TWI411646B - 低起泡氣體加工組成物及其用途 - Google Patents

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Description

低起泡氣體加工組成物及其用途
本發明係關於低起泡氣體加工組成物，其可特別地用於氣體淨化程序中。
於氣體淨化程序中，係將氣體(如，天然氣)，純化去除鹼反應性雜質，諸如二氧化碳和硫化氫，典型地是使用一或多種適當反應性的胺化合物予以處理。胺與鹼反應性雜質形成加成物，藉此從氣體移除雜質。參閱，例如，美國專利第6,929,680號(Krushnevych等人)和第5,314,672號(Vasil等人)。
對於在清潔劑、聚合物加工、井處理、和廢棄物流等領域中的防沫技術已有頗多焦注。此等防沫技術通常頗不適用於氣體淨化程序中的泡沫減少。參閱，例如Householder等人的美國專利第3,846,329號；Chatterji等人的第6,156,808號，Hoogland等人的第6,369,022號；Elms等人的第6,512,015號；及L’Hostis等人的第6,521,587號；及C.L.Crawford，〝Hydeogen Generation Rate Scoping Study of DOW Corning Antifoam Agent〞ACS 57 th Southeast/61 st Southwest Regional Meeting，No.429 ，Memphis，TN。
技藝中已知經由包括防沫組成物以期在氣體淨化操作中壓制起泡。例如，在市面上已有用於此目的之在商品名Sag7133下的防沫調合物，其包含聚矽氧防沫成分、聚二甲基矽氧烷－聚氧烯共聚物乳化劑，和水，但不含聚丙二醇(參考〝OSi Antifoams in the Alkanolamine Process of Gas Scrubbing〞EU－36－018/KS/fk/January,2001 Crompton Corporation；和〝SAG7133和SAG220,〞GE－Advanced Materials,2003－2006 General Electric Company)。
不過，仍有需要具有更有效的泡沫控制性質之氣體淨化組成物。
此等和其他目的，如諳於此技者所明白者，業已經由提供低起泡氣體加工組成物而達成，該組成物包含：(a)聚矽氧防沫成分，包含基質聚矽氧流體和粒狀金屬氧化物；(b)乳化成分，其量適於於水中將該聚矽氧防沫成分至少實質地乳化；(c)聚丙二醇成分，其至少部份可溶解、可乳化，及/或可分散於水中；(d)水可溶或水可分散的氣體加工劑；和(e)水
於較佳具體實例中，該低起泡氣體淨化組成物包含：(a)聚矽氧防沫成分，包含基質聚矽氧流體和粒狀二氧化矽、該粒狀二氧化矽的量為高達該聚矽氧防沫成分的10重量%；(b)聚二甲基矽氧烷－聚氧烯共聚物及/或有機乳化劑中之一者或其組合物；(c)聚丙二醇成分，其至少部份可溶解、可乳化，及/或可分散於水中，該聚丙二醇對聚矽氧防沫成分的重量比例範圍為約1：10至10：1；(d)氣體淨化性胺；和(e)水。
本發明也關於一種加工氣體的方法，係藉由使用上述組成物處理該氣體。於較佳具體實例中，本發明係關於一種從氣體降低或實質地移除一含量的一或多種鹼－反應性雜質之方法，係藉由使用上述任何組成物處理該氣體。於較佳具體實例中，該氣體係使用經由下述製備的組成物予以處理：(a)提供防沫組成物，包含(i)聚矽氧防沫成分，其包含基質聚矽氧流體和粒狀金屬氧化物；(ii)乳化成分，其量適於於水中將該聚矽氧防沫成分至少實質地乳化；(iii)聚丙二醇成分，其至少部份可溶解、可乳化，及/或可分散於水中；和(iv)水；(b)提供胺水溶液，其包含在水溶液內的一或多種烷醇胺、烷基胺類、或彼等的組合物；(c)混合該防沫組成物與該胺水溶液以提供混合物，該混合物具有從最低量約1 ppm到最高量約2000 ppm之該防沫組成物，以該固體混合物計，本發明有利地提供一種氣體加工調合物，其在氣體淨化和相關程序中具有改良的泡沫壓制能力。此外，該等組成物具有成本效益且可順利地分散於水溶液中。
