кислот, например версатовые кислоты; сульфоновые кислоты, такие как метилсульфоновая кислота, бутилсульфоновая кислота, 3гидроксипропилсульфоновая кислота, сульфоуксусная кислота, бензолсульфоновая кислота, ртолуолсульфоновая кислота, р-ксилолсульфоновая кислота, 4-додецилбензолсульфоновая кислота, 1нафталинсульфоновая кислота, динонилнафталинсульфоновая кислота и динонилнафталинсульфоновая кислота, трифторметил- или нонафтор-н-бутилсульфоновая кислота, камфорсульфоновая кислота, 2-(4-(2гидроксиэтил)-1-пиперазин этансульфоновоя кислота (HEPES); органические фосфоновые кислоты, например фосфоновые кислоты формулы (III)Suitable acids are, for example, mineral acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, amidosulfuric acid, phosphoric acid, partial esters of phosphoric acid, for example mono- and dialkyl phosphates and mono- and diarmyl phosphates, such as tridecyl phosphates, dibutyl phosphates, diphenyl phosphates and bis( 2-ethyl)phosphates; boric acid; carboxylic acids, e.g. saturated aliphatic monocarboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, valeric acid, isovaleric acid, pivalic acid, caproic acid, n-heptanoic acid, caprylic acid, 2-ethylhexanoic acid , pelargonic acid, caproic acid, neodecanoic acid, undecanoic acid, lauric acid, tridecanoic acid, myristic acid, pentadecanoic acid, palmitic acid, margaric acid, stearic acid, isostearic acid, arachidic acid, behenic acid; saturated aliphatic polycarboxylic acids such as oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, decanedicarboxylic acid; cycloaliphatic mono- and polycarboxylic acids such as cyclohexanecarboxylic acid, hexahydrophthalic acid, tetrahydrophthalic acid, resin acids, naphthenic acids; aliphatic hydroxycarboxylic acids such as glycolic acid, lactic acid, mandelic acid, hydroxybutyric acid, tartaric acid, malic acid, citric acid; halogenated aliphatic carboxylic acids such as trichloroacetic acid or 2-chloropropionic acid; aromatic mono- and polycarboxylic acids such as benzoic acid, salicylic acid, gallic acid, positionally isomeric toluic acids, methoxybenzoic acids, chlorobenzoic acids, nitrobenzoic acids, phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid; technical mixtures of carboxylic acids, such as versatic acids; sulfonic acids such as methylsulfonic acid, butylsulfonic acid, 3-hydroxypropylsulfonic acid, sulfoacetic acid, benzenesulfonic acid, rtoluenesulfonic acid, p-xylenesulfonic acid, 4-dodecylbenzenesulfonic acid, 1-naphthalenesulfonic acid, dinonylnaphthalenesulfonic acid and dinonylnaphthalenesulfonic acid, trifluoromethyl- or nonafluoro-n acid, camphorsulfonic acid, 2-(4-(2hydroxyethyl)-1-piperazine ethanesulfonic acid (HEPES); organic phosphonic acids, e.g. phosphonic acids of formula (III)

R6-PO3H (III), где R6 представляет собой C1.18αлкил, при необходимости, замещенный четырьмя заместителями или менее, которые независимо выбраны из карбоксила, карбоксамидо, гидроксила и амино.R 6 -PO 3 H (III), where R 6 represents C 1 . 18 αkyl optionally substituted with four or less substituents independently selected from carboxyl, carboxamido, hydroxyl and amino.

Они включают алкилфосфоновые кислоты, такие как метилфосфоновая кислота, пропилфосфоновая кислота, 2-метилпропилфосфоновая кислота, трет-бутилфосфоновая кислота, н-бутилфосфоновая кислота, 2,3-диметилбутил-фосфоновая кислота, октилфосфоновая кислота; гидроксиалкилфосфоновые кислоты, такие как гидроксиметилфосфоновая кислота, 1-гидроксиэтил-фосфоновая кислота, 2гидроксиэтилфосфоновая кислота; арилфосфоновые кислоты, такие как фенилфосфоновая кислота, толилфосфоновая кислота, ксилилфосфоновая кислота, аминоалкилфосфоновые кислоты, такие как аминометилфосфоновая кислота, 1-аминоэтилфосфоновая кислота, 1-диметил-аминоэтилфосфоновая кислота, 2аминоэтилфосфоновая кислота, 2-(К-метиламино)этилфосфоновая кислота, 3-аминопропилфосфоновая кислота, 2-аминопропилфосфоновая кислота, 1-аминопропилфосфоновая кислота, 1-аминопропил-2хлорпропилфосфоновая кислота, 2-аминобутилфосфоновая кислота, 3-аминобутилфосфоновая кислота, 1аминобутилфосфоновая кислота, 4-аминобутилфосфоновая кислота, 2-аминопентилфосфоновая кислота, 5амино-пентилфосфоновая кислота, 2-аминогексилфосфоновая кислота, 5-амино-гексилфосфоновая кислота, 2-аминооктилфосфоновая кислота, 1-амино-октилфосфоновая кислота, 1-аминобутилфосфоновая кислота; амидоалкил-фосфоновые кислоты, такие как 3-гидроксиметиламино-3-оксопропилфосфоновая кислота; и фосфонокарбоновые кислоты, такие как 2-гидроксифосфоноуксусная кислота и 2-фосфонобутан1,2,4-трикарбоновая кислота;These include alkylphosphonic acids such as methylphosphonic acid, propylphosphonic acid, 2-methylpropylphosphonic acid, t-butylphosphonic acid, n-butylphosphonic acid, 2,3-dimethylbutylphosphonic acid, octylphosphonic acid; hydroxyalkylphosphonic acids such as hydroxymethylphosphonic acid, 1-hydroxyethylphosphonic acid, 2hydroxyethylphosphonic acid; arylphosphonic acids such as phenylphosphonic acid, tolylphosphonic acid, xylylphosphonic acid, aminoalkylphosphonic acids such as aminomethylphosphonic acid, 1-aminoethylphosphonic acid, 1-dimethyl-aminoethylphosphonic acid, 2-aminoethylphosphonic acid, 2-(N-methylamino)ethylphosphonic acid, 3-aminopropylphosphonic acid acid, 2-aminopropylphosphonic acid, 1-aminopropylphosphonic acid, 1-aminopropyl-2chloropropylphosphonic acid, 2-aminobutylphosphonic acid, 3-aminobutylphosphonic acid, 1-aminobutylphosphonic acid, 4-aminobutylphosphonic acid, 2-aminopentylphosphonic acid, 5aminopentylphosphonic acid, 2-aminohexylphosphonic acid acid, 5-amino-hexylphosphonic acid, 2-aminooctylphosphonic acid, 1-aminooctylphosphonic acid, 1-aminobutylphosphonic acid; amidoalkyl phosphonic acids such as 3-hydroxymethylamino-3-oxopropylphosphonic acid; and phosphonocarboxylic acids such as 2-hydroxyphosphonoacetic acid and 2-phosphonobutane 1,2,4-tricarboxylic acid;

- 6 040386 фосфоновые кислоты формулы (IV)- 6 040386 phosphonic acids of formula (IV)

РО3Н2 RO 3 H 2

R---QR---Q

РО3Н2 где R7 означает Н или С1-С6-алкил, Q означает Н, ОН или NR82 и R8 означает Н или СН2РО3Н2, например 1-гидроксиэтан-1,1-дифосфоновая кислота;PO 3 H 2 where R 7 is H or C1-C6 alkyl, Q is H, OH or NR 8 2 and R 8 is H or CH2PO3H2, for example 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid;

фосфоновые кислоты формулы (V)phosphonic acids of formula (V)

(V), где Z представляет собой C2-C6-алкилен, циклоалкандиил, фенилен или C2-C6-алкилен, разомкнутый циклоалкандиилом или фениленом, Y представляет собой СН2РО3Н2, a m представляет собой число от 0 до 4, например, этилендиаминтетра(метиленфосфоновая кислота), диэтилентриаминпента(метиленфосфоновая кислота) и бис(гексаметилен)триаминпента-(метиленфосфоновая кислота);(V) where Z is C 2 -C 6 alkylene, cycloalkanediyl, phenylene, or C 2 -C 6 alkylene opened with cycloalkanediyl or phenylene, Y is CH 2 PO 3 H 2 , am is a number from 0 to 4, e.g. methylenephosphonic acid), diethylenetriaminepenta(methylenephosphonic acid) and bis(hexamethylene)triaminepenta-(methylenephosphonic acid);

фосфоновые кислоты формулы (VI)phosphonic acids of formula (VI)

где R9 представляет собой C1-C6-алкил, C2-C6-гидроксиалкил или R10, и R10 представляет собой СН2РО3Н2, такой как нитрилотрис(метиленфосфоновая кислота) и 2-гидроксиэтилиминобис (метиленфосфоновая кислота);where R 9 is C 1 -C 6 alkyl, C 2 -C 6 hydroxyalkyl or R 10 and R 10 is CH2PO3H2 such as nitrilotris(methylenephosphonic acid) and 2-hydroxyethyliminobis(methylenephosphonic acid);

аминокарбоновые кислоты с третичными аминогруппами или аминогруппами по меньшей мере с одним вторичными или третичным атомом углерода, непосредственно примыкающим к аминогруппе, например, α-аминокислоты с третичными аминогруппами или аминогруппами по меньшей мере с одним вторичными или третичным атомом углерода, непосредственно примыкающим к аминогруппе, например N,Nдиметилглицин (диметиламиноуксусная кислота), Ν,Ν-диэтилглицин, аланин (2-аминопропионовая кислота), N-метилаланин (2-(метиламино)пропионовая кислота), N,N-диметилаланин, N-этилаланин, 2метилаланин (2-аминоизомасляная кислота), лейцин(2-амино-4-метилпентан-1-овая кислота), Nметиллейцин, N,N-диметиллейцин, изолейцин (1-амино-2-метилпентановая кислота), N-метилизолейцин, N,N-диметилизолейцин, валин (2-аминизовалериановая кислота), α-метилвалин (2-амино-2метилизовалериановая кислота), N-метилвалин (2-метиламиноизовалериановая кислота), N,Nдиметилвалин, пролин (пирролидин-2-карбоновая кислота), N-метилпролин, N-метилсерин, N,Nдиметилсерин, 2-(метиламино)изомасляная кислота, пиперидин-2-карбоновая кислота, N-метилпиперидин2-карбоновая кислота, β-аминокарбоновые кислоты с третичными аминогруппами или аминогруппами по меньшей мере с одним вторичными или третичным атомом углерода, непосредственно примыкающим к аминогруппе, например 3-диметил-иминопропионовая кислота, N-метилиминодипропионовая кислота, N-метилпиперидин-3-карбоновая кислота, γ-аминокислоты с третичными аминогруппами или аминогруппами по меньшей мере с одним вторичными или третичным атомом углерода, непосредственно примыкающим к аминогруппе, например 4диметиламиномасляная кислота, или аминокарбоновые кислоты с третичными аминогруппами или аминогруппами по меньшей мере с одним вторичными или третичным атомом углерода, непосредственно примыкающим к аминогруппе, например N-метилпиперидин-4-kарбоновая кислота.aminocarboxylic acids with tertiary amino groups or amino groups with at least one secondary or tertiary carbon atom immediately adjacent to the amino group, e.g. N,Ndimethylglycine (dimethylaminoacetic acid), Ν,N-diethylglycine, alanine (2-aminopropionic acid), N-methylalanine (2-(methylamino)propionic acid), N,N-dimethylalanine, N-ethylalanine, 2methylalanine (2-aminoisobutyric acid), leucine (2-amino-4-methylpentano-1-oic acid), N-methylleucine, N,N-dimethylleucine, isoleucine (1-amino-2-methylpentanoic acid), N-methylisoleucine, N,N-dimethylisoleucine, valine (2-aminoisovaleric acid), α-methylvaline (2-amino-2methylisovaleric acid), N-methylvaline (2-methylaminoisovaleric acid), N,Ndimethylvaline, proline (pyrrolidine-2-carboxylic acid), N-methylproline, N-methylserine , N, Nd imethylserine, 2-(methylamino)isobutyric acid, piperidine-2-carboxylic acid, N-methylpiperidine2-carboxylic acid, β-aminocarboxylic acids with tertiary amino groups or amino groups with at least one secondary or tertiary carbon atom immediately adjacent to the amino group, for example 3-dimethyl-iminopropionic acid, N-methyliminodipropionic acid, N-methylpiperidine-3-carboxylic acid, γ-amino acids with tertiary amino groups or amino groups with at least one secondary or tertiary carbon atom immediately adjacent to the amino group, for example 4dimethylaminobutyric acid, or aminocarboxylic acids with tertiary amino groups or amino groups with at least one secondary or tertiary carbon atom immediately adjacent to the amino group, for example N-methylpiperidine-4-carboxylic acid.

