[发明专利]官能流体和用于制备该官能流体的方法

说明书

本发明涉及官能流体，并且特别涉及利用官能流体从液流(例如烃基液流)或燃烧后 的燃料或气体中例如处理和去除酸、酸性成分(例如H₂S)、和CO₂、CO、NO_x和SO_x气体。 本发明还涉及用于制备该官能流体的方法。

发明背景

在烃基和碳基组合物(例如原油、合成原油、天然气、煤和焦炭)的提取、加工和精 制、储存和燃烧中会遇到和/或产生大量的毒性物质。这些物质包括，例如，硫化氢气 体、硫醇、SO_x气体(例如SO₂和SO₃)和NO_x气体(例如NO、NO₂和N₂O)。硫化氢和硫醇常 常用原油萃取。在原油加工和精炼过程中会产生二氧化碳、一氧化碳和SO_x气体。烃基 燃料一旦燃烧就会产生NO_x气体。而且，从燃煤发电站、炼焦厂和钢铁生产厂排放出来 的燃烧后的烟中常常含有一种或多种这些气体。因此，不断需要开发能将这些气体从烃 基流、烟囱和排气装置中去除的物质和方法。

H₂S清除剂一般含有胺加合物，并且制备它们的方法中常常需要使用复杂的反应方 案和对环境有毒的反应物质。例如，GB2409859中描述了一种油溶性硫清除剂，它实质 上含有单体醛胺加合物，该加合物是由至少一个空间位阻的伯或仲胺和过量一摩尔的至 少一个醛或其供体反应得到的。

美国专利申请号2005/0214199描述了一种大表面积的二氧化锰化合物，通过吸收 和氧化将其用于去除例如NO_x、SO_x、和CO的污染物。该二氧化锰是通过二价锰盐和碱 金属高锰酸盐和氢氧化物溶液在离子交换水的存在下在特殊的反应条件下制备的。据报 道它对一氧化碳的去除率达到35％。

因此，进一步需要其他用于去除毒性物质的组合物。还需要通过相对直接和经济的 反应方案能制备的组合物。还需要制备和分离的组合物在例如那些上述的许多的应用中 具有多功能的用途。

发明简述

根据本发明的第一个方面，提供了一种制备官能流体的方法，该方法包括在不高于 约200℉(93℃)的温度下在反应容器中使硅、碱金属氢氧化物和含有水和氯的溶液进行 反应。

本发明的第一个方面的选择特征是从属权利要求的主题。

因此，该方法提供了通过经济和相对直接的方法制备和分离的新官能流体。已发现 该官能流体具有许多的用途如作为电子供体、还原剂或抗氧化剂。有利地，该方法提供 了一种不需要昂贵的有机化学物质的参与而制备的清除官能流体，其中该有机化学物质 能产生反应副产物。由于环境因素，这种副产物的处理是困难和昂贵的。另一个优点在 于该官能流体能在大气压或加压的条件下进行制备。

根据本发明的第二个方面，提供了通过本发明的第一个方面的方法获得的一种官能 流体，该官能流体的比重约为1.25到5，且pH为约9到约13。

本发明的另一个优点在于制备和分离的官能流体具有多功能用途。例如，在石油和 天然气的生产工业中，该官能流体能用作原油泵管中的H₂S清除剂并可作为该管中的缓 蚀剂。该流体还能进一步用于CO₂和NO₂处理中，CO₂和NO₂是在精炼原油和/或原油产品 的燃烧过程中产生出来的。

本发明的第二个方面该官能流体可用作CO、CO₂或H₂S清除剂。

该官能流体可用作含水石油和天然气生产系统中的H₂S清除剂。

该官能流体可用在NO_x(例如NO和NO₂)和SO_x(例如SO₂和SO₃)气体的处理中。

该官能流体可用在酸性气体的处理系统中。

该官能流体可用作缓蚀剂。

该官能流体可用作碳钢的抑制剂(pacifier)以降低由酸性气体引起的腐蚀速度。

该官能流体可用作消泡剂。

该官能流体可用于从废水或锅炉给水中去除污染物。

该官能流体可用作储存氢气。