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CN102470316A - 用于从含co2和/或h2s的气体中去除co2和/或h2s的吸收剂组合物和方法 - Google Patents

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CN102470316A
CN102470316A CN201080035379XA CN201080035379A CN102470316A CN 102470316 A CN102470316 A CN 102470316A CN 201080035379X A CN201080035379X A CN 201080035379XA CN 201080035379 A CN201080035379 A CN 201080035379A CN 102470316 A CN102470316 A CN 102470316A
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A·施耐德
R·韦基恩特
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Abstract

一种用于从气体中去除CO2和/或H2S的吸收剂组合物，所述吸收剂组合物包含聚胺、单胺和水，其中聚胺包括具有3-5个胺官能团的聚胺且具有小于200g/mol的分子量；其中单胺包括叔单胺；和其中具有3-5个胺官能团的聚胺与叔单胺的重量比大于1∶1。一种使用这样的吸收剂组合物的方法，以及叔单胺作为促进剂用于促进从含CO2和/或H2S的具有3-5个胺官能团的聚胺中去除CO2和/或H2S的用途。

Description

用于从含CO2和/或H2S的气体中去除CO2和/或H2S的吸收剂组合物和方法
技术领域
本发明涉及用于从含CO2和/或H2S的气体中去除二氧化碳(CO2)和/或硫化氢(H2S)的吸收剂组合物和方法。
背景技术
在最近几十年期间，排放到大气的CO2量显著全球性增长。由于CO2的“温室气体”性能，有助于全球变暖，因此CO2排入大气被认为是有害的。按照Kyoto协议，必须减少CO2排放以防止或抵消不需要的气候变化。CO2排放的来源是化石燃料例如煤或天然气燃烧用于发电，和使用石油产品作为运输以及加热燃料。这些过程导致产生包含CO2的气体。因此，在这些气体排入大气之前希望从这些气体中除去至少部分CO2。
此外，希望限制和减少进入环境的H2S排放。
从含CO2和/或H2S的气体中去除CO2和/或H2S可以通过利用吸收剂组合物以从气体中吸收CO2和/或H2S而进行，从而产生贫CO2和/或H2S的气体和富CO2和/或H2S的吸收剂组合物。富CO2和/或H2S的吸收剂组合物可以例如通过汽提而再生，产生富CO2和/或H2S的气体和贫CO2和/或H2S的吸收剂组合物，之后可以循环贫CO2和/或H2S的吸收剂组合物。
用于去除CO2和/或H2S的方法是本领域中已知的。例如，US2006/0104877中，描述了使包含酸性化合物例如二氧化碳或硫化氢的气态流出物脱酸的方法，其中使气态流出物与吸收剂溶液接触以获得贫含酸性化合物的气态流出物。吸收剂溶液可以包含具有与酸性化合物的反应性或物理-化学亲合力的一种或多种化合物以及可能的一种或多种溶剂化化合物。作为反应性化合物，提及了烷醇胺和聚胺。描述了一列大于80个可能的反应性化合物，顺便提及了N，N-二甲基乙醇胺，N，N-二甲基二亚丙基三胺和二亚乙基三胺。其中描述，反应性化合物占据吸收剂的10-100重量％，优选25-90重量％和理想地40-80重量％。据描述，吸收剂溶液可能还含有有利于吸收待处理的化合物的一种或多种活化剂。作为实例，提及了胺。描述了一列约80个可能的活化剂，顺便提及了N，N-二甲基二亚丙基三胺。该列可能的活化剂不包括任何叔胺。据描述，活化剂浓度为吸收剂溶液的0-30重量％，优选0-15重量％。