較佳具體實例詳細說明
本發明低起泡氣體加工組成物包括聚矽氧防沫成分(即，成分(a))。該聚矽氧防沫成分最低限度地包括，基質聚矽氧流體和粒狀金屬氧化物。
該基質聚矽氧流體較佳者為含聚二甲基矽氧烷(即含PDMS)聚合物。更佳者，該基質聚矽氧流體為聚矽氧油。該聚矽氧流體具有任何適當黏度，如0.65厘史(Centistokes(cSt)至1,000,000 cSt，且更佳者0.65厘史至100,000 cSt，且甚至更佳者，約100 cSt至約20,000 cSt。該聚矽氧流體的分子量較佳係在約2,000至約500,000的範圍內。
該基質聚矽氧流體也可為二或多種各具不同黏度的聚矽氧流體之混合物。例如，該基質聚矽氧流體可為二或多種低黏度聚矽氧流體(如100 cSt－500 cSt)，二或多種高黏度聚矽氧流體(如，1,000－20,000 cSt)，或一或多種低黏度聚矽氧流體組合一或多種高黏度聚矽氧流體之混合物。
該基質聚矽氧流體在該聚矽氧防沫成分中的含量較佳者為至少塗覆該粒狀金屬氧化物所需之量。較佳者，該基質聚矽氧流體對金屬氧化物的重量比例為至少約1：1至50：1。更佳者，該基質聚矽氧流體對金屬氧化物的重量比例為至少約8：1至50：1，或更高比例。例如，於不同具體實例中，該基質聚矽氧流體對金屬氧化物的重量比例可較佳地為，或可大於約1：1、2：1、3：1、4：1、5：1、10：1、12：1、15：1、20：1、25：1、30：1、40：1或50：1。
該粒狀金屬氧化物可為技藝中已知的任何適當金屬氧化物。適當金屬氧化物的某些例子包括發煙、沈澱、或電漿型等形式的氧化鈦、氧化鋁、二氧化矽、氧化鋁、二氧化矽、氧化鋯、氧化鋯－二氧化矽，及彼等的任何組合。
特別較佳的金屬氧化物為二氧化矽。粒狀二氧化矽可為任何適當形式的粒狀二氧化矽，包括發煙和沈澱形式的二氧化矽。也可預期發煙和沈澱形式的二氧化矽之組合。
金屬氧化物，且特別是二氧化矽，在與基質聚矽氧流體組合時可為親水性者。或者，可使用適當的疏水性有機矽烷或含烷基的聚矽氧流體將金屬氧化物預先疏水化之後再與基質聚矽氧流體組合。例如，金屬氧化物在與基質聚矽氧流體混合之前，可經由與疏水性矽烷化合物(如，(CH3 )3 SiOH，(CH3 )3 SiCl或六甲基二矽氮烷)反應，而預先疏水化。
該粒狀金屬氧化物也可包括經預疏水性及未經預疏水化(即，親水性)形式的金屬氧化物之混合物。於此等混合物中，經預疏水化二氧化矽對未經預疏水化二氧化矽之金屬重量比例較佳者係在約1：20至20：1的範圍內。例如，在不同具體實例中，經預疏水化二氧化矽對未經預疏水化二氧化矽的重量比可較佳地為1：20、1：10、1：5、1：4、1：3、1：2、1：1、2：1、3：1、4：1、5：1、10：1或20：1。
此外，金屬氧化物的疏水化部份不需用疏水化劑完全塗覆。例如，經疏水化的金屬氧化物可部份地疏水化，例如，其95%、90%、80%、70%或50%表面可經疏水化。
適當疏水化形式的二氧化矽為商業上可取得者。特別較佳形式的疏水化二氧化矽在商品名Sipernat和Aerosil之下得到。
該粒狀金屬氧化物可具有任何適當粒度。例如，該金屬氧化物可具有約5奈米的最低粒度和高達數百微米的最大粒度。更佳者，該金屬氧化物具有在約1至20微米範圍內的平均粒度。其表面積較佳地係在約50至1000平方米/克(m2 /g)範圍內。例如，該金屬氧化物可經選擇而具有在約50至約500，或約60至約450，或約80至約400，範圍內之表面積。
粒狀金屬氧化物的含量較佳者不超過聚矽氧防沫成分的約20重量%。對於二氧化矽而言，其含量較佳者係在約1至20%的範圍內。較佳者，二氧化矽的含量為高達聚矽氧防沫成分的約10重量%。更佳者，發煙二氧化矽的含量為不超過聚矽氧防沫成分的6重量%，而沈澱二氧化矽的含量不超過15重量%。二氧化矽的含量較佳者為聚矽氧防沫成分約3至10重量%。二氧化矽也可更低量，例如，1%或更低者。
