TWI453180B - 在胺溶劑溶液內胺衍生污染物之存在減少及／或胺溶劑溶液之降解減少 - Google Patents

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Description

在胺溶劑溶液內胺衍生污染物之存在減少及/或胺溶劑溶液之降解減少
本文所述之實施例一般係關於吸收酸性氣體之胺溶劑溶液，更特定而言係關於在該胺溶劑溶液內減少胺衍生污染物之存在及/或減少該等胺溶劑溶液之降解之添加劑。
本申請案主張美國臨時申請案61/120,536之權利。
美國臨時申請案61/120,536之全文係以引用的方式併入本文。
工廠(諸如煉油廠、加工廠、工業工廠等)可包括胺處理系統，以處理液體及/或氣體進料流。一般，該進料流之處理包括胺溶劑溶液，以吸收進料流之酸性氣體。酸性氣體包括諸如硫化氫(H2 S)、二硫化碳(CS2 )、硫化羰(COS)、及二氧化碳(CO2 )之氣體。之後可將酸性氣體自胺溶劑溶液排除，以使胺溶劑溶液再生，且再循環用於另外用途。
然而，胺衍生污染物可累積於胺溶劑溶液內。若未加控制，該等污染物可不利地影響胺處理系統。例如，胺衍生污染物係與減弱胺溶劑溶液吸收酸性氣體之能力及增加胺處理系統中之腐蝕有關。
一般而言，胺衍生污染物係由胺溶劑溶液內之胺與另一個分子之間之反應或結合產生，產生另一種污染物或涉及污染物之反應中間物。該等其他污染物/中間物包括酸性氣體、氧氣、強陰離子、羧酸及其他。污染物(諸如酸性氣體)可來自正處理中之進料流，然而污染物可來自任一來源，諸如用於胺溶劑溶液之補給水或任何其他來源。
一種類型之胺衍生污染物為熱穩定鹽。當強陰離子(諸如氯離子、甲酸根或乙酸根)與胺陽離子反應或結合時，可形成熱穩定鹽。所得之鹽因即使加熱亦不容易再生為胺溶劑溶液，而對熱穩定。
另一種類型之胺衍生污染物為胺衍生之降解產物。一般，胺衍生之降解產物係藉由胺分子分解成不同化學物種產生。產生降解產物之化學過程複雜，且在許多情況下，該反應為不可逆。簡單之實例包括氧氣或酸性氣體與胺反應，最終生成胺衍生之降解產物。此外又或者，氧氣或酸性氣體可與另一污染物反應，形成中間產物，其與胺反應，形成胺衍生之降解產物。當然，胺衍生之降解產物之形成不限於前面所述之極簡單之實例。
因為有許多方法可產生熱穩定鹽及胺衍生之降解產物，其等可以且通常在胺處理系統中同時出現。此外，在必須將其處理之前，胺處理系統僅可耐受這麼多累積之該等胺衍生污染物。一旦產生污染物，即有許多方法可清潔胺處理系統，但是首先仍然需要一種避免或減少形成胺衍生污染物之方法。
本發明之一個實施例係關於一種包含胺添加劑、胺溶劑溶液及水之組合物。在一個實施例中，胺添加劑為任一合適之胺添加劑或胺添加劑(諸如二胺、三胺)之組合或任何其他合適之含胺物質且可選自以下之一種或多種：乙二胺衍生物、經取代之丙胺、聚氧伸烷基胺、經取代之哌嗪及其衍生物，且該胺溶劑溶液選自以下之一種或多種：單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、單甲基乙醇胺、2-(2-胺基乙氧基)乙醇、胺乙基乙醇胺、二異丙醇胺、哌嗪及其衍生物。組合物可為胺衍生污染物抑制劑、胺降解抑制劑或兩種。
另一個實施例包括一種方法。一般而言，可將胺添加劑添加至適用於處理液體進料流、氣體進料流或兩種之胺溶劑溶液中，唯實施例並不受此限制。添加胺添加劑之結果係減少胺衍生污染物之形成及/或減少胺溶劑溶液內之胺之降解。該等減少程度可透過與未添加胺添加劑之對照組比較測得。胺添加劑可抑制胺溶劑溶液之降解及/或氧化、抑制系統之腐蝕、及/或抑制胺衍生污染物之產生。
