NO172179B - Diaminoeter til bruk for fjerning av h2s fra vanligvis gassformige blandinger, samt deres fremstilling - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår diaminoetre og nærmere bestemt di-sekundære og tertiære aminoetre for fjerning av H2S fra gassblandinger.

Behandlingen av sure gassblandinger inneholdende CO2 og H2S ved hjelp av vandige aminoppløsinger i et absorpsjonstårn resulterer typisk i samtidig fjerning av vesentlige mengder av både CO2 og ItøS. I en slik prosess som generelt kalles "vandig aminprosess" benyttes relativt konsentrerte amin-oppløsninger. En senere forbedring av denne prosess medfører bruk av sterisk hindrede aminer for å oppnå noe nær total fjerning av sure gasser slik som CO2 og E2S. Denne type prosess kan benyttes der partialtrykkene for CO2 og beslektede gasser er lave. En annen prosess som ofte benyttes for spesielle anvendelser der partialtrykket for CO2 er ekstremt høyt og/eller mange sure gasser til stede, for eksempel E2S, COS, CH3SH og CS2, involverer bruken av et amin i kombinasjon med et fysikalsk absorpsjonsmiddel, vanligvis kalt en "ikke-vandig oppløsningsmiddelprosess". En forbedring av denne prosess involverer bruk av sterisk hindrede aminer og organiske oppløsningsmidler som fysikalsk absorpsjonsmiddel.

Det er imidlertid ofte ønskelig å behandle sure gassblandinger inneholdende både CO2 og EtøS for å fjerne EtøS selektivt fra blandingen og samtidig minimalisere fjerningen av CO2. Selektiv fjerning av H2S resulterer i et relativt høyt forhold H2S:C02 i den separerte sure gass, noe som forenkler omdanningen av ItøS til elementært svovel ved bruk av Claus-prosessen.

De typiske reaksjoner for vandige sekundære og tertiære aminer med CO2 og E2 kan representeres som følger:

hvor R er en organisk rest som kan være lik eller forskjellig og være substituert med en hydroksylgruppe. De ovenfor angitte reaksjoner er reversible og partialtrykkene både for COg og H2S er således viktige med henblikk på å bestemme den grad med hvilken de ovenfor angitte reaksjoner skrider frem.

Mens selektiv ^S-fjerning kan anvendes på et antall gassbehandlingsoperasjoner inkludert behandling av hydrokarbongasser fra skiferpyrolyse, raffinerigass og naturgass med lavt forhold HgSrCC^, er den spesielt ønskelig ved behandling av gasser hvori partialtrykket for ItøS er relativt lavt sammenlignet med det til CO2 fordi kapasiteten for et amin med henblikk på å absorbere HgS fra den sistnevnte type gasser er meget lav. Eksempler på gasser med relativt lave partialtrykk for H2S inkluderer syntesegasser fremstilt ved kullforgassing, avgasser fra svovelanlegg og brennstoffgasser med lavt Joule-innhold og som oppstår i raffinerier der tunge restoljer termisk omdannes til væsker og gasser med lav molekylvekt.

Oppløsninger av primære og sekundære aminer som monoetanolamin (MEA), dietanolamin (DEA), dipropanolamin (DPA) og hydroksyetoksyetylamin (DGA) absorberer både H2S- og COg-gass. Diisopropanolamin (DIPA) er relativt enestående blant sekundære aminoalkoholer idet den har vært brukt industrielt, alene eller med et fysikalsk oppløsningsmiddel som sulfolan, for selektiv fjerning av H2S fra gasser inneholdende H2S og C02.

Det tertiære amin-metyldietanolamin (MDEA) har en høy grad av selektivitet mot ItøS-absorpsjon i forhold til CO2, men i den senere tid er det oppdaget at vandige oppløsninger av dialkylmonoalkanolaminer og spesielt dietylmonoetanolamin (DEAE) har høyere selektivitet og kapasitet for H2S-fjerning ved høyere belastningsnivåer enn MDEA-oppløsninger.

Det er nu oppdaget at absorberende oppløsninger av en viss type aminforbindelser definert som diaminoetre har høy selektivitet for EtøS sammenlignet med CO2. Disse diaminoetre bibeholder overraskende sin høye selektivitet ved høye EtøS-og CC>2-belastninger.