EP2036602描述了利用吸收剂液体从气体中去除CO2或H2S的吸收剂液体和方法，其中吸收剂液体包含第一化合物组分和第二化合物组分。第一化合物组分通过由一系列3个通式的含氮化合物表示，其中通式I和II的每一个包含一个叔胺官能团。据描述，第二化合物组分包括分子中具有至少两个选自伯氮、仲氮和叔氮的结构单元的含氮化合物，或分子中具有全部伯、仲和叔氮的含氮化合物。作为第一化合物组分的实例，提及2-二甲基氨基乙醇。对于第二化合物组分，提及了一些10个不同的可能化学通式，每个通式覆盖大范围的可能含氮化合物。指出环型化合物是优选的。据描述第一化合物组分优选含有量为大于或等于15wt％-小于或等于45wt％，据描述第二化合物组分优选为类似的含有量。据描述，第一化合物组分和第二化合物组分的总量优选为大于30wt％-小于或等于90wt％。
Peter Bruder在2009年6月15日于Trontheim的CO2 absorptionfundamentals NTNU的联合研讨会上的介绍中(通过Norgesteknisk-naturvitenskapelige universitet的内部网络公开)，描述了含有N，N-二甲基乙醇胺(DMMEA)和甲基氨基亚丙基胺(MAPA)的体系用于吸收CO2。虽然顺便描述了包含5M甲基氨基亚丙基胺和3M N，N-二甲基乙醇胺的体系，但是结论是，如果存在N，N-二甲基乙醇胺和甲基氨基亚丙基胺，则具有高N，N-二甲基乙醇胺和低甲基氨基亚丙基胺浓度的体系具有最高的每kg溶液的循环容量(cyclic capacity)。因此，如果有的话，该介绍似乎教导N，N-二甲基乙醇胺相对于甲基氨基亚丙基-胺过量。
富CO2和/或H2S的吸收剂溶液的再生可能需要大量的能量。
希望提供这样的吸收剂组合物和方法，其允许利用最少量的能量使富CO2和/或H2S的吸收剂溶液再生，而在另一个方面同时实现从富CO2和/或H2S的吸收剂溶液中良好去除二氧化碳。
发明内容
因此本发明提供用于从含CO2和/或H2S的气体中去除CO2和/或H2S的吸收剂组合物，所述吸收剂组合物包含聚胺、单胺和水，
其中聚胺包括具有3-5个胺官能团的聚胺且具有小于200g/mol的分子量；
其中单胺包括叔单胺；和
其中具有3-5个胺官能团的聚胺与叔单胺的重量比大于1∶1。
此外，本发明提供从含CO2和/或H2S的气体中去除CO2和/或H2S的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)在吸收器中使气体与吸收剂组合物接触，其中吸收剂组合物吸收气体中的至少部分CO2和/或H2S，产生贫CO2和/或H2S的气体和富CO2和/或H2S的吸收剂组合物；
(b)在再生器中从富CO2和/或H2S的吸收剂组合物中去除至少部分CO2和/或H2S，产生富CO2和/或H2S的气体和贫CO2和/或H2S的吸收剂组合物；
其中吸收剂组合物是如上所述的吸收剂组合物。
本发明还提供叔单胺作为促进剂用于促进从含CO2和/或H2S的具有3-5个胺官能团的聚胺中去除CO2和/或H2S的用途。
本发明的吸收剂组合物和方法允许利用最少量的能量从富CO2和/或H2S的吸收剂组合物中去除CO2和/或H2S，而在另一方面仍然实现从富CO2和/或H2S的吸收剂溶液中良好去除二氧化碳。
附图说明
利用附图1说明本发明，附图1提供了显示本发明方法的一个实施方案的示意流程图。
具体实施方式
如上所述，吸收剂组合物包含聚胺，单胺和水。吸收剂组合物可以包含一种或多种聚胺，优选1-4、更优选1-3和最优选1或2种聚胺。至少一种聚胺包括具有3-5个胺官能团的聚胺。胺官能团应理解为包含氮原子的基团。胺官能团有时也称为氨基、胺基团或含氮基团。吸收剂组合物可以包含一种或多种具有3-5个胺官能团的聚胺和优选包含1-4、更优选1-3和最优选1或2种具有3-5个胺官能团的聚胺。