在無胺添加劑之系統中產生之胺衍生污染物可包括胺衍生之熱穩定鹽及/或降解產物(諸如N-二(羥乙基)甘胺酸(bicine)、THEED或兩種)，唯胺衍生污染物並不限於該等少數實例。因為在實施例之該方法中，胺衍生污染物可減少，胺溶劑溶液可再生並再利用，無需在溶劑溶液中添加新鮮胺。
在一些實施例中，胺添加劑可為乙二胺衍生物，其可選自如下一種或多種：乙二胺、胺乙基乙醇胺、二伸乙基三胺、三伸乙基四胺、四伸乙基五胺、五伸乙基六胺、1,2-丙二胺、N-(2-羥丙基)乙二胺、N-(2-羥丁基)乙二胺、N-(2-羥乙基)-1,2-丙二胺、N-(2-羥丙基)-1,2-丙二胺、及N-(2-羥丁基)-1,2-丙二胺，唯實施例並不限於此。
此外，胺溶劑溶液可包括以下一種或多種：單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、單甲基乙醇胺、2-(2-胺基乙氧基)乙醇、胺乙基乙醇胺、二異丙醇胺、哌嗪及其衍生物，其中實施例同樣不限於該等少數實例。
在以下實施例之具體描述中，參考附圖(其係形成本文之一部分)且其中闡述可操作本發明之明確實施例。咸了解，可在不偏離本發明之範圍下利用其他實施例並進行結構上之改變。
在特定條件下，胺溶劑溶液(例如，諸如用以吸收酸性氣體之彼等)內之胺可變為可利用度較低之形式，諸如一種或多種胺衍生污染物。例如，胺處理系統，諸如一種藉由胺溶劑溶液處理液體或氣體進料流之胺處理系統，其可提供使胺降解及/或產生胺衍生污染物之條件。根據本發明之一個實施例，將胺添加劑添加至胺溶劑溶液可使胺衍生污染物之存在減少及/或使會降解成胺衍生污染物之胺溶劑溶液之含量減少。然而，實施例不限於將胺添加劑添加至胺溶劑溶液；可將胺添加劑添加至液體或氣體進料流或進料流與胺溶劑溶液兩者中。
一種類型之胺衍生污染物為熱穩定鹽。熱穩定鹽不僅可利用度較低，而且與系統腐蝕有關，且在胺溶劑溶液內與胺結合，使其無法用於吸收酸性氣體。在一個實施例中，胺添加劑抑制該等熱穩定鹽之產生及/或防止胺溶劑溶液降解成熱穩定鹽。減少熱穩定鹽之存在可減少系統腐蝕。
在胺處理系統中，胺分子可與污染物陰離子(諸如氯離子、甲酸根及/或乙酸根)反應形成熱穩定鹽；然而，實施例不限於該等少數實施例。當氧氣為污染物時，在胺處理系統中亦可形成熱穩定鹽。例如，氧氣可氧化胺溶劑溶液之胺，形成酸，然後與陽離子(諸如胺陽離子)絡合形成熱穩定鹽。當然，該等僅為如何在胺處理系統中形成熱穩定鹽之少數實例且實施例不限於此。
胺衍生之降解產物為另一種類型之胺衍生污染物。產生胺衍生之降解產物之化學過程典型而言為複雜且一般不可逆。此外，所得胺衍生之降解產物可依賴溶劑而定。例如，在CO2 之存在下，單乙醇胺可降解成羥乙基乙二胺(HEED)，二乙醇胺(DEA)可降解成三羥乙基乙二胺(THEED)，及二異丙醇胺可降解成羥甲基丙基噁唑烷酮。此外，甲基二乙醇胺(MDEA)可降解成DEA，然後可進一步降解，及在氧氣之存在下，MDEA可降解成N-二(羥乙基)甘胺酸(bicine)。有許多種會降解之胺及許多種或更多種降解產物。例如，其他已知類型之胺衍生之降解產物包括咪唑烷酮、噁唑烷酮、乙二胺、尿素、硫脲、哌嗪、乙醇胺及更多。因此，實施例不限於前面所述之胺及降解產物之實例。此外，在任一項例子中可組合多種類型之胺衍生污染物，諸如胺衍生之降解產物及/或熱穩定鹽。如文中所用之胺/胺溶劑溶液之降解係指使胺降解成任一熱穩定及/或不可逆產物，諸如熱穩定鹽、胺衍生之降解產物及類似物。
在一個實施例中，胺溶劑溶液包括胺及水。在一個特定實施例中，胺包括適用於藉由胺溶劑溶液處理液體或氣體進料流(在胺處理系統中)以自進料流排除酸性氣體之一種或多種胺。該等胺可選自：一級胺、二級胺及三級胺中一種或多種。在一些實施例中，可將一種或多種之物理吸收劑諸如環丁碸(sulfolane)或四甘醇二甲醚(tetraglyme)添加至胺溶劑溶液。