Når det gjelder en fremgangsmåte for fjerning av H2S fra vanligvis gassformige blandinger, eventuelt slike blandinger som også inneholder CO2, skal det henvises til NO-PS 164.338.

I en foretrukket utførelsesform av den i patentet nevnte fremgangsmåte gjennomføres selektiv absorpsjon av ItøS fra en vanligvis gassformig strøm som inneholder CO2 ved å bringe strømmen i kontakt med en oppløsning av diaminoeteren som beskrevet ovenfor under betingelser der H2S selektivt absorberes fra strømmen, idet diaminoeteren i tillegg har en pKa-verdi ved 20° C på over 8,6, Den absorberende oppløsning kan i tillegg inneholde vann, et fysikalsk absorpsjonsmiddel, fortrinnsvis sulfolan, eller en blanding derav.

I en ennu mer foretrukket utførelsesform blir, efter at ItøS selektivt er absorbert fra strømmen, den absorberende oppløsning inneholdende H2S regenerert i det minste partielt hvorefter den regenererte oppløsning tilbakeføres for selektiv absorpsjon av H2S ved ny kontakt med strømmen. Fortrinnsvis gjennomføres regenereringstrinnet ved oppvarming og stripping av oppløsningen for absorbert H2S og helst ved oppvarming og stripping av oppløsningen med damp.

I henhold til dette angår foreliggende oppfinnelse en diaminoeter som karakteriseres ved den generelle formel:

der

- R<1>, R<2>, R<3> og R<4> hver uavhengig er valgt blant hydrogen og

C1_4alkyl,

1 og m er positive, hele tall som uavhengig er valgt fra

og med 2 til og med 6; og

- n er et positivt, helt tall valgt fra og med 1 til og med 10;

- X<1> og X<2> hver uavhengig er valgt blant:

der

p er et helt, positivt tall i området fra og med 2 til og med 5; og

R<5> er valgt blant primære C-j^alkylgrupper, hver med 1 til 3 karbonatomer, eller sekundære eller tertiære alkylgrupper,

forutsatt at når karbonatomet i R<5> som direkte er bundet til nitrogenatomet, er primært, er både R<1> og R<2> alkylgrupper, og når karbonatomet i R<5> som er direkte bundet til nitrogenatomet, er sekundært, er minst en av R<1> og R<2> en alkylgruppe.

En di-sekundær aminoeter som nevnt ovenfor fremstilles ved en fremgangsmåte som omfatter omsetning av primært amin med et di-(halogenalkoksy)alkan eller en bis-sulfonatester av en glykolisk eter ved forhøyet temperatur, en di-sekundær- og tert-aminoeteren som beskrevet ovenfor fremstilles ved en fremgangsmåte som omfatter: (a) å bringe i kontakt en heterocyklisk forbindelse med 4 til 9 ringatomer med et halogenalkoksyalkanol eller et halogenalkoksyalkoksyalkanol ved forhøyet temperatur; (b) omsetning av produktet fra trinn (a) med et tionylhalogenid; og (c) omsetning av produktet fra trinn (b) med et primært

alkylamin ved forhøyet temperatur.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til de ledsagende tegninger der: Figur 1 er et flytskjema som viser en absorpsjonsregenereringsenhet for selektiv fjerning av H2S fra gasstrømmer inneholdende H2S og CO2; Figur 2 er et flytskjema som viser en eksperimentell absorberenhet for bruk ved hurtig bestemmelse av selektiviteten av diaminoeteren for selektiv fjerning av H2S fra gasstrømmer inneholdende H2S og CO2; Figur 3 grafisk viser selektiviteten for E2S mot ItøS- og CO2-belastningen for 1,2-bis-(pyrrolidinyletoksy)etan (BIS-1) og 1,2-bis(piperidinyletoksy)etan (BIS-PIP), sammenlignet med metyldietanolamin (MDEA) som kontroll; Figur 4 grafisk viser selektiviteten for H2S mot H2S- og CO2-belastning for bis-(N-pyrrolidinyletyl)eter (BIS-O), 1,2-bis(pyrrolidinyletoksyetoksy)etan (BIS-2) og 1,2-bis-(3-pyrrolidinyl-n-propoksy)etan (BIS-P ); Figur 5 grafisk viser selektiviteten for H2S mot H2S og CO2-belastningen for l-(pyrrolidinyletoksy)-2-(t-butylaminoetoksy)etan (PETBEE) sammenlignet med 5-butylaminoetoksyetanol (TBEE) som sammenligning og metyldietanolamin (MDEA) som kontroll; Figur 6 grafisk viser selektiviteten for E2S mot EtøS- og CO2-belastningen for 1,2-bis-(tert-butylaminoetoksy)etan (BIS-TB) sammenlignet med tert-butylaminoetoksyetanol