該聚矽氧防沫成分可隨意地包括一或多種支鏈型聚矽氧樹脂。特別較佳的支鏈型聚矽氧型樹脂為MQ、MDQ、或T聚矽氧樹脂，其中M表式(CH3 )3 SiO1/2 單價基、D表式(CH3 )2 SiO2/2 二價基、T表式(CH3 )SiO3/2 三價基，及Q表式SiO4/2 四價基。
特別較佳的支鏈型聚矽氧樹脂為技藝中熟知的MQ樹脂。參考，例如，Hayes等人的美國專利第4,370,358號及給Sawicki等人的第5,693,256號，兩者皆以彼等的全文納入本文作為參考。MQ樹脂可具有任何適當的M：Q比例，且更佳者在0.1：1至5：1或0.1：1至2：1的大約範圍內之M：Q比例。更佳者，該M：Q比例係在從約0.5：1至約1.1：1的大約範圍之故。例如，於不同的具體實例中，該M：Q比例可較佳地為約0.1：1、0.2：1、0.3：1、0.4：1、0.5：1、0.6：1、0.7：1、0.8：1、0.9：1、1：1、1.1：1、1.2：1、1.5：1和2：1。特別適當的MQ樹脂可在商品名稱SR1000下在商業上得自GE Silicones。
該支鏈型聚矽氧樹脂對該金屬氧化物成分可呈任何適當比例，該兩者都是在聚矽氧防沫成分之內。較佳者，該支鏈型聚矽氧樹脂係以約1：1至約10：1的支鏈型聚矽氧樹脂對金屬氧化之重量比例存在。例如，在不同具體實例中，支鏈型聚矽氧樹脂對金屬氧化物的重量比例較佳者為約1：1、2：1、3：1、4：1、5：1、6：1、7：1、8：1、9：1、或10：1。於其他具體實例中，該支鏈型聚矽氧樹脂對金屬氧化物的重量比例可較佳地為低到1：4或高到20：1。
聚矽氧防沫成分也可隨意地包括一或多種能夠促進矽氧基之間的縮合反應用之觸媒。此等觸媒的某些例子包括鹼金屬氫氧化物(如，氫氧化鉀、氫氧化鈉和氫氧化銫)鹼金屬矽烷醇化物(如，矽烷醇化鉀)，鹼金屬烷氧化物(如，乙氧化鉀)，季銨氫氧化物(如，氫氧化β-羥基乙基三甲基銨、氫氧化苯甲基三甲基銨、氫氧化四甲銨)，季銨矽烷醇化物，季鏻氫氧化物，及有機酸的金屬鹽類(如，月桂酸二丁錫、乙酸亞錫、辛酸亞錫、和類似者)。
於較佳具體實例中，該聚矽氧防沫成分同時包括支鏈型聚矽氧樹脂和觸媒兩者，如上所述者。於特別較佳具體實例中，該聚矽氧防沫成分包括MQ聚矽氧樹脂和觸媒。
本發明低起泡氣體加工組成物也包括乳化成分(即，成分(b))。該乳化成分的含量為適合於水中將該聚矽氧防沫成分至少實質地乳化。〝至少實質地乳化〞意指在水中或在在含預定量的水之水溶液中該防沫成分經乳化至少約90%。例如，該乳化成分可依乳化劑類型和聚矽氧防沫成分而以從1：1至1：20的乳化成分對聚矽氧防沫成分的重量比例存在。例如，於不同的具體實例中，乳化成分對聚矽氧防沫成分的重量比例較佳地可為約1：1、1：2、1：3、1：4、1：5、1：10、1：15、或1：20。
於具體實例中，該乳化成分包括有機乳化劑。特別較佳的有機乳化劑之一些例子包括醇乙氧化物、壬酚乙氧化，和山梨糖醇酐酯類。此等有機乳化劑的某些更特定例子包括聚氧化乙烯山梨糖醇酐－硬脂酸酯，山梨醇酐－硬脂酸酯、聚氧化乙烯硬脂酸酯、及聚矽氧聚醚(如，市售Silwet L－7220)。
於另一具體實例中，該乳化成分包括以聚矽氧為基底之乳化劑。較佳者，該聚矽氧基乳化劑為具有一或多個聚二甲基矽氧烷部份和一或多個親水性或疏水性部份之共聚物，其特別較佳亞類為聚二甲基矽氧烷－聚氧烯共聚物(PDMS－聚氧烯共聚物)。
特別較佳的乳化劑為PDMS－聚氧烯共聚物，其中該聚氧烯部份係由氧乙烯單位，氧丙烯單位，或彼等的組合所構成。此等共聚物係技藝中熟知者且在商業上可於Silwet商品名下得到。此等市售PDMS－聚氧烯共聚物經詳述於給Morehouse的美國專利第3,505,377號及給Kajikawa等人的第6,051,533號中，兩者皆以彼等的全文納入本文作為參考。
該PDMS－聚氧烯共聚物可具有PDMS和聚伸氧烷單位之任何排列，不過較佳者為線型或側鏈型共聚物(參閱給Kajikawa等人的美國專利第6,051,533號中之式I和II)。也可包含線型與側鏈型共聚物之組合。
於特別較佳具體實例中，該乳化成分包括一或多種，更佳者兩或三種，在下面式(1)內的側鏈型PDMS－聚氧烯共聚物：MD x D ＊ y M (1)
