TW201343606A - 硫化物清除劑、製造方法及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供製造硫化物清除組合物之方法。該方法包含使至少一種二級胺與至少一種醛及溶劑在催化劑存在下反應以形成反應組合物，其中反應溫度小於或等於90℃。本發明亦揭示使用以上方法所得之硫化物清除劑。本發明亦提供自流體流移除硫化物之方法。該等方法包括添加上述硫化物清除劑至流體流中。

Description

硫化物清除劑、製造方法及使用方法
本發明係關於用於與硫化物反應且更特定言之用於自流體流移除硫化物之方法及組合物。
[相關申請案之交互參照]
本申請案為主張2011年12月30日申請之美國臨時申請案第61/581,710號之優先權的非臨時申請案；該美國臨時申請案之內容係以引用的方式併入本文中。
以下描述並不承認或暗示下文所論述之方法可在任何特定國家引用為先前技術或熟習此項技術者之一般知識之一部分。
硫化氫為具有惡臭之無色毒性氣體。其亦高度可燃。環境保護署(Environmental Protection Agency)及世界範圍內之其他管理機構嚴格控制硫化氫向環境中之釋放。硫化氫通常存在於井水、廢水及其他水性流中。硫化氫亦可存在於原油及天然氣儲量中且必須在使用之前移除。
一般而言，可用化學清除劑處理烴流以移除硫化物。此等化學品稱為清除劑或甜味劑。此等化學清除劑包括經由二級胺與醛之反應製造之加合物。此等二級胺-醛加合物清除劑包括三嗪、噁唑啶、席夫鹼(Schiff base)、二胺、羥甲基加合物及亞甲橋物質。
US2010/0197968揭示藉由使含胺之組分與含醛之組分在醇存在下接觸而製備之醛-胺硫清除組合物。
US2005/0153846揭示包括來自至少一種位阻一級或二級胺與莫耳過剩之至少一種醛之反應之單體醛-胺加合物的硫清除劑。
所需要的為一種用於自流體流移除硫化物之經改良之硫化物清除劑。
意外地發現，一些二級胺-醛加合物含有副產物，亦即N-甲基二級胺。此等副產物具有甲基且不具有醚或聚醚基團，使其關於H2S為惰性的。此等惰性副產物或「惰性物質」通常存在於由胺-醛加合物製造之清除劑中。惰性物質之存在因絕對體積而導致高得多的儲存及運輸成本。此等惰性物質中有許多亦可燃。此外，許多惰性物質可溶於烴且因此可消極地影響下游烴應用。消極作用包括增加氮含量以及增加加工設備腐蝕及積垢之可能性。
惰性物質包括環烷基甲胺、二烷基甲胺及三級胺。惰性物質之實例包括(但不限於)二乙基甲胺、二丙基甲胺(DPMA)、二丁基甲胺(DBMA)、N-甲基哌嗪、N-甲基哌啶、N-甲基嗎啉及N,N-二甲基甲胺。亦意外地發現，可藉由控制反應條件來控制惰性物質之產生。所揭示之反應條件增加二級胺-醛反應中硫化物清除劑之產率，同時消除對純化步驟之需要。
在一個實施例中，揭示一種製造硫化物清除劑之方法，該方法包含使至少一種二級胺與至少一種醛及溶劑在催化劑存在下反應以形成反應組合物，其中反應溫度小於或等於約90℃。
在另一實施例中，所用二級胺包含至少一個選自由以下組成之群之成員：二甲胺、二乙胺、二丙胺、二戊胺、二乙醇胺、二甘醇胺、二異丙醇胺、嗎啉、哌嗪、哌啶、二丙胺、二丁胺、二異丁胺、 二-第三丁胺、二戊胺、二異戊胺、二新戊胺、二己胺、二庚銨、二辛胺、二壬胺、二癸胺、二金剛烷胺、丁基-丙胺、丁基-己胺、丁基-庚胺、己基-庚胺、丁基-庚胺、己基-庚胺、苯胺、萘胺、二苯胺、二萘胺、雙(單甲基苯基)胺、雙(二甲基苯基)胺、雙(三甲基苯基)胺、二環戊胺、二環己胺、二環辛胺、N-環戊基、N-環己胺、四甲基胺基雙丙胺、雙(4-胺基環己基)甲烷、雙(4-胺基苯基)甲烷、1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一-7-烯及雙吡啶甲基胺(bispicoylamine)。在另一實施例中，二級胺包含二正丙胺。或者，二級胺包含二正丁胺。