(TBEE), 1,2-bis-(isopropylaminoetoksy)etan (BIS-IP)

og metyldietanolamin (MDEA) som kontroll.

Diaminoetrene som generelt er brukbare ved den beskrevne fremgangsmåten inkluderer mono- eller polyeterforbindelser som kan være di-tertiære aminoetre, di-sekundære aminoetre eller di-blandet-tertiære og sekundære aminoetre.

De tertiære amingrupper i diaminoetrene kan være acykliske eller i form av en nitrognheterocykel. Hvis amindelen er heterocyklisk, kan den inneholde en eller flere ringer, hver karakteristisk med 4 til 9 ringatomer og fortrinnsvis 4 til 7 ringatomer, hvori ett av ringatomene er nitrogen. Ringen eller ringene kan være substituert eller usubstituert. Videre kan ringene være azabicykliske der to ringer er sammensmeltet slik at de deler minst en side og ett av ringatomene er nitrogen. Nitrogenatomet som danner den tertiære aminodel i en slik forbindelse befinner seg i det bicykliske rammeverk i en brohode- eller ikke-brohoderingposisjon. Oksygenatomet i eterfunksjonaliteten kan være direkte bundet til ringen eller være separert fra ringen med en hydrokarbonkjede, anordnet på lineær eller forgrenet måte, som er bundet til ringen via et ringnitrogen- eller et ringkarbonatom.

De sekundære amingrupper i diaminoetrene er alvorlig sterisk hindrede sekundære amingrupper. Ved uttrykket "alvorlig sterisk hindret" menes- at nitrogenatomet i aminet er bundet til en eller flere voluminøse karbongrupperinger. Karakteristisk vil de sekundære amingrupper ha en grad av sterisk hindring slik at den kumulative ~Es-verdi (Tafts steriske hindringskonstant) er større enn ca. 1,75, beregnet fra de verdier som er gitt for primære aminer i tabell V i en artikkel av D.F. DeTar, "Journal of Organic Chemistry", 45, 5174 (1980).

Typiske di-tertiære aminoetre og di-blandede tertiære og sekundære aminoetre som kan benyttes ved denne fremgangsmåte kan representeres ved en av de følgende generelle formler:

eller eller

der Ri, R2, R9 og R^q hver uavhengig er alkyl-, hydroksyalkyl-, cykloalkyl- eller hydroksycykloalkylrester, R og R' hver uavhengig er hydroksyl-, alkyl-, hydroksyalkyl-, cykloalkyl- eller hydroksycykloalkylrester som er eventuelle substituenter på den nitrogenheterocykliske ring, R3, R4, R5, R^, R7 og Rg er uavhengig hver hydrogen eller en C^^-alkyl-eller C1_4~hydroksyalkylrester, m, n og p er positive hele tall hver uavhengig innen området 2 til 4, o er enten 0 eller et positivt helt tall fra 1 til 10 og q og r, som represen-terer antallet karbonatomer i den heterocykliske ring, hver uavhengig er positive hele tall i området 3 til 8. Hvis en av