於式1中，M表式(CH3 )3 SiO1/2 單價基，D表式(CH3 )2 SiO2/2 二價基，且D＊ 表式(2)二價基
於式1中，x為大於0的數，且更佳者至少10，及y為至少1且高達15之數。於式2中，n較佳地表在1與6之間的整數；及m和p各獨立地表最小0且，較佳者，最大約100，但其限制條件為m和p中至少一者不是0。Z表封端基，較佳者為選自－OCH3 、－OCH2 CH3 、或－OH。更佳者，Z表甲氧基。
於更佳具體實例中，x為最小約1且最大約400，y最小為1且最大為10，n為3，m在5與20之間，及p為0或在0與30之間的數。
上面對較佳側鏈型PDMS－聚氧烯共聚物乳化劑提出的值為平均值且不打算代表絕對值。
本發明低起泡氣體加工組成物也包括聚丙二醇成分(即，成分(c))。本案發明人訝異地發現在本發明中在聚丙二醇與聚矽氧防沫成分組合中有增效作用。該組合導致具有比僅會聚丙二醇或聚矽氧防沫成分任一者的調合物更有效之防沫能力。
具有任何分子量、黏度、和羥基價，且至少部份可溶解，可分散、及/或可乳化於水中的聚丙二醇，根據本發明都是合適者。〝至少部份可溶解，可分散、及/或可乳化在水中〞係包括在室溫(約25℃)，以及在高溫(加溫或加熱)等條件下的溶解度、可分散性、或可乳化性。加溫或加熱可用分開的步驟提供以誘導或幫助溶解化、分散、或乳化，或於可用到時，可在調合物於氣體加工中的使用中提供。
術語〝聚丙二醇〞於本文中也包括在術語〝聚氧化丙烯〞下的所有聚合物，以及具有聚丙二醇部份和一或多個其他部份的任何水溶性共聚物。例如，該聚丙二醇可為聚丙二醇和乙二醇的共聚物。該共聚物可呈任何排列，如嵌段、無規、交錯、接枝或彼等的組合。該聚丙二醇也可包括附加的官能性，如聚丙二醇雙－(2－胺基丙基醚)和聚丙二醇－丁基醚。
該聚丙二醇也可為線型或支鏈型，以及雜排(atactic)或同排(isotactic)型。支鏈型聚丙二醇的例子為環丙烷與三醇，諸如甘油之間的共聚合產物，即聚(丙二醇)三醇(別稱為甘油丙氧化物)。
適當聚丙二醇的某些例子包括具有數平均分子量(Mn)約50至約5,000，黏度約10至約2,000厘史，且羥基價約10毫克KOH/克至約400毫克KOH/克者。例如，該聚丙二醇可具有約425的Mn，80厘史的黏度，和約263毫克KOH/克的羥基價；或具有約725的Mn，115厘史的黏度，和約147毫克KOH/克的羥基價；或具有約1,000的Mn，150厘史的黏度及約111毫克KOH/克的羥基價；或具有約2,000的Mn，300厘史的黏度，和約56毫克KOH/克的羥基價；或具有約2,700的Mn，630厘史的黏度，和約37毫克KOH/克的羥基價；或具有約3,500的Mn，1,300厘史的黏度，及約28毫克KOH/克之羥基價；或任何上述聚丙二醇的任何組合。
該聚丙二醇成分和防沫成分可呈任何適當的聚丙二醇對聚矽氧防沫成分重量比例。例如，聚丙二醇對聚矽氧防沫成分重量比例較佳者係在1：20至100：1或1：20至200：1的大約範圍內。例如，於不同的具體實例中，聚丙二醇對聚矽氧防沫成分的重量比例可較佳地為約1：20、1：10、1：5、1：4、1：3、1：2、1：1、2：1、3：1、4：1、5：1、10：1、20：1、30：1、40：1、50：1、100：1或200：1。
更佳者，聚丙二醇對聚矽氧防沫成分的重量比例係在約2：1至100：1，更佳者在2：1至50：1、更佳者2：1至20：1，且其至更佳者2：1至10：1的大約範圍之內，於其他具體實例中，聚丙二醇對聚矽氧防沫成分的重量比例較佳地係在約1：10至10：1的大約範圍、或兩者之間的子範圍，如1：1至10：1、1：10至1：1、1：5至5：1、1：1至5：1、或1：5至1：1之內。
本發明低起泡氣體加工組成物也包括水可溶或水可分散的氣體加工劑(即，成分(d)。於較佳具體實例中，該氣體加工劑為氣體淨化劑，且更佳者，氣體淨化胺。
氣體淨化胺包括能夠在本調合物中與氣體的鹼反應性雜質反應之含胺基的化合物或聚合物。該胺較佳者為可至少部份地溶於水溶液中。於需要時，可以使用一或多種適當的界面活性劑將低水溶度的胺乳化。