Из неорганических кислот предпочтительными являются фосфорная кислота и фосфорная кислота, в частности фосфорная кислота.Of the inorganic acids, phosphoric acid and phosphoric acid, in particular phosphoric acid, are preferred.

Из карбоновых кислот предпочтительными являются муравьиная кислота, уксусная кислота, бензойная кислота, янтарная кислота и адипиновая кислота.Of the carboxylic acids, formic acid, acetic acid, benzoic acid, succinic acid and adipic acid are preferred.

Из сульфоновых кислот предпочтительными являются метансульфоновая кислота, ртолуолсульфоновая кислота и 2-(4-(2-гидроксиэтил)-1-пиперазинил)этансульфоновоя кислота (HEPES).Of the sulfonic acids, methanesulfonic acid, rtoluenesulfonic acid and 2-(4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazinyl)ethanesulfonic acid (HEPES) are preferred.

Из фосфоновых кислот предпочтительными являются 2-гидроксифосфоноуксусная кислота, 2фосфонобутан-1,2,4-трикарбоновая кислота, 1-гидроксиэтан-1,1-дифосфоновая кислота, этилендиаминтетра(метиленфосфоновая кислота), диэтилентриаминпента(метиленфосфоновая кислота), бис(гексаметилен) триаминпента(метиленфосфоновая кислота) (HDTMP) и нитрилотрис(метиленфосфоновая кислота), из них особенно предпочтительной является 1-гидроксиэтан-1,1-дифосфоновая кислота.Of the phosphonic acids, 2-hydroxyphosphonoacetic acid, 2phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid, 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid, ethylenediaminetetra(methylenephosphonic acid), diethylenetriaminepenta(methylenephosphonic acid), bis(hexamethylene)triaminepenta( methylenephosphonic acid) (HDTMP) and nitrilotris(methylenephosphonic acid), of which 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid is particularly preferred.

Из аминокарбоновых кислот с третичными аминогруппами или аминогруппами по меньшей мере с одним вторичными или третичным атомом углерода, непосредственно примыкающим к аминогруппе, предпочтительным является N,N-диметилглицин и N-метилаланин.Of the aminocarboxylic acids with tertiary amino groups or amino groups with at least one secondary or tertiary carbon atom immediately adjacent to the amino group, N,N-dimethylglycine and N-methylalanine are preferred.

Более предпочтительно кислота является неорганической кислотой.More preferably, the acid is an inorganic acid.

В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения абсорбент содержит третичныйIn accordance with one of the embodiments of the invention, the absorbent contains a tertiary

- 7 040386 амин или в высокой степени пространственно затрудненный первичный амин и/или в высокой степени пространственно затрудненный вторичный амин, отличный от аминов общей формулы (I) и (II). Термин в высокой степени пространственно затрудненный означает то, что третичный атом углерода непосредственно примыкает к первичному или вторичному атому азота. В соответствии с этим вариантом осуществления изобретения абсорбент содержит третичный амин или в высокой степени пространственно затрудненный амин, отличный от соединений общей формулы (I), как правило, в количестве 5-50 мас.%, предпочтительно 10-40 мас.%, более предпочтительно 20-40 мас.% из расчета на общую массу абсорбента.- 7 040386 an amine or a highly hindered primary amine and/or a highly hindered secondary amine other than the amines of general formulas (I) and (II). The term highly sterically hindered means that the tertiary carbon atom is directly adjacent to the primary or secondary nitrogen atom. According to this embodiment, the absorbent contains a tertiary amine or a highly hindered amine other than the compounds of general formula (I), generally in an amount of 5-50% by weight, preferably 10-40% by weight, more preferably 20-40 wt.% based on the total weight of the absorbent.

Пригодные третичные амины, в частности, включают:Suitable tertiary amines in particular include:

1) третичные алканоламины, такие как бис(2-гидроксиэтил)метиламин (метилдиэтаноламин, MDEA), трис(2-гидроксиэтил)амин (триэтаноламин, TEA), трибутаноламин, 2-диэтиламиноэтанол (диэтилэтаноламин, DEEA), 2-диметиламиноэтанол (диметилэтаноламин, DMEA), 3-диметиламино-1-пропанол (N,Nдиметилпропаноламин), 3-диэтиламино-1-пропанол, 2-диизопропиламиноэтанол (DIEA), N,N-6uc(2гидроксипропил)-метиламин (метилдиизопропаноламин, MDIPA);1) tertiary alkanolamines such as bis(2-hydroxyethyl)methylamine (methyldiethanolamine, MDEA), tris(2-hydroxyethyl)amine (triethanolamine, TEA), tributanolamine, 2-diethylaminoethanol (diethylethanolamine, DEEA), 2-dimethylaminoethanol (dimethylethanolamine, DMEA), 3-dimethylamino-1-propanol (N,Ndimethylpropanolamine), 3-diethylamino-1-propanol, 2-diisopropylaminoethanol (DIEA), N,N-6uc(2hydroxypropyl)-methylamine (methyldiisopropanolamine, MDIPA);

2) третичные аминоэфиры, такие как 3-метоксипропилдиметиламин;2) tertiary amino esters such as 3-methoxypropyldimethylamine;

3) третичные полиамины, например бис-третичные диамины, такие как N,N,N',N'тетраметилэтилендиамин, N,N-диэтил-N',N'-диметилэтилендиамин, N,N,N',N'-тетраэтилэтилендиамин, N,N,N',N'-тетраметил-1,3-пропандиамин (TMPDA), N,N,N',N'-тетраэтил-1,3-пропандиамин (TEPDA), N,N,N',N'-тетраметил-1,6-гександиамин, N,N-диметил-N',N'-диэтилэтилендиамин (DMDEEDA), 1диметиламино-2-диметиламиноэтоксиэтан (бис[2-(диметиламино)-этил]эфир), 1,4-диазабицикло[2.2.2] октан (TEDA), тетраметил-1,6-гександиамин;3) tertiary polyamines, for example bis-tertiary diamines such as N,N,N',N'tetramethylethylenediamine, N,N-diethyl-N',N'-dimethylethylenediamine, N,N,N',N'-tetraethylethylenediamine, N,N,N',N'-tetramethyl-1,3-propanediamine (TMPDA), N,N,N',N'-tetraethyl-1,3-propanediamine (TEPDA), N,N,N',N '-tetramethyl-1,6-hexanediamine, N,N-dimethyl-N',N'-diethylethylenediamine (DMDEEDA), 1dimethylamino-2-dimethylaminoethoxyethane (bis[2-(dimethylamino)-ethyl]ether), 1,4- diazabicyclo[2.2.2]octane (TEDA), tetramethyl-1,6-hexanediamine;

и их смеси.and their mixtures.

Как правило, предпочтительными являются третичные алканоламины, т.е. амины, имеющие по меньшей мере одну гидроксиалкильную группу, связанную с атомом азота. Особенно предпочтительным соединением является метилдиэтаноламин (MDEA).In general, tertiary alkanolamines are preferred, i. e. amines having at least one hydroxyalkyl group bonded to the nitrogen atom. A particularly preferred compound is methyldiethanolamine (MDEA).

В частности, пригодные в высокой степени пространственно затрудненные амины (т.е. амины, в которых третичный атом углерода непосредственно примыкает к первичному или вторичному атому азота), отличные от соединений общей формулы (I), включают:Particularly useful highly hindered amines (i.e., amines in which the tertiary carbon atom is directly adjacent to the primary or secondary nitrogen atom) other than the compounds of general formula (I) include:

1) в высокой степени пространственно затрудненные вторичные алканоламины, такие как 2-(2-третбутиламиноэтокси)этанол (ТВАЕЕ), 2-(2-трет-бутиламино)-пропоксиэтанол, 2-(2-трет-амиламиноэтокси) этанол, 2-(2-(1-метил-1-этилпропиламино)этокси)этанол, 2-(трет-бутиламино)этанол, 2-трет-бутиламино1-пропанол, 3-трет-бутиламино-1-пропанол, 3-трет-бутиламино-1-бутанол, и 3-аза-2,2-диметилгексан1,6-диол, 2-N-метиламинопропан-1 -ол, 2-М-метиламино-2-метилпропан-1 -ол;1) highly sterically hindered secondary alkanolamines such as 2-(2-tert-butylaminoethoxy)ethanol (TBAEE), 2-(2-tert-butylamino)-propoxyethanol, 2-(2-tert-amylaminoethoxy)ethanol, 2-( 2-(1-methyl-1-ethylpropylamino)ethoxy)ethanol, 2-(tert-butylamino)ethanol, 2-tert-butylamino-1-propanol, 3-tert-butylamino-1-propanol, 3-tert-butylamino-1- butanol, and 3-aza-2,2-dimethylhexane1,6-diol, 2-N-methylaminopropan-1-ol, 2-M-methylamino-2-methylpropan-1-ol;

2) в высокой степени пространственно затрудненные первичные алканоламины, такие как 2-амино2-метилпропанол (2-AMP); 2-амино-2-этилпропанол; и 2-амино-2-пропилпропанол;2) highly hindered primary alkanolamines such as 2-amino2-methylpropanol (2-AMP); 2-amino-2-ethylpropanol; and 2-amino-2-propylpropanol;

3) в высокой степени пространственно затрудненные аминоэфиры, такие как 1,2-бис(третбутиламиноэтокси)этан, бис(трет-бутиламиноэтил) эфир;3) highly hindered amino esters such as 1,2-bis(t-butylaminoethoxy)ethane, bis(t-butylaminoethyl) ether;

и их смеси.and their mixtures.

Как правило, предпочтительными являются в высокой степени пространственно затрудненные вторичные алканоламины. Особенно предпочтительным является 2-(2-трет-бутиламиноэтокси)этанол и 2-(2трет-бутиламиноэтоксиэтокси)этанол.Generally, highly hindered secondary alkanolamines are preferred. Especially preferred are 2-(2-t-butylaminoethoxy)ethanol and 2-(2t-butylaminoethoxyethoxy)ethanol.

Как правило, абсорбент не содержит пространственно незатрудненные первичные или пространственно незатрудненные вторичные амины. Термин пространственно незатрудненный первичный амин означает соединения с первичными аминогруппами, с которыми связаны только атомы водорода или первичные или вторичные атомы углерода. Термин пространственно незатрудненный вторичный амин означает соединения со вторичными аминогруппами, с которыми связаны только атомы водорода или первичные атомы углерода. Пространственно незатрудненные первичные или вторичные амины выступают в качестве сильных активаторов абсорбции CO2. Их присутствие в абсорбенте может привести к потере абсорбентом селективности к H2S.Typically, the absorbent does not contain sterically unhindered primary or sterically unhindered secondary amines. The term unhindered primary amine means compounds with primary amino groups to which only hydrogen atoms or primary or secondary carbon atoms are bonded. The term sterically unhindered secondary amine means compounds with secondary amino groups to which only hydrogen atoms or primary carbon atoms are bonded. Spatially unhindered primary or secondary amines act as strong CO 2 absorption activators. Their presence in the absorbent can cause the absorbent to lose H2S selectivity.