在一些實施例中，胺溶劑溶液內之胺可為一種或多種烷醇胺。用於處理液體或氣體進料流之烷醇胺可選自(但不僅限於)以下一種或多種：單乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、二甲基乙醇胺(DMEA)、甲基二乙醇胺(MDEA)、單甲基乙醇胺(MMEA)、2-(2-胺基乙氧基)乙醇、胺乙基乙醇胺(AEEA)、二異丙醇胺(DIPA)、哌嗪及其衍生物。
在一些實施例中，將胺添加劑添加至胺溶劑溶液，減少胺溶劑溶液內之胺衍生污染物之存在及/或減少胺溶劑溶液內之胺之降解。然而，實施例不限於此，且可在任一(或多處)入口點將胺添加劑添加至胺處理系統中，諸如待處理之進料流、補給水及類似物。合適之胺添加劑包括任一種胺添加劑或可產生一種或多種上述作用之胺添加劑之組合。該等合適之胺添加劑可為二胺、三胺或任何其他含胺物質且可選自以下一種或多種：乙二胺衍生物、經取代之丙胺、聚氧伸烷基胺、經取代之哌嗪及其衍生物，唯實施例並不限於此。
在一個實施例中，添加至胺溶劑溶液之胺添加劑可包括乙二胺衍生物，其選自以下一種或多種：乙二胺(EDA)、胺乙基乙醇胺、二伸乙基三胺(DETA)、三伸乙基四胺(TETA)、四伸乙基五胺(TEPA)、五伸乙基六胺、1,2-丙二胺、N-(2-羥丙基)乙二胺、N-(2-羥丁基)乙二胺、N-(2-羥乙基)-1,2-丙二胺、N-(2-羥丙基)-1,2-丙二胺及N-(2-羥丁基)-1,2-丙二胺。在一個特定實施例中，四伸乙基五胺可選自以下一種或多種：4-(2-胺乙基)-N-(2-胺乙基)-N'-{2-{(2-胺乙基)胺基}乙基}-1,2-乙二胺)(AETETA)、N-(2-胺乙基)-N'-{2-{(2-胺乙基)胺基}乙基}-1,2-乙二胺)、1-(2-胺乙基)-4-[(2-胺乙基)胺基]乙基]-哌嗪)(APEEDA)及1-[2-[[2-胺乙基)胺基]乙基]-胺基]乙基]-哌嗪)(PEDETA)，唯實施例並不限於此。
添加至胺溶劑溶液之胺添加劑可包括經取代之丙胺。合適之經取代之丙胺包括以下一種或多種：二甲基胺基丙胺(DMAPA)、甲氧基丙胺(MOPA)、胺丙基嗎啉(APM)、N,N-二甲基胺乙基-3-胺丙基醚或(2-(2-[(3-胺丙基)甲基胺基]乙氧基)乙基)二甲胺，唯實施例並不限於此。
合適之聚氧伸烷基胺之胺添加劑包括具有下式之彼等添加劑：
NH2 CH(CH3 )CH2 -[OCH2 CH(CH3 )]X -NH2 ，
其中X介於2與70之間。該等聚氧伸烷基胺之非限制性實例包括：JEFFAMINED-230添加劑(NH2 CH(CH3 )CH2 -[OCH2 CH(CH3 )]2.5 -NH2 ，分子量約230)，JEFFAMINED-400添加劑(NH2 CH(CH3 )CH2 -[OCH2 CH(CH3 )]6.1 -NH2 ，分子量約430)，JEFFAMINED-20添加劑(NH2 CH(CH3 )CH2 -[OCH2 CH(CH3 )]33 -NH2 ，分子量約2,000)，及由經環氧丙烷封端之環氧乙烷主鏈製得之其他類似產物。JEFFAMINE產品可自Huntsman,The Woodlands,Texas獲得。
合適之胺添加劑亦包括經取代之哌嗪，其係選自以下一種或多種：1-(2-胺乙基)-4-[(2-胺乙基)胺基]乙基]-哌嗪)(APEEDA)、1-[2-[[2-胺乙基)胺基]乙基]-胺基]乙基]-哌嗪)(PEDETA)、及N-胺乙基哌嗪(AEP)，唯實施例並不限於此。
