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1、10申请公布号CN104080523A43申请公布日20141001CN104080523A21申请号201280068364222申请日2012101811/0365620111130FRB01D53/14200601B01D53/52200601B01D53/6220060171申请人IFP新能源公司地址法国里埃马尔迈松72发明人B德尔福特D勒佩内奇F波尔谢伦T华尔德J格朗让74专利代理机构上海专利商标事务所有限公司31100代理人郭辉54发明名称用基于双氨基3丙基醚或氨基2乙基氨基3丙基醚的吸收剂溶液从气态流出物除去酸化合物的方法57摘要除去气态流出物中包含的酸化合物的方法，所述方法包括。
2、在柱C1中使气态流出物与吸收剂溶液4接触，该吸收剂溶液4包含属于双氨基3丙基醚或氨基2乙基氨基3丙基醚族的一种或更多种二胺的水溶液。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014072986PCT国际申请的申请数据PCT/FR2012/0004252012101887PCT国际申请的公布数据WO2013/079816FR2013060651INTCL权利要求书2页说明书19页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书19页附图1页10申请公布号CN104080523ACN104080523A1/2页21一种除去气态流出物中包含的酸化合物的方法，其中通过。
3、使所述流出物与一种吸收剂溶液接触来实施酸化合物吸收阶段，所述吸收剂溶液包括水，选自具有通式I和II的分子中的至少一种二胺其中各基团R独立的选自甲基基团或乙基基团。2如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二胺选自下述分子中的一种双二甲基氨基3丙基醚双二乙基氨基3丙基醚二甲基氨基2乙基二甲基氨基3丙基醚二乙基氨基2乙基二甲基氨基3丙基醚二甲基氨基2乙基二乙基氨基3丙基醚二乙基氨基2乙基二乙基氨基3丙基醚权利要求书CN104080523A2/2页33如权利要求1和2中任一项所述的方法，其特征在于，所述吸收剂溶液包括10重量90重量的所述二胺和10重量90重量的水。4如上述权利要求中的任一项所述的方。
4、法，其特征在于，所述吸收剂溶液还包括20重量以下的非零比例的伯胺或者仲胺。5如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述伯胺或仲胺选自下组单乙醇胺，N丁基乙醇胺，氨基乙基乙醇胺，二甘醇胺，哌嗪，N2羟乙基哌嗪，N2氨基乙基哌嗪，吗啉，3甲基氨基丙胺，1,6已二胺，N,N二甲基1,6已二胺。6如上述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述吸收剂溶液还包括选自甲醇和环丁砜的物理溶剂。7如上述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，在1巴120巴的压力范围、20100的温度范围中实施所述酸化合物吸收阶段。8如上述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，在所述吸收阶段之后，获得耗尽了酸化合物的气。
5、态流出物和载有酸化合物的吸收剂溶液，并对所述载有酸化合物的吸收剂溶液进行至少一个再生阶段。9如上述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，在1巴10巴的压力范围、100180的温度范围中实施所述再生阶段。10如上述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述气态流出物选自天然气、合成气、燃烧烟气、炼厂气、来自胺装置的酸气、克罗斯尾气、生物质发酵气体、水泥厂气体和焚烧炉烟气。11如权利要求110中的任一项所述的方法，其特征在于，所述气态流出物包括H2S和CO2，实施所述方法来相对于CO2选择性地除去H2S。权利要求书CN104080523A1/19页4用基于双氨基3丙基醚或氨基2乙基氨基3丙。