適當的氣體淨化胺類的某些例子包括烷醇胺、烷基胺、和彼等的組合。某些特別較佳的烷醇胺包括單烷醇胺、二烷醇胺(DEA)、二異丙醇胺、三乙醇胺、N－甲基二乙醇胺(MDEA)、一甲基乙醇胺、(2－(2－胺基乙氧基)乙醇(即，可得自Huntsman Corporation的DiglycolamineAgent或DGA)，及彼等的組合。
適當的氣體淨化烷基胺類的某些例子包括單烷基胺、二烷胺、三烷基胺、及彼等的組合。單烷基胺類的某些例子包括甲胺、乙胺、正丙胺、異丙胺、正丁胺、異丁胺、第二丁胺、和第三丁胺。二烷基胺類的某些例子包括二甲胺、二乙胺、甲基乙基胺、異丙基甲基胺、異丙基乙基胺、二異丙基胺、和異丁基甲基胺。三烷基胺類的某些例子包括三甲胺、三乙胺、三－(正丙基)胺、乙基二甲基胺、正丙基二甲基胺、異丁基二甲基胺、和二異丙基甲基胺。
氣體淨化劑也包括多元胺類，即二胺、三胺、四胺、與更高級胺。此等胺類的某些例子包括乙二胺、二伸乙基三胺、三伸乙基四胺、四伸乙基五胺、及多元胺聚合物。
該氣體淨化胺類也包括含胺基的環化合物。此等化合物的某些例子包括哌啶類、哌類、吡啶類、吡類、吡咯類、吡咯啶類、吡咯啶酮類、嗎啉類、苯胺類、胺基酚類、甲氧苯胺類、三類、和類似者。
氣體淨化胺類也包括經由在胺與含羰基化合物諸如甲醛之間的縮合反應所形成的亞胺類。
氣體淨化胺類可為非選擇性者，且因此，可對氣體中的任何數目之鹼反應性雜質起反應。或者，該氣體淨化胺可為選擇性者，即對一種或特別的鹼反應性雜質組更具反應性，或也許對一種或多種鹼反應性雜質不具反應性但對一種或多種其他的鹼反應性雜質具反應性。
本發明低起泡氣體加工組成物也包括水(即，成分(e)。水成分可純為水或與一含量的一種或多種親水性溶劑一起的實質水。例如，該水成分可包括一種或多種醇、環狀醚、或酮。該水成分典型的含量係以調合物重量計之最高量(如，至少50、60、70、80或90重量%)。
本發明也關於一種從氣體降低或實質地移除量的一種或多種鹼反應性雜質之方法，包括用任何上述氣體加工組成物處理該氣體。該方法可有利地加工該氣體同時有效地壓制泡沫形成。
要加工的氣體可為需要移除鹼反應性物種的任何常知氣體。於較佳具體實例中，該氣體係至少實質地由甲烷所構成，即天然氣。該氣體也可為任何其他烴氣體包括乙烷、丙烷、丁烷、和類似者，以及惰性氣體，諸如氮氣和鈍氣。
氣體中的鹼反應性雜質最普遍者為二氧化碳、含氫硫基化合物、及彼等的組合。含氫硫基化合物包括，最顯著者，硫化氫，但可包括其他硫醇類諸如甲硫醇。
於該程序中，可用技藝中已知用於氣體淨化或氣體脫水的任何手段予以處理。例如，可經由將上述調合物在氣體中噴灑或氣溶膠化，或經由將氣體泡通過該氣體加工調合物，來處理該氣體，可參考，例如，〝Oilfield Processing of Petroleum：Natural Gas(Oilfield Processing of Petroleum)〞by Francis S.Manning,1991,Penn Well Publishing Co.,Tulsa,OK,其全文以引用方式納入本文。
於較佳具體實例中，該氣體加工劑，如氣體淨化胺，係以氣體脫吸法予以再生。於氣體脫吸程序中，係使用增溫及/或減壓來促成經加成的鹼反應性物種之脫吸，藉此再生至少一部份，且更佳者至少一實質部份的該氣體加工劑。
於較佳具體實例中，處理處體的方法係經由用按下述製成的組成物處理氣體而完成。提供一防沫組成物，其包含：聚矽氧防沫成分，其包含基質聚矽氧流體和粒狀金屬氧化物；(a)乳化成分，其量為適於於水中將該聚矽氧防沫成分至少實質地乳化；(b)聚丙二醇成分，其至少部份可溶解，可乳化及/或可分散於水中；及(c)水。
然後將一含量的上述防沫組成物與含有氣體加工劑的水溶液混合。例如，於較佳具體實例中，將一含量的上述防沫組成物與胺氣體淨化水溶液混合以提供最低量為約1ppm或10ppm到最高量為約1000ppm或2000ppm的防沫組成物，且所有範圍係來自所給最低值與最高值之組合，及兩者之間的子範圍，並且都基於該聚矽氧與聚丙二醇活性劑組合的重量，或基於最後混合物的重量。所得含胺的混合物即可用來在氣體淨化程序中處理氣體。