В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения, абсорбент содержит по меньшей мере один неводный органический растворитель. Может быть желательно ограничить максимальное содержание воды в абсорбенте, например, до 20, или же до 10, предпочтительно до 5 или до 2 мас.%. Ограничение содержания воды в абсорбенте может улучшить селективность абсорбента в отношении H2S по сравнению с CO2.In accordance with one of the embodiments of the invention, the absorbent contains at least one non-aqueous organic solvent. It may be desirable to limit the maximum water content of the absorbent to, for example, 20% or 10%, preferably 5% or 2% by weight. Limiting the water content of the absorbent can improve the selectivity of the absorbent for H 2 S over CO 2 .

Неводный растворитель предпочтительно выбран из следующих соединений:The non-aqueous solvent is preferably selected from the following compounds:

С410-спирты, такие как н-бутанол, n-пентанол и н-гексанол;C 4 -C 10 alcohols such as n-butanol, n-pentanol and n-hexanol;

кетоны, такие как циклогексанон;ketones such as cyclohexanone;

сложные эфиры, такие как этилацетат и бутилацетат;esters such as ethyl acetate and butyl acetate;

лактоны, такие как γ-бутиролактон, δ-валеролактон и ε-капролактон;lactones such as γ-butyrolactone, δ-valerolactone and ε-caprolactone;

амиды, такие как третичные карбоксамиды, например N,N-диметилформамид; или N-формилморфолин и N-ацетилморфолин;amides such as tertiary carboxamides, for example N,N-dimethylformamide; or N-formylmorpholine and N-acetylmorpholine;

- 8 040386 лактамы, такие как γ-бутиролактам, δ-валеролактам и ε-капролактам и N-метил-2-пирролидон (NMP);- 8 040386 lactams such as γ-butyrolactam, δ-valerolactam and ε-caprolactam and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP);

сульфоны, такие как сульфолан;sulfones such as sulfolane;

сульфоксиды, такие как диметилсульфоксид (DMSO);sulfoxides such as dimethyl sulfoxide (DMSO);

гликоли, такие как этиленгликоль (EG) и пропиленгликоль;glycols such as ethylene glycol (EG) and propylene glycol;

полиалкиленгликоли, такие как диэтиленгликоль (DEG) и триэтиленгликоль (TEG);polyalkylene glycols such as diethylene glycol (DEG) and triethylene glycol (TEG);

ди- или моно(С1-С4-алкиловый эфир)гликоли, такие как монометиловый или диметиловый эфир этиленгликоля;di- or mono(C1- C4 alkyl ether) glycols such as ethylene glycol monomethyl or dimethyl ether;

ди- или моно(С1-С4-алкиловый эфир)полиалкиленгликоли, такие как диметиловый эфир диэтиленгликоля, монометиловый эфир дипропиленгликоля и диметиловый эфир триэтиленгликоля;di- or mono(C1- C4 -alkyl ether)polyalkylene glycols such as diethylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether and triethylene glycol dimethyl ether;

цикломочевины, такие как N,N-диметuлимидазолин-2-он и диметилпропиленмочевина (DMPU);cycloureas such as N,N-dimethylimidazolin-2-one and dimethylpropyleneurea (DMPU);

тиоалканолы, такие как этилендитиоэтанол, тиодиэтиленгликоль (тиодигликоль, TDG) и метилтиоэтанол;thioalkanols such as ethylenedithioethanol, thiodiethylene glycol (thiodiglycol, TDG) and methylthioethanol;

и их смеси.and their mixtures.

Более предпочтительно неводный растворитель выбран из сульфонов, гликолей и полиалкиленгликолей. Наиболее предпочтительно неводный растворитель выбран из сульфонов. Предпочтительным неводным растворителем является сульфолан.More preferably the non-aqueous solvent is selected from sulfones, glycols and polyalkylene glycols. Most preferably the non-aqueous solvent is selected from sulfones. The preferred non-aqueous solvent is sulfolane.

Абсорбент может также содержать добавки, такие как антикоррозионные добавки, ферменты, противовспенивающие добавки, и т.д. В целом, количество таких добавок находится в диапазоне приблизительно 0,005-3% из расчета на общую массу абсорбента.The absorbent may also contain additives such as anti-corrosion agents, enzymes, antifoam agents, and the like. In general, the amount of such additives is in the range of about 0.005-3% based on the total weight of the absorbent.

Амины формулы (I) известны специалистам или могут быть синтезированы путем реагирования спирта формулы (VII)Amines of formula (I) are known to those skilled in the art or can be synthesized by reacting an alcohol of formula (VII)

с первичным амином H2N(CR1R1R2), например трет-бутиламином, в присутствии соответствующего катализатора аминирования при повышенной температуре и давлении в присутствии водорода.with a primary amine H 2 N(CR1R1R 2 ), for example tert-butylamine, in the presence of an appropriate amination catalyst at elevated temperature and pressure in the presence of hydrogen.

Аналогичным образом, амины формулы (II) известны специалистам или могут быть синтезированы путем реагирования спирта формулы (VIII)Similarly, amines of formula (II) are known to those skilled in the art or can be synthesized by reacting an alcohol of formula (VIII)

с первичным амином H2N(CR1R1R2), например трет-бутиламином, в присутствии соответствующего катализатора аминирования при повышенной температуре и давлении в присутствии водорода.with a primary amine H 2 N(CR1R1R 2 ), for example tert-butylamine, in the presence of an appropriate amination catalyst at elevated temperature and pressure in the presence of hydrogen.

U-V-W, U'-V'-W', R1, R2, R3, R4, R5 и х имеют значения, как определено выше.UVW, U'-V'-W', R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and x are as defined above.

Предпочтительно в ходе реакции первичный амин H2N(CR1R1R2) используют в молярном избытке по сравнению с молярным количеством спиртов формулы (VII) или (VIII). В предпочтительном варианте осуществления молярное количество первичного амина превышает молярное количество спирта в начале реакции на 5-5000 мол.%, предпочтительно на 50-1000 мол.% из расчета на количество спирта.Preferably, the primary amine H 2 N(CR1R1R 2 ) is used in the course of the reaction in a molar excess compared to the molar amount of the alcohols of formula (VII) or (VIII). In a preferred embodiment, the molar amount of primary amine exceeds the molar amount of alcohol at the start of the reaction by 5-5000 mole %, preferably 50-1000 mole %, based on the amount of alcohol.

Предпочтительно реакцию осуществляют в присутствии катализатора гидрогенизации/дегидрогенизации, например медь-содержащего катализатора гидрогенизации/дегидрогенизации. Катализатор может быть нанесен на подложку, например на подложку на основе оксида алюминия.Preferably, the reaction is carried out in the presence of a hydrogenation/dehydrogenation catalyst, for example a copper-containing hydrogenation/dehydrogenation catalyst. The catalyst may be supported on a support, such as an alumina-based support.

В соответствии с одним вариантом осуществления используют катализатор гидрогенизации/дегидрогенизации, содержащий медь, никель и кобальт, при этом каталитически активный материал катализатора перед его восстановлением водородом содержит кислородные соединения алюминия, меди, никеля и кобальта, и 0,2-5,0 мас.% кислородных соединений олова, которые рассчитываются на основе SnO. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления используют катализатор в соответствии с катализаторами, заявленными в документе WO 2011/067199, в частности катализатор в соответствии с документом WO 2011/067199, пример 5.In accordance with one embodiment, a hydrogenation/dehydrogenation catalyst containing copper, nickel and cobalt is used, while the catalytically active catalyst material contains oxygen compounds of aluminum, copper, nickel and cobalt before reduction with hydrogen, and 0.2-5.0 wt. % oxygen compounds of tin, which are calculated on the basis of SnO. According to a preferred embodiment, a catalyst is used according to the catalysts claimed in WO 2011/067199, in particular the catalyst according to WO 2011/067199, example 5.

Загрузка катализатора может варьироваться в диапазоне 0,01-2 кг/(лч.), предпочтительно в диапазоне 0,1-1,0 кг/(лч.), в особенно предпочтительном варианте осуществления - в диапазоне 0,2-0,8 кг/(лч) спирта формулы (VII) или (VIII).The catalyst loading may vary in the range of 0.01-2 kg/(lh), preferably in the range of 0.1-1.0 kg/(lh), in a particularly preferred embodiment in the range of 0.2-0.8 kg/(lh) of an alcohol of formula (VII) or (VIII).

В предпочтительном варианте осуществления реакцию осуществляют при температуре 150-260°C.In a preferred embodiment, the reaction is carried out at a temperature of 150-260°C.

- 9 040386- 9 040386

В особенно предпочтительном варианте осуществления реакцию осуществляют при температуре 170240°C. В наиболее предпочтительном варианте осуществления реакцию осуществляют при температуреIn a particularly preferred embodiment, the reaction is carried out at a temperature of 170240°C. In the most preferred embodiment, the reaction is carried out at a temperature

190-220°C.190-220°C.

Реакция может быть осуществлена при давлениях в диапазоне 5-300 бар в жидкой или паровой фазе. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения реакцию осуществляют при давлении 60-200 бар (абс.). В соответствии с особенно предпочтительным вариантом осуществления изобретения реакцию осуществляют при давлении 70-130 бар (абс.).The reaction can be carried out at pressures in the range of 5-300 bar in liquid or vapor phase. In accordance with a preferred embodiment of the invention, the reaction is carried out at a pressure of 60-200 bar (abs.). In accordance with a particularly preferred embodiment of the invention, the reaction is carried out at a pressure of 70-130 bar (abs.).

Реакция может быть осуществлена с использованием реакторов с механическим перемешиванием, трубчатых реакторов с неподвижным слоем и многотрубных реакторов. Реакция может быть осуществлена в периодическом, полунепрерывном и непрерывном режимах, с рециркуляцией неочищенной реакционной смеси и без рециркуляции. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления реакцию осуществляют в непрерывном режиме в трубчатом реакторе с неподвижным слоем.The reaction can be carried out using mechanically stirred reactors, fixed bed tubular reactors and multitubular reactors. The reaction can be carried out in batch, semi-continuous and continuous modes, with recirculation of the crude reaction mixture and without recirculation. According to a preferred embodiment, the reaction is carried out continuously in a fixed bed tubular reactor.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления избыток первичного амина H2N(CR1R1R2) отделяют от продукта реакции путем одноэтапной дистилляции. Термин одноэтапная дистилляция означает дистилляцию с одним этапом разделения, как в случае простой установки дистилляции, в которой пары, образующиеся в ребойлере, направляются непосредственно в конденсатор. Напротив, ректификационные колонны, например, имеют несколько этапов сепарации и представляют собой фракционную дистилляцию. Предпочтительно отделенный избыток первичного амина (III) рециркулируют для дальнейшего производства амина (I) или (II).According to a preferred embodiment, the excess primary amine H 2 N(CR1R1R 2 ) is separated from the reaction product by a single distillation. The term single-stage distillation means distillation with one separation stage, as in the case of a simple distillation unit, in which the vapors generated in the reboiler are sent directly to the condenser. In contrast, distillation columns, for example, have several separation steps and are fractional distillation. Preferably, the separated excess of primary amine (III) is recycled for further production of amine (I) or (II).

Помимо амина (I) или (II), спирта (VII) или (VIII) и первичного амина H2N(CR1R1R2), продукт реакции содержит различные другие вещества. Как правило, продукт реакции содержит воду и побочные продукты, такие как эфирные производные спиртов (VII) или (VIII).In addition to the amine (I) or (II), the alcohol (VII) or (VIII), and the primary amine H 2 N(CR1R1R 2 ), the reaction product contains various other substances. Typically, the reaction product contains water and by-products such as ether derivatives of alcohols (VII) or (VIII).