6、基醚的吸收剂溶液从气态流出物除去酸化合物的方法技术领域0001本发明涉及气态流出物脱酸方法领域。本发明可优选用于处理工业来源的气体和天然气。0002发明背景0003使用水性胺溶液的吸收方法通常用来除去存在于气体中的酸化合物特别是CO2,H2S,COS,CS2,SO2和硫醇。通过使气体与吸收剂溶液接触来脱酸，然后热再生所述吸收剂溶液。例如，文献美国专利第6,852,144号描述了从烃除去酸化合物的方法。所述方法使用水N甲基二乙醇胺或水三乙醇胺吸收剂溶液，该吸收剂溶液含有高比例的属于下组的化合物哌嗪和/或甲基哌嗪和/或吗啉。0004常用于脱酸应用的吸收剂溶液的限制之一是它们相对于CO2对H2S的吸。
7、收选择性不足。实际上，在一些天然气脱酸情况下，通过限制最大CO2吸收来寻求选择性除去H2S。对于CO2含量已经小于或等于所需规格的待处理的气体而言，这种约束是特别重要的。然后，用相对于CO2的最大H2S吸收选择性来寻求最大的H2S吸收容量。这种选择性允许最大化所制备的经处理气体的量，以及允许在再生器出口回收具有可能的最高浓度H2S的酸气，这限制了位于该处理下游的硫链装置的尺寸，并保证更好的操作。在一些实施方式中，必须有H2S富集装置来浓缩H2S中的酸气。在这种情况下，还寻求最具选择性的胺。通常使用对CO2呈现出缓慢反应动力学的叔胺如N甲基二乙醇胺或位阻胺，但它们的选择性受限于高H2S加料比例。。
8、0005在总脱酸应用中常常使用的吸收剂溶液的另一限制是太慢的CO2或COS捕集动力学。在所需的CO2或COS规格水平非常高的情况下，寻求可能的最快的反应动力学，从而降低吸收柱的高度，这种设备处于压力下，通常为20巴90巴，是工艺的投资成本中的显著部分。0006不管在总脱酸应用中寻求最大的CO2和COS捕集动力学，还是在选择性应用中寻求最小的CO2捕集动力学，总是期望使用具有可能的最高循环容量的吸收剂溶液。循环容量用表示，对应于加入吸收柱的吸收剂溶液和从所述柱底部排出的吸收剂溶液之间的加料比例差表示吸收的酸化合物的摩尔数，N酸气/千克的吸收剂溶液。实际上，吸收剂溶液的循环容量越高，用于对待处理的。
9、气体进行脱酸的吸收剂溶液的流动速率就越有限。在气体处理方法中，降低吸收剂溶液流动速率也对降低成本有重大影响，特别是考虑到吸收柱尺寸。0007使用吸收剂溶液对气体或工业烟气进行处理操作的另一主要方面还在于分离剂的再生。取决于吸收类型物理和/或化学，通常考虑用称为“剥离气体”的蒸气通过膨胀和/或蒸馏和/或夹带来再生。0008特别地，目前常用的吸收剂溶液的限制之一是用于溶剂再生的能耗过高。在酸气分压较低的情况下，尤其如此。例如，对于在热电厂烟气中燃烧后CO2捕集的30重量的说明书CN104080523A2/19页52氨基乙醇或单乙醇胺或乙醇胺或MEA水溶液，其中CO2分压约为012巴，再生能量为约3。
10、7GJ每吨捕集的CO2。这种能耗是CO2捕集过程的显著操作成本。0009本领域普通技术人员熟知通过蒸馏胺溶液来再生所需的能量可分为3种不同的项目用于加热在再生器顶部和底部之间的吸收剂溶液所需的能量，用于通过蒸发剥离气体降低再生器中酸气分压的能量，以及用于破坏胺和CO2之间的化学键所需的能量。0010前两种项目与待在工厂循环以取得给定规格的吸收剂溶液流量成反比。为了降低与溶剂再生相关的能耗，因此需再次优选地最大化溶剂的循环容量。0011最后的项目涉及用于破坏在所用胺和CO2之间形成的键所需的能量。为了降低与吸收剂溶液再生相关的能耗，因此优选地最小化结合焓H。但是，找到具有高循环容量和低反应焓的溶。
11、剂并不容易。因此，从能量的观点来看，最佳的吸收剂溶液是允许在高循环容量和低结合焓H之间达到最佳折衷的吸收剂溶液。0012吸收剂溶液的化学稳定性也是气体脱酸和处理过程中的主要问题。耐降解性是常用吸收剂溶液的限制，特别是在CO2捕集过程中考虑的160180的温度范围的再生条件下。这些条件将允许在510巴的压力下回收CO2，由此使得能节省在运输和储存CO2时用于压缩捕集的CO2的能量。0013因此，难以找到化合物或化合物族，在燃烧后CO2捕集以及气体处理脱酸方面，它们允许以更低的操作成本包括再生能量以及与降解造成的损失相关的成本来操作各种脱酸过程。0014本领域普通技术人员熟知叔胺或仲胺具有严重的空。
12、间位阻，具有比阻碍较少的伯胺或仲胺更低的CO2捕集动力学，如下述文章所述G斯塔托力GSARTORI等发表于工业工程和化学基础INDUSTRIALENGINEERINGANDCHEMISTRYFUNDAMENTALS,22,1983,239249；以及分离和纯化方法SEPARATIONANDPURICATIONMETHODS,1621987,171200。另一方面，具有严重空间位阻的叔胺或仲胺具有瞬间H2S捕集动力学，这允许基于独特的动力学性能选择性地除去H2S。0015在这些叔胺或位阻胺的应用中，美国专利第4,405,582号描述了一种通过吸收剂选择性地从包含H2S和CO2的气体中除去H2S的。