用於氣體淨化應用時，該胺水溶液包括在水溶液中的一或多種烷醇胺、烷基胺、或彼等的組合，較佳者，其量為水溶液中約5%的最低胺重量%到約75重量%之最大胺重量%。某些更佳的胺濃度包括15至30重量%的一乙醇胺，或30至40重量%的二乙醇胺，或40至50重量%的甲基二乙醇胺，或高達約65重量%的2－(2－胺基乙氧基)乙醇，及彼等的組合。
於本文所述氣體加工組成物中可以包括多種其他的輔助成分。例如，常用作業為包括一種或多種選自殺生物劑、稀釋劑、增稠劑、pH調整劑、緩衝劑、或氧化抑制劑中之成分。
下面陳述實施例以用於闡明目的。本發明範圍絕不受本文所述實施例限制。
 實施例1
首先經由製造防沫乳液A以進行氣體加工組成物之製備。該乳液包含15% Sag 8200聚矽氧防沫劑；0.25%聚二甲基矽氧烷－聚氧烯共聚物(其含有40%聚氧化乙烯，有甲基末端，且具有10,000道耳吞(Daltons)之分子量)；15%的聚二甲基矽氧烷－聚氧烯共聚物(其包含15%聚氧化乙烯，30%聚氧化丙烯，帶甲基末端基，且具有50,000道耳吞的分子量)及0.25%聚二甲基矽氧烷－聚氧烯共聚物(其含有5%聚氧化乙烯，15%聚氧化丙烯，帶甲基末端基且具有20,0000道耳吞的分子量)；30%的聚丙二醇(分子量2000道耳吞)：1% Acusol 830；0.23%氫氧化鈉溶液(20%)，0.1%Ucarcide 250及51.67%去離子水。
將一含量的上述防沫乳液A與胺水溶液(如，30至40重量%DEA或40至50重量%MDEA，水溶液，其也含有0.1重量%的陰離子界面活性劑，諸如硫酸月桂酯鈉，以穩定泡沫)混合以提供具有以該聚矽氧和聚丙二醇活性劑組合的重量或以混合物的重量計算，最低量為約1ppm至最高量為約2000ppm之防沫組成物。
實施例2
經由將一份上述防沫先質調合物(也於本文中稱為Sag7133)，與一份聚丙二醇(PPG 2025)混合以製備防沫組成物，導致於本文中稱為防沫乳液B之組成物)。
要形成最後氣體加工組成物時，係將一含量的上述含PPG的防沫乳液B與胺水溶液(如，30至40重量%的DEA，或40至50重量%的MDEA，水溶液，其也含0.1重量%的陰離子界面活性劑以穩定化泡沫)混合而提供一混合物，其具有以該聚矽氧和聚丙二醇活性劑組合的重量或以該混合物的重量計算，最低量約1ppm至最高量約2000PPM的該防沫組成物。
實施例3 應用檢驗
於1000－毫升清潔的量瓶中，將300毫升檢驗用起泡溶液，如在水中的30至40重量%DEA(二乙醇胺)或40至50重量%的MDEA(甲基二乙醇胺)(彼等也含0.1重量%陰離子界面活性劑，諸如硫酸月桂酯鈉，以穩定泡沫)放置到該量瓶內。將該量瓶於室溫下牢固地放置在檯桌上或者浸沒且固定在預先熱至所欲應用溫度的水浴中。
然後將防沫劑藉助微吸量管準確地計量該溶液內到彎液面下。然後將通過中空玻璃棒和適當管件連通到壓縮氣體源的玻璃熔料頭浸入且沒到檢驗溶液內。在檢驗溶液達到所欲檢驗溫度時，將壓縮氣體以4升/分通到檢驗溶液內。氣體的流速係以恰當且合適的氣體流量計予以控制在導入噴氣時同時起動適當的碼錶。
測量隨著通氣時間而增加的泡沫體積直到泡沫體積達到1000毫升之最大值或經過10分鐘通氣為止。
防沫劑製備
摻有聚矽氧防沫成分和聚氧化丙烯成分，重量100克的簡單實驗室以聚矽氧為基底之防沫劑可經由下述方法而製備。使用乾淨且適當的實驗室容器或反應器，固定該容器且於實驗室反應器中插入適當的機械混合器。該實驗室混合器應配置以其類型，如鋸齒型，及其幾何而言的適當混合葉。準確稱取50克適當聚矽氧防沫乳液，如Sag7133，於該反應器內。將混合葉浸沒到乳液內且以300rpm開始混合該乳液。準確稱取500克適當的聚氧化丙烯且將此成份慢慢地加到反應器中的攪動混合物內。
在所有聚氧化丙烯都加到該實驗室反應器內之後，繼續以300rpm混合所得混合物30分鐘。停止且從反應器取出該機械實驗室混合器且將實驗室反應器的內容物轉移到一乾淨且適當的實驗室貯存容器供後續評定所用。隨意地，可加入小量，典型者0.001%殺生物劑(如，以異噻唑酮化學為基者，諸如Kathon LXE)以保護所製備的防沫劑成分對抗細菌侵襲。