В предпочтительном варианте осуществления от продукта реакции отделяют воду и побочные продукты. В соответствии с особенно предпочтительным вариантом осуществления воду и побочные продукты, а также избыточный первичный амин, все еще остающийся в продукте реакции после одноэтапной дистилляции в соответствии с описанием выше, удаляют из продукта реакции путем второй одноэтапной дистилляции. Этот этап предпочтительно осуществляют при давлении приблизительно 90 мбар. На этом этапе может быть использован любой подходящий ребойлер. Может быть использован испаритель с падающими пленками или тонкопленочный испаритель. В частности, может быть использован тонкопленочный испаритель типа Самбай, а генерируемый газ конденсируют при комнатной температуре.In a preferred embodiment, water and by-products are separated from the reaction product. According to a particularly preferred embodiment, water and by-products as well as excess primary amine still remaining in the reaction product after the one-step distillation as described above are removed from the reaction product by a second one-step distillation. This step is preferably carried out at a pressure of approximately 90 mbar. Any suitable reboiler may be used at this stage. A falling film evaporator or a thin film evaporator may be used. In particular, a Sambay-type thin film evaporator can be used, and the generated gas is condensed at room temperature.

После этапов обработки полученный продукт может смешиваться с водой для получения абсорбента по изобретению. Могут добавляться дополнительные вещества в соответствии с описанием выше.After the processing steps, the resulting product can be mixed with water to obtain the absorbent of the invention. Additional substances may be added as described above.

В качестве альтернативны, после этапов обработки полученный продукт может транспортироваться на объект утилизации абсорбентов кислотных газов, такой как газоочистная установка, и там смешиваться с водой для получения абсорбента по изобретению. На таком объекте также могут добавляться дополнительные вещества в соответствии с описанием выше.Alternatively, after the processing steps, the resulting product may be transported to an acid gas absorbent disposal facility, such as a gas scrubber, and there mixed with water to form the absorbent of the invention. Additional substances may also be added at such a facility as described above.

Также предоставляется способ селективного удаления сероводорода по сравнению с диоксидом углерода из потока текучей среды, содержащего сульфид водорода и диоксид углерода, в ходе которого поток текучей среды контактирует с абсорбентом в соответствии с любым из вариантов осуществления, описанных выше, при этом получают загруженный абсорбент и поток обработанной текучей среды.Also provided is a process for selectively removing hydrogen sulfide over carbon dioxide from a fluid stream containing hydrogen sulfide and carbon dioxide, wherein the fluid stream is contacted with an absorbent in accordance with any of the embodiments described above, thereby obtaining a loaded absorbent and a stream treated fluid.

В контексте настоящего изобретения термин селективность в отношении сульфида водорода по сравнению с диоксидом углерода означает следующее отношение:In the context of the present invention, the term selectivity for hydrogen sulfide over carbon dioxide means the following ratio:

моль (H2S)mole (H2S)

----- (жидкая фаза) моль (СО2) моль (H2S)----- (liquid phase) mol (CO2) mol (H2S)

------ (газовая фаза) моль (СО2) где моль (H2S) z % > >------ (gas phase) mol (CO2) where mol (H2S) z % > >

-----, (жидкая фаза) моль (СО2) означает молярное отношение H2S/CO2 в жидкой фазе, которая контактирует с газовой фазой, а моль (H2S) (газовая фаза) моль (СО2) означает молярное отношение H2S/CO2 в газовой фазе. В стандартном процессе промывки газа жидкой фазой является загруженный абсорбент в нижней части абсорбционной установки, а газовой фазой является поток текучей среды, подвергающийся обработке.-----, (liquid phase) mol (CO2) means the molar ratio of H 2 S/CO 2 in the liquid phase that is in contact with the gas phase, and mol (H2S) ( gas phase ) mol (CO2) means the molar ratio H 2 S/CO 2 in the gas phase. In a typical gas scrubbing process, the liquid phase is the loaded absorbent at the bottom of the absorption unit, and the gas phase is the fluid stream being treated.

Считается, что способ является селективным в отношении H2S по сравнению с CO2, когда значение вышеуказанного коэффициента больше 1. В контексте способа по настоящему изобретению термин селективность в отношении сульфида водорода по сравнению с диоксидом углерода составляет предпочтительно по меньшей мере 1.1, еще более предпочтительно по меньшей мере 2 и наиболее предпочтительно по меньшей мере 4, например по меньшей мере 6.The process is considered to be selective for H 2 S over CO 2 when the value of the above coefficient is greater than 1. In the context of the process of the present invention, the term selectivity for hydrogen sulfide over carbon dioxide is preferably at least 1.1, even more preferably at least 2 and most preferably at least 4, such as at least 6.

Абсорбент по изобретению может быть использован для обработки всех видов текучих сред. Теку- 10 040386 чими средами, прежде всего, являются газы, такие как природный газ, синтез-газ, коксовый газ, крекинггаз, газ газификации угля, рецикловый газ, газ из отходов органического происхождения и газы сгорания, а, во-вторых, жидкости, которые являются практически несмешиваемыми с абсорбентом, такие как СУГ (сжиженный углеводородный газ) или ШФЛУ (широкая фракция легких углеводородов). Процесс по изобретению может быть использован для обработки углеводородных текучих потоков. Присутствующими углеводородами являются, например, алифатические углеводороды, такие как С14 углеводороды, такие как метан, ненасыщенные углеводороды, такие как этилен или пропилен, или ароматические углеводороды, такие как бензол, толуол или ксилол.The absorbent of the invention can be used to treat all kinds of fluids. Fluids are primarily gases such as natural gas, synthesis gas, coke oven gas, cracking gas, coal gasification gas, cycle gas, organic waste gas and combustion gases, and secondarily liquids , which are practically immiscible with the absorbent, such as LPG (liquefied hydrocarbon gas) or NGL (broad fraction of light hydrocarbons). The process of the invention can be used to treat hydrocarbon fluid streams. The hydrocarbons present are, for example, aliphatic hydrocarbons such as C 1 -C 4 hydrocarbons such as methane, unsaturated hydrocarbons such as ethylene or propylene, or aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene or xylene.

Указанный абсорбент может быть использован для селективного удаления сероводорода из потока текучей среды, содержащего сульфид водорода и диоксид углерода, причем этот процесс обеспечивает высокую селективность при удалении H2S при низкой скорости циркуляции растворителя. Абсорбент может быть использован в блоке очистки хвостовых газов установки по производству серы, в процессах обогащения кислотного газа для повышения качества бедного отходящего газа из блоков обработки с получением высококачественного исходного потока для установки процесса Клауса или для обработки попутных газов и газов нефтепереработки.This absorbent can be used to selectively remove hydrogen sulfide from a fluid stream containing hydrogen sulfide and carbon dioxide, which process provides high selectivity for H2S removal at a low solvent circulation rate. The absorbent can be used in the tail gas treatment unit of a sulfur recovery plant, in acid gas enrichment processes to improve the quality of the lean off-gas from the treatment units to produce a high quality feed stream for a Claus plant or for the treatment of associated gases and refinery gases.

Помимо селективного удаления H2S (и сопутствующего удаления CO2), также могут быть удалены другие кислотные газы, которые могут присутствовать в потоке текучей среды, например SO3, SO2, CS2, HCN, COS и меркаптаны. SO3 и SO2 имеют тенденцию образовывать термостойкие соли с аминами и не удаляются при регенерации.In addition to selective removal of H2S (and concomitant removal of CO2), other acid gases that may be present in the fluid stream can also be removed, such as SO 3 , SO2, CS2, HCN, COS and mercaptans. SO 3 and SO 2 tend to form heat-resistant salts with amines and are not removed during regeneration.

В способе по изобретению поток текучей среды контактирует с абсорбентом на этапе абсорбции в абсорбционном устройстве, в результате чего происходит, по меньшей мере, частичное удаление диоксида углерода и сульфида водорода. В результате этого получают поток текучей среды, не содержащий CO2 и H2S, и абсорбент, содержащий большие количества CO2 и H2S.In the method of the invention, the fluid stream is contacted with the absorbent during the absorption step in the absorption device, resulting in at least partial removal of carbon dioxide and hydrogen sulfide. This results in a fluid stream free of CO2 and H2S and an absorbent containing large amounts of CO2 and H2S.

Используемый абсорбер представляет собой устройство для промывки, используемое в обычных процессах промывки газа. Соответствующими устройствами для промывки являются, например, нерегулярные насадки, колонны со структурированными насадками и тарелками, мембранные контактные фильтры, радиальные скрубберы, форсуночные скрубберы, скрубберы с трубами и динамические мокрые газоочистители, предпочтительно колонны со структурированными насадками и тарелками, более предпочтительно колонны с тарелками и нерегулярными насадками. Поток текучей среды предпочтительно подвергают обработке абсорбентом в колонке с противотоком. Текучую среду, как правило, подают в нижнюю часть колонки, а абсорбент - в верхнюю. В тарельчатых колоннах расположены ситчатые тарелки, колпачковые тарелки или клапанные тарелки, через которые поступает поток жидкости. Колонны с нерегулярными насадками могут быть наполнены телами различной формы. При увеличении поверхности за счет тел различной формы, как правило, размером приблизительно 25-80 мм происходит улучшение тепломассообмена. Известными примерами являются кольцо Рашига (полый цилиндр), кольцо Паля, кольцо Хифлоу, седло Инталокс и другие подобные тела. Нерегулярные насадки могут помещаться в колонну упорядоченным образом или неупорядоченным образом (в виде слоя). Возможные материалы включают стекло, керамические материалы, металл и пластмассу. Структурированные насадки представляют собой дальнейшее развитие упорядоченных нерегулярных насадок. Они имеют упорядоченную структуру. Вследствие этого может быть снижен перепад давления в газовом потоке. Существуют различные конструкции структурированных насадок, например плетеные насадки или металлолистовые насадки. Могут быть использованы такие материалы как металл, пластмасса, стекло и керамика.The absorber used is a scrubbing device used in conventional gas scrubbing processes. Suitable scrubbers are, for example, irregular packing, structured packing and tray columns, membrane contact filters, radial scrubbers, jet scrubbers, tube scrubbers and dynamic wet scrubbers, preferably structured packing and tray columns, more preferably tray and irregular fittings. The fluid stream is preferably treated with an absorbent in a countercurrent column. The fluid is generally fed to the bottom of the column and the absorbent to the top. The tray columns contain sieve trays, cap trays, or valve trays through which the fluid flows. Irregular packing columns can be filled with bodies of various shapes. With an increase in the surface due to bodies of various shapes, as a rule, with a size of approximately 25-80 mm, an improvement in heat and mass transfer occurs. Notable examples are the Raschig ring (hollow cylinder), Pahl ring, Hyflow ring, Intalox saddle and other similar bodies. Irregular packing may be placed in the column in an ordered manner or in a random manner (as a layer). Possible materials include glass, ceramic materials, metal and plastic. Structured packings are a further development of ordered irregular packings. They have an ordered structure. As a result, the pressure drop in the gas stream can be reduced. There are various designs of structured packings, such as braided packings or metal sheet packings. Materials such as metal, plastic, glass and ceramics can be used.

Температура абсорбента на этапе абсорбции, как правило, составляет приблизительно 30-100°C, а при применении колонки - например, 30-70°C в верхней части колонны и 50-100°C в нижней части колонны.The temperature of the absorbent during the absorption step is typically around 30-100°C, and when using a column, for example 30-70°C at the top of the column and 50-100°C at the bottom of the column.