13、方法，该吸收剂包含二氨基醚类的胺，其中两种胺官能团中的至少一种是叔胺。0016日本专利第8,257,353描述了一种捕集燃烧烟气中的CO2的方法，其基于具有对应于下述通式的胺溶液00170018在此专利中提供的二胺的通式中，排他性地将连接两氮原子的烷基醚单元规定为乙氧基乙基CH2CH2OCH2CH2单元。具体来说，感兴趣的化合物是双2二甲基氨基乙基醚，并使它与燃烧烟气接触。但是，该文献没有描述这种分子的耐降解性能。0019本发明人发现，在用于工业过程酸气处理的吸收剂溶液制剂中，二胺醚类的胺在性能方面不是等同的。有些二胺醚类的分子性能不足，特别是考虑其化学稳定性，不适合用于酸气处理。相反，其它分。
14、子呈现特别高的化学稳定性和吸收性能。说明书CN104080523A3/19页60020本发明的目的是属于双氨基烷基醚族的特殊分子的应用，其呈现在气体脱酸背景下就CO2捕集容量、H2S的选择性去除和热稳定性而言的最优性能。这些双氨基烷基醚呈现的特殊特征为具有至少一个二烷基氨基丙基醚单元。具体来说，这些分子是具有下述通式的双二烷基氨基3丙基醚00210022和具有下述通式的二烷基氨基2乙基二烷基氨基3丙基醚00230024在通式I和II两者中的各基团R独立地选自甲基基团或乙基基团。发明内容0025总的来说，本发明限定了一种除去气态流出物中包含的酸化合物的方法，其中通过使所述流出物与一种吸收剂溶液接。
15、触来实施酸化合物吸收阶段，所述吸收剂溶液包括0026水，0027选自具有通式I和II的分子中的至少一种二胺00280029其中各基团R独立地选自甲基基团或乙基基团。0030根据本发明，所述二胺可选自下述分子中的一种0031双二甲基氨基3丙基醚00320033双二乙基氨基3丙基醚0034说明书CN104080523A4/19页70035二甲基氨基2乙基二甲基氨基3丙基醚00360037二乙基氨基2乙基二甲基氨基3丙基醚00380039二甲基氨基2乙基二乙基氨基3丙基醚00400041二乙基氨基2乙基二乙基氨基3丙基醚00420043所述吸收剂溶液可包括10重量90重量的所述二胺和10重量90重量。
16、的水。0044所述吸收剂溶液还可包括20重量以下的非零比例的伯胺或者仲胺。所述伯胺或仲胺选自下组0045单乙醇胺，0046N丁基乙醇胺，0047氨基乙基乙醇胺，0048二甘醇胺，0049哌嗪，0050N2羟乙基哌嗪，0051N2氨基乙基哌嗪，0052吗啉，说明书CN104080523A5/19页800533甲基氨基丙胺，00541,6已二胺，0055N,N二甲基1,6已二胺。0056所述吸收剂溶液还可包括选自甲醇和环丁砜的物理性溶剂。0057可在1巴120巴的压力范围、20100的温度范围中，实施所述酸化合物吸收阶段。0058在所述吸收阶段之后，可获得耗尽了酸化合物的气态流出物和载有酸化合物的。
17、吸收剂溶液，并可对所述载有酸化合物的吸收剂溶液进行至少一个再生阶段。0059可在1巴10巴的压力范围、100180的温度范围中，实施所述再生阶段。0060所述气态流出物可选自天然气、合成气、燃烧烟气、炼厂气、来自胺装置的酸气、克罗斯CLAUS尾气、生物质发酵气体、水泥厂气体和焚烧炉烟气。0061在所述气态流出物包括H2S和CO2的情况下，实施所述方法来相对于CO2选择性地除去H2S。0062在酸气分压较低的应用中例如用于捕集燃烧烟气包含的CO2，以及在酸气分压较高的应用中例如天然气处理，使用根据本发明的双氨基烷基醚化合物允许获得比参比胺更高的循环容量。这种性能增加是因为相对于分子的摩尔质量具有。
18、更高密度的胺位点，还因为单一分子具有不能形成氨基甲酸酯的两个叔胺官能团。0063此外，根据本发明的化合物具有比参比胺更高的对H2S的选择性，因为具有更高密度的叔胺位点，其相对于CO2的反应动力学是缓慢的。0064此外，在吸收剂溶液包含与伯胺或仲胺预先混合的本发明二胺的天然气处理应用的特别情况下，本发明允许相对于包含相同比例的伯胺或仲胺的MDEA溶液加速COS吸收动力学。在需要以高水平的规格1PPM除去这些化合物的情况下，COS吸收动力学的提高允许节省吸收柱的成本。0065此外，相对于基于胺的现有技术的吸收剂溶液，根据本发明的双氨基烷基醚呈现出较低的高温降解速率。因此能在更高的温度和压力下再生根。