圖示討論
如圖1所示者，在實施例1中所述含有聚矽氧防沫成分組合聚丙二醇之組成物(即，分別為防沫乳液A和防沫乳液B)係經由以167ppm投到40至50重量%的MDEA溶液(其也含有0.1重量%的陰離子界面活性劑，諸如硫酸月桂酯鈉，以穩定化泡沫)，用於氣體加工運作中，且此等結果也相對於聚丙二醇在沒有聚矽氧防沫成分下者(即，PPG)與含聚矽氧防沫成分但不含聚丙醇的稠合物(即，Sag7133)，在相同濃度，相同條件下，在相似濃度的MDEA溶液(其也含0.1重量%的陰離子界面活性劑，諸如硫酸月桂酯鈉，以穩定化泡沫，比較泡沫控制能力。
圖1顯示出含有處於未組合狀態中的任一成分之調合物(即，PPG和Sag7133)所具泡沫控制能力明顯低於含有聚矽氧防沫成分和PPG的組合之調合物(即，防沫乳液A和防沫乳液B)所具泡沫控制能力。因此，顯然地，在所觀察到的在本發明調合物中在泡沫壓制的改良上涉及到在聚矽氧防沫成分與PPG之間的意外增效作用。
圖2係不含PPG的聚矽氧防沫組成物(即，Sag7133)以167ppm或500ppm投到30至40重量%DEA水溶液(其也含0.1重量%的陰離子界面活性劑，諸如硫酸月桂酯鈉，以穩定化泡沫)，相對於含有聚矽氧防沫成分與PPG的組合之調合物(即，防沫乳液A)以167ppm投入，在相同條件下，於相似濃度的DEA溶液內，比較泡沫控制能力。
明顯地，圖2結果證實本發明調合物(即，防沫乳液A)在167ppm劑量下，相對於500ppm遠較為大劑量的不含PPG之聚矽氧防沫成分(即，Sag7133)，可達到實質改良的泡沫壓制效用。
因此，儘管已說明過目前認為是本發明的較佳具體實例，不過，諳於此技者都了解可作出別的及進一步之具體實例而不違離本發明旨意，且理應將所有此等其他修飾和改變包括在本文所陳述的申請專利範圍所具有範圍之內。
圖1係比較亦含有0.1重量%(0.1wt%)的陰離子界面活性劑諸如硫酸月桂酯鈉之MDEA氣體淨化調合物，，與含有聚矽氧防沫成分和PPG的組合之調合物(即，ANTIFOAM EMULSION B或ANTIFOAM EMULSION A)；在穩定含聚矽氧防沫成分但不含PPG(即，Sag7133)或含PPG不含聚矽氧防沫成分的泡沫上之控制能力；全部都是以167ppm在室溫(約23℃)投到氣體淨化調合物中。
圖2係比較不含PPG的聚矽氧防沫成分(即，Sag7133)，以167ppm或500ppm投到30到40重量%且含有0.1重量%(0.1wt%)陰離子界面活性劑諸如硫酸月桂酯鈉的DEA水溶液中，相對於含有聚矽氧防沫成分和PPG的組合之調合物(即，ANTIFOAM EMULSION A)以167ppm在約60℃投到類似的濃DEA溶液中，穩定泡沫之泡沫控制能力。

Claims (21)

  1. 一種低起泡氣體加工組成物，其包含：(a)聚矽氧防沫成分，包含基質聚矽氧流體和粒狀金屬氧化物；(b)乳化成分，其量適於於水中將該聚矽氧防沫成分至少實質地乳化；(c)聚丙二醇成分，其至少部份可溶解、可乳化，及/或可分散於水中；(d)水可溶或水可分散的氣體加工劑；和(e)水。
  2. 如申請專利範圍第1項之組成物，其中該基質聚矽氧流體為聚矽氧油，及該粒狀金屬氧化物為粒狀二氧化矽。
  3. 如申請專利範圍第2項之組成物，其中該粒狀二氧化矽係選自發煙二氧化矽、沉澱二氧化矽、和彼等的組合物。
  4. 如申請專利範圍第2項之組成物，其中該粒狀二氧化矽係用有機矽烷或含烷基的聚矽氧流體予以預先疏水化。
  5. 如申請專利範圍第1項之組成物，其中該防沫成分進一步包含(i)一或多種支鏈型聚矽氧樹脂，其係選自MQ 、MDQ、或T聚矽氧樹脂，及/或(ii)一或多種觸媒，其能夠促進在矽氧基之間的縮合反應；其中M表式(CH3 )3 SiO1/2 單價基，D表式(CH3 )2 SiO2/2 二價基，T表式(CH3 )SiO3/2 三價基，及Q表式SiO4/2 四價基。