在另一實施例中，所用醛包含至少一個選自由以下組成之群之成員：甲醛、烷基醛、芳基醛、甲氧基醛、羥醛、肉桂醛(cinnaminaldehyde)、甘油醛、香草精(vanillin)、藜蘆醛、阿脲(alloxan)、壬烯醛(noneal)、1-甲醯基哌啶、柳醛、香茅(citronella)、三聚甲醛、甲基縮甲醛、乙醛、三聚乙醛、乙二醇醛、羥甲基甘油醛、戊醛、三噁烷、四噁烷、乙二醛及甲醛甲醇溶液(methyl formcel)。
在另一實施例中，催化劑包含鹼。在另一實施例中，鹼包含鹼金屬氫氧化物。在另一實施例中，鹼金屬氫氧化物包含至少一個選自由氫氧化鈉及氫氧化鉀組成之群之成員。溶劑可包含至少一個選自由水及烴組成之群之成員。醛與二級胺之莫耳比可介於約1.1：1.0至約3.0：1.0範圍內。在另一實施例中，反應溫度可小於或等於70℃。或者，反應溫度可小於或等於60℃。
催化劑之重量百分比(重量%)可介於反應組合物之總重量的約1重量%至約5重量%範圍內。在另一實施例中，溶劑之重量%可介於反應組合物之總重量的約5重量%至約10重量%範圍內。
另一實施例揭示一種硫化物清除劑，其藉由以上實施例中之任一者製備。在另一實施例中，硫化物清除劑中包含少於約5重量%之 惰性物質。在另一實施例中，惰性物質包含至少一個選自由以下組成之群之成員：二乙基甲胺、二丙基甲胺(DPMA)、二丁基甲胺(DBMA)、N-甲基哌嗪、N-甲基哌啶、N-甲基嗎啉及N,N-二甲基甲胺。
另一實施例揭示一種自流體流減少硫化物之方法，其中硫化物清除劑係藉由使至少一種二級胺與至少一種醛及溶劑在催化劑存在下反應以形成反應組合物來製備，且其中反應溫度小於或等於約90℃。
該方法可用於移除硫化物，包括有機硫化物、硫醇(mercaptan)、硫醇(thiol)、COS及H2S。流體流可包括烴及水性流。
在另一實施例中，所用硫化物清除劑係使用包含至少一種鹼之催化劑來製備。在另一實施例中，所用溶劑包含至少一個選自由水及烴組成之群之成員。在另一實施例中，醛與二級胺之莫耳比介於約1.1：1.0至約3.0：1.0範圍內。
在另一實施例中，硫化物清除劑係在小於或等於約70℃之反應溫度下製備。或者，反應溫度可小於或等於約60℃。
在另一實施例中，製備所用硫化物清除劑，其中催化劑之重量百分比(重量%)介於反應組合物之總重量的約1重量%至約5重量%範圍內。在另一實施例中，溶劑之重量百分比介於反應組合物之總重量的約5重量%至約10重量%範圍內。
在另一實施例中，硫化物清除劑係以按流體流之體積計介於約10至約100,000 ppm範圍內之量添加至流體流中。在另一實施例中，硫化物清除劑係以按流體流之體積計介於約100至約50,000 ppm範圍內之量添加至流體流中。或者，硫化物清除劑係以按流體流之體積計介於約600至約3,000 ppm範圍內之量添加至流體流中。
各種實施例提供經改良之硫化物清除劑，其中具有減少之惰性物質。此硫化物清除劑之清除活性增加，反應時間減少，體積減少以 便較容易儲存及運輸，且處理及儲存清除劑之安全性增加。
除非上下文另外明確指出，否則單數形式「一(a)」、「一(an)」及「該(the)」包括複數個指示物。描述同一特徵之所有範圍的端點可獨立組合且包括所述端點。所有參考文獻皆以引用的方式併入本文中。
結合一量使用之修飾語「約」包括所述值且具有由上下文所指示之含義(例如包括與特定量之量測相關之公差範圍)。
「視情況選用的」或「視情況」意謂隨後描述之事件或情況可能發生或可能不發生；或意謂隨後鑑別之物質可能存在或可能不存在；且意謂該描述包括事件或情況發生或物質存在之情況，及事件或情況不發生或物質不存在之情況。