19、据本发明的吸收剂溶液，并由此制备更高压力的酸气。在捕集烟气中所含CO2且必须把烟气中的酸气压缩至液化然后再注入地下储层的情况下，这特别令人感兴趣。附图说明0066结合显示酸性气体处理方法的框图1阅读下面的描述，能清楚地了解本发明的其他特点和优势。0067详细描述0068本发明的目的是使用具有下述通式I的双二烷基氨基3丙基醚或者具有下述通式II的二烷基氨基2乙基二烷基氨基3丙基醚的水溶液，从气态流出物中除去酸性化合物0069说明书CN104080523A6/19页90070通式中的各基团R独立的选自甲基基团或乙基基团。0071双二烷基氨基3丙基醚的合成0072本发明的这些分子可通过有机化学允许的。
20、任意路线来合成。作为非穷尽示例，将提及这些路线中的一些。通过下图表示这些路线，并需要一些评述。00730074第一种路线由连续的阶段1、2和3来表示。根据这种路线，通过3卤代丙醇如氯丙醇和二甲胺或二乙胺缩合，来制备3二甲基氨基丙醇或3二乙基氨基丙醇。然后，把部分的3二烷基氨基丙醇转化成通常作为盐酸盐分离的二烷基氨基丙基氯化物。可用本领域普通技术人员已知的方法来进行这个反应，例如通过亚硫酰氯。最后，3二烷基氨基丙基氯化物与二烷基氨基丙醇或后者的醇盐形式缩合，得到本发明的双3二烷基氨基丙基醚。在美国专利第3,480,675号1969和J法克斯托普JFAKSTORP等发表于斯堪的纳维亚化学学刊ACT。
21、ACHEMICASCANDINAVIA1953,第134139页，同上，1954，第350353页的文章中详细描述了这种合成路线。0075第二种路线由连续的阶段4、5和6来表示。根据这种路线，通过通常在酸性介质中的1,3丙二醇的缩合醚化来获得双3羟丙基醚。这个阶段见专利WO2009/059,1482007中的详细描述。然后，通过氯化剂如亚硫酰氯把该二醇转化成双说明书CN104080523A7/19页103氯代丙基醚，使该双3氯代丙基醚与二甲胺或二乙胺反应，从而得到本发明的双3二烷基氨基丙基醚。这种路线的变体包括直接在二醇双3羟基丙基醚上实施二甲胺或二乙胺缩合反应，而不经过氯化阶段用阶段7取代阶。
22、段56序列。0076第三种路线把阶段8,9,10和11串在一起，且它包括实施丙烯腈分子的水解，得到3羟基丙腈，通过与第二丙烯腈分子反应把该3羟基丙腈转化成双2氰基乙基醚。在美国专利第4,965,362号1989和美国专利第5,268,499号1993中详细描述了这个反应。然后氢化双2氰基乙基醚，并把腈官能团还原成伯胺官能团，这是控制良好的工业反应，得到二胺双3氨基丙基醚，然后使用熟知的方式甲基化或乙基化该二胺双3氨基丙基醚，特别是在氢和合适的催化剂存在下用甲醛或乙醛进行还原性胺化。最后的反应得到本发明的双3二烷基氨基丙基醚。这种路线提供的优势在于只使用丰富和廉价的大吨产品如丙烯腈、氢、甲醛或乙。
23、醛作为基础材料。这种路线的优势还在于只使用不含卤化物的选择性和工业良好受控的反应，且不产生副产物。0077这种路线的一种变体图中未显示可使用丙烯酰胺来代替丙烯腈。水解阶段得到3,3氧双丙酰胺，把它氢化成双3氨基丙基醚，然后甲基化或乙基化。这种路线的第二种变体图中未显示可使用N,N二甲基丙烯酰胺或N,N二乙基丙烯酰胺来代替丙烯腈。水解阶段得到3,3氧双N,N二甲基丙酰胺或者得到3,3氧双N,N二乙基丙酰胺。最后，酰胺官能团氢化阶段得到本发明的二胺。0078合成二烷基氨基2乙基二烷基氨基3丙基醚0079本发明的这些分子可通过有机化学允许的任意路线来合成。作为非穷尽示例，将提及这些路线中的一些。通过。
24、下图表示这些路线，并需要一些评述。00800081第一种路线通过阶段1表示。根据本路线，通过3二烷基氨基丙基氯化物市售的常常为其盐酸盐形式与2二烷基氨基乙醇或它的醇盐形式缩合来制备二烷基氨说明书CN104080523A108/19页11基2乙基二烷基氨基3丙基醚，从而得到本发明的二烷基氨基2乙基二烷基氨基3丙基醚。0082第二种路线通过阶段2表示。根据本路线，通过2二烷基氨基乙基氯化物市售的常常为其盐酸盐形式与3二烷基氨基丙醇或它的醇盐形式缩合来制备二烷基氨基2乙基二烷基氨基3丙基醚，从而得到本发明的二烷基氨基2乙基二烷基氨基3丙基醚。0083在美国专利第3,480,675号1969和J法克斯。