  6. 根據申請專利範圍第1項之組成物，其中該乳化成分包含選自有機乳化劑和以聚矽氧為基底之乳化劑中之一者或其組合物。
  7. 根據申請專利範圍第6項之組成物，其中該乳化成分包含聚二甲基矽氧烷-聚氧烯共聚物中之一者或其組合物。
  8. 根據申請專利範圍第7項之組成物，其中該聚二甲基矽氧烷-聚氧烯共聚物具有結合到選自聚氧乙烯、聚氧丙烯、和彼等的組合物之聚氧烯部分的聚二甲基矽氧烷部分。
  9. 根據申請專利範圍第1項之組成物，其中該水可溶或水可分散的氣體加工劑為選自烷醇胺、烷基胺、和彼等的組合物之氣體淨化胺(gas sweetening amine)。
  10. 根據申請專利範圍第9項之組成物，其中該氣體淨化胺為一或多種選自單乙醇胺、二乙醇胺、二異丙醇胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、單甲基乙醇胺、(2-(2-胺基乙氧基)乙醇、和彼等的組合物之烷醇胺。
  11. 根據申請專利範圍第9項之組成物，其中該氣體淨化胺為一或多種選自單烷基胺、二烷基胺、三烷基胺、和彼等的組合物之烷基胺。
  12. 根據申請專利範圍第1項之組成物，其中該聚丙二醇和聚矽氧防沫成分係在約1：20至200：1的聚丙二醇對聚矽氧防沫成分重量比例範圍之內。
  13. 根據申請專利範圍第1項之組成物，其中該聚丙二醇對該聚矽氧防沫成分重量比例係在約2：1至100：1的範圍之內。
  14. 一種低起泡氣體加工組成物，其包含：(a)聚矽氧防沫成分，包含基質聚矽氧流體和粒狀二氧化矽，該粒狀二氧化矽的量為至多約該聚矽氧防沫成分的10重量%；(b)聚二甲基矽氧烷-聚氧烯共聚物之一者或其組合物；(c)聚丙二醇成分，其至少部份可溶解、可乳化，及/或可分散於水中，該聚丙二醇對該聚矽氧防沫成分的重量比例範圍為約1：10至10：1；(d)氣體淨化胺；和(e)水。
  15. 一種加工氣體之方法，該方法包括使用包含下列成分的組成物處理該氣體(a)聚矽氧防沫成分，包含基質聚矽氧流體和粒狀金屬氧化物；(b)乳化成分，其量適於於水中將該聚矽氧防沫成分至少實質地乳化；(c)聚丙二醇成分，其至少部份可溶解、可乳化，及/ 或可分散於水中；(d)水可溶或水可分散的氣體加工劑；和(e)水。
  16. 根據申請專利範圍第15項之方法，其中該氣體為至少實質的甲烷。
  17. 根據申請專利範圍第15項之方法，其中該氣體加工劑係經氣體脫吸程序予以再生。
  18. 一種從氣體降低或實質地移除一數量的鹼-反應性雜質之方法，該方法包括使用包含下列成分的組成物處理該氣體：(a)聚矽氧防沫成分，包含基質聚矽氧流體和粒狀二氧化矽，該粒狀二氧化矽的量為至多約該聚矽氧防沫成分的約10重量%；(b)聚二甲基矽氧烷-聚氧烯共聚物之一者或其組合物；(c)聚丙二醇成分，其至少部份可溶解、可乳化，及/或可分散於水中，該聚丙二醇對該聚矽氧防沫成分的重量比例範圍為約1：10至10：1；(d)氣體淨化胺；和(e)水。
  19. 根據申請專利範圍第18項之方法，其中該一或多種鹼-反應性雜質係選自二氧化碳和含氫硫基的化合物。
  20. 根據申請專利範圍第18項之方法，其中該氣體淨化胺係經氣體脫吸程序予以再生。
  21. 一種從氣體降低或實質地移除一數量的一或多種鹼-反應性雜質之方法，該方法包括使用經由下述製備的組成物處理該氣體：(a)提供防沫組成物，包含(i)聚矽氧防沫成分，其包含基質聚矽氧流體和粒狀金屬氧化物；(ii)乳化成分，其量適於於水中將該聚矽氧防沫成分至少實質地乳化；(iii)聚丙二醇成分，其至少部份可溶解、可乳化，及/或可分散於水中；和(iv)水；(b)提供胺水溶液，其包含在水溶液內的一或多種烷醇胺、烷基胺類、或彼等的組合物；(c)混合該防沫組成物與該胺水溶液以提供混合物，該混合物具有從最低量約1 ppm到最高量約2000 ppm之該防沫組成物，係以該聚矽氧和聚丙二醇組合物的重量或該混合物的重量計。
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