在任一指定實施例中，胺添加劑可為任一上述單獨或組合之胺添加劑。在一個實施例中，胺添加劑(不管單獨或組合)之添加量應使其濃度為胺溶劑溶液與胺添加劑之總組合物之約0.005重量%至約7重量%。在另一個實施例中，胺添加劑(不管單獨或組合)之添加量應占胺溶劑溶液與胺添加劑之總組合物之約0.05重量%至約3重量%。及在另一個實施例中，胺添加劑(不管單獨或組合)之添加量應占胺溶劑溶液與胺添加劑之總組合物之約0.2重量%至約1重量%。在一個實施例中，於整個氣體處理過程中(如在連續氣體處理法中)，相對於胺溶劑溶液與胺添加劑之總組合物之胺添加劑總量係維持恒定。
參考圖1，顯示胺處理系統之示意圖。在該實例中，胺處理系統係用於處理來自加工之烴類氣體之酸性氣體。然而，實施例並不限於該實例，且可將胺添加劑添加至各種不同胺處理系統。例如，在一些實施例中，可將胺添加劑添加至胺處理系統，以排除酸性氣體，及在另一個實施例中，可將胺添加劑添加至二氧化碳收集裝置，唯實施例並不限於此。
在圖1之處理系統中，進料流12在使氣體與液體分離之分離器14處進入胺處理系統。進料流12可為任一進料流，諸如氣體或液體，其亦可包括胺添加劑。在一個實施例中，進料流12可包含H2 S、CO2 、類似酸性氣體及O2 之任何組合。進料氣體12可為包括廢氣流之任一類型氣體，諸如煙道氣流、窯氣、反射爐氣、再生尾氣、酸氣及其組合物。使進料氣體經管道輸送至吸收器入口16，及進料液體在分離器出口18處從分離器14中輸出。
在吸收器20中，進料氣體係與胺溶劑溶液及胺添加劑流體交流。吸收器20可為塔(或其他混合裝置)，且在吸收器之上端入口22處引入循環液態胺溶劑溶液及胺添加劑。當胺溶劑溶液及胺添加劑在吸收器20中沿塔板或填料(未指出)流下，而進料氣體自吸收器入口16處在塔板或填料之間向上遷移時，即可獲得流體交流。在與胺溶劑溶液及胺添加劑交互作用之後，經處理之進料氣體通過吸收器之上端出口84自吸收器20送出。
在吸收器20之底端收集含有所吸收氣體(例如H2 S與CO2 )之胺溶劑溶液及胺添加劑且通過吸收器之下端出口88送至閃蒸槽24。在閃蒸槽24中，胺溶劑溶液及胺添加劑受到減壓。可溶性氣體自閃蒸槽24之第一個出口26傳輸及收集烴液體，並自閃蒸槽24之第二個出口28傳輸。胺溶劑溶液及胺添加劑通過閃蒸槽24之第三個出口30傳輸至熱交換器32之入口36。在熱交換器32中將胺溶劑溶液及胺添加劑加熱，然後輸送至再生器40之入口34。在再生器40中，煮沸蒸發包含H2 S及CO2 之氣體，且通過再生器之上端出口42傳輸，以進行後續處理。回流冷凝器44與回流集液器46可冷凝並累積包含於塔頂氣體中之冷凝水，通過再生器40進入再循環。在入口48處將補給水引入系統中。在一個實施例中，胺添加劑可經由補給水進入胺處理系統。藉由泵56將補給水及回流集液器46之冷凝物泵入再生器入口50。
使一部分胺溶劑溶液及胺添加劑自再生器之下端出口54經過再沸器60循環。在再沸器60中，將胺溶劑溶液及胺添加劑加熱至其沸點。自再生器40收集第二部分胺溶劑溶液及胺添加劑，且傳輸至熱交換器32之入口58。
藉由泵66，使胺溶劑溶液及胺添加劑自熱交換器32之出口64輸送至過濾器70。在過濾器70處過濾一部分胺溶劑溶液及胺添加劑。然後進一步在胺冷卻器80處冷卻胺溶劑溶液及胺添加劑，並藉由泵82泵入吸收器之上端入口22。因此，在一個實施例中，胺溶劑溶液及胺添加劑可再生且再循環利用進入胺處理系統中，無需因胺衍生污染物之存在而將新鮮胺添加至系統中來補充胺溶劑溶液。
一般，需要在介於約0℃至約200℃，較佳約20℃至約150℃之溫度及約0.01psi至約10,000psi，較佳約0.1psi至1500psi之壓力下進行該方法。