25、托普JFAKSTORP等发表于斯堪的纳维亚化学学刊ACTACHEMICASCANDINAVIA1953,第134139页，同上，1954，第350353页的文章中详细描述了这种合成路线。0084第三种路线把阶段3,4,5和6串在一起，它包括实施2二烷基氨基乙醇分子和丙烯腈分子的加成根据反应4，从而得到二烷基氨基2乙基3氰基乙基醚。可通过把二烷基胺加成至环氧乙烷的反应1来制备2二烷基氨基乙醇。然后，根据反应5，把二烷基氨基2乙基3氰基乙基醚氢化成二烷基氨基2乙基3氨基丙基醚。最后，使用熟知的方式甲基化或乙基化二烷基氨基2乙基3氨基丙基醚的伯胺官能团，特别是在氢和合适的催化剂存在下用甲醛或乙醛进行。
26、还原性胺化，用于得到本发明的二烷基氨基2乙基二烷基氨基3丙基醚。这种路线提供的优势在于只使用丰富和廉价的大吨产品如环氧乙烷、二甲胺、二乙胺、丙烯腈、氢气、甲醛或乙醛作为基础材料。这种路线的优势还在于只使用不含卤化物的选择性和工业良好受控的反应，且不产生副产物。0085这种路线的一种变体图中未显示可使用丙烯酰胺来代替丙烯腈。还原残留的酰胺官能团得到二烷基氨基2乙基3氨基丙基醚。0086气态流出物的性质0087根据本发明的吸收剂溶液可用来对下述气态流出物进行脱酸天然气、合成气、燃烧烟气、炼厂气、来自胺装置的酸气、克罗斯CLAUS尾气、生物质发酵气体、水泥厂气体和焚烧炉烟气。这些气态流出物包括一种或。
27、更多种下述酸化合物CO2,H2S,硫醇,COS,CS2,SO2。0088根据本发明的方法非常适于捕集包含于燃烧烟气中的CO2。特别地，通过烃、生物气体、在锅炉中的煤或者用于燃气轮机例如，为了产生电力的煤燃烧，来产生燃烧烟气。作为示例，根据本发明的方法可实施来吸收至少70，优选地至少80或甚至至少90的包含于燃烧烟气中的CO2。这些烟气通常包括2060的温度范围、15巴BAR的压力范围，且它们可包括5080的氮、540的二氧化碳、120的氧，以及一些杂质例如SOX和NOX如果它们没有在脱酸工艺上游除去的话。特别地，根据本发明的方法特别适于吸收包括低CO2分压的燃烧烟气中包含的CO2，例如低于20。
28、0毫巴的CO2分压。0089可实施根据本发明的方法来对合成气进行脱酸。合成气包括一氧化碳CO，氢气H2通常H2/CO比例为2，水蒸汽通常在清洗温度下饱和以及二氧化碳CO2在10的量级。压力范围通常为2030巴，但它最高可达70巴。它还包括含硫杂质H2S,COS等、含氮杂质NH3,HCN以及卤化杂质，以及重金属。0090可实施根据本发明的方法来对天然气进行脱酸。天然气主要由气态烃组成，但它可包括一些下述酸化合物CO2,H2S,硫醇,COS,CS2。这些酸化合物的比例是非常不确定的，说明书CN104080523A119/19页12对于CO2和H2S最高可达40。天然气的温度范围可为20100。待处。
29、理的天然气的压力范围可为10120巴。可实施本发明来达到通常对脱酸气体设置的规格，它是小于2体积CO2，或者甚至小于50体积PPMCO2，从而实施天然气的液化，小于4体积PPMH2S，且小于50体积PPM或甚至小于10体积PPM硫总量。0091吸收剂溶液的组成0092用于根据本发明的方法的吸收剂溶液包括0093A水，0094B选自具有下述通式I的双二烷基氨基3丙基醚，或者具有下述通式II的二烷基氨基2乙基二烷基氨基3丙基醚的至少一种二胺00950096在通式I和II中的各基团R独立地选自甲基基团或乙基基团。0097例如，根据本发明的吸收剂溶液可包括下述的一种二胺分子0098双二甲基氨基3丙基醚。
30、00990100双二乙基氨基3丙基醚01010102二甲基氨基2乙基二甲基氨基3丙基醚01030104二乙基氨基2乙基二甲基氨基3丙基醚0105说明书CN104080523A1210/19页130106二甲基氨基2乙基二乙基氨基3丙基醚01070108二乙基氨基2乙基二乙基氨基3丙基醚01090110优选地，根据本发明的吸收剂溶液可包括下述的一种二胺分子0111双二甲基氨基3丙基醚01120113或者二甲基氨基2乙基二甲基氨基3丙基醚01140115根据本发明的二胺在吸收剂溶液中的浓度范围可变化，例如为10重量90重量，优选地20重量60重量，以及更优选地30重量50重量。0116吸收剂溶液可。
31、包括10重量90重量的水，优选地40重量80重量的水，更优选地50重量70重量的水。0117在一种实施方式中，可用包含至少一个伯胺或仲胺官能团的化合物来配制根据本发明的二胺。例如，吸收剂溶液包括最高达20重量、优选地15重量以下、更优选地10重量以下浓度的所述包含至少一个伯胺或仲胺官能团的化合物。优选地，吸收剂溶液包括至少05重量的所述包含至少一个伯胺或仲胺官能团的化合物。所述化合物允许加速COS的吸收动力学，在某些情况下加速待处理的气体中包含的CO2的吸收动力学。0118下面给出了可加入本发明制剂中的包含至少一个伯胺或仲胺官能团的化合物的非穷尽列表0119单乙醇胺，0120N丁基乙醇胺，01。