Способ по настоящему изобретению может включать один или несколько, в частности два последовательных этапа абсорбции. Абсорбция может осуществляться на нескольких последовательных этапах, в этом случае неочищенный газ, содержащий компоненты кислотного газа, контактирует с подпотоком абсорбента на каждом из этапов. Абсорбент, с которым контактирует неочищенный газ, может уже частично содержать кислотные газы; это означает, что указанный абсорбент может быть ранее рециркулирован с этапа абсорбции, который расположен далее по ходу процесса, на первый этап абсорбции, или может представлять собой частично регенерированный абсорбент. Процесс двухэтапной абсорбции описан в публикациях ЕР 0159495, ЕР 0190434, ЕР 0359991 и WO 00100271.The method of the present invention may include one or more, in particular two successive absorption steps. The absorption may be carried out in several successive steps, in which case the raw gas containing the acid gas components is contacted with the absorbent substream in each step. The absorbent with which the raw gas comes into contact may already partially contain acid gases; this means that said absorbent may have previously been recycled from the downstream absorption stage to the first absorption stage, or may be a partially regenerated absorbent. The two-stage absorption process is described in EP 0159495, EP 0190434, EP 0359991 and WO 00100271.

Специалист способен добиться высокого уровня удаления сульфида водорода с определенной селективностью путем варьирования условий на этапе абсорбции, в частности, например таких условий как отношение потока абсорбента и потока текучей среды, высота колонны абсорбера, тип внутренних элементов абсорбера, обеспечивающих контакт с абсорбентом, таких как нерегулярные насадки, тарелки или структурированные насадки, и/или остаточная загрузка регенерированного абсорбента.The person skilled in the art is able to achieve a high level of hydrogen sulfide removal with a certain selectivity by varying the conditions in the absorption step, in particular, for example conditions such as the ratio of absorbent flow to fluid flow, the height of the absorber column, the type of internal elements of the absorber in contact with the absorbent, such as irregular packings, plates or structured packings, and/or residual loading of regenerated absorbent.

Так как абсорбция CO2 происходит медленнее, чем абсорбция H2S, большая продолжительность обработки обеспечивает абсорбцию большего количества CO2 по сравнению с меньшей продолжительностью обработки. Следовательно, при большей продолжительности обработки имеется тенденция снижения селективности в отношении H2S. Следовательно, при использовании более высокой колонны обеспе- 11 040386 чивается менее селективная абсорбция. Тарелки или структурированные насадки с относительно высокой аккумуляцией жидкости также обеспечивают менее селективную абсорбцию. Тепловая энергия, которую подают на этап регенерации, может быть использован для корректировки остаточную загрузку регенерированного абсорбента. В случае меньшей остаточной загрузки регенерированного абсорбента обеспечивается улучшенная абсорбция.Since CO2 absorption is slower than H2S absorption, a longer treatment time will absorb more CO2 than a shorter treatment time. Therefore, with longer treatment times, there is a tendency to decrease the H2S selectivity. Therefore, using a taller column results in less selective absorption. Trays or structured packings with relatively high liquid accumulation also provide less selective absorption. The thermal energy supplied to the regeneration step can be used to correct the residual load of the regenerated absorbent. In the case of a lower residual load of regenerated absorbent, improved absorption is provided.

Предпочтительно способ включает этап регенерации абсорбента, содержащего большие количества CO2 и H2S. На этапе регенерации происходит удаление CO2 и H2S и, при необходимости, других компонентов кислотного газа из абсорбента, содержащего большие количества CO2 и H2S, с получением регенерированного абсорбента. Регенерированный абсорбент предпочтительно затем рециркулируется на этап абсорбции. В целом этап регенерации включает по меньшей мере одно из следующих действий: нагрев, декомпрессию и десорбцию с помощью инертной текучей среды.Preferably, the method includes the step of regenerating an absorbent containing large amounts of CO2 and H2S. The regeneration step removes CO2 and H2S and, if necessary, other acid gas components from the absorbent containing large amounts of CO2 and H2S to form a regenerated absorbent. The regenerated absorbent is preferably then recycled to the absorption step. In general, the regeneration step includes at least one of the following: heating, decompression, and desorption with an inert fluid.

Этап регенерации предпочтительно включает нагревание абсорбента, содержащего большие количества компонентов кислотного газа, например, с помощью котла, испарителя с естественной циркуляцией, испарителя с принудительной циркуляцией или испарителя мгновенного вскипания с принудительной циркуляцией. Десорбцию абсорбированных кислотных газов осуществляют с помощью пара, полученного путем нагревания раствора. Вместо пара также можно использовать инертную текучую среду, такую как азот. Абсолютное давление в десорбционном аппарате, как правило, составляет 0,1-3,5 бар, предпочтительно 1,0-2,5 бар. Как правило, температура находится в диапазоне 50-170°C, предпочтительно 70-140°C, более предпочтительно 110-135°C. Температура регенерации зависит от давления регенерации.The regeneration step preferably includes heating the absorbent containing large amounts of acid gas components, for example with a boiler, natural circulation evaporator, forced circulation evaporator or forced circulation flash evaporator. Desorption of the absorbed acid gases is carried out using steam obtained by heating the solution. Instead of steam, an inert fluid such as nitrogen can also be used. The absolute pressure in the stripper is generally 0.1-3.5 bar, preferably 1.0-2.5 bar. Typically, the temperature is in the range of 50-170°C, preferably 70-140°C, more preferably 110-135°C. The regeneration temperature depends on the regeneration pressure.

В качестве альтернативы или дополнения этап регенерации может включать декомпрессию. Это касается по меньшей мере одного этапа декомпрессии абсорбента, содержащего большие количества кислотных газов, когда его давление, которое является высоким на этапе абсорбции, снижается до более низкого давления. Декомпрессия может осуществляться, например, с помощью дроссельного клапана и/или декомпрессионной турбины. Процесс регенерации с этапом декомпрессии описан, например, в публикациях US 4,537,753 и US 4,553,984.Alternatively or in addition, the regeneration step may include decompression. This concerns at least one decompression step of an absorbent containing large amounts of acid gases when its pressure, which is high in the absorption step, is reduced to a lower pressure. Decompression can be carried out, for example, using a throttle valve and/or a decompression turbine. A regeneration process with a decompression step is described, for example, in US 4,537,753 and US 4,553,984.

Компоненты кислотного газа могут быть удалены на этапе регенерации, например, с помощью декомпрессионной колонны, например испарительной емкости, установленной вертикально или горизонтально, или противоточной колонне с внутренними элементами.The acid gas components may be removed during the regeneration step, for example, by means of a decompression column, such as a flash vessel mounted vertically or horizontally, or a countercurrent column with internals.

Аналогичным образом, колонна регенерации может представлять собой колонну с нерегулярными насадками, структурированными насадками или с тарелками. В нижней части регенерационной колонны находится нагреватель, например испаритель с принудительной циркуляцией с циркуляционным насосом. В верхней части регенерационной колонны находится выходное отверстие для отвода высвободившихся кислотных газов. Захваченные пары абсорбирующей среды конденсируются в конденсаторе и рециркулируются в колонну.Similarly, the regeneration column may be an irregular packing, structured packing or trays column. At the bottom of the recovery column is a heater, such as a forced circulation evaporator with a circulation pump. In the upper part of the regeneration column there is an outlet for removing the released acid gases. The entrained vapors of the absorption medium are condensed in the condenser and recycled to the column.

Можно последовательно соединить несколько декомпрессионных колонн, в которых регенерация осуществляется при различных давлениях. Например, в колонне предварительной декомпрессии регенерация может осуществляться при высоком давлении - как правило, при давлении приблизительно на 1,5 бар выше парциального давления компонентов кислотного газа на этапе абсорбции, а колонне основной декомпрессии - при низком давлении, например при 1-2 бар абс. Процесс регенерации с двумя или более этапами декомпрессии описан, например, в публикациях US 4,537,753, US 4,553,984, ЕР 0159495, ЕР 0202600, ЕР 0190434 и ЕР 0121109.It is possible to connect several decompression columns in series, in which regeneration is carried out at different pressures. For example, the pre-decompression column may be regenerated at high pressure, typically about 1.5 bar above the partial pressure of the acid gas components in the absorption step, and the main decompression column at low pressure, such as 1-2 bar abs. . A regeneration process with two or more decompression steps is described, for example, in US 4,537,753, US 4,553,984, EP 0159495, EP 0202600, EP 0190434 and EP 0121109.

Настоящее изобретение более подробно поясняется прилагаемыми чертежами и следующими примерами.The present invention is explained in more detail in the accompanying drawings and the following examples.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема установки для осуществления способа по изобретению.In FIG. 1 shows a schematic diagram of a plant for carrying out the method according to the invention.

Согласно фиг. 1, через впускное отверстие Z, в абсорбере А1 газ, предварительно обработанный соответствующим образом, содержащий сероводород и диоксид углерода, контактирует в противотоке с регенерированным абсорбентом, который подают по линии 1.01 абсорбента. С помощью абсорбента путем абсорбции из газа происходит удаление сульфида водорода и диоксида углерода; в результате получают очищенный газ, не содержащий сульфид водорода и диоксид углерода, который поступает в линию 1.02 отходящего газа.According to FIG. 1, through the inlet Z, in the absorber A1, the suitably pre-treated gas containing hydrogen sulfide and carbon dioxide is contacted in countercurrent with the regenerated absorbent, which is fed through the absorbent line 1.01. With the help of the absorbent, hydrogen sulfide and carbon dioxide are removed by absorption from the gas; the result is a purified gas that does not contain hydrogen sulfide and carbon dioxide, which enters the exhaust gas line 1.02.

Через линию 1.03 абсорбента, теплообменник 1.04, в котором происходит нагревание абсорбента, содержащего большие количества CO2 и H2S, с помощью тепла от регенерированного абсорбента, который проходит через линию 1.05 абсорбента и линию 1.06 абсорбента, абсорбент, содержащий большие количества СО2 и H2S, подают в колонну десорбции D, и там происходит его регенерация.Through the absorbent line 1.03, the heat exchanger 1.04, in which the absorbent containing large amounts of CO 2 and H 2 S is heated, with the help of heat from the regenerated absorbent, which passes through the absorbent line 1.05 and the absorbent line 1.06, the absorbent containing large amounts of CO 2 and H2S is fed into desorption column D and regenerated there.

Между абсорбером А1 и теплообменником 1.04 может быть расположена одна или несколько испарительных емкостей (не показаны на фиг. 1), где происходит декомпрессия абсорбента, содержащего большие количества CO2 и H2S, например, до давления в диапазоне 3-15 бар.Between the absorber A1 and the heat exchanger 1.04, one or more evaporation tanks (not shown in Fig. 1) can be located, where the absorbent containing large amounts of CO2 and H2S is decompressed, for example, to a pressure in the range of 3-15 bar.

Из нижней части колонны десорбции D абсорбент подают в котел 1.07, где происходит его нагревание. Полученный пар рециркулируется в колонну десорбции D, в то время как регенерированный абсорбент подают обратно в абсорбер А1 через линию 1.05 абсорбента, теплообменник 1.04, в котором регенерированный абсорбент нагревает абсорбент, содержащий большие количества CO2 и H2S, и остываетFrom the bottom of the desorption column D, the absorbent is fed into the boiler 1.07, where it is heated. The resulting vapor is recycled to desorption column D, while the regenerated absorbent is fed back to absorber A1 through absorbent line 1.05, heat exchanger 1.04, in which the regenerated absorbent heats the absorbent containing large amounts of CO 2 and H 2 S and cools down.