術語「包含(comprises)」、「包含(comprising)」、「包括(includes)」、「包括(including)」、「具有(has)」、「具有(having)」、「含有(containing)」、「含有(contains)」或其任何其他變化形式意欲涵蓋非排他性包括。舉例而言，包含一列元件之製程、方法、物品或裝置未必僅限於彼等元件，而可能包括未明確列出或該製程、方法、物品或裝置所固有之其他元件。
本發明係關於硫化物清除劑、製造方法及使用方法。硫化物清除劑包括經由二級胺與醛之反應製造之加合物。此等二級胺-醛加合物清除劑包括三嗪、噁唑啶、席夫鹼、二胺、羥甲基加合物及亞甲橋物質。
適合之醛包括(但不限於)具有式R-CHO之醛，諸如甲醛、烷基醛、芳基醛、甲氧基醛、羥醛、肉桂醛、甘油醛、香草精、藜蘆醛、阿脲、壬烯醛、1-甲醯基哌啶、柳醛、香茅、三聚甲醛、甲基縮甲 醛、乙醛、三聚乙醛、乙二醇醛、羥甲基甘油醛、戊醛、三噁烷、四噁烷、乙二醛、甲醛甲醇溶液及其混合物。
適合之二級胺包括(但不限於)二烷胺，二甲胺、二乙胺、二丙胺、二戊胺；二級烷醇胺，諸如二乙醇胺、二甘醇胺、二異丙醇胺、嗎啉、哌嗪、哌啶、二丙胺、二丁胺、二異丁胺、二-第三丁胺、二戊胺、二異戊胺、二新戊胺、二己胺、二庚銨、二辛胺、二壬胺、二癸胺、二金剛烷胺、丁基-丙胺、丁基-己胺、丁基-庚胺、己基-庚胺、丁基-庚胺、己基-庚胺、苯胺、萘胺、二苯胺、二萘胺、雙(單甲基苯基)胺、雙(二甲基苯基)胺、雙(三甲基苯基)胺、二環戊胺、二環己胺、二環辛胺、N-環戊基、N-環己胺、四甲基胺基雙丙胺、雙(4-胺基環己基)甲烷、雙(4-胺基苯基)甲烷、1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一-7-烯、雙吡啶甲基胺及其混合物。
此等二級胺具有如式I或II所陳列之結構： 其中R1及R2可為相同或不同的具有1至20個碳原子之烷基、經羥基取代之烷基及經烷氧基取代之烷基；烷基可為直鏈或分支鏈烷基，包括(但不限於)甲基、乙基、丙基、丁基、羥乙基及甲氧基丙基；且環烷基環具有選自由以下組成之群之原子Z：碳、氧、氮(包括NH(哌嗪)、哌啶、嗎啉)及硫。
當與甲醛反應時，以上二級胺形成具有如式III、IV或V所陳列之結構之硫化物清除劑： 其中n可為1至100；其中R1、R2、R3及R4可為相同或不同的具有1至20個碳原子之烷基、經羥基取代之烷基及經烷氧基取代之烷基；烷基可為直鏈或分支鏈烷基，包括(但不限於)甲基、乙基、丙基、丁基、羥乙基及甲氧基丙基；且環烷基環具有選自由以下組成之群之原子Z：碳、氧、氮(包括NH(哌嗪)、哌啶、嗎啉)及硫。n之替代性範圍包括1至20；1至10；或1至4。
當二正丁胺用作二級胺時，所得硫化物清除劑可具有如VI或VII所陳列之結構： 其中n可為1至100。n之替代性範圍包括1至20；1至10；或1至4。
意外地發現，一些二級胺-醛加合物含有副產物，亦即N-甲基二級胺。此等副產物具有甲基且不具有醚或聚醚基團，使其關於H2S為惰性的。此等惰性副產物或「惰性物質」通常存在於由胺-醛加合物製造之清除劑中。惰性物質之存在因絕對體積而導致高得多的儲存及運輸成本。此等惰性物質中有許多亦可燃。此外，許多惰性物質可溶於烴且因此可消極地影響下游烴應用。消極作用包括增加氮含量以及增加加工設備腐蝕及積垢之可能性。
惰性物質包括環烷基甲胺、二烷基甲胺及三級胺且可具有如式VIII或IX所陳列之結構： 其中R1及R2可為相同或不同的具有1至20個碳原子之烷基、經羥 基取代之烷基及經烷氧基取代之烷基；烷基可為直鏈或分支鏈烷基，包括(但不限於)甲基、乙基、丙基、丁基、羥乙基及甲氧基丙基；且環烷基環具有選自由以下組成之群之原子Z：碳、氧、氮(包括NH(哌嗪)、哌啶、嗎啉)及硫。