32、21氨基乙基乙醇胺，0122二甘醇胺，0123哌嗪，说明书CN104080523A1311/19页140124N2羟乙基哌嗪，0125N2氨基乙基哌嗪，0126吗啉，01273甲基氨基丙胺，01281,6已二胺，0129N,N二甲基1,6已二胺。0130吸收剂溶液还可包括选自例如甲醇和环丁砜的物理性溶剂。0131从气态流出物除去酸化合物的方法0132例如如图1所示，示意性地通过在再生阶段之前实施吸收阶段，来实现使用根据本发明的包括二胺的水溶液对气态流出物进行脱酸。0133参考图1，吸收阶段包括使气态流出物1与吸收剂溶液4接触。把气态流出物1加入柱C1的底部，并把吸收剂溶液加入C1的顶部。为柱C。
33、1提供气液接触装置，例如无规填料塔盘、规整填料塔盘或蒸馏盘。接触时，根据本发明的吸收剂溶液的二胺的胺官能团与包含于流出物中的酸化合物反应，从而获得离开柱C1顶部的、耗尽了酸化合物的气态流出物2，以及离开柱C1的底部以便再生的、富集了酸化合物的吸收剂溶液3。0134再生阶段具体包括加热和任选地膨胀富集了酸化合物的吸收剂溶液，从而以气体形式释放酸化合物。把富集了酸化合物的吸收剂溶液3加入热交换器E1，在该热交换器中用来自再生柱C2的物料流6加热它。把在E1出口的加热的溶液5加入再生柱C2。0135再生柱C2装配有例如气液接触内部部件，例如塔盘，例如无规填料塔盘或规整填料塔盘。柱C2的底部装配了再沸。
34、器R1，其提供通过蒸发部分的吸收剂溶液来进行再生所需的热量。在柱C2中，在通过5流入的吸收剂溶液与通过再沸器产生的蒸汽的接触的作用下，以气体形式释放酸化合物，并通过管道7在C2的顶部排出。将再生的吸收剂溶液6即耗尽了酸化合物6，在E1中冷却，然后通过管道4再循环至柱C1。0136可在C1中实施酸化合物吸收阶段，其压力范围是1120巴，对于天然气处理优选为20100巴，对于工业烟气处理优选为13巴，且在C1中的温度范围是20100，优选为3090，或甚至为3060。0137可通过热再生，任选地用一种或更多种膨胀阶段来辅助，来实施根据本发明的方法的再生阶段。0138可在C2中实施再生，其压力范围是。
35、15巴，或甚至最高达10巴，且在C2中的温度范围是100180，优选为130170。在预期酸气被再次加入的情况下，在C2中的再生温度范围优选为155180。实施例0139在下述实施例中，将包括30重量50重量的根据本发明的二胺的水溶液用作吸收剂溶液。0140实施例1合成操作模式0141给出用于合成由通式I和II所示的化合物的操作模式。0142下述实施例阐述了按照如上所述第一种合成路线来合成根据本发明的分子。应理解，就合成路线以及可能的操作模式而言，本文没有描述这些分子的所有合成可能性。说明书CN104080523A1412/19页150143双二甲基氨基3丙基醚的合成0144通过3二甲基氨基1。
36、丙醇与等摩尔量的苏打在甲苯中的反应，来制备3二甲基氨基1丙醇的醇盐。通过共沸蒸馏除去缩合的水。把286摩尔的3二甲基氨基1氯代丙烷缓慢地加入476摩尔的在甲苯中回流的这种醇盐里。反应持续15小时。冷却回到室温以后，添加300毫升的水，并通过倾析来分离有机相。用甲苯提取水相3次，然后合并有机相，在减压蒸馏后收集到359克产物，根据13CNMRCDCL3分析，该产物符合双二甲基氨基3丙基醚的结构0145273PPMCH32NCH2CH2CH2OCH2CH2CH2NCH320146447PPMCH32NCH2CH2CH2OCH2CH2CH2NCH320147559PPMCH32NCH2CH2CH2O。
37、CH2CH2CH2NCH320148682PPMCH32NCH2CH2CH2OCH2CH2CH2NCH320149双二乙基氨基3丙基醚的合成0150在环境温度下通过控制放热，把207摩尔的二乙胺小心地加入688摩尔的3氯1丙醇，然后把反应介质加入高压釜反应器中，升温至120并保持4小时。冷却回到环境温度以后，蒸馏除去过量的二乙胺，并用苏打中和介质。用醚提取和蒸馏之后，收集到766克的3二乙基氨基1丙醇。在不超过20的温度下，用在750毫升二氯甲烷中的203摩尔的亚硫酰氯处理191摩尔的这种产品。然后，在蒸馏除去过量的二氯甲烷和亚硫酰氯并用乙醇和丙酮的混合物重结晶以后，获得对应于3二乙基氨基1氯。