聚胺的分子量小于200g/mol，优选小于190g/mol。优选地，聚胺的分子量(weight)大于50g/mol。相对于具有较高分子量的聚胺的优势是，吸收剂具有较低的粘度和更易于处理。
优选具有3-5个胺官能团的聚胺是非环状的具有3-5个胺官能团的聚胺。
更优选具有3-5个胺官能团的聚胺是通式I的聚胺：
Figure BDA0000134904510000041
通式I
其中各R1独立地表示含有1-6个碳原子的取代或未取代亚烷基；其中各R2独立地表示氢或包含1-12个碳原子的烃基；和其中x可以是1，2或3。
应理解各R1独立地可以表示不同的含有1-6个碳原子的取代或未取代亚烷基。例如，一个R1基团可以是具有2个碳原子的未取代亚烷基，另一个R1基团可以是具有3个碳原子的氧取代亚烷基。优选各R1独立地表示含有2-6、更优选2-4个碳原子的取代或未取代亚烷基。如果取代，则R1基团优选用含氧基团、例如酮或羟基基团取代。优选R1亚烷基未取代。更优选各R1独立地表示亚甲基，亚乙基，亚丙基，四亚甲基或五亚甲基基团，更优选亚乙基或亚丙基基团和最优选亚丙基基团。
应理解各R2独立地可以表示不同的基团。例如，一个R2基团可以是氢基团和另一个R2基团可以是烃基，例如乙基、乙氧基或羟基乙基基团。烃基应理解为同时含有氢和碳原子的基团。烃基的实例包括烷基基团，烷氧基基团，羟基烷基基团和羧基基团。优选各R2独立地表示氢或包含2-6个碳原子、更优选2-4个烃原子的取代或未取代烃基。更优选各R2独立地表示氢，羟基基团或甲基，乙基，正-丙基，异-丙基，正-丁基，异-丁基，叔-丁基，戊基，己基，庚基，辛基，壬基，癸基，十一烷基，十二烷基，甲基氧基，乙基氧基，正-丙基氧基，异-丙基氧基，羟基甲基，羟基乙基，或羟基丙基基团，更优选氢或甲基或乙基基团和最优选氢或甲基基团。
在进一步优选的实施方案中，R2基团的至多1或2、更优选至多1个表示羟基基团，使得具有3-5个胺基的聚胺包含至多一个或两个、更优选至多一个羟基基团。
优选x是1或2，即，优选聚胺包括具有3或4个胺官能团的聚胺。最优选x是1和聚胺包括具有3个胺官能团的聚胺。
在优选实施方案中，具有3-5个胺官能团的聚胺含有至少一个仲胺官能团。更优选聚胺含有至少一个叔胺官能团和至少一个仲胺官能团。最优选聚胺含有至少一个叔胺官能团、至少一个仲胺官能团和至少一个伯胺官能团。
可以用于本发明的吸收剂组合物或方法中的具有3-5个胺官能团的聚胺的实例包括：N-(2-氨基乙基)-1，3-丙烷二胺，二亚丙基三胺(N-(3-氨基丙基)1，3-丙烷二胺)，亚精胺(N-(4-氨基丁基)-1，3-丙烷二胺)，N，N-二甲基氨基丙基氨基丙基胺，二亚乙基三胺(N-(2-氨基乙基)-1，2-乙烷二胺)，N，N-二甲基二亚乙基三胺，N，N，N’，N″，N″-五甲基二亚乙基三胺，N，N，N′，N″，N″-五甲基二亚丙基三胺(N-(3-(二甲基氨基)丙基)-N，N′，N′-三甲基丙烷-1，3-二胺)，N，N，N″，N″-四甲基二亚丙基三胺，精胺(N-(3-氨基丙基)二亚丙基三胺)，三(2-氨基乙基)胺，三亚乙基四胺，N，N-二甲基三亚乙基四胺，四亚乙基五胺和它们的混合物。优选具有3-5个胺官能团的聚胺包括二亚乙基三胺，二甲基氨基丙基氨基丙基胺或它们的组合。
除了具有3-5个胺官能团的聚胺之外，吸收剂组合物中还可以存在其它聚胺。可以另外用于本发明的吸收剂组合物或方法中的其它聚胺包括：甲基氨基亚丙基胺，哌嗪，N，N′-二甲基哌嗪，N，N′-二乙基哌嗪，N，N′-二乙醇哌嗪，N，N，N′，N′-四乙基-亚乙基二胺，N，N，N′，N′-四甲基-1，3-丙烷二胺，N，N，N′，N′-四乙基-丙烷二胺，N，N，N′，N′-四甲基-1，4-丁烷二胺和它们的混合物。
吸收剂组合物可以包含一种或多种单胺，优选1-4、更优选1-3和最优选1或2种单胺。
至少一种单胺包括叔单胺。吸收剂组合物可以包含一种或多种叔单胺和优选包含1-4、更优选1-3和最优选1或2种叔单胺。