在一個實施例中，可在系統中之任何地方添加胺添加劑而使添加劑累積在胺溶劑溶液中。例如，在用於胺處理系統之前，可將胺添加劑添加至胺溶劑溶液，可將其添加至進料流，或可將其添加至以上兩種中。此外，經由補給水或胺處理系統中之任何其他接合點，將胺添加劑添加至胺處理系統。
實例
提供以下非限制性實例以進一步闡述本文所述之實施例。然而，該等實例無意全部包括且無意限制本文所述實施例之範圍。
在以下實例中，與包含胺溶劑溶液而無胺添加劑之對照組樣本比較，在包含胺溶劑溶液及胺添加劑之試驗組樣本中分析胺衍生污染物之存在。一般而言，對照組樣本與試驗組樣本製法係添加樣本溶液(根據特定實例/試驗之試驗組或對照組)至已配置冷水冷凝器、溫度計及噴灑管之1升反應瓶中。藉由加熱套加熱反應瓶；在試驗進程期間，加熱其中之樣本溶液至約90℃。採用噴灑管，依0.25L/min之速率將進料流(空氣)鼓泡通入各樣本溶液。當發現水自樣本溶液蒸發時，可依需樣添加去離子水至各樣本溶液中。
依兩種方法確定胺衍生污染物之存在。一種方法係觀察樣本顏色是否有改變。一般而言，在試驗開始時，樣本為無色，此後每天目視觀察顏色變化七天。若樣本顏色改變，則樣本中存在胺衍生污染物。另一種方法係經由離子層析法測定各樣本溶液中胺衍生污染物之濃度。一般，在實驗開始之前及此後之七天內，在各樣本溶液測定該濃度。
此外，測定各樣本之胺總含量；該測定係在實驗開始之前及在加熱之後之七天內進行。藉由滴定法及/或離子層析法測定胺之總含量。此外，在一些實驗中，在實驗開始之前及此後之七天內均測定胺溶劑溶液之存在。該等百分比係經由滴定及/或離子層析法測定。因為樣本中水有改變，因此將定量分析(例如層析法/滴定法)之結果修正至無水基礎。
實例1至4
參考表1與表2，實例1為對照組樣本及實例2至4為試驗組樣本，其闡明當將胺添加劑：四伸乙基五胺(TEPA)添加至胺溶劑溶液2-(2-胺基乙氧基)乙醇時之效力。在實例2至4中，所採用之TEPA占總試驗樣本(包含水之胺溶劑溶液及胺添加劑)之0.2至1.0重量%。2-(2-胺基乙氧基)乙醇及TEPA可自Huntsman,The Woodlands,Texas獲得。
參考表1，對照組樣本(實例1)，一天之後自清澈變為琥珀色及六天之後變為褐色。然而，試驗組樣本(實例2至4)，在整個七天實驗中保持清澈。因此，如實例2至4中無顏色變化所確定，少量之TEPA即大幅減少胺衍生污染物之形成。
參考表2，測試實例1至4之樣本產生之特定熱穩定鹽及胺之總含量。如預期，在對照組樣本(實例1)培養七天後，熱穩定鹽之濃度大量增加及胺之含量減少。反之，在試驗組樣本(實例2至4)中，形成較少之甲酸鹽且未發現其他鹽。此外，與對照組樣本相比，試樣樣本中之總胺濃度(毫當量/克)仍然高。如表2顯示，對照組樣本(實例1)之胺之總含量自9.66降至5.36meg/g，下降了4.3meq/g，然而在實例4中添加1% TEPA僅下降了1.1meq/g。
表2-使用TEPA之2-(2-胺基乙氧基)乙醇分析結果，以無水計。
實例5至7
參考表3及表4，實例5為對照組樣本(無胺添加劑)及實例6與7為往其中添加胺添加劑TEPA之試驗組樣本。在實例6與7中，分別添加占總溶液0.2%與1.0%之TEPA。在該等實例中所試驗之胺溶劑溶液為甲基二乙醇胺(MDEA)，其可自Huntsman,The Woodlands,Texas獲得。
參考表3，第2天，觀察對照組樣本中有變色，第6天具有深度變色。相對比，第7天，試驗組樣本實例6為淺色，而在試驗之持續時間內，試驗組樣本實例7仍為無色。因此，另一方面，與對照組樣本相比，試驗組樣本很少或無色變，其顯示胺添加劑可減少或防止胺衍生污染物之形成。
