JP2015523204A - 硫化水素の選択的な吸収処理を改善する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
HOCH2(CH2OCH2)nCH2OH
で示されるようなポリエチレングリコール(式中nは、整数である)との好適な反応条件下での触媒反応(本明細書の他所でより詳細に説明される)によって調製される。
(CH3)3CNH(CH2CH2O)xCH2CH2NHC(CH3)3
で示されるアミン化合物からなる群より選択され、式中xは、2から16、好ましくは3から14の範囲の整数である。
(CH3)3CNH(CH2CH2O)xCH2CH2OH
で示されるアミン化合物からなる群より選択され、式中xは、2から16、好ましくは3から14の範囲の整数である。
この実施例1は、本発明の吸収剤組成物の様々な実施態様の所定の相分離の特徴、および高温での相分離に対する有機性共溶媒(スルホラン)の作用を試験する実験を説明している。表1に試験結果を示す。
この実施例は、数種の異なる吸収剤組成物について液体−液体の相分離が起こる温度を決定するのに使用される実験的試験のための器具および手順を説明しており、さらに実験結果を示す。
溶液番号1(45%のアミン混合物、55%の水、スルホランなし)を実験ユニットに入れて循環させた。リボイラー温度が93℃に達したら、サンプルをリボイラーの内部堰のオーバーフロー区画から取り出し、標準酸溶液で滴定した。内部堰のオーバーフロー区画からサンプリングした溶液の滴定により、22mlの酸が消費された。溶液の循環をリボイラー温度が113℃に達するまで続けた。リボイラーが113℃の温度のときに内部堰のオーバーフロー区画からサンプリングした溶液の滴定により、10mlの酸が消費された。これらのデータから、溶液、すなわち本発明のアミン混合物と水とを含む水性溶媒は、例えばスルホランなどの有機性共溶媒が存在しない場合、93℃よりも高く113℃未満の温度または113℃で少なくとも2つの液相に分離したことが示される。
溶液番号2(42.8%のアミン混合物、52.4%の水、4.8wt.%のスルホラン)を実験ユニットに入れて循環させた。リボイラー温度が87℃に達したら、サンプルをリボイラーの内部堰のオーバーフロー区画から取り出し、標準酸溶液で滴定した。内部堰のオーバーフロー区画からサンプリングした溶液の滴定により、21.7mlの酸が消費された。溶液の循環をリボイラー温度が120℃に達するまで続けた、内部堰のオーバーフロー区画からサンプリングした溶液の滴定により、10.5mlの酸が消費された。これらのデータから、液体が、87℃よりも高温で、少なくとも120℃でまたは120℃未満の温度で相分離したこと、および4.8wt.%のスルホランは溶液の相分離を防ぐには十分ではないことが示される。
溶液番号3(40.9%のアミン溶液、50の水、9.1wt.%のスルホラン)を実験ユニットに入れて循環させた。システムに溶液を循環させる間、リボイラー温度がおよそ120℃のときに、リボイラーのオーバーフロー内部堰からサンプルを定期的な間隔で取り出し、標準酸溶液で滴定した。リボイラー温度が120.8℃のとき、溶液の第一のサンプルの滴定により20.5mlの酸が消費された。さらに30分、41分、167分、および284分後にそれぞれ採取された溶液サンプルの滴定により、20mlの酸、20.1mlの酸、20mlの酸、および19.9mlの酸が消費された。
溶液番号4(42.3%のアミン溶液、51.7%の水、6wt.%のスルホラン)を実験ユニットに入れて循環させた。溶液のサンプルが室温になったときに、それを標準酸溶液で滴定したところ、20mlの酸が消費された。溶液をシステムに循環させた。リボイラー温度が113℃に達したら、サンプルをリボイラーの内部堰のオーバーフロー区画から採取し、標準酸溶液で滴定した。サンプリングした溶液の滴定により、19.9mlの酸が消費された。これらのデータから、6wt.%のスルホランは、溶液の液相を単一の相に維持して、溶液の液体−液体相分離を予防するのに十分であったことが示される。
この実施例は、H2SとCO2とを含有するガスストリームから、CO2に対してH2Sを除去することにおいて、比較用吸収剤であるN−メチルジエタノールアミン(MDEA)と比べて本発明の吸収剤組成物の所定の選択性を測定するのに使用される実験的試験のための器具および手順を説明する。
この実施例は、吸収器からのH2Sのスリップに対するCO2の作用、およびCO2吸収のパーセントに対するCO2の作用を決定するための、本発明のアミン混合物と比較溶媒であるMDEAとの試験からの実験結果を示す。
18 接触器/吸収器
16 下の部分
20 接触/吸収ゾーン
22 コンジット
24 上の部分
28、30 コンジット
32 ポンプ
36 コンジット
38 再生ゾーン
40 再生器
42 下の部分
46 コンジット
48 リボイラー
50 内部堰