aminogruppene er et alvorlig sterisk hindret sekundært amin, kan R^ eller Rio» men ikke hegge, være hydrogen, men kun hvis R2 eller Rg (avhengig av hvilken som er relevant) er en alkyl- eller hydroksyalkylrest med 2 til 8 karbonatomer eller en cykloalkyl- eller hydroksycykloalkylrest med 3 til 8 karbonatomer, forutsatt at hvis karbonatomet i R2 eller Rg som direkte er bundet til nitrogenatomet er sekundært, er minst en av R3 eller R4, eller R7 eller Rg (eftersom) er en alkyl- eller hydroksyalkylrest, og hvis karbonatomet i R2 eller Rg som direkte er bundet til nitrogenatomet er primært, så er både R3 og R4 eller både R7 og Rg (eftersom) alkyl-eller hydroksyalkylrester. I det sistnevnte tilfellet er R2 fortrinnsvis er tert-butyl-, cykloalkyl-, 1-metyl-l-etyl-propyl- eller tert-amylrest, aller helst en tert-butylrest.

Representative slike di-tertiære og di-blandede aminoetre som kan brukes for H2S-fjerning inkluderer for eksempel 1,2-bis-(N,N-dimetylaminoetoksy)etan, bis-(N-pyrrolidinyletyl)eter, N-pyrrolidinyletoksyetyl-N,N-dietylamin, 1,2-bis-(pyrrolidinyletoksy)etan, 1,2-bis-(pyrrolidinyletoksyetoksy)etan, 1,2-bis-(3-pyrrolidinyl-n-propoksy)etan, 1,2-bis-(piperi-dinyletoksy)etan, 1,3-bis-(piperidinyl-n-propoksy)propan, l-(pyrrolidinyletoksy)-2-(t-butylaminoetoksy)etan, 1,2-bis-(azepanyletoksy)etan, l-(pyrrolidinyletoksy)-2-(piperidinyl-etoksy)etan, l-(pyrrolidinyletoksy)-2-[2-(t-butylamino)-propoksy]etan, l-(pyrrolidinyletoksy)-2-(2-isopropylamino )-propoksyetan, l-(pyrrolidinyletoksy)-2-(1-metyl-l-etylpropyl-aminoetoksy )etan , l-(pyrrolidinyletoksy)-2-(t-amylamino-etoksy)etan og lignende.

Foretrukne di-tert-aminoetre representeres ved følgende generelle formel:

der R og R' hver uavhengig er alkyl- eller cykloalkylrester som er substituenter på den nitrogenheterocykliske ring, q og r hver uavhengig er positive hele tall fra 3 til 5, m og p er positive hele tall hver uavhengig innen området 2 til 3 og o er enten 0 eller et positivt helt tall fra 1 til 4. Av denne gruppen er de mest foretrukne di-tertaminoetre en eller flere forbindelser valgt blant bis-(N-pyrrolidinyletyl)eter, 1,2-bis-(pyrrolidinyletoksyetoksy)etan, 1,2-bis-(pyrrolidinyletoksy)etan, 1,2-bis-(piperidinyletoksy)etan, l,-bis-(3-pyrrolidinyl-n-propoksy)etan og l-(pyrrolidinyletoksy)-2-(t-butylaminoetoksy)etan.

Den nye klasse di-sekundære aminoetre og di-blandede sek- og tert-aminoetre ifølge oppfinnelsen som er brukbare for HgS-fjerning kan som nevnt ovenfor representeres ved den generelle formel:

der substituentene har den ovenfor nevnte betydning.

De nye di-sekundære aminoetrene ifølge oppfinnelsen representeres fortrinnsvis ved den følgende generelle formel:

der R-l og Rg hver uavhengig er valgt blant sek-alkyl eller sek-hydroksyalkylrester med 3 til 8 karbonatomer, eller tert-alkyl- eller tert-hydroksyalkylrester med 4 til 8 karbonatomer, Rg og Rf, hver uavhengig er valgt blant hydrogen og C1_4~alkylrester, forutsatt at når R^ og Rg er sekundære alkylrester, er både R2 og R^, C1_4-alkylrester, og o er enten 0 eller et positivt helt tall fra 1 til 4. Mer spesielt er R^ og Rg tert-butyl-, tert-amyl- eller cykloalkylrester, for

eksempel cyklopentyl-, cykloheksyl- eller isopropylrester. Aller helst er R^ og Rg begge tertiære butylrester og R2 og Rfc er hydrogen. Når R^ og Rg er sek-alkylrester, for eksempel isopropyl, er det foretrukket at hver av Rg og R^, er en metylrest. Symbolet o er helst 0 eller et helt tall 1 eller 2.