优选叔单胺是非环状的叔单胺。
更优选叔单胺是通式II的单胺：
Figure BDA0000134904510000061
通式II
其中各R3独立地可以表示含有1-6个碳原子的烃基。
应理解各R3独立地可以表示不同的基团。例如，一个R3基团可以是甲基基团和另一个R3基团可以是乙基、乙氧基或羟基乙基基团。可以用作R3的烃基的实例包括烷基基团，烷氧基基团，羟基烷基基团和羧基基团。优选各R3独立地表示羟基或含有2-6个碳原子、更优选2-4个烃原子的取代或未取代烃基。
优选各R3独立地表示羟基，甲基，乙基，丙基，异-丙基，正-丁基，异-丁基，叔-丁基，戊基，甲基氧基，乙基氧基，丙基氧基，异-丙基氧基，甲基硫烷基，乙基硫烷基，丙基硫烷基或异丙基硫烷基基团。最优选各R3独立地表示甲基，乙基，甲基氧基或乙基氧基基团。
在优选实施方案中，R3基团的至多1或2、更优选至多1个表示羟基基团，使得叔单胺含有至多一个或两个、更优选至多一个羟基基团。
在另一优选实施方案中，一个R3包括含有1-3个碳原子的烷氧基或羟基烷基基团，另一个R3基团独立地包括含有1或2个碳原子的烷基基团。
本发明的吸收剂组合物或方法中可以使用的叔单胺的实例包括：二甲基氨基乙醇，N，N-二乙基乙醇胺，1-二乙基氨基-2-丙醇，1-二甲基氨基-2-丙醇，3-二甲基氨基-1-丙醇，3-二乙基氨基-1-丙醇，3-二乙基氨基-1，2-丙二醇，2-乙基甲基氨基-1-乙醇，2-二丙基氨基-1-乙醇，甲基二乙醇胺，二甲基丙基胺，N-甲基二丁基胺，二甲基环己基胺，N，N，-二乙基羟基胺，二异丙基乙基胺，4-(二乙基氨基)-2-丁醇，4-(二丙基氨基)-2-丁醇，4-(丙基异丙基氨基)-2-丁醇或它们的混合物。
优选叔单胺包括N，N-二甲基单乙醇胺，N，N-二乙基单乙醇胺，或它们的组合。最优选叔单胺是二甲基单乙醇胺。
除了叔单胺之外，吸收剂组合物中可以存在其它单胺。本发明的吸收剂组合物或方法中可以另外使用的其它单胺包括：氨基甲基丙醇，2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇，甲基环己基胺，二乙醇胺，1-氨基-2-丙醇，2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇，4-(丙基氨基)-2-丁醇，4-(异丙基氨基)-2-丁醇或它们的混合物。
具有3-5个胺官能团的聚胺组分与叔单胺组分的重量比大于1∶1。优选具有3-5个胺官能团的聚胺组分与叔单胺组分的重量比为大于1∶1-5∶1，更优选大于1∶1-3∶1，和最优选大于1∶1-2∶1。聚胺相对于叔单胺的相等或更高的量的优势是可以获得每kg溶液更高的循环容量。
吸收剂组合物中存在的具有3-5个胺官能团的聚胺组分的浓度优选为20-65wt％和更优选25-60wt％。
吸收剂组合物中存在的叔单胺组分的浓度优选为5-50wt％，和更优选10-45wt％。
如上所述，含水吸收剂组合物包含聚胺，单胺和水。在优选实施方案中，聚胺和单胺的总重量百分比为总吸收剂组合物的小于或等于70wt％，优选小于或等于65wt％，还更优选为总吸收剂组合物的小于或等于55wt％。
不希望被任何理论束缚，认为具有3-5个胺官能团的聚胺组分允许吸收剂组合物中CO2和/或H2S的较高负载量，而叔单胺组分允许包含具有3-5个胺官能团的聚胺组分的吸收剂组合物的促进再生。本发明因此也提供了叔单胺作为促进剂的用途，其用于促进含CO2和/或H2S的聚胺、特别是含CO2和/或H2S的具有3-5个胺官能团的聚胺的再生，从而产生含有更少CO2和/或H2S的聚胺、特别是具有3-5个胺官能团的聚胺。在该再生中，CO2和叔单胺的吸收反应中的典型产物碳酸氢盐(HCO3 -1)首先再生，和叔单胺返回成游离的胺。碳酸氢盐的浓度降低。为了维持体系的化学平衡和补偿溶剂中碳酸氢盐离子的降低，通过氨基甲酸根的水解形成更多的碳酸氢盐离子，氨基甲酸根是CO2和聚胺与伯或仲氨基的吸收反应中形成的离子。氨基甲酸根水解因此得到促进。通过使氨基甲酸根返回成碳酸氢盐和进一步成为CO2，而不是直接返回CO2和游离的聚胺，聚胺的再生得到增强。