如表4顯示，將TEPA添加至試驗組樣本使熱穩定鹽之形成及胺強度之下降咸減少。例如，在實例5(對照組樣本)中，在7天之後，各種鹽之ppm值增加，但是比較實例6與7(試驗組樣本)，熱穩定鹽之濃度仍然低。此外，在對照組樣本中，胺之總濃度下降，然而在試驗組樣本中可觀察到下降相當小。在該等實例中，胺溶劑溶液之百分比亦在7天之後進行測定。在對照組樣本中，胺溶劑溶液減少接近30%。反之，在試驗組樣本中，胺溶劑溶液減少之最大值僅為約3%。縱觀而言，該等結果顯示，與無TEPA之胺溶劑溶液比較，在TEPA存在下，胺溶劑溶液不容易降解及胺衍生污染物不容易形成。
實例8至11
參考表5及表6，實例8為胺溶劑溶液單乙醇胺(MEA)之對照組樣本及實例9至11為具有將胺添加劑TEPA添加至MEA之試驗組樣本。實例9至11中之TEPA濃度為總樣本溶液之0.2至1.0重量%。
參考下表5，TEPA不能明顯防止樣本變色。儘管如此，如表6中所示，在試驗組樣本中，TEPA確實影響鹽之形成。
參考表6，與對照組樣本比較，在試驗組樣本中，胺衍生污染物諸如乙酸鹽、甲酸鹽、乙醇酸鹽及乳酸鹽減少。此外，與對照組樣本比較，試驗組樣本中之MEA胺強度仍然相當高。
實例12至14
參考表7，完成實例12至14，以測試MDEA溶液內之其他胺，諸如二甲胺基丙胺(DMAPA)、D-230添加劑及胺乙基乙醇胺(AEEA)。各種上述化學品可自Huntsman獲得。依前述實驗相同之方法進行該等實驗。因為最終樣本溶液之含水量略有差異，結果係以無水為基礎。如表7所示，DMAPA、D-230添加劑、AEEA、及TEPA(自實例7)咸使最終溶液之胺總量之損耗減少。
實例15至18
完成實例15至18，以測試2-(2-胺基乙氧基)乙醇胺溶劑溶液內之其他胺添加劑諸如DMAPA、D-230添加劑及AEEA。因為最終樣本之含水量略有差異，結果係以無水為基礎。如表8所示，相對於未添加胺添加劑(實例1)，DMAPA、D-230添加劑、AEEA及TEPA(自實例7)使胺溶劑溶液之胺之總含量損耗減少。
實例19至21
完成實例19至21以測試MEA胺溶劑溶液內之其他胺添加劑諸如DMAPA、D-230添加劑及AEEA。依前述實驗相同之方法進行該等實驗。因為最終樣本之含水量略有差異，結果係以無水為基礎。如表9中所示，相對於未添加任何其他胺添加劑添加之溶液(實例8)，DMAPA、D-230添加劑、AEEA及TEPA(自實例7)使胺溶劑溶液之胺之總含量之損耗減少。在採用D-230添加劑(實例20)或TEPA(實例9)之樣本中，甲酸鹽明顯減少。
在上述實施例中，隨胺溶劑溶液中胺添加劑之添加，胺衍生污染物之形成、胺含量之損耗、及/或胺之百分比之損耗均減少。該等結果可轉化成商業上/工業上之應用，其中減少胺衍生污染物之形成及維持胺溶劑濃度可幫助減少劣質系統之性能及腐蝕。
實例22至25
另一組實驗係在具有胺處理系統之操作工廠中展開。胺處理系統之工廠類似於圖1之系統。然而，在此情況下，有兩種胺處理系統(系統1與系統2)，各種操作具有100加侖/分鐘之循環速率。此外，同一氣體進料流係藉由兩種系統處理。例如，參考圖1，使進料流12分開加入，以致一部分進入系統1及殘餘部分進入系統2。通過兩種系統循環之胺溶劑溶液為含MDEA、DEA、及水之摻合物，摻合物中胺之重量%值為溶劑溶液總重量之45%。系統1為已添加胺添加劑TEPA劑量之試驗系統，及系統2為對照系統。
在實驗運行之時間內，系統1處於啟動過程，而系統2則已操作約45天。因此，在試驗開始時，系統1中之胺衍生污染物(實例22)相當低。但是，如實例24中可見，經過先前之45天，系統2中早已積聚相當大量之胺衍生污染物。在該等實驗中，胺添加劑之濃度係藉由液相層析法/質譜法測定，及胺衍生污染物N-二(羥乙基)甘胺酸(bicine)與甲酸鹽之濃度係藉由離子層析法測定，而胺衍生污染物THEED之濃度係藉由液相層析法測定。實例之結果係依無水基礎修正。