- 12 040386 сам, через линию 1.08 абсорбента, охладитель 1,09 и линию 1.01 абсорбента. Вместо показанного на чертеже котла для подачи энергии могут быть также использованы другие типы теплообменных устройств, такие, например, как испаритель с естественной циркуляцией, испаритель с принудительной циркуляцией или испаритель мгновенного вскипания с принудительной циркуляцией. В случае этих типов испарителя поток смешанных фаз регенерированного абсорбента и пара возвращается в нижнюю часть колонны десорбции D, где происходит сепарация фаз пара и абсорбента. Регенерированный абсорбент, поступающий в теплообменник 1.04, либо отводят из циркулирующего потока из нижней части колонны десорбции D в испаритель, либо подают через отдельную линию непосредственно из нижней части колонны десорбции D в теплообменник 1.04.- 12 040386 itself, through absorbent line 1.08, cooler 1.09 and absorbent line 1.01. Instead of the boiler shown in the drawing, other types of heat exchange devices can also be used for supplying energy, such as, for example, a natural circulation evaporator, a forced circulation evaporator or a forced circulation flash evaporator. In the case of these types of evaporator, the regenerated absorbent and vapor mixed phase flow is returned to the bottom of the desorption column D, where the vapor and absorbent phases are separated. The regenerated absorbent entering the heat exchanger 1.04 is either removed from the circulating stream from the bottom of the desorption column D to the evaporator or fed through a separate line directly from the bottom of the desorption column D to the heat exchanger 1.04.

Газ, содержащий CO2 и H2S, который высвободили в колонне десорбции D, покидает колонну десорбции D через линию 1.10 отходящего газа. Его подают в конденсатор 1.11 с интегрированной сепарацией фаз, где происходит его отделение от пара, захваченного абсорбентом. В такой установке и в других установках, пригодных для осуществления способа по изобретению, конденсация и сепарация фаз могут также осуществляться раздельно. Затем конденсат подают через линию 1.12 абсорбента в верхнюю часть колонны десорбции D, а газ, содержащий CO2 и H2S, отводят через линию 1.13 газа.The gas containing CO2 and H2S that was liberated in the desorption column D leaves the desorption column D through the off-gas line 1.10. It is fed into a condenser 1.11 with integrated phase separation, where it is separated from the vapor entrained in the absorbent. In such an installation and in other installations suitable for carrying out the method according to the invention, condensation and phase separation can also be carried out separately. The condensate is then fed through the absorbent line 1.12 to the top of the desorption column D, and the gas containing CO2 and H2S is removed through the gas line 1.13.

В описании примеров использовали следующие аббревиатуры:The following abbreviations have been used in the description of the examples:

HEP: гидроксиэтилпирролидон,HEP: hydroxyethylpyrrolidone,

М3ЕТВ: (2-(2-(2-трет-бутиламиноэтокси)этокси)этил)метиловый эфир,M3ETB: (2-(2-(2-tert-butylaminoethoxy)ethoxy)ethyl)methyl ester,

MDEA: метилдиэтаноламин,MDEA: methyldiethanolamine,

ТВА: трет-бутиламин,TBA: tert-butylamine,

ТВАЕЕ: 2-(2-трет-бутиламиноэтокси)этанол,TBAEE: 2-(2-tert-butylaminoethoxy)ethanol,

ТВАЕЕМ: трет-бутиламиноэтоксиэтилморфолин,TWAEM: tert-butylaminoethoxyethylmorpholine,

TBAEPY: 1-[2-(трет-бутиламино)этил]пирролидин-2-он,TBAEPY: 1-[2-(tert-butylamino)ethyl]pyrrolidin-2-one,

ТВАЕМ: трет-бутиламиноэтилморфолин.TWAEM: tert-butylaminoethylmorpholine.

Пример 1. Синтез 1-[2-(трет-бутиламино)этил]пирролидин-2-она (TBAEPY).Example 1 Synthesis of 1-[2-(tert-butylamino)ethyl]pyrrolidin-2-one (TBAEPY)

Синтез 1-[2-(трет-бутиламино)этил]пирролидин-2-она (TBAEPY) осуществляли путем реагирования гидроксиэтилпирролидона (HEP) и трет-бутиламина (ТВА) с использованием лабораторной установки высокого давления с беспрерывным функционированием. Установка состояла из двух реакторов с масляным обогревом длиной 100 см и внутренним диаметром 12 мм. Реакторы были расположены последовательно и подсоединены к питающим насосам высокого давления для двух отверстий подачи жидкости и для отверстия подачи водорода под высоким давлением. На выходе из реакторов был установлен клапан с дистанционным управлением, настроенный на требуемое давление, которое будет поддерживаться в реакторах. Неочищенную реакционную смесь собирали в фазовом сепараторе низкого давления и подключали отходящий газ к вытяжному шкафу.Synthesis of 1-[2-(tert-butylamino)ethyl]pyrrolidin-2-one (TBAEPY) was carried out by reacting hydroxyethylpyrrolidone (HEP) and tert-butylamine (TBA) using a high-pressure laboratory plant with continuous operation. The setup consisted of two oil-heated reactors 100 cm long and 12 mm in internal diameter. The reactors were arranged in series and connected to high pressure feed pumps for two liquid feed ports and a high pressure hydrogen feed port. A remote-controlled valve was installed at the outlet of the reactors, adjusted to the required pressure to be maintained in the reactors. The crude reaction mixture was collected in a low pressure phase separator and the exhaust gas was connected to a fume hood.

В каждый из реакторов загрузили крошку восстановленного и пассивированного катализатора, который включает Ni, Co, Cu, Sn на Al2O3 (полученного в соответствии с WO 2011/067199, пример 5). Катализатор активировали следующим образом: через реакторы пропустили 10 л водорода/л катализатора при 260°C в течение 20 ч при обычном давлении. Затем давление повышали до 70 бар и при расходе водорода 10 стандартных литров/л катализатора в час, и при температуре 188°C в реакторы закачивали ТВА и гидроксиэтилпирролидон при молярном отношении 3:1. Загрузка реактора относительно гидроксиэтилпирролидона составила 0,2 кг/л/ч катализатора. Таким образом осуществляли конверсию приблизительно 1000 г HEP с использованием 1694 г ТВА. Осуществляли анализ неочищенного продукта реакции путем газовой хроматографии (ГХ). Продукт идентифицировали путем ГХ-МС (пик массы молекулы при 184 а.е.м.) с использованием электронной ионизации и ионной ионизации.Each of the reactors was loaded with a crumb of reduced and passivated catalyst, which includes Ni, Co, Cu, Sn on Al 2 O 3 (obtained in accordance with WO 2011/067199, example 5). The catalyst was activated as follows: 10 l of hydrogen/l of catalyst were passed through the reactors at 260° C. for 20 h at normal pressure. The pressure was then increased to 70 bar and at a hydrogen flow rate of 10 standard liters/l of catalyst per hour, and at a temperature of 188°C, TBA and hydroxyethylpyrrolidone were pumped into the reactors at a molar ratio of 3:1. The loading of the reactor relative to hydroxyethylpyrrolidone was 0.2 kg/l/h of the catalyst. Thus carried out the conversion of approximately 1000 g of HEP using 1694 g of TBA. The crude reaction product was analyzed by gas chromatography (GC). The product was identified by GC-MS (peak molecular weight at 184 amu) using electron ionization and ion ionization.

Метод ГХ: используемая колонка: тип RTX5 Amin, длина 30 м; диаметр 0,32 мм; толщина слоя 1,5 мкм. Температурная программа: впрыскивание при 60°C, непосредственно затем температурный градиент 4°С/мин. до 280°C, затем 35 мин при 280°C.GC method: column used: type RTX5 Amin, length 30 m; diameter 0.32 mm; layer thickness 1.5 µm. Temperature program: injection at 60°C, immediately followed by a temperature gradient of 4°C/min. to 280°C, then 35 min at 280°C.

Продукт анализировали путем ГХ-МС, и осуществляли регистрацию масс-спектра с использованием электронной и химической ионизации (ЭИ и ХИ соответственно). Условия для ЭИ: массовый диапазон: 25-785 а.е.м.; энергия ионизации: 70 эВ. Условия для ХИ: массовый диапазон: 50-810 а.е.м.The product was analyzed by GC-MS, and the mass spectrum was recorded using electron and chemical ionization (EI and CI, respectively). Conditions for EI: mass range: 25-785 amu; ionization energy: 70 eV. Conditions for CI: mass range: 50-810 amu

Степень конверсии для HEP составила 73,6%, а селективность в отношении TBAEPY составила 96,8%. Вначале удалили избыток ТВА в роторном испарителе, а затем выделили продукт путем дистилляции на колонке 30 см при 1 мбар.The conversion rate for HEP was 73.6% and the selectivity for TBAEPY was 96.8%. First, excess TBA was removed in a rotary evaporator and then the product was isolated by distillation on a 30 cm column at 1 mbar.

Температура кипения составила 146°C при 1 мбар. Чистота, определенная путем ГХ, после дистилляции составила >99%.The boiling point was 146° C. at 1 mbar. The purity determined by GC after distillation was >99%.

Ниже перечислены пики с точной массой, деленной на заряд, и интенсивность относительно наиболее интенсивного сигнала в скобках. Кроме того, где это возможно пикам присвоены молекулярные фрагменты. m/z=184 (<1%, М+); 169 (20%); 127 (15%); 112 (100%, М - HN-C3H9); 99 (58%, М C4H6NO)+H); 98 (25%); 86 (72%); 84 (37%, М - CH2CH2-NC3H9); 70 (17%, М - NCH2CH2NHC4H9); 69 (20%); 57 (40%, Gftf); 56 (13%); 44 (17%); 43 (17%); 42 (25%); 41 (36%); 30 (96%).Peaks are listed below with exact mass divided by charge and intensity relative to the most intense signal in brackets. In addition, where possible, peaks are assigned molecular moieties. m/z=184 (<1%, M + ); 169 (20%); 127 (15%); 112 (100%, M - HN-C3H9); 99 (58%, M C 4 H6NO)+H); 98 (25%); 86 (72%); 84 (37%, M - CH2CH2-NC3H9); 70 (17%, M - NCH2CH2NHC4H9); 69 (20%); 57 (40%, Gftf); 56 (13%); 44 (17%); 43 (17%); 42 (25%); 41 (36%); 30 (96%).

Был найден прогнозируемы молярный пик М+. Структура подтверждалась масс-спектром фрагментации.The predicted molar peak M + was found. The structure was confirmed by fragmentation mass spectrum.

- 13 040386- 13 040386

Пример 2. Значения pKA.Example 2. pK A values.

Значения pKA MDEA и TBAPD определяли путем титрации. Использовали водный раствор с концентрацией амина 0,005 моль/л амина, осуществляли его титрование с использованием водной соляной кислоты (0,1 моль/л) при 20°C.The pK A values of MDEA and TBAPD were determined by titration. An aqueous solution with an amine concentration of 0.005 mol/l amine was used, it was titrated using aqueous hydrochloric acid (0.1 mol/l) at 20°C.

Результаты представлены в следующей таблице:The results are presented in the following table:

MDEA MDEA TBAEPY TBAEPY рКА(20 °C)pK A (20 °C) 8.7 8.7 9.6 9.6

TBAEPY демонстрирует более высокое значение pKA по сравнению с MDEA. Считается, что высокие значения pKA при относительно низких температурах (таких как 20°C) на этапе абсорбции способствуют эффективной абсорбции кислого газа.TBAEPY shows a higher pK A value compared to MDEA. It is believed that high pK A values at relatively low temperatures (such as 20° C.) during the absorption step promote efficient absorption of acid gas.

Пример 3. Нагрузочная и циклическая способность.Example 3. Load and cycle capacity.

Проводили опыт по загрузке, а затем опыт по десорбции.A loading experiment was carried out, followed by a desorption experiment.

К стеклянному цилиндру с термостатированным кожухом прикрепляли стеклянный конденсатор, функционирование которого осуществляли при 5°C. Этим обеспечивалось искажение результатов испытаний вследствие испарения абсорбента. Изначально в стеклянный цилиндр помещали приблизительно 100 мл не содержащего кислотных газов абсорбента (водный раствор амина, 30 мас.%).A glass condenser was attached to a glass cylinder with a temperature-controlled jacket and operated at 5°C. This ensured the distortion of the test results due to the evaporation of the absorbent. Initially, about 100 ml of an acid-free absorbent (an aqueous amine solution, 30% by weight) was placed in a glass cylinder.