惰性物質之實例包括(但不限於)二乙基甲胺、二丙基甲胺、二丁基甲胺、N-甲基哌嗪、N-甲基哌啶、N-甲基嗎啉及N,N-二甲基甲胺。
一種惰性物質二丁基甲胺(DBMA)亦稱為甲基-二丁胺、N-甲基-二正丁胺或N-丁基-N-甲基丁-1-胺。如同其他類型之有害N-甲基二級胺一樣，DBMA具有甲基且不具有醚或聚醚基團，使其關於硫化氫為惰性的。DBMA具有結構及式X：
發明者發現DBMA(二丁基甲胺)作為副產物存在於藉由二正丁胺(DBA)與甲醛之反應製造之混合物中。DBMA於該等混合物中之濃度可達至高達40%之水準。
因為DBMA在硫化氫清除應用中為完全惰性的，所以其存在因絕對體積而導致高得多的儲存及運輸成本。DBMA不僅關於H2S為惰性的；而且其可燃。此外，DBMA可溶於烴且因此可消極地影響下游烴應用。消極作用包括增加氮含量以及增加加工設備腐蝕及積垢之可能性。
另一種惰性物質二丙基甲胺(DPMA)可見於藉由二正丙胺(DPA)與甲醛之反應製造之混合物中。其具有與DBMA類似之消極作用。 DPA與DBA相比具有更低分子量且產生活性更大之硫化物清除劑。然而，在本發明之前，DBA為用於製造硫化物清除劑之較佳原料。此係因為DPMA之產生甚至比DBMA對溫度更敏感，因此硫化物清除劑中DPMA之濃度典型地超過60%。
然而，意外地發現，可藉由控制反應條件來控制惰性物質(諸如DBMA及DPMA)之產生。所揭示之反應條件增加二級胺-醛反應中硫化物清除劑之產率，同時消除對純化步驟之需要。
發現惰性物質之產生隨反應溫度升高而增加。因此，較佳使二級胺與醛在儘可能低的反應溫度下反應。在本發明之前，反應溫度限於起始反應所需之溫度。意外地發現，添加鹼作為催化劑以進一步增加已為苛性之反應混合物之pH值可降低二級胺-醛反應之起始溫度。亦意外地發現，與其中使用DBA製造之清除劑之應用相比，使用由DPA製造之硫化物清除劑之硫化物清除應用需要較少清除劑。由於本發明，可使用DPA製造更有效清除劑，從而進一步降低成本。
在一個實施例中，揭示一種製造硫化物清除劑之方法，該方法包含使至少一種二級胺與至少一種醛及溶劑在催化劑存在下反應以形成反應組合物，其中反應溫度小於或等於約90℃。
適合之二級胺包括(但不限於)二烷胺，二甲胺、二乙胺、二丙胺、二戊胺；二級烷醇胺，諸如二乙醇胺、二甘醇胺、二異丙醇胺、嗎啉、哌嗪、哌啶、二丙胺、二丁胺、二異丁胺、二-第三丁胺、二戊胺、二異戊胺、二新戊胺、二己胺、二庚銨、二辛胺、二壬胺、二癸胺、二金剛烷胺、丁基-丙胺、丁基-己胺、丁基-庚胺、己基-庚胺、丁基-庚胺、己基-庚胺、苯胺、萘胺、二苯胺、二萘胺、雙(單甲基苯基)胺、雙(二甲基苯基)胺、雙(三甲基苯基)胺、二環戊胺、二環己胺、二環辛胺、N-環戊基、N-環己胺、四甲基胺基雙丙胺、雙(4-胺基環己基)甲烷、雙(4-胺基苯基)甲烷、1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一- 7-烯、雙吡啶甲基胺及其混合物。在另一實施例中，二級胺包含二正丙胺。或者，二級胺包含二正丁胺。
在一個實施例中，二級胺係以按反應組合物之總重量計約40重量百分比至約80重量百分比存在。在另一實施例中，二級胺係以約50重量百分比至約70重量百分比存在。在另一實施例中，二級胺係以約55重量百分比至約65重量百分比存在。在一個實施例中，二級胺係以按反應組合物之總重量計約60重量百分比至約65重量百分比存在。
適合之醛包括(但不限於)具有式R-CHO之醛，諸如甲醛、烷基醛、芳基醛、甲氧基醛、羥醛、肉桂醛、甘油醛、香草精、藜蘆醛、阿脲、壬烯醛、1-甲醯基哌啶、柳醛、香茅、三聚甲醛、甲基縮甲醛、乙醛、三聚乙醛、乙二醇醛、羥甲基甘油醛、戊醛、三噁烷、四噁烷、乙二醛、甲醛甲醇溶液及其混合物。在一個實施例中，醛可為甲醛或三聚甲醛。