De nye di-sek-aminoetre ifølge oppfinnelsen kan fremstilles ved omsetning av et egnet amin, for eksempel R^-NEg og Rg-NHg, med et di-(halogenalkoksy)alkan eller en bis-sulfonatester av en glykoleter ved forhøyede temperaturer og under betingelser slik at halogensyren eller sulfonsyren elimi-neres. For eksempel kan 1,2-bis-(t-butylaminoetoksy)etan fremstilles ved å omsette t-butylamin med 1,2-(bis-klor-etoksy)etan i et oppløsningsmiddel som etylenglykolmonometyleter under tilbakeløpsbetingelser. Produktet kan enkelt gjenvinnes ved behandling av den varme oppløsning med en overskytende mengde av et alkalihydroksyd fulgt av filtrering og destillasjon av produktet.

Den foretrukne klasse av di-blandede sek- og tert-aminoetre kan representeres ved formelen:

der R er en alkyl- eller cykloalkylrest som er en substituent på nitrogenheterocyklen, R^ er en forgrenet alkylrest med 3 til 8 karbonatomer av hvilke karbonatomet som direkte er bundet til nitrogenatomet er tertiært, q er et helt tall fra 3 til 5, m og p er positive hele tall hver uavhengig innen området 2 til 3 og o er enten 0 eller et positivt helt tall fra 1 til 4.

Disse nye di-blandede-aminoetre kan fremstilles ved en ikke-katalytisk prosess omfattende (1) å kontakte en heterocykel med 4 til 9 ringatomer med en halogenalkoksyalkanol eller en halogenalkoksyalkoksyalkanol ved forhøyede temperaturer, fortrinnsvis i nærvær av et oppløsningsmiddel, (2) omsetning av den resulterende oppnådde N-(hydroksyalkoksyalkyl)-heterocykel eller N-(hydroksyalkoksyalkoksyalkyl)heterocykel fra trinn (1) med et tionylhalogenid som tionylklorid, fortrinnsvis i et oppløsningsmiddel, for å oppnå en N-(halogenalkoksy-alkyl)heterocykel eller N-(halogenalkoksy-alkoksyalkyl)heterocykel og (3) omsetning av det isolerte produkt fra trinn (2) med et primært alkylamin ved forhøyede temperaturer, fortrinnsvis i nærvær av et oppløsningsmiddel, for å oppnå den di-blandede aminoeter.

Typiske primære alkylaminer som kan brukes ved den ovenfor beskrevne fremstillingsprosess er isopropylamin, tert-butylamin og tert-amylamin. Typiske halogenalkoksyalkanoler er for eksempel 2-kloretoksyetoksyetanol. Egnede heterocykler er azepan, pyrrolidin, piperidin og lignende. Typiske oppløsningsmidler for trinnene (1) og (3) er lavere alkanoler og etre som for eksempel metanol, etanol, propanol, etylenglykolmonometyleter, dietyleter, tetrahydrofuran og lignende. Fortrinnsvis er oppløsningsmidlet et polart oppløsningsmiddel og aller helst er det etanol eller etylenglykolmonometyleter. Oppløsningsmidlene som generelt brukes for trinn (2) er ikke-polare oppløsningsmidler som for eksempel toluen.

Trinnene (1) og (3) i den ovenfor angitte fremstillingsprosess gjennomføres Irelst ved temperaturer innen området 50 til ca. 250°C, og aller helst fra 100 til ca. 200°C. Trinn (3) gjennomføres fortrinnsvis i en autoklav. Under trinn (2) tilsettes N-(hydroksyalkoksyalkoksyalkyl)heterocyklen generelt som en oppløsning dråpevis til tionylhalogenidet i oppløsning uten de vanligvis benyttede forhøyede temperaturer .