參考表10，在操作2週之後，自各種系統取樣，並如上述進行試驗。值得注意的是，操作系統中所得之結果證實了實驗室觀察結果。例如，在對照系統2中，胺衍生污染物：N-二(羥乙基)甘胺酸(bicine)、甲酸鹽及THEED，在兩周內分別增加，N-二(羥乙基)甘胺酸(bicine)增加了3,304ppm，甲酸鹽增加了415ppm，及THEED增加了1,704ppm。反之，在系統1中，N-二(羥乙基)甘胺酸(bicine)僅增加了19ppm，甲酸鹽增加了307ppm，及THEED僅增加了323ppm。系統1中所形成之陰離子主要為甲酸鹽，未發現顯著量之其他陰離子。
因此，與無胺添加劑之系統比較，添加胺添加劑TEPA之結果係在胺溶劑溶液內咸減少胺衍生污染物之形成與胺之降解。由此胺添加劑可作為降解抑制劑、胺衍生污染物抑制劑或兩種使用。當胺衍生污染物未積聚且溶劑溶液內之胺未耗盡時，系統操作更有效，未受到太多腐蝕，且無需將新鮮胺添加至溶劑溶液下，仍可較長時間操作。因此，胺添加劑亦可稱為腐蝕抑制劑。
以上所揭示之主體物質可視為示例，且非限制性，且附加請求項預期包括所有該等修改、改良及其他實施例，其屬於本發明之真實範圍內。因此，在法律允許之最大程度上，本發明之範圍係藉由以下請求項及其等效項之最廣泛允許釋義確定，且未受上述具體描述限制。
12．．．進料流
14．．．分離器
16．．．吸收器入口
18．．．分離器出口
20．．．吸收器
22．．．吸收器之上端入口
24．．．閃蒸槽
26．．．閃蒸槽之第一個出口
28．．．閃蒸槽之第二個出口
30．．．閃蒸槽之第三個出口
32．．．熱交換器
34．．．再生器入口
36．．．熱交換器入口
40．．．再生器
42．．．再生器之上端出口
44．．．回流冷凝器
46．．．回流集液器
48．．．入口
50．．．再生器入口
54．．．再生器之下端出口
56．．．泵
58．．．交換器入口
60．．．再沸器
64．．．熱交換器出口
66．．．泵
70．．．過濾器
80‧‧‧胺冷卻器
82‧‧‧泵
84‧‧‧吸收器之上端出口
88‧‧‧吸收器之下端出口
圖1為胺處理系統之示意圖。
12．．．進料流
14．．．分離器
16．．．吸收器入口
18．．．分離器出口
22．．．吸收器之上端入口
24．．．閃蒸槽
26．．．閃蒸槽之第一個出口
28．．．閃蒸槽之第二個出口
30．．．閃蒸槽之第三個出口
32．．．熱交換器
34．．．再生器入口
36．．．熱交換器入口
40．．．再生器
42．．．再生器之上端出口
44．．．回流冷凝器
46．．．回流受液器
48．．．入口
50．．．再生器入口
54．．．再生器之下端出口
56．．．泵
58．．．交換器入口
60‧‧‧再沸器
64‧‧‧熱交換器出口
66‧‧‧泵
70‧‧‧過濾器
80‧‧‧胺冷卻器
82‧‧‧泵
84‧‧‧吸收器之上端出口
88‧‧‧吸收器之下端出口

Claims (17)

  1. 一種方法，其包括：採用胺溶劑溶液處理液體或氣體進料流；將胺添加劑添加至該胺溶劑溶液、該液體或氣體進料流或兩者，其中該胺添加劑係選自如下之一種或多種：乙二胺衍生物、經取代之丙胺、聚氧伸烷基胺、經取代之哌嗪及其衍生物，且其中該乙二胺衍生物係選自如下之一種或多種：乙二胺、胺乙基乙醇胺、二伸乙基三胺、三伸乙基四胺、四伸乙基五胺、五伸乙基六胺、1,2-丙二胺、N-(2-羥丙基)乙二胺、N-(2-羥丁基)乙二胺、N-(2-羥乙基)-1,2-丙二胺、N-(2-羥丙基)-1,2-丙二胺及N-(2-羥丁基)-1,2-丙二胺；及此作法之結果，與無胺添加劑之胺溶劑溶液、液體或氣體或兩者所產生結果相比，胺溶劑溶液內之胺衍生污染物之存在減少、胺溶劑溶液內之胺降解減少或兩者皆減少。