这样的叔单胺也可称为再生促进剂，因为优选在所谓的再生器中进行从含CO2和/或H2S的具有3-5个胺官能团的聚胺中去除CO2和/或H2S。优选所述去除在水和叔单胺存在下进行，并且如本专利申请进一步描述的，优选具有3-5个胺官能团的聚胺。如上所述，叔单胺优选以具有3-5个胺官能团的聚胺与叔单胺的重量比为大于1∶1而存在。
吸收剂组合物还可以含有一种或多种附加物理溶剂化合物。适合的物理溶剂化合物包括：二醇，聚乙二醇，聚丙二醇，乙二醇-丙二醇共聚物，二醇醚，醇，尿素，乳酰胺，N-烷基化吡咯烷酮，N-烷基化哌啶酮，环四亚甲基砜，N-烷基甲酰胺，N-烷基乙酰胺，醚-酮或烷基磷酸酯和它们的衍生物或组合。优选的物理溶剂化合物包括：N-甲基-吡咯烷酮(pyrrolidon)，四亚甲基砜(sulfon)(环丁砜)，甲醇，聚乙二醇的二甲基醚化合物或它们的组合。如果存在这样的附加物理溶剂化合物，则吸收剂组合物优选包含10-70wt％，优选30-60wt％的附加物理溶剂化合物。
此外，可以将缓蚀剂加入吸收剂组合物。适合的缓蚀剂描述于例如US 6,036,888，US2006/0104877和US2004/0253159中。当含CO2和/或H2S的气体含有可测量量的氧、适合地为1-22％(v/v)的氧时，使用这样的缓蚀剂可能是特别有利的。此外，可以将降解抑制剂和/或发泡抑制剂加入吸收剂组合物。
本发明还提供利用上述吸收剂组合物从含CO2和/或H2S的气体中去除CO2和/或H2S的方法。该方法可以包括以下步骤：
(a)在吸收器中使气体与吸收剂组合物接触，其中吸收剂组合物吸收气体中的至少部分CO2和/或H2S，产生贫CO2和/或H2S的气体和富CO2和/或H2S的吸收剂组合物；
(b)在再生器中从富CO2和/或H2S的吸收剂组合物中去除至少部分CO2和/或H2S，产生富CO2和/或H2S的气体和贫CO2和/或H2S的吸收剂组合物。
在优选实施方案中，所述方法还包括任选的步骤(c)：其中将步骤b)中产生的贫CO2和/或H2S的吸收剂组合物冷却，和/或步骤e)：其中将任选冷却后的贫CO2和/或H2S的吸收剂组合物循环至步骤a)以与吸收器中的气体接触。
可以用作本发明方法中的进料气体的含CO2和/或H2S的气体可以是本领域技术人员已知包含CO2和/或H2S的任何气体。例如，含CO2和/或H2S的气体可以包括：天然气，合成天然气，合成气，燃烧烟雾，炼厂气，Claus尾气或生物质发酵气。气体优选包含50ppmv-70vol.％，更优选100ppmv-30vol.％和最优选100ppmv-15vol.％的CO2和/或10ppmv-50vol.％，更优选50ppmv-30vol.％和最优选50ppmv-15vol.％的H2S。
除了CO2和/或H2S之外，气体可以包含附加的酸性化合物，例如SO2(二氧化硫)，硫醇，COS(硫化羰)或CS2(二硫化碳)。这些附加的酸性化合物也可以通过本发明方法至少部分去除。
吸收器可以是本领域技术人员已知适合于进行吸收的任何类型的吸收器。例如，吸收器可以是包括膜的吸收器，所述膜保持气体和吸收剂组合物分开，但是允许通过膜吸收CO2和/或H2S。
优选地，吸收器在10-100℃，更优选20-80℃，仍然更优选20-60℃的温度下操作。
在本发明方法中，吸收器可以有利地在高温、例如50-70℃的温度下操作，同时仍然允许充分去除CO2和/或H2S。因此，本发明方法在其中冷却吸收器可能是昂贵的热和/或干燥气候中、例如在沙漠中是特别有利的。
优选吸收器中的压力为1.0-110bar。当气体包含合成气时，可以更优选20-60bar的压力。当气体包含天然气时，可以更优选50-90bar的压力。