Representative nye diaminoetre fra alle kategorier er for eksempel bis-(tert-butylaminoetyl)eter , 1,2-bis-(tert-butylaminoetoksy)etan, 1,2-bis-(tert-butylaminoetoksyetoksy)-etan, bis-[2-(isopropylamino)propyl]eter, 1,2-[2-(isopropyl-amino)propoksy]etan, l-(pyrrolidinyletoksy)-2-(t-butylaminoetoksy)etan, 1-(pyrrolidinyletoksy)-2-[2-(t-butylamino)-propoksy]etan, 1-(pyrrolidinyletoksy)-2-[2-(2-isopropyl-amino)propoksy]etan, . l-(pyrrolidinyletoksy)-2-(1-metyl-l-etylpropylaminoetoksy)etan, l-(piperidinyl-n-propoksy)-2-(t-butylaminoetoksy)etan og l-(azepanyletoksy)-2-(t-butylaminoetoksy)etan.

De mest foretrukne nye diaminoetre ifølge oppfinnelsen fra hver kategori er 1,2-bis-(tert-butylaminoetoksy)etan og 1—(pyrrolidinyletoksy)-2-(t-butylaminoetoksy)etan.

Diaminoetrene som benyttes i den selektive absorpsjonsprosessen som beskrevet er ytterligere karakterisert ved en pKa-verdi ved 20°C på over 8,6, fortrinnsvis over 9,5 og aller helst ligger pKa-verdien for diaminoeteren innen området 9,5 til 10,6. Hvis pKa-verdien er mindre enn 8,6, vil reaksjonen med HgS reduseres, mens hvis pKa-verdien for diaminoeteren er meget større enn ca. 10,6, vil en for stor mengde damp være nødvendig for å regenerere oppløsningen. For således å sikre driftseffektivitet med minimale tap av diaminoeter, kan diaminoeteren ha relativt lav flyktighet. For eksempel er kokepunktet for aminet ved 760 mm karakteristisk større enn ca. 180°C, fortrinnsvis større enn 200° C og aller helst større enn 225°C.

De her beskrevne diaminoetre kan også karakteriseres ved sin høye oppløselighet i vann ved betingelser for HgS-fjerning og mesteparten av forbindelsene er også generelt oppløselige i polare organiske oppløsningsmiddelsystemer som eventuelt kan inneholde vann. Uttrykket "absorberende oppløsning" slik det her benyttes angir oppløsninger hvori diaminoetere er oppløst i et oppløsningsmiddel, fortrinnsvis valgt blant vann eller et fysikalsk absorpsjonsmiddel eller en blanding av vann og fysikalsk absorpsjonsmiddel. Oppløsningsmidler som er fysikalske absorpsjonsmidler (i motsetning til diaminoetrene som er kjemiske absorpsjonsmidler) oppløseliggjør diaminoetrene og omfatter for eksempel alifatiske syreamider, N-alkylerte pyrrolidoner, sulfoner, sulfoksyder, glykoler og mono- og dietre derav. De foretrukne fysikalske absorpsjonsmidler er sulfoner og helst sulfolan.

De absorberende oppløsning kan ha en konsentrasjon av diaminoeteren p ca. 0,1 til 6 mol/liter total oppløsning og helst 1 til 4 mol/liter, primært avhengig av den spesifikke diaminoeter som benyttes og det benyttede oppløsnings-middelsystem. Evis oppløsningsmiddelsystemet er en blanding av vann og et fysikalsk absorpsjonsmiddel, vil den typiske effektive mengde av det fysikalske absorpsjonsmiddel som benyttes variere fra 0,1 til 5 mol/liter total oppløsning og fortrinnsvis fra 0,5 til 3 mol/liter, avhengig hovedsakelig av typen diaminoeter som benyttes. Avhengigheten av konsentrasjonen av diaminoeteren på den spesielle forbindelse som benyttes er vesentlig fordi en økning av konsentrasjonen av diaminoeter kan redusere basisiteten av den absorberende oppløsning og derved ugunstig påvirke dennes selektivitet med henblikk på HgS-fjerning, spesielt hvis diaminoeteren har en spesifikk vannoppløselighetsgrense som bestemmer de maksimale konsentrasjonsnivåer innen det gitte området. Det er derfor viktig at konsentrasjonsnivået som er hensiktsmessig for hver spesiell diaminoeter opprettholdes for å sikre tilfredsstil-lende resultater.