Для определения абсорбционной способности при обычном давлении и при 40°C 8 н.л/ч. СО2 или H2S пропускали через абсорбционную жидкость через входной фильтр в течение приблизительно 4 ч. Затем определяли содержание CO2 или H2S следующим образом.To determine the absorption capacity at normal pressure and at 40°C 8 Nl/h. CO 2 or H 2 S was passed through the absorption liquid through the inlet filter for approximately 4 hours. Then the content of CO 2 or H 2 S was determined as follows.

Определение H2S осуществляли путем титрования с использованием раствора нитрата серебра. Для этой цели анализируемый образец отмерили в водный раствор вместе с приблизительно 2 мас.% ацетата натрия и приблизительно 3 мас.% аммиака. Затем определяли содержание H2S путем потенциометрического титрования с использованием нитрата серебра. В критической точке H2S полностью связан в виде Ag2S. Содержание CO2 определяли как содержание общего неорганического углерода (анализатор TOCV Series Shimadzu).Determination of H 2 S was carried out by titration using a solution of silver nitrate. For this purpose, the analyzed sample was measured into an aqueous solution together with about 2 wt.% sodium acetate and about 3 wt.% ammonia. The H2S content was then determined by potentiometric titration using silver nitrate. At the critical point, H2S is completely bound as Ag 2 S. CO2 content was determined as total inorganic carbon content (TOCV Series Shimadzu analyzer).

Десорбцию раствора, содержащего большое количество кислотных газов, осуществляли путем нагрева в устройстве с аналогичной конструкцией до 80°C. После подачи раствора, содержащего большое количество кислотных газов, его десорбцию осуществляли с помощью потока N2 (8 н.л/ч.). По прошествии 60 мин производили отбор пробы, определение содержания CO2 или H2S в абсорбенте производили в соответствии с описанием выше.Desorption of a solution containing a large amount of acid gases was carried out by heating in a device with a similar design to 80°C. After supplying a solution containing a large amount of acid gases, its desorption was carried out using an N2 flow (8 Nl/h). After 60 minutes, a sample was taken, the determination of the content of CO2 or H2S in the absorbent was carried out in accordance with the description above.

Разница между содержанием в конце опыта по загрузке и содержанием в конце опыта по десорбции дает соответствующую способность к образованию циклических соединений.The difference between the content at the end of the loading run and the content at the end of the stripping run gives the corresponding cyclic capacity.

Результаты представлены в следующей таблице. Водный TBAEPY обладает нагрузочной способностью по CO2 и H2S, аналогичной соответствующим известным абсорбентам, селективным в отношении H2S.The results are presented in the following table. Aqueous TBAEPY has a CO 2 and H 2 S loading capacity similar to corresponding known H2S selective absorbents.

Абсорбент Absorbent Способность к содержанию СО2 [мольсог/МОЛЬамин] CO2 capacity [molsog/molamine] Циклическая способность к содержанию СО2 [мольсог/МОЛЬамин] CO2 cycling capacity [molsog/molamine] Способность к содержанию H2S [ МОЛ bH2s/МОЛЬамин] H2S capacity [MOL bH2s/MOLamine] Циклическая способность к содержанию H2S [ МОЛ bH2s/МОЛЬамин] H2S cycling capacity [MOL bH2s/MOLamine] № п/п No. p / p Состав Compound после загрузки after loading после десорбции after desorption после загрузки after loading после десорбции after desorption 1* 1* 30% мас.% MDEA + 70 мас.% Н2О 30% wt.% MDEA + 70 wt% H2O 0.77 0.77 0.05 0.05 0.72 0.72 0.68 0.68 0.11 0.11 0.57 0.57 2* 2* 30% мас.% ТВАЕЕ + 70% мас.%Н2О 30% wt.% TWAEE + 70% wt%H2O 0.97 0.97 0.24 0.24 0.73 0.73 0.92 0.92 0.25 0.25 0.67 0.67 3 3 30% мас.% TBAEPY + 70% мас.%НгО 30% wt.% TBAEPY + 70% wt.% HgO 1.02 1.02 0.13 0.13 0.89 0.89 0.85 0.85 0.24 0.24 0.61 0.61

* сравнительный пример.* comparative example.

Пример 4. Летучесть.Example 4 Volatility

Исследовали летучесть нескольких аминов в водных растворах 30 мас.%.The volatility of several amines in aqueous solutions of 30 wt.% was investigated.

Использовали то же устройство, что и в примере 3, за исключением того, что конденсат, полученный в стеклянном конденсаторе, не возвращали в стеклянный конденсатор, а отделяли, и после окончания опыта осуществляли анализ его состав с помощью газовой хроматографии и титрования по методу Карла Фишера. Осуществляли регулирование температуры стеклянного цилиндра до 50°C, в каждом случае вводили 200 мл абсорбента. В течение эксперимента продолжительностью 8 ч. 30 н.л/ч. N2 пропускали через абсорбент при обычном давлении.The same device was used as in example 3, except that the condensate obtained in the glass condenser was not returned to the glass condenser, but separated, and after the end of the experiment, its composition was analyzed using gas chromatography and Karl Fischer titration . The temperature of the glass cylinder was adjusted to 50° C., in each case 200 ml of absorbent was introduced. During the experiment lasting 8 hours 30 n.l/h. N2 was passed through the absorbent at normal pressure.

- 14 040386- 14 040386

Опыты были повторены три раза. Полученные средние значения представлены в следующей таблице:The experiments were repeated three times. The average values obtained are presented in the following table:

Раствор: Solution: Конденсат [мл] Condensate [ml] Вода [мас.%] Water [wt%] Амин [мас.%] Amine [wt%] 30 мас.% МЗЕТВ + 70 мас.% Н2О* 30 wt.% MZETV + 70 wt.% H2O* 30.1 30.1 99.2 99.2 0.7 0.7 30 мас.% ТВАЕЕ + 70 мас.% Н2О*30 wt.% TBAEE + 70 wt.% H 2 O * 30.0 30.0 99.3 99.3 0.7 0.7 30 мас.% MDEA + 70 мас.% Н2О*30 wt% MDEA + 70 wt% H 2 O* 27.1 27.1 99.4 99.4 0.7 0.7 30 мас.% ТВАЕЕМ + 70 мас.% Н2О*30 wt.% TVAEEM + 70 wt.% H 2 O * 30.5 30.5 99.6 99.6 0.2 0.2 30 мас.% ТВАЕМ + 70 мас.% Н2О*30 wt.% TWAEM + 70 wt.% H 2 O * 34.8 34.8 98.0 98.0 1.6 1.6 30 мас.% TBAEPY + 70 мас.% Н2О30 wt.% TBAEPY + 70 wt.% H 2 O 28.8 28.8 99.5 99.5 0.2 0.2

* сравнительный пример.* comparative example.

Очевидно, что TBAEPY обладает боле низкой летучестью по сравнению с МЗЕТВ, ТВАЕЕ, MDEA и ТВАЕМ, а также обладает летучестью, сопоставимой с ТВАЕЕМ.It is clear that TBAEPY has a lower volatility than MZETB, TBAEE, MDEA and TBAEM and also has a volatility comparable to TBAEM.

Пример 5. Фазовая сепарация.Example 5. Phase separation.

Для определения критической температуры раствора применяли установку для смешивания. Такая установка позволяет измерять температуру, при которой происходит разделение фаз (критическая температура раствора).A mixing unit was used to determine the critical temperature of the solution. This setup makes it possible to measure the temperature at which phase separation occurs (the critical temperature of the solution).

Установка для измерения смешиваемости включала емкость со смотровым окном с манометром и термопарой. Для подачи тепла в емкость использовали нагреватель. Измерения возможны до температуры 140°C. Через смотровое стекло можно визуально наблюдать возможное разделение фаз. В следующей таблице показаны измеренные критические температуры раствора для водных смесей амина.The miscibility measuring apparatus included a vessel with a viewing window with a manometer and a thermocouple. A heater was used to supply heat to the container. Measurements are possible up to a temperature of 140°C. A possible phase separation can be visually observed through the sight glass. The following table shows the measured critical solution temperatures for aqueous amine mixtures.

Водный раствор Water solution Критическая температура раствора Critical solution temperature 36 мас.% МЗЕТВ* 36 wt.% MZETV* 107°С 107°C 36 мас.% ТВАЕЕМ* 36 wt% TWAEM* 131°С 131°С 30 мас.% ТВАЕМ* 30 wt% TWAEM* 115 - 120°С 115 - 120°C 36 мас.% TBAEPY 36 wt% TBAEPY

* сравнительный пример, ** до температуры 140°C фазовая сепарация не наблюдалась.* comparative example, ** no phase separation was observed up to 140°C.

Очевидно, что водный раствор, содержащий TBAEPY, имеет более высокую критическую температуру раствора, чем раствор в сравнительных примерах.Obviously, the aqueous solution containing TBAEPY has a higher critical solution temperature than the solution in the comparative examples.

Пример 6. Селективность по отношению к H2S по сравнению с CO2.Example 6 Selectivity for H2S over CO2.

Опыты проводили в абсорбционной установке, представляющей собой систему с полунепрерывным функционированием и включающей перемешиваемый автоклав, в которую может подаваться газ в режиме восходящего потока, и конденсатор. Автоклав снабжен манометром и термопарой типа J. В верхней части автоклава размещен разрывной предохранительный диск. Для подачи тепла в автоклав использовали нагреватель с керамоволокном большой мощности. Расход газового потока регулировали с помощью регуляторов массового расхода (производства Brooks Instrument), а температуру конденсатора поддерживали с помощью охладителя. Максимальное рабочее давление и температура составляли 1000 фунтов/кв. дюйм (69 бар) и 350°C соответственно.The experiments were carried out in an absorption plant, which is a system with semi-continuous operation and includes a stirred autoclave, which can be supplied with gas in an upward flow, and a condenser. The autoclave is equipped with a manometer and a type J thermocouple. A rupture safety disc is placed in the upper part of the autoclave. To supply heat to the autoclave, a heater with high power ceramic fiber was used. The gas flow rate was controlled using mass flow controllers (manufactured by Brooks Instrument) and the condenser temperature was maintained using a cooler. The maximum operating pressure and temperature was 1000 psi. inch (69 bar) and 350°C respectively.

В ходе опытов при атмосферном давлении рН раствора контролировали in situ с использованием датчика рН (производство Cole-Parmer), который был установлен на дне автоклава. Для этого датчика рН были установлены ограничения по максимальной температуре и давлению: 135°C и 100 фунтов/кв. дюйм соответственно. Поэтому перед проведением экспериментов при давлении выше атмосферного (более высокое давление) датчик рН снимали и автоклав закрывали крышкой. В обоих случаях (опыты при атмосферном давлении и опыты при давлении выше атмосферного) производили отбор жидких проб путем присоединения непосредственно к системе отбора проб: виалы (атмосферное давление) или цилиндра из нержавеющей стали, заполненного едким натром (давление выше атмосферного). Для контроля работы установки абсорбции и для получения экспериментальных данных (температура, давление, скорость перемешивающего устройства, рН (при атмосферном давлении), расход потока газа и состав отходящего газа) использовали специально созданная программа Lab VIEW.During the experiments at atmospheric pressure, the pH of the solution was monitored in situ using a pH probe (manufactured by Cole-Parmer) which was installed at the bottom of the autoclave. The maximum temperature and pressure limits for this pH sensor are 135°C and 100 psi. inch respectively. Therefore, before carrying out experiments at a pressure above atmospheric pressure (higher pressure), the pH sensor was removed and the autoclave was closed with a lid. In both cases (experiments at atmospheric pressure and experiments at pressure above atmospheric pressure), liquid samples were taken by connecting directly to the sampling system: a vial (atmospheric pressure) or a stainless steel cylinder filled with caustic soda (superatmospheric pressure). To control the operation of the absorption unit and to obtain experimental data (temperature, pressure, stirrer speed, pH (at atmospheric pressure), gas flow rate and off-gas composition), a specially designed Lab VIEW program was used.