  2. 如請求項1之方法，其中減少胺衍生污染物之存在，包括在胺處理系統中，減少熱穩定鹽、胺衍生物之降解產物或兩者之存在，以致使得包含胺添加劑之胺溶劑溶液可再生且再次使用在胺處理系統中，無需因形成胺衍生污染物而添加新鮮胺以補充胺溶劑溶液。
  3. 如請求項2之方法，其中將胺添加劑添加至胺溶劑溶液、經處理之液體或氣體或兩者中係包括在胺處理系統中之任何時刻，將胺添加劑添加至胺溶劑溶液、經處理 之液體或氣體或兩者中。
  4. 如請求項1之方法，其中添加四伸乙基五胺係包括添加選自以下之一種或多種四伸乙基五胺：N-(2-胺乙基)-N'-{2-{(2-胺乙基)胺基}乙基}-1,2-乙二胺)、4-(2-胺乙基)-N-(2-胺乙基)-N'-{2-{(2-胺乙基)胺基}乙基}-1,2-乙二胺)、1-(2-胺乙基)-4-[(2-胺乙基)胺基]乙基]-哌嗪)及1-[2-[[2-胺乙基)胺基]乙基]-胺基]乙基]-哌嗪。
  5. 如請求項1之方法，其中添加胺添加劑，包括添加下式之聚氧伸烷基胺：NH2 CH(CH3 )CH2 -[OCH2 CH(CH3 )]X -NH2 ，其中X介於2至70之間。
  6. 如請求項1之方法，其中添加胺添加劑係包括添加選自以下之一種或多種經取代之丙胺：二甲胺基丙胺、甲氧基丙胺、胺基丙基嗎啉、N,N-二甲胺基乙基-3-胺丙基醚或(2-(2-[(3-胺丙基)甲胺基]乙氧基)乙基)二甲胺。
  7. 如請求項1之方法，其中添加胺添加劑，包括添加選自如下之一種或多種經取代之哌嗪：1-(2-胺乙基)-4-[(2-胺乙基)胺基]乙基]-哌嗪)、1-[2-[[2-胺乙基)胺基]乙基]-胺基]乙基]-哌嗪)、及N-胺乙基哌嗪。
  8. 如請求項1之方法，其中添加胺添加劑係包括添加含量占胺溶劑溶液與胺添加劑之總組合物之0.005%至7%之胺添加劑。
  9. 如請求項1之方法，其中添加胺添加劑係包括添加含量占胺溶劑溶液與胺添加劑之總組合物之0.05%至3%之胺 添加劑。
  10. 如請求項1之方法，其中添加胺添加劑係包括添加含量占胺溶劑溶液與胺添加劑之總組合物之0.2%至1%之胺添加劑。
  11. 如請求項1之方法，其中採用胺溶劑溶液處理液體或氣體進料流係包括採用選自以下之一種或多種胺溶劑溶液處理液體或氣體進料流：單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、單甲基乙醇胺、2-(2-胺基乙氧基)乙醇、胺乙基乙醇胺、二異丙醇胺、哌嗪、及其衍生物。
  12. 如請求項1之方法，其中採用胺溶劑溶液處理液體或氣體進料流係包括自液體或氣體進料流吸收酸性氣體，且其中將胺添加劑添加至胺溶劑溶液係包括添加胺添加劑，其係胺降解抑制劑、胺衍生污染物抑制劑、或腐蝕抑制劑。
  13. 如請求項1之方法，其中減少胺衍生污染物之形成係包括減少胺衍生物熱穩定鹽、胺衍生之降解產物或兩者之形成。
  14. 一種組合物，其包括：胺添加劑，其選自以下一種或多種：胺乙基乙醇胺、四伸乙基五胺、二甲基胺基丙胺及聚氧伸烷基胺；胺溶劑溶液，其選自以下一種或多種：單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、單甲基乙醇胺、2-(2-胺基乙氧基)乙醇、胺基乙基乙醇 胺、二異丙醇胺、哌嗪及其衍生物；及水。
  15. 如請求項14之組合物，其中該胺添加劑占總組合物之0.05%至3%。
  16. 如請求項14之組合物，其中該組合物為胺衍生污染物抑制劑。
  17. 如請求項14之組合物，其中該組合物為胺降解抑制劑。
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