在另一實施例中，醛係以按反應組合物之總重量計約10重量百分比至約50重量百分比存在。在另一實施例中，醛係以約20重量百分比至約40重量百分比存在。在另一實施例中，醛係以約25重量百分比至約35重量百分比存在。在一個實施例中，醛係以按反應組合物之總重量計約25重量百分比至約30重量百分比存在。
總醛與胺之莫耳比可為約3.0：1至約1：3.0。或者，醛與二級胺之莫耳比可介於約1.1：1.0至約3.0：1.0範圍內。
在另一實施例中，反應溫度可小於或等於80℃。在另一實施例中，反應溫度可小於或等於70℃。或者，反應溫度可小於或等於60℃。在另一實施例中，反應在室溫下進行。
在一個實施例中，可添加催化劑至反應中。在一個實施例中，催化劑包含鹼。在另一實施例中，催化劑包含鹼金屬氫氧化物。適合之鹼金屬氫氧化物包括(但不限於)氫氧化鉀、氫氧化鋇、氫氧化銫、 氫氧化鈉、氫氧化鍶、氫氧化鈣、氫氧化鎂、氫氧化鋰及氫氧化銣。在另一實施例中，催化劑包含至少一個選自由氫氧化鉀及氫氧化鈉組成之群之成員。在一個實施例中，催化劑可以按反應組合物之總重量計約0.1重量百分比至約20重量百分比存在。在另一實施例中，催化劑可以約0.5重量百分比至約10重量百分比存在。在另一實施例中，催化劑可以按反應組合物之總重量計約1重量百分比至約5重量百分比存在。
反應可在溶液中進行。在一個實施例中，反應包括溶劑。所製造之硫化物清除劑不可混溶於水中；因此，適合之溶劑包括水及水不可混溶之溶劑。藉由使用水或水不可混溶之溶劑，可製造容易自水分離之硫化物清除劑。適合溶劑之特定實例包括(但不限於)水、苯或丁醇。在另一實施例中，溶劑可為烴或水性溶劑。適合之烴溶劑包括(但不限於)芳族及脂族烴。適合之水性溶劑包括水。在一個實施例中，溶劑可包含至少一個選自由水及烴組成之群之成員。對可使用多少溶劑並無限制。在另一實施例中，溶劑可以按反應組合物之總重量計約1重量百分比至約30重量百分比存在。在另一實施例中，溶劑可以約1重量百分比至約20重量百分比存在。在另一實施例中，溶劑可以約5重量百分比至約15重量百分比存在。在另一實施例中，溶劑可以按反應組合物之總重量計約5重量百分比至約10重量百分比存在。
另一實施例揭示一種硫化物清除劑，其藉由以上方法中之任一者製備。在另一實施例中，硫化物清除劑中包含少於約60重量百分比之惰性物質。在另一實施例中，硫化物清除劑中包含少於約30重量%之惰性物質。在另一實施例中，硫化物清除劑中包含少於約5重量百分比之惰性物質。在另一實施例中，惰性物質包含至少一個選自由以下組成之群之成員：二乙基甲胺、二丙基甲胺(DPMA)、二丁基甲胺(DBMA)、N-甲基哌嗪、N-甲基哌啶、N-甲基嗎啉及N,N-二甲基甲 胺。硫化物清除劑之活性更大，可燃性更小且每一種清除之硫化物引入更少氮。節約來自更高產率、更少浪費及更低之儲存及運輸成本。
另一實施例揭示一種自流體流減少硫化物之方法，其中硫化物清除劑係藉由使至少一種二級胺與至少一種醛及溶劑在催化劑存在下反應以形成反應組合物來製備，且其中溫度小於或等於約90℃。
該方法可用於減少硫化物，包括有機硫化物、硫醇、硫醇、氧硫化碳(COS)及硫化氫(H2S)。流體流涵蓋氣流及液流。在一個實施例中，流體流可為流體烴流或水性流體流。烴流可包括未精煉及精煉之烴產物、天然氣、來自石油或煤液化之衍生物、井頭冷凝物、原油或餾出物，諸如汽油、餾出燃料、油及剩餘燃料。
可連續或以分批製程在井頭附近處理流體流。井頭附近之連續處理設施可用於將清除劑直接注射至烴管線中。注射系統可包括化學品注射泵及丁字管或噴霧嘴以將清除劑引入至管線中。一定長度之管線允許清除劑與硫化物之間接觸。清除劑可未經稀釋地使用或用烴或醇稀釋。
