[发明专利]酸性气体吸收组合物

说明书

本发明是关于一种新的酸性气体吸收组合物。更具体地说，是涉及一种用于由混合气中吸收分离如二氧化碳和硫化氢的酸性气体的优良酸性气体吸收组合物。本发明的酸性气体吸收组合物特别适用于分离天然气、合成气以及焦炉气中的酸性气体。

在现有技术中，广为通晓的是采用有机溶剂或该有机溶剂的水溶液，作为去除天然气和混合气中的酸性气体，如二氧化碳和硫化氢的酸性气体吸收剂。各种酸性气体吸收剂，例如，在由A.L.Kohl和F.C.Riesenfeld所编写的“气体净化”第三版（1979）中已有记载。

通常，气体吸收剂按其吸收机理可分成化学吸收剂（由化学反应引起的吸收）和物理吸收剂（由物理结合引起的吸收）。作为化学吸收剂主要是使用链烷醇胺，如乙醇胺的水溶液和热的碳酸钾溶液。

在所有用于由天然气和合成气之类的混合气中去除如二氧化碳和硫化氢的酸性气体的物理吸收剂，以聚甘醇低聚物的醚类用得最为广泛。

例如，在日本专利公告昭48（1973）-23782、美国专利3737392和美国专利4581154中公开了使用乙二醇低聚物（二聚物到八聚物）的二甲醚作为吸收剂以去除混合气中的酸性气体。

日本专利公告昭59（1984）-45034公开了使用聚甘醇甲基异丙醚，其通式为：

式中n是2到8的一个整数，它作为用于去除混合气中的二氧化碳和/或硫化氢酸性气体的吸收剂。

日本专利公开昭49（1974）-98383公开了使用烷基聚甘醇叔丁基醚，其通式为：

式中R是一个1到4个碳原子的直链或支链烷基，而n是2～10的一个整数，最好是2到5，作为去除天然气中的酸性气体如二氧化碳和/或硫化氢的吸收剂。

美国专利2139375公开了使用多元醇或多元醇低聚物的醚或酯或醚-酯混合物作为去除混合气中的含硫酸性气体的吸收剂。在这篇美国专利中，作为所使用的吸收剂实例，在各种吸收剂中提到了二甘醇和二丙二醇的二丙醚。在这美国专利说明书中，提出了，吸收剂的吸收酸气的能力是随着与氧原子连结的烷基基团大小的降低而增加的这一效应，并提出了甲基醚对吸收酸性气体呈现出最高的能力。但是它没有提及二丙醚的优越性。

美国专利3877893公开了使用具有1～8个碳原子和3～8个乙烯单位的聚甘醇二烷基醚作为吸收剂，以去除混合气中含二氧化碳的杂质。在这说明书中，指出了聚甘醇二甲醚在所有已公开的专用吸收剂中是最好的。这美国专利说明书完全没有提及关于二异丙醚的优点。

美国专利4044100公开了使用二异丙醇胺和聚甘醇二烷基醚的混合物。在这说明书中没有特别提到二甲基醚超过其他醚类。

美国专利4741745也公开了使用聚甘醇二异丙醚作为去除酸性气体的吸收剂。

美国专利2926751公开了使用碳酸丙烯酯作为酸性气体吸收剂以去除混合气中的酸性气体，如二氧化碳。

使用链烷醇胺类水溶液的化学吸收剂，对于吸收如二氧化碳和/或硫化氢的酸性气体的吸收能力是有限的，因此，证明了这种化学吸收剂在处理具有二氧化碳高分压的混合气时是不利的。已经吸收二氧化碳的链烷醇胺水溶液在再生柱中会释放出二氧化碳气，然后返回二氧化碳吸收柱再次使用。为了再生，水溶液必须加热。因此，当溶液中吸收的二氧化碳量大时，再生所需的热量也很大。设备对吸收剂引起的腐蚀的敏感性也成了难题。

物理吸收剂在处理条件下，对二氧化碳的吸收能力是与混合气中的二氧化碳分压成正比的。在用吸收法分离具有二氧化碳高分压的混合气中的二氧化碳时，物理吸收剂吸收二氧化碳气的能力较化学吸收剂为大。此外，在再生阶段中，采用空气或其它惰性气体降低扩散压力，使物理吸收剂很容易释放出所吸收的二氧化碳气。因此，就能量消耗来说，物理吸收剂也胜过化学吸收剂。

然而，至今在技术上已公开的物理吸收剂，如聚甘醇二甲基醚和碳酸丙烯酯，在吸收二氧化碳气的能力上，不认为令人完全满意的。如果发展一种物理吸收剂，具有更大的吸收二氧化碳气体的容量，则由于可以压缩设备和降低能量消耗而显著地有助于节约。

作为去除混合气中酸性气体如二氧化碳和硫化氢的已知酸性气体吸收剂的实例，提到的有聚甘醇的二甲醚、聚甘醇的甲基异丙醚和烷基聚甘醇-叔丁基醚类。然而，这些已知的酸性气体吸收剂，没有完全足够的能力以吸收酸性气体。