52 液体収容セクション
54 サンプセクション
56 水蒸気コイル
58、62、64 コンジット
66 ポンプ
70 熱交換器
72 冷却管
Claims (30)
- 硫化水素と二酸化炭素とを含むガスストリームから硫化水素を選択的に除去する処理を改善する方法であって、前記処理は、前記ガスストリームを処理するためのシステムを利用し、前記システムは、H2Sが希薄な吸収剤組成物とH2S豊富な吸収剤組成物とを含む一連のアミン吸収剤組成物を含有し、前記システムは、前記H2Sが希薄な吸収剤組成物を前記ガスストリームと接触させて、処理済みガスストリームおよび前記H2S豊富な吸収剤組成物を得るための接触塔と、前記H2S豊富な吸収剤組成物を受け取りそれらを再生して、前記H2Sが希薄な吸収剤組成物を得るための再生器システムとを含み、前記方法は:
180から1000の範囲の平均分子量を有する多分散ポリエチレングリコール(PEG)混合物とt−ブチルアミンとのアミノ化反応生成物と、前記水性溶媒の総重量に基づき30wt.%から80wt.%の水とを含む水性溶媒を含む前記アミン吸収剤組成物を提供すること
を含む、上記方法。 - 前記水性溶媒が、第一の立体障害アミンおよび第二の立体障害アミンを含む少なくとも2種の立体障害アミンと、前記第一の立体障害アミンおよび前記第二の立体障害アミンの混和性を促進するのに有効な濃度の有機性共溶媒とを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記水性溶媒が、20wt.%から70wt.%の前記少なくとも2種の立体障害アミンと、30wt.%から80wt.%の水とを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記吸収剤組成物が、75wt.%から98wt.%の前記水性溶媒を包含し、前記有機性共溶媒の前記有効な濃度は、2wt.%から25wt.%の範囲である、請求項3に記載の方法。
- 前記少なくとも2種の立体障害アミンが、前記水性溶媒中、2.5:1から8:1の範囲の、前記第二の立体障害アミンに対する前記第一の立体障害アミンの重量比を有する、請求項4に記載の方法。
- 前記有機性共溶媒が、置換または非置換シクロテトラメチレンスルホンのいずれかであり、ここでテトラメチレンスルホン環に付加されるアルキル置換基は2つ以下であり、アルキル置換基は1から4個の炭素原子を有する、請求項5に記載の方法。
- 前記第一の立体障害アミンが、式:
(CH3)3CNH(CH2CH2O)xCH2CH2NHC(CH3)3
で示されるアミン化合物からなる群より選択され、式中xは、2から16の範囲の整数であり;
前記第二の立体障害アミンが、以下の式:
(CH3)3CNH(CH2CH2O)xCH2CH2OH
で示されるアミン化合物からなる群より選択され、式中xは、2から16の範囲の整数である、請求項6に記載の方法。 - 前記水性溶媒が、前記吸収剤組成物中に、85wt.%から97.5wt.%の範囲の量で存在し、前記吸収剤組成物中に存在する前記有機性共溶媒が、2.5wt.%から15wt.%の範囲の量である、請求項7に記載の方法。
- 硫化水素と二酸化炭素とを含むガスストリームからの硫化水素の選択的な除去にアミン吸収剤組成物を利用する処理を改善する方法であって、前記方法は、アミノ化反応生成物と水とを含む水性溶媒を含む前記アミン吸収剤組成物を供給することを含む、上記方法。
- 前記水性溶媒が、第一の立体障害アミンおよび第二の立体障害アミンを含む少なくとも2種の立体障害アミンと、前記第一の立体障害アミンおよび前記第二の立体障害アミンの混和性を促進するのに有効な濃度の有機性共溶媒とを含む、請求項9に記載の方法。
- 前記水性溶媒が、20wt.%から70wt.%の前記少なくとも2種の立体障害アミンと、30wt.%から80wt.%の水とを含む、請求項10に記載の方法。
- 前記吸収剤組成物が、75wt.%から98wt.%の前記水性溶媒を包含し、前記有機性共溶媒の前記有効な濃度は、2wt.%から25wt.%の範囲である、請求項11に記載の方法。
- 前記少なくとも2種の立体障害アミンが、前記水性溶媒中、2.5:1から8:1の範囲の、前記第二の立体障害アミンに対する前記第一の立体障害アミンの重量比を有する、請求項12に記載の方法。
- 前記有機性共溶媒が、置換または非置換シクロテトラメチレンスルホンのいずれかであり、ここでテトラメチレンスルホン環に付加されるアルキル置換基は2つ以下であり、アルキル置換基は1から4個の炭素原子を有する、請求項13に記載の方法。
- 前記第一の立体障害アミンが、式:
(CH3)3CNH(CH2CH2O)xCH2CH2NHC(CH3)3
で示されるアミン化合物からなる群より選択され、式中xは、2から16の範囲の整数であり;
前記第二の立体障害アミンが、以下の式:
(CH3)3CNH(CH2CH2O)xCH2CH2OH