- 15 040386- 15 040386

Г азовая смесь, использованная в примерах, имела следующие свойства:The gas mixture used in the examples had the following properties:

Состав газового исходного потока 10 мол.% СО2, 1 мол.% H2S, 89 мол.% N2Composition of the gas feed stream 10 mol.% CO2, 1 mol.% H2S, 89 mol.% N2

Скорость газового потока:Gas flow rate:

Температура:Temperature:

Давление:Pressure:

Объем:Volume:

154 куб. см/мин.154 cu. cm/min

40,8 °C бар мл (τ = 0,1 мин.)40.8 °C bar ml (τ = 0.1 min.)

200 об./мин.200 rpm

Скорость перемешивания:Stirring speed:

Опыты проводили путем пропускания газовых смесей в соответствии с описанием выше через автоклав. В автоклав предварительно загружали соответствующий водный раствор амина (концентрация амина: 2,17 М). Смесь кислотного газа подавали в нижнюю часть реактора. Газы, покидающие автоклав, пропускали через конденсатор, в котором поддерживали температуру 10°C, для того, чтобы удалить захваченную жидкость. Отводимый поток отходящего газа, покидающий конденсатор, подавали в газовый микрохроматограф (производства Inficon) для анализа, в то время как основной газовый поток проходил через скруббер. После прорыва для промывки системы использовали азот.The experiments were carried out by passing gas mixtures as described above through an autoclave. The autoclave was preloaded with an appropriate aqueous amine solution (amine concentration: 2.17M). The acid gas mixture was fed to the bottom of the reactor. The gases leaving the autoclave were passed through a condenser kept at 10° C. in order to remove the trapped liquid. The exhaust gas stream leaving the condenser was fed to a gas microchromatograph (manufactured by Inficon) for analysis while the main gas stream passed through the scrubber. After the breakthrough, nitrogen was used to flush the system.

Анализ отводимого потока отходящего газа осуществляли с использованием специального изготовленного газового микрохроматографа. Газовый микрохроматограф представляет собой анализатор газа нефтепереработки, он включает четыре колонны (молекулярное сито, PLOT U, OV-1, PLOT Q) и четыре детектора теплопроводности. Часть отходящего газа впрыскивали в газовый микрохроматограф приблизительно каждые 2 мин. Для переноса образца в газовый микрохроматограф использовали внутренний вакуумный насос малого размера. Номинальная производительность насоса составила приблизительно 20 мл/мин. для обеспечения 10-кратного объема промывки линии между образцом и газовым микрохроматографом. Фактическое количество газа, которое подавали в газовый микрохроматограф, составляло приблизительно 1 мкл. Колонку PLOT U использовали для сепарации и идентификации H2S и CO2, а микродетектор теплопроводности использовали для количественного определения H2S и CO2.The analysis of the discharged off-gas stream was carried out using a specially manufactured gas microchromatograph. The gas microchromatograph is a refinery gas analyzer, it includes four columns (molecular sieve, PLOT U, OV-1, PLOT Q) and four thermal conductivity detectors. A portion of the off-gas was injected into the gas microchromatograph approximately every 2 minutes. A small internal vacuum pump was used to transfer the sample to the gas microchromatograph. The rated output of the pump was approximately 20 ml/min. to provide 10 times the flush volume of the line between the sample and the gas microchromatograph. The actual amount of gas that was fed into the gas microchromatograph was approximately 1 μl. A PLOT U column was used to separate and identify H2S and CO2, and a thermal conductivity microdetector was used to quantify H2S and CO2.

Определяли изменение селективности по отношению к H2S по сравнению с СО2 в функциональной зависимости от загрузки кислотным газом. Результаты представлены на фиг. 2.The change in selectivity for H2S versus CO2 was determined as a function of acid gas loading. The results are shown in FIG. 2.

При использовании по тексту настоящего документа термин загрузка кислотным газом обозначает концентрацию газов H2S и CO2, которые физически растворены и химически объединены в растворе абсорбента, выраженную в молях газа на моли амина.As used throughout this document, the term acid gas loading refers to the concentration of H2S and CO2 gases that are physically dissolved and chemically combined in the absorbent solution, expressed as moles of gas per mole of amine.

Максимальная селективность водного раствора TBAEPY (2,17 М) составила приблизительно 13,0 при загрузке приблизительно 0,15 моль и снижалась при более высокой загрузке H2S и CO2. Это значение значительно выше, чем максимальная селективность водного ТВАЕЕМ, водного М3ЕТВ, водного ТВАЕЕ и водного MDEA.The maximum selectivity of an aqueous solution of TBAEPY (2.17 M) was approximately 13.0 at approximately 0.15 mol loading and decreased at higher H2S and CO2 loadings. This value is significantly higher than the maximum selectivity of aqueous TBAEEM, aqueous M3ETB, aqueous TBAE and aqueous MDEA.

Claims (8)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ селективного удаления сероводорода по сравнению с диоксидом углерода из потока текучей среды, в котором поток текучей среды приводят в контакт с абсорбентом, получая загруженный абсорбент и поток обработанной текучей среды, отличающийся тем, что абсорбент содержит водный раствор, содержащий амин формулы (I) где1. A process for selectively removing hydrogen sulfide over carbon dioxide from a fluid stream, wherein the fluid stream is brought into contact with an absorbent to produce a loaded absorbent and a treated fluid stream, wherein the absorbent comprises an aqueous solution containing an amine of formula (I ) Where U-V-W представляет собой N-CO-CHR5;UVW is N-CO-CHR 5 ; R1 представляет собой метил;R 1 is methyl; R2 выбран из водорода и C1-C5-алкила;R 2 is selected from hydrogen and C 1 -C 5 -alkyl; R3 представляет собой водород;R 3 is hydrogen; R4 представляет собой водород;R 4 is hydrogen; R5 выбран из водорода и C1-C5-алкила; и х представляет собой целое число от 1 до 3, причем абсорбент содержит общее количество 15-70 мас.% амина формулы (I) из расчета на общую массу абсорбента; и поток текучей среды выбран из углеводородных газов, синтез-газов, кислотного отходящего газа из блока очистки хвостовых газов установки по производству серы и кислотного отходящего газа из процесса обогащения кислотного газа.R 5 is selected from hydrogen and C 1 -C 5 alkyl; and x is an integer from 1 to 3, and the absorbent contains a total amount of 15-70 wt.% amine of formula (I) based on the total weight of the absorbent; and the fluid stream is selected from hydrocarbon gases, synthesis gases, acid off-gas from the tail gas treatment unit of the sulfur production plant, and acid off-gas from the acid gas upgrade process. - 16 040386- 16 040386 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что амин выбран из 1-[2-(трет-бутиламино)этил]пирролидин-2-она, 1-[2-(трет-бутиламино)пропил]пирролидин-2-она, 1 -[2-(изопропиламино)этил]пирролидин-2-она, и 1-[2-(изопропиламино)пропил]пирролидин-2-она.2. The method according to claim 1, characterized in that the amine is selected from 1-[2-(tert-butylamino)ethyl]pyrrolidin-2-one, 1-[2-(tert-butylamino)propyl]pyrrolidin-2-one , 1-[2-(isopropylamino)ethyl]pyrrolidin-2-one, and 1-[2-(isopropylamino)propyl]pyrrolidin-2-one. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что амин выбран из 1-[2-(трет-бутиламино)этил]пирролидин2-она, и 1-[2-(изопропиламино)этил]пирролидин-2-она.3. Process according to claim 2, wherein the amine is selected from 1-[2-(t-butylamino)ethyl]pyrrolidin2-one and 1-[2-(isopropylamino)ethyl]pyrrolidin-2-one. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что амин представляет собой 1-[2-(третбутиламино)этил]пирролидин-2-он.4. The method according to claim 3, wherein the amine is 1-[2-(tert-butylamino)ethyl]pyrrolidin-2-one. 5. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что абсорбент дополнительно содержит кислоту, имеющую значение рКА менее 6, в таком количестве, что pH водного раствора при измерении при 120°С составляет от 7,9 до менее 9,5.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the absorbent further comprises an acid having a pKA value of less than 6, in such an amount that the pH of the aqueous solution, when measured at 120°C, is from 7.9 to less than 9.5. 6. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что абсорбент дополнительно содержит третичный алканоламин и/или в высокой степени пространственно затрудненный вторичный алканоламин.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the absorbent further comprises a tertiary alkanolamine and/or a highly hindered secondary alkanolamine. 7. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что абсорбент содержит неводный органический растворитель, выбранный из лактамов, сульфонов, гликолей, полиалкиленгликолей, ди- или моно-(С1-С4-алкилэфир)гликолей, ди- или моно (С1-С4-алкилэфир)-полиалкиленгликолей, тиоалканолов и их смесей.7. The method according to any of the preceding claims, characterized in that the absorbent contains a non-aqueous organic solvent selected from lactams, sulfones, glycols, polyalkylene glycols, di- or mono-(C1-C 4 -alkylether) glycols, di- or mono (C1 -C 4 -alkylether)-polyalkylene glycols, thioalkanols and mixtures thereof. 8. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что регенерацию загруженного абсорбента осуществляют путем по меньшей мере одного из следующих действий: нагрева, декомпрессии и десорбции с помощью инертной текучей среды.8. The method according to any of the preceding claims, characterized in that the regeneration of the loaded absorbent is carried out by at least one of the following actions: heating, decompression and desorption using an inert fluid medium. моль(СОг + НгЗУмолЬаминmol(COg + HgZumolAmin Фиг. 2Fig. 2 - 17Евразийская патентная организация, ЕАПВ- 17Eurasian Patent Organization, EAPO Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2Russia, 109012, Moscow, Maly Cherkassky per., 2
EA202090609 2017-09-04 2018-08-30 ABSORBENT AND METHOD FOR SELECTIVE REMOVAL OF HYDROGEN SULFIDE EA040386B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17189266.4 2017-09-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA040386B1 true EA040386B1 (en) 2022-05-26

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10525404B2 (en) Use of morpholine-based hindered amine compounds for selective removal of hydrogen sulfide
US11173446B2 (en) Process for removal of acid gases from a fluid stream
KR20180057629A (en) Cyclic amine to selectively remove hydrogen sulfide
CN110650785B (en) Absorbent and process for selective removal of hydrogen sulfide
CN111093803B (en) Absorbent and process for selective removal of hydrogen sulfide
US20180272270A1 (en) Amine compounds for selectively removing hydrogen sulphide
US20220152551A1 (en) Process for removal of acid gases from a fluid stream with a liquid absorbent comprising a piperazine ring
EA040386B1 (en) ABSORBENT AND METHOD FOR SELECTIVE REMOVAL OF HYDROGEN SULFIDE
EA043349B1 (en) METHOD FOR REMOVING ACIDIC GASES FROM A FLUID FLOW USING A LIQUID ABSORBENT CONTAINING A PIPERAZINE RING
BR112019022759B1 (en) ABSORBENT FOR THE SELECTIVE REMOVAL OF HYDROGEN SULFIDE FROM A FLUID STREAM, PROCESS FOR PRODUCING AN ABSORBENT AND PROCESS FOR THE SELECTIVE REMOVAL OF HYDROGEN SULFIDE FROM A FLUID STREAM
EA046450B1 (en) METHOD FOR REMOVING ACIDIC GASES FROM A FLUID FLOW