再生器可以是本领域技术人员已知适合于进行富CO2和/或H2S的吸收剂组合物的再生的任何类型的再生器。例如，再生器可以是包括膜的再生器，所述膜保持例如蒸汽与富CO2和/或H2S的吸收剂组合物分开，但是允许通过膜解吸CO2和/或H2S。
优选地，再生器在足够高的温度下操作，以确保从富CO2和/或H2S的吸收剂组合物中释放大量的CO2和/或H2S。优选再生器在60-170℃，更优选70-160℃和仍然更优选80-140℃的温度下操作。
优选再生器在0.001bar-50bar，更优选大于1.0-30bar，仍然更优选1.5-20bar，仍然更优选2-10bar的总压力下操作。
步骤b)中获得的富CO2和/或H2S的气体可以在压缩机中加压。如果压缩，则优选将步骤b)中获得的富CO2和/或H2S的气体压缩至20-300bar，更优选40-300bar和最优选60-300bar的压力。加压后的富CO2和/或H2S的气体可以用于许多目的，特别是用于强化采收油、煤床甲烷或用于在地下地层中封存(sequestration)。通过将CO2和/或H2S注入油储层中，可以提高油采收率。例如，将加压后的富CO2和/或H2S的气体注入油储层中，在那里它将与存在的一些油混合。CO2和/或H2S和油的混合物将置换油，这些油不能被常规注入物所置换。
现在将参考附图1仅以示例的方式说明本发明。
图1中，使含CO2和/或H2S的进料气体物流(102)与包含具有3-5个胺官能团的聚胺、叔单胺和水的含水吸收剂组合物物流(104)在吸收器(106)中在约40℃的温度下接触。在吸收器中，CO2和/或H2S与吸收剂组合物中的具有3-5个胺官能团的聚胺和叔单胺反应，产生富CO2和/或H2S的吸收剂组合物的物流(108)和处理后的贫CO2和/或H2S的产物气体物流(110)。处理后的贫CO2和/或H2S的产物气体物流(110)在回收单元(111)中冷却和/或压缩，以从处理后的贫CO2和/或H2S的产物气体(110)中回收水和/或胺。富CO2和/或H2S的吸收剂组合物的物流(108)通过泵(109)前行，在换热器(112)中加热，随后在再生器(114)中再生，产生富CO2和/或H2S的产物气体物流(116)和再生的贫CO2和/或H2S的吸收剂组合物物流(104)。通过再沸器(115)将再生器保持在约120℃的温度下。富CO2和/或H2S的产物气体物流(116)在回收单元(117)中冷却和/或压缩，以从富CO2和/或H2S的产物气体(116)中回收水和/或胺。再生的贫CO2和/或H2S的吸收剂组合物(104)在换热器(118)中冷却和通过泵(119)循环至吸收器(106)。
实施例1-3和对比例A-F
在包括吸收器和再生器的配置中用吸收剂组合物处理负载有CO2的含氮进料气体。吸收剂组合物包含如表1中所示的胺的水溶液。进料气体的组成和进料气体流量列于表1中。表1中，DMAPAPA指N，N-二甲基二亚丙基三胺和DMMEA指N，N-二甲基单乙醇胺。
通过收集器将进料气体加入吸收器的底部中，在那里它以逆流方式与从吸收器顶部流至吸收器底部的吸收剂组合物接触。由吸收器顶部获得贫CO2的气体。由吸收器底部获得富CO2的吸收剂组合物，通过泵和电加热器前行至再生器顶部。通过用电加热盘管加热再生容器底部，向再生器施加另外的热量。监控通过两个电加热器施加的能量。由再生器顶部获得包含CO2和蒸汽的富CO2的气体，由再生器底部获得贫CO2的吸收剂组合物。贫CO2的吸收剂组合物通过冷却盘管和泵循环至吸收器顶部。