で示されるアミン化合物からなる群より選択され、式中xは、2から16の範囲の整数である、請求項14に記載の方法。 - 前記水性溶媒が、前記吸収剤組成物中に、85wt.%から97.5wt.%の範囲の量で存在し、前記吸収剤組成物中に存在する前記有機性共溶媒が、2.5wt.%から15wt.%の範囲の量である、請求項15に記載の方法。
- 硫化水素と二酸化炭素とを含むガスストリームから硫化水素を選択的に除去する処理を改善する方法であって、前記処理は、前記ガスストリームを処理するためのシステムを利用し、前記システムは、H2Sが希薄な吸収剤組成物とH2S豊富な吸収剤組成物とを含む一連のアミン吸収剤組成物を含有し、前記システムは、前記H2Sが希薄な吸収剤組成物を前記ガスストリームと接触させて、処理済みガスストリームと前記H2S豊富な吸収剤組成物とを得るための接触塔と、前記H2S豊富な吸収剤組成物を受け取りそれらを再生して、前記H2Sが希薄な吸収剤組成物を得るための再生器システムとを含み、前記方法は:
180から1000の範囲の平均分子量を有する多分散ポリエチレングリコール(PEG)混合物とt−ブチルアミンとのアミノ化反応生成物と、スルホン、スルホン誘導体、およびスルホキシドからなる群より選択される有機性共溶媒とを含む前記アミン吸収剤組成物を提供すること
を含む、上記方法。 - 前記アミノ化反応生成物が、少なくとも第一の立体障害アミンおよび第二の立体障害アミンをさらに含む、請求項17に記載の方法。
- 前記PEG混合物が、式HOCH2(CH2OCH2)nCH2OHで示されるポリエチレングリコールを含み、式中nは、1から24の範囲の値から選択される整数である、請求項18に記載の方法。
- 前記第一の立体障害アミンが、式:
(CH3)3CNH(CH2CH2O)xCH2CH2NHC(CH3)3
で示されるアミン化合物からなる群より選択され、式中xは、2から16の範囲の整数であり;
前記第二の立体障害アミンが、以下の式:
(CH3)3CNH(CH2CH2O)xCH2CH2OH
で示されるアミン化合物からなる群より選択され、式中xは、2から16の範囲の整数である、請求項19に記載の方法。 - 前記アミノ化反応生成物が、最大10:1の範囲の、前記第二の立体障害アミンに対する前記第一の立体障害アミンの重量比を有する、請求項20に記載の方法。
- 前記アミノ化反応生成物が、2.5:1から8:1の範囲の、前記第二の立体障害アミンに対する前記第一の立体障害アミンの重量比を有する、請求項21に記載の方法。
- 前記水性溶媒が、前記吸収剤組成物中に、85wt.%から97.5wt.%の範囲の量で存在し、前記PEG混合物の前記平均分子量が、180から400の範囲であり、前記吸収剤組成物中に存在する前記有機性共溶媒が、2.5wt.%から15wt.%の範囲の量である、請求項22に記載の方法。
- 硫化水素と二酸化炭素とを含むガスストリームからの硫化水素の選択的な除去にアミン吸収剤組成物を利用する処理を改善する方法であって、前記方法は、180から1000の範囲の平均分子量を有する多分散ポリエチレングリコール(PEG)混合物とt−ブチルアミンとのアミノ化反応生成物と、スルホン、スルホン誘導体、およびスルホキシドからなる群より選択される有機性共溶媒とを含む前記アミン吸収剤組成物を提供することを含む、上記方法。
- 前記アミノ化反応生成物が、少なくとも第一の立体障害アミンおよび第二の立体障害アミンをさらに含む、請求項24に記載の方法。
- 前記PEG混合物が、式HOCH2(CH2OCH2)nCH2OHで示されるポリエチレングリコールを含み、式中nは、1から24の範囲の値から選択される整数である、請求項25に記載の方法。
- 前記第一の立体障害アミンが、式:
(CH3)3CNH(CH2CH2O)xCH2CH2NHC(CH3)3
で示されるアミン化合物からなる群より選択され、式中xは、2から16の範囲の整数であり;
前記第二の立体障害アミンが、以下の式:
(CH3)3CNH(CH2CH2O)xCH2CH2OH
で示されるアミン化合物からなる群より選択され、式中xは、2から16の範囲の整数である、請求項26に記載の方法。 - 前記アミノ化反応生成物が、最大10:1の範囲の、前記第二の立体障害アミンに対する前記第一の立体障害アミンの重量比を有する、請求項27に記載の方法。
- 前記アミノ化反応生成物が、2.5:1から8:1の範囲の、前記第二の立体障害アミンに対する前記第一の立体障害アミンの重量比を有する、請求項28に記載の方法。
- 前記水性溶媒が、前記吸収剤組成物中に、85wt.%から97.5wt.%の範囲の量で存在し、前記PEG混合物の前記平均分子量が、180から400の範囲であり、前記吸収剤組成物中に存在する前記有機性共溶媒が、2.5wt.%から15wt.%の範囲の量である、請求項29に記載の方法。
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