38、代丙烷盐酸盐的固体291克。中和该盐酸盐153摩尔，并加入到20摩尔的之前制备的3二乙基氨基1丙醇的钠醇盐中。在与之前实施例类似的条件下进行反应，但将加水和用醚提取换成对所形成的盐进行离心。蒸馏后，收集到295克产物，根据13CNMRCDCL3分析，该产物符合双二乙基氨基3丙基醚的结构0151113PPMCH3CH22NCH2CH2CH2OCH2CH2CH2NCH2CH320152271PPMCH3CH22NCH2CH2CH2OCH2CH2CH2NCH2CH320153463PPMCH3CH22NCH2CH2CH2OCH2CH2CH2NCH2CH320154491PPMCH3CH22NCH2C。
39、H2CH2OCH2CH2CH2NCH2CH320155685PPMCH3CH22NCH2CH2CH2OCH2CH2CH2NCH2CH320156二甲基氨基2乙基二甲基氨基3丙基醚的合成0157通过2二甲基氨基乙醇与等摩尔量的苏打在甲苯中的反应，来制备2二甲基氨基乙醇的醇盐。通过共沸蒸馏除去缩合的水。把089摩尔的3二甲基氨基1氯代丙烷缓慢地加入156摩尔的在甲苯中回流的这种醇盐里。反应持续3小时。冷却回到室温以后，添加300毫升的水，并通过倾析来分离有机相。用甲苯提取水相3次，然后合并有机相，在减压蒸馏后收集到78克产物，根据13CNMRCDCL3分析，该产物符合二甲基氨基2乙基二甲基氨基3丙。
40、基醚的结构0158451PPMCH32NCH2CH2OCH2CH2CH2NCH320159581PPMCH32NCH2CH2OCH2CH2CH2NCH320160686PPMCH32NCH2CH2OCH2CH2CH2NCH320161681PPMCH32NCH2CH2OCH2CH2CH2NCH320162270PPMCH32NCH2CH2OCH2CH2CH2NCH32说明书CN104080523A1513/19页160163581PPMCH32NCH2CH2OCH2CH2CH2NCH320164447PPMCH32NCH2CH2OCH2CH2CH2NCH320165实施例2双二甲基氨基3丙基醚。
41、的捕集容量0166特别地，比较了用于捕集燃烧后烟气中包含的CO2的应用中，根据本发明的二胺的CO2捕集容量性能和参比溶剂30重量单乙醇胺MONOETHANOLAMINE水溶液的CO2捕集容量性能。它们还与美国专利第4,405,582号所述的1,2双2二甲基氨基乙氧基乙烷水溶液以及日本专利第8,257,353号所要求保护的双2N,N二甲基氨基乙基醚的CO2捕集容量性能进行了比较。0167在充分搅拌的密闭反应器中，于水性胺溶液中实施吸收测试，且通过调节系统控制该反应器的温度。对于各溶液，吸收都是通过从储备容器中注射纯CO2，在50立方厘米的液体体积中进行的。在注射任何CO2之前，首先对溶剂溶液抽气。
42、。测量反应器中气相的压力，且气相的总物料平衡允许测量溶剂加料比例NB摩尔的酸气/NB摩尔的胺。0168作为示例，表1比较了用于燃烧后CO2捕集应用的根据本发明的双二甲基氨基3丙基醚吸收剂溶液、单乙醇胺吸收剂溶液、1,2双2二甲基氨基乙氧基乙烷吸收剂溶液以及30重量双2N,N二甲基氨基乙基醚吸收剂溶液，在40下用于不同CO2分压而获得的加料比例NB摩尔的酸气/NB摩尔的胺。0169把在实验室获得的加料比例的数量转化成所述方法的定量特征需要一些计算，下文将针对所寻求的应用来解释。0170在燃烧后CO2捕集应用的情况下，在待处理的流出物中的CO2分压通常是01巴，温度为40，且寻求减少90的酸气。计。
43、算表达为摩尔CO2/千克溶剂的循环容量PC，考虑到在吸收柱底部PPCO201巴溶剂达到它的最大热力学容量，且在柱顶部PPCO2001巴条件下必须至少在它的热力学容量以下再生来取得减少90的CO2。0171PCPPCO20,1巴PPCO20,01巴A10/M0172式中，A是胺浓度，表达为重量，M是胺的摩尔质量，单位是G/MOL,PPCO201巴和PPCO2001巴是平衡状态下溶剂的加料比例摩尔CO2/摩尔胺，CO2分压分别为01巴和001巴。0173通过采用范特霍夫定律VANTHOFFSLAW，从几种CO2吸收等温线计算来获得反应焓。0174说明书CN104080523A1614/19页170。