吸收器在大约40℃的温度操作和含有填充其体积约97％的不锈钢填料(Sulzer Chemtech Ltd制备的EX SS316L实验室规整填料)。再生器在大约120℃的温度操作，和也含有填充其体积约87％的不锈钢填料(Sulzer Chemtech Ltd制备的EX SS316L实验室规整填料)。在吸收器和再生器顶部施加冷凝器以从系统中减少水和胺的损失。单元连续运行和含有自动水添加供应，以维持吸收剂组合物。使用气相色谱(GC)测量进料气体物流、贫CO2的气体物流和富CO2的气体物流的CO2和水含量。通过用在再生器底部由电加热器每小时加入的能量(MJ)除以在再生器顶部每小时产生的CO2量(kg)确定去除CO2所需的能量(MJ/kg CO2)。通过计算在再生器顶部每小时产生的CO2量(摩尔)除以进入再生器的吸收剂组合物的量(kg)确定每kg吸收剂组合物所再生的CO2摩尔数。通过将每小时由再生器获得的富CO2的气体回收的CO2摩尔量除以每小时富CO2的吸收剂组合物中进入再生器的胺摩尔量计算Δ负载量，即它表示了再生1摩尔CO2需要多少摩尔的胺。
CO2回收百分比(％)根据下式确定：
Figure BDA0000134904510000121
Figure BDA0000134904510000131

Claims (14)

1.一种用于从含CO2和/或H2S的气体中去除CO2和/或H2S的吸收剂组合物，所述吸收剂组合物包含聚胺、单胺和水，
其中聚胺包括具有3-5个胺官能团的聚胺且具有小于200g/mol的分子量；
其中单胺包括叔单胺；和
其中具有3-5个胺官能团的聚胺与叔单胺的重量比大于1∶1。
2.权利要求1的吸收剂组合物，其中具有3-5个胺官能团的聚胺是非环状的具有3-5个胺官能团的聚胺和/或叔单胺是非环状的叔单胺。
3.权利要求1或2的吸收剂组合物，其中聚胺包括具有3-4个胺官能团的聚胺。
4.权利要求1-3任一项的吸收剂组合物，其中聚胺和单胺的总重量百分比是总吸收剂组合物的小于或等于70wt％。
5.权利要求1-4任一项的吸收剂组合物，其中具有3-5个胺官能团的聚胺是通式I的聚胺：
Figure FDA0000134904500000011
通式I
其中各R1独立地表示含有1-6个碳原子的取代或未取代亚烷基；其中各R2独立地表示氢或包含1-12个碳原子的烃基；和其中x可以是1，2或3。
6.权利要求1-5任一项的吸收剂组合物，其中聚胺包括二亚乙基三胺，二甲基氨基丙基氨基丙基胺或它们的组合。
7.权利要求1-6任一项的吸收剂组合物，其中叔单胺是通式II的单胺：
Figure FDA0000134904500000021
通式II
其中各R3独立地可以表示含有1-6个碳原子的烃基。
8.权利要求1-7任一项的吸收剂组合物，其中单胺包括二甲基乙醇胺，二乙基单乙醇胺或它们的组合。
9.一种从含CO2和/或H2S的气体中去除CO2和/或H2S的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)在吸收器中使气体与吸收剂组合物接触，其中吸收剂组合物吸收气体中的至少部分CO2和/或H2S，产生贫CO2和/或H2S的气体和富CO2和/或H2S的吸收剂组合物；
(b)在再生器中从富CO2和/或H2S的吸收剂组合物中去除至少部分CO2和/或H2S，产生富CO2和/或H2S的气体和贫CO2和/或H2S的吸收剂组合物；
其中吸收剂组合物是权利要求1-8任一项的吸收剂组合物。
10.权利要求9的方法，其中将步骤b)中获得的贫CO2和/或H2S的吸收剂组合物循环至步骤a)，以与吸收器中的气体接触。
11.权利要求9或10的方法，其中将步骤b)中获得的富CO2和/或H2S的气体压缩至20-300bar的压力。
12.权利要求11的方法，其中将压缩后的富CO2和/或H2S的气体注入地下地层中，优选用于强化油采收或用于储存入含水储层中或用于储存入空的油储层中。
13.叔单胺作为促进剂用于促进从含CO2和/或H2S的具有3-5个胺官能团的聚胺中去除CO2和/或H2S的用途。
14.权利要求13的用途，其中具有3-5个胺官能团的聚胺与叔单胺的重量比大于1∶1，和其中具有3-5个胺官能团的聚胺和叔单胺包含在含水胺溶液中。
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