在另一實施例中，所用硫化物清除劑係使用包含鹼之催化劑來製備。在另一實施例中，所用溶劑包含至少一個選自由水及烴組成之群之成員。在另一實施例中，醛與二級胺之莫耳比介於約1.1：1.0至約3.0：1.0範圍內。
在另一實施例中，硫化物清除劑係在小於或等於約70℃之反應溫度下製備。或者，反應溫度可小於或等於約60℃。
在另一實施例中，製備所用硫化物清除劑，其中催化劑之重量百分比(重量%)介於反應組合物之總重量的約1重量%至約5重量%範圍內。在另一實施例中，溶劑之重量百分比介於反應組合物之總重量的約5重量%至約10重量%範圍內。
所添加之硫化物清除劑之量將視所需之硫化物清除應用及量而 定。舉例而言，在天然氣儲量中，硫化氫可自少於100 ppm至3000 ppm變化。在一個實施例中，硫化物清除劑係以按流體流之體積計介於約10至約100,000 ppm範圍內之量添加至流體流中。在另一實施例中，硫化物清除劑係以按流體流之體積計介於約100至約50,000 ppm範圍內之量添加至流體流中。或者，硫化物清除劑係以按流體流之體積計介於約600至約3,000 ppm範圍內之量添加至流體流中。
各種實施例提供一種經改良之硫化物清除劑，其清除活性增加，反應時間減少，體積減少以便較容易儲存及運輸，且處理及儲存清除劑之安全性增加。
為了使熟習此項技術者能夠更佳地實踐本發明，以下實例係以說明之方式而非限制性地給出。
實例 實例1
將31 g三聚甲醛、71 g二丁胺、9 g水及2 g 25重量%氫氧化鈉溶液置於配備有攪拌器及溫度控制器件之燒瓶中。將反應物加熱至80℃且在此溫度下攪拌2小時。兩小時之後，停止混合。分離頂部有機層，且用水洗滌，且得到89 g二級胺-醛產物之澄清無色液體產物。藉由GC分析產物，顯示存在6.8重量% DMBA。
比較實例1
將1莫耳(31.25公克)96%純三聚甲醛及0.5莫耳(65.0公克)二正丁胺饋入配備有攪拌器、冷凝器及溫度控制器件之燒瓶中。在80℃下攪拌燒瓶之內含物2小時且在90℃下攪拌2小時。分離頂部有機層，得到75公克(87%產率)呈二級胺-甲醛加合物之澄清無色液體(產物I)。藉由GC分析產物I，顯示其中存在41重量%二丁基甲胺(DBMA)。
比較實例2
在此實例中，將200 ml在頂部空間中具有2,000 ppm H2S水準之 輕質烴混合物置於1公升之瓶中。隨後，以按烴混合物之體積計3,800 ppm添加比較實例1中製造之產物I至1公升之瓶中。在室溫下攪拌30分鐘之後，頂部空間中之H2S水準降低至<0.5 ppm。
比較實例3
在此實例中，將200 ml在頂部空間中具有2,000 ppm H2S水準之輕質烴混合物置於1公升之瓶中。隨後，以按烴混合物之體積計10,000 ppm添加可購自Aldrich之二丁基甲胺(DBMA)至1公升之瓶中。在室溫下攪拌30分鐘之後，頂部空間中之H2S水準保持為2,000 ppm。
實例2
將1莫耳(31.25公克)96%純三聚甲醛、0.5莫耳(65.0公克)二正丁胺及1.7公克50% NaOH水溶液饋入配備有攪拌器、冷凝器及溫度控制器件之燒瓶中。在70℃下攪拌燒瓶之內含物2小時。分離頂部有機層，得到86公克(99%)呈二級胺-甲醛加合物之澄清無色液體(產物II)。藉由GC分析產物II，顯示其中存在1.5重量%二丁基甲胺(DBMA)。
實例3--(DPA)
將1莫耳(31.25公克)96%純三聚甲醛、0.58莫耳(58.0公克)二正丙胺及2公克50% KOH水溶液饋入配備有攪拌器、冷凝器及溫度控制器件之燒瓶中。在60℃下攪拌燒瓶之內含物2.5小時。分離頂部有機層，得到77公克(99%)呈二級胺-甲醛加合物之澄清無色液體(產物III)。藉由GC分析產物III，顯示其中存在2.5重量%二丙基甲胺(DPMA)。