44、175表10176本实施例表明，通过根据本发明的吸收剂溶液可获得更高的加料比例，本发明的吸收剂溶液包括30重量的双二甲基氨基3丙基醚。0177此外，对于待处理的流出物中CO2分压是01巴的燃烧后烟气捕集应用，本实施例表明使用根据本发明的吸收剂溶液获得更高的循环容量，该吸收剂溶液包括30重量的分子，允许在吸收剂出口达到90的减少幅度。在该应用中，与溶液再生相关的能量是关键的，应注意在循环容量和反应焓方面，根据本发明的胺允许获得比MEA好得多的折衷结果。相对于美国专利第4,405,582号所述的1,2双2二甲基氨基乙氧基乙烷以及日本专利第8,257,353号所要求保护的双2N,N二甲基氨基乙基醚，。
45、也观察到根据本发明的制剂在循环容量和反应焓方面的进步。0178实施例3用哌嗪活化的双二甲基氨基3丙基醚和二甲基氨基2乙基二甲基氨基3丙基醚的捕集容量说明书CN104080523A1715/19页180179特别地，比较了用于捕集燃烧后烟气中包含的CO2的应用中，预先与哌嗪混合的根据本发明的水性胺溶液的CO2捕集容量性能和参比溶剂30重量水性单乙醇胺MONOETHANOLAMINE溶液的CO2捕集容量性能。它们还与美国专利第4,405,582号所述的1,2双2二甲基氨基乙氧基乙烷溶液的CO2捕集容量性能进行了比较，以重量计后者包括相同百分比的叔二胺和哌嗪。0180如实施例2中所述实施吸收测试。0。
46、181作为示例，表2比较了根据本发明的包含5重量哌嗪来加速燃烧后CO2捕集动力学的30重量的双二甲基氨基3丙基醚吸收剂溶液和二甲基氨基2乙基二甲基氨基3丙基醚吸收剂溶液、30重量的单乙醇胺吸收剂溶液以及包含5重量哌嗪的1,2双2二甲基氨基乙氧基乙烷吸收剂溶液，在40下用于不同CO2分压而获得的加料比例NB摩尔的酸气/NB摩尔的胺。0182加料比例PPCO201巴和PPCO21巴如在实施例2中所定义。0183循环容量PC表达为CO2摩尔数/千克溶剂，如在实施例2中所计算0184PCPPCO20,1巴PPCO20,01巴A10/M0185其中A是表达为重量的胺总浓度，且在胺混合物的情况下，M是胺混。
47、合物的平均摩尔质量，单位是G/MOL0186MA/DA/MDAPZ/MPZ，0187其中DA,PZ分别是叔胺和哌嗪的浓度，表达为重量，MDA和MPZ分别是叔胺和哌嗪的摩尔质量，表达为摩尔/KG。0188说明书CN104080523A1816/19页190189表20190本实施例表明，通过根据本发明的吸收剂溶液可获得更高的加料比例，本发明的吸收剂溶液包括30重量的双二甲基氨基3丙基醚或者二甲基氨基2乙基二甲基氨基3丙基醚以及5重量哌嗪。0191此外，对于待处理的流出物中CO2分压是01巴的燃烧后烟气捕集应用，相对于30重量的MEA，本实施例表明使用根据本发明的吸收剂溶液获得了更高的循环容量，该。
48、显示剂溶液包括30重量的根据本发明的叔二胺和5重量哌嗪，允许在吸收剂出口达到90的减少幅度。0192相对于美国专利第4,405,582号所述的1,2双2二甲基氨基乙氧基乙烷，也观察到根据本发明的制剂在循环容量方面的进步。0193实施例4根据本发明的胺溶液的稳定性0194根据本发明使用的二胺具有特殊的特征，特别是耐降解性，所述降解可在脱酸装置中发生。0195在密闭反应器中，于水性胺溶液中实施降解测试，且通过调节系统控制该反应器的温度。对于各溶液，测试都是在注入反应器的50立方厘米的液体体积中实施的。在注入任何气体之前，首先对溶剂溶液抽气，然后把反应器置于处在设定点温度的加热套中，并进说明书CN1。
49、04080523A1917/19页20行磁力搅拌。然后，以所需的分压注入有关气体。将此压力加到水性胺溶液的蒸汽压产生的初始压力上。测试了各种降解条件0196热降解不存在酸气时测试，只是保持测试温度恒定，测量溶剂的蒸汽压，0197在CO2中降解注入CO2，从而达到20巴的分压，0198在O2中降解以20巴的分压注入空气，得到氧分压为42巴。0199下面的表3给出了根据本发明的双二甲基氨基3丙基醚、如日本专利第8,257,353号所述的双2二甲基氨基乙基醚以及参比胺MEA在CO2中降解15天的降解速率TD，其通过下述公式定义02000201其中A是在降解的样品中的化合物浓度，A是未降解的溶液中的化合物浓度。通过气相色谱来测定浓度A和A。02020203表30204下面的表4给出了根据本发明的双二甲基氨基3丙基醚以及参比胺MEA在O2中降解15天的降解速率TD，其定义如上所述02050206表4说明书CN104080523A2018/19页210207下面的表5给出了在温度为180、不存在酸气的。