實例4--(DPA)
除在70℃下攪拌燒瓶內含物2小時以外，使用與實例3類似之反應條件。對頂部有機層之分析顯示最終產物中存在27% DPMA。
實例5--(DPA)
除在80℃下攪拌燒瓶內含物2小時以外，使用與實例3類似之反應條件。對頂部有機層之分析顯示最終產物中存在53% DPMA。
實例6
在此實例中，將200 ml在頂部空間中具有2,000 ppm H2S水準之輕質烴混合物置於1公升之瓶中。隨後，以按烴混合物之體積計2,150 ppm添加實例2中製造之產物II至1公升之瓶中。在室溫下攪拌30分鐘之後，頂部空間中之H2S水準降低至<0.5 ppm。
轉向比較實例2，其中需要以體積計3,800 ppm硫化物清除劑，實例6展現與比較實例2中製造之產物I相比在H2S清除效率方面之43%改良。改良由降低DBMA產率而引起。
實例7--(DPA)
在此實例中，將200 ml在頂部空間中具有2,000 ppm H2S水準之輕質烴混合物置於1公升之瓶中。隨後，以按烴混合物之體積計1,800 ppm添加實例3中製造之產物III至1公升之瓶中。在室溫下攪拌30分鐘之後，頂部空間中之H2S水準降低至<0.5 ppm。
轉向實例6，其中需要以體積計2,150 ppm硫化物清除劑，實例7展現與實例2中製造之產物II相比在H2S清除效率方面之16%改良。雖然產物III包含比產物II稍多之惰性物質，但產物III為更有效清除劑。
儘管出於說明之目的已陳述典型實施例，但不應將以上描述視為對本文中之範疇的限制。因此，熟習此項技術者可在不悖離本文中之精神及範疇之情況下進行各種修改、調整及替代。

Claims (37)

  1. 一種製造硫化物清除劑之方法，該方法包含使至少一種二級胺與至少一種醛及溶劑在催化劑存在下反應以形成反應組合物，其中反應溫度小於或等於90℃。
  2. 如請求項1之方法，其中該二級胺包含至少一個選自由以下組成之群之成員：二甲胺、二乙胺、二丙胺、二戊胺、二乙醇胺、二甘醇胺、二異丙醇胺、嗎啉、哌嗪、哌啶、二丙胺、二丁胺、二異丁胺、二-第三丁胺、二戊胺、二異戊胺、二新戊胺、二己胺、二庚銨、二辛胺、二壬胺、二癸胺、二金剛烷胺、丁基-丙胺、丁基-己胺、丁基-庚胺、己基-庚胺、丁基-庚胺、己基-庚胺、苯胺、萘胺、二苯胺、二萘胺、雙(單甲基苯基)胺、雙(二甲基苯基)胺、雙(三甲基苯基)胺、二環戊胺、二環己胺、二環辛胺、N-環戊基、N-環己胺、四甲基胺基雙丙胺、雙(4-胺基環己基)甲烷、雙(4-胺基苯基)甲烷、1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一-7-烯及雙吡啶甲基胺(bispicoylamine)。
  3. 如請求項1之方法，其中該醛包含至少一個選自由以下組成之群之成員：甲醛、烷基醛、芳基醛、甲氧基醛、羥醛、肉桂醛(cinnaminaldehyde)、甘油醛、香草精(vanillin)、藜蘆醛、阿脲(alloxan)、壬烯醛(noneal)、1-甲醯基哌啶、柳醛、香茅(citronella)、三聚甲醛、甲基縮甲醛、乙醛、三聚乙醛、乙二醇醛、羥甲基甘油醛、戊醛、三噁烷、四噁烷、乙二醛及甲醛甲醇溶液(methyl formcel)。
  4. 如請求項1之方法，其中該二級胺包含二正丁胺。
  5. 如請求項1之方法，其中該二級胺包含二正丙胺。
  6. 如請求項1之方法，其中該催化劑包含鹼。
  7. 如請求項6之方法，其中該鹼包含鹼金屬氫氧化物。
  8. 如請求項7之方法，其中該鹼金屬氫氧化物包含至少一個選自由氫氧化鈉(NaOH)及氫氧化鉀(KOH)組成之群之成員。
  9. 如請求項1之方法，其中該溶劑包含至少一個選自由水及烴組成之群之成員。
  10. 如請求項1之方法，其中該醛與該二級胺之莫耳比介於約1.1：1.0至約3.0：1.0範圍內。
  11. 如請求項1之方法，其中該反應溫度小於或等於約70℃。
  12. 如請求項1之方法，其中該反應溫度小於或等於約60℃。
  13. 如請求項1之方法，其中該催化劑之重量百分比(重量%)介於該反應組合物之總重量的約1重量%至約5重量%範圍內。
  14. 如請求項1之方法，其中該溶劑之重量百分比(重量%)介於該反應組合物之總重量的約5重量%至約10重量%範圍內。
  15. 一種硫化物清除劑，其係藉由如下方法製備，該方法包含使至少一種二級胺與至少一種醛及溶劑在催化劑存在下反應以形成反應組合物，其中反應溫度小於或等於約90℃。
  16. 如請求項15之硫化物清除劑，其中該催化劑包含鹼。
  17. 如請求項15之硫化物清除劑，其中該醛與該二級胺之莫耳比介於約1.1：1.0至約3.0：1.0範圍內。
  18. 如請求項15之硫化物清除劑，其中該二級胺包含至少一個選自由二正丙胺及二正丁胺組成之群之成員。
  19. 如請求項15之硫化物清除劑，其中該反應溫度小於或等於約70℃。
  20. 如請求項15之硫化物清除劑，其中該反應溫度小於或等於約60℃。
  21. 如請求項15之硫化物清除劑，其中該硫化物清除劑中包含少於 約5重量%之惰性物質。
  22. 如請求項21之硫化物清除劑，其中該等惰性物質包含至少一個選自由以下組成之群之成員：二乙基甲胺、二丙基甲胺(DPMA)、二丁基甲胺(DBMA)、N-甲基哌嗪、N-甲基哌啶、N-甲基嗎啉及N,N-二甲基甲胺。
  23. 一種自流體流減少硫化物之方法，該方法包含使該流體流與硫化物清除劑接觸，其中該硫化物清除劑係藉由如下方法製備，該方法包含使至少一種二級胺與至少一種醛及溶劑在催化劑存在下反應以形成反應組合物，其中反應溫度小於或等於約90℃。
  24. 如請求項23之方法，其中該等硫化物包含至少一個選自由以下組成之群之成員：有機硫化物、硫醇(mercaptan)、硫醇(thiol)、COS及H2S。
  25. 如請求項23之方法，其中該等硫化物為H2S。
  26. 如請求項23之方法，其中該流體流為烴流。
  27. 如請求項23之方法，其中該流體流為水性流。
  28. 如請求項23之方法，其中該催化劑包含鹼。
  29. 如請求項23之方法，其中該溶劑包含至少一個選自由水及烴組成之群之成員。
  30. 如請求項23之方法，其中該醛與該二級胺之莫耳比介於約1.1：1.0至約3.0：1.0範圍內。
  31. 如請求項23之方法，其中該反應溫度小於或等於約70℃。
  32. 如請求項23之方法，其中該反應溫度小於或等於約60℃。
  33. 如請求項23之方法，其中該催化劑之重量百分比(重量%)介於該反應組合物之總重量的約1重量%至約5重量%範圍內。
  34. 如請求項23之方法，其中該溶劑之重量百分比(重量%)介於該反 應組合物之總重量的約5重量%至約10重量%範圍內。
  35. 如請求項23之方法，其中該硫化物清除劑係以按該流體流之體積計介於約10至約100,000 ppm範圍內之量添加至該流體流中。
  36. 如請求項23之方法，其中該硫化物清除劑係以按該流體流之體積計介於約100至約50,000 ppm範圍內之量添加至該流體流中。
  37. 如請求項23之方法，其中該硫化物清除劑係以按該流體流之體積計介於約600至約3,000 ppm範圍內之量添加至該流體流中。
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