Oppløsningen kan inkludere et antall additiver som karakteristisk benyttes ved selektiv gassfjerning, for eksempel antiskummingsmidler, antioksydanter, korrosjonsinhibitorer og lignende. Mengden av disse additiver vil karakteristisk ligge innen det området de er effektive, det vil si en effektiv mengde.

Videre kan diaminoetrene som her beskrives være blandet med andre aminoforbindelser, (for eksempel andre aminer enn de som benyttes som diaminoetre) som en blanding, fortrinnsvis med metyldietanolamin, for å danne den absorberende oppløs-ning. Forholdet mellom de respektive aminoforbindelser kan varieres innen vide grenser, for eksempel fra 1 til 99 vekt-# av de her beskrevne diaminoetre.

Tre karakteristika som er av ultimat betydning for bestemmelse av effektiviteten av diaminoetrene for EgS-fjerning er "selektivitet", "belastning" og "kapasitet". Uttrykket "selektivitet" slik det benyttes i denne beskrivelse er definert som følgende molforholdsbrøk:

Jo høyere denne brøk er, jo større er selektiviteten for den absorberende oppløsning av EgS i gassblandingen.

Ved uttrykket "belastning" menes konsentrasjonen av EgS- og COg-gasser som fysikalsk er oppløst og kjemisk bundet i den absorberende oppløsning, uttrykt i mol gass pr. mol amin. De beste diaminoetre er de som viser god selektivitet opp til et relativt høyt belastningsnivå. Diaminoetrene slik de benyttes ved gjennomføring av oppfinnelsen kan ha en "selektivitet" på ikke vesentlig mindre enn 10 ved en "belastning" på 0,1 mol, fortrinnsvis en "selektivitet" på ikke vesentlig mindre enn 10 ved en "belastning" på 0,2 eller mer mol EgS og COg pr. mol diaminoeter.

"Kapasitet" er definert som antall mol EgS i den absorberende oppløsning ved slutten av absorpsjonen minus antall mol H2S i den absorberende oppløsning ved enden av desorpsjonstrinnet. Eøy kapasitet muliggjør å redusere mengden av aminoppløsning som skal sirkuleres og å bruke mindre varme eller damp til regenereringen.

De her beskrevne diaminoetre er typisk i stand til å redusere EgS-nivået i gassblandinger til et relativt lavt nivå, for eksempel mindre enn ca. 200 ppm, og har karakteristisk en relativt høy kapasitet med henblikk på H2S, for eksempel over 0,2 mol H2S pr. mol amin. Diaminoetrene kan karakteriseres til å ha en "kinetisk selektivitet" med henblikk på H2S, det vil si en hurtigere reaksjonshastighet for H2S enn for C02 under absorpsjonsbetingelsene. I tillegg kan de karakteriseres som å ha en høyere kapasitet for H2S ved ekvivalent kinetisk selektivitet for H2S i forhold til C02. Disse høyere kapasiteter resulterer i den økonomiske fordel som ligger i lavere dampbehov under regenereringen.

Den vanligvis gassformige strøm som her beskrives inneholder nødvendigvis H2S, vanligvis i gassform. (Uttrykket "vanligvis" henviser til omgivelsesbetingelser når det gjelder temperatur og trykk.) Den kan eventuelt inneholde andre gasser som C02, N2, CH4, CO, H20, COS, HCN, C2H4 , NH3 og lignende. Ofte finnes slike gassblandinger i forbrennings-gasser, raffinerigasser, bygass, naturgass, syntesegass, vanngass, propan, propylen, tunge hydrokarbongasser og så videre. Den absorberende oppløsning er spesielt effektiv når den gassformige blanding er en gass oppnådd for eksempel fra skiferoljeretortegass, kull- eller forgasning av tungolje med luft/damp eller oksygen/damp, termisk omdanning av tunge restoljer til lavmolekylvektsvæsker og -gasser, eller i restgasser fra svovelanleggrensing.

Absorpsjonstrinnet involverer vanligvis å bringe den vanligvis gassformige strøm i kontakt med den absorberende oppløsning i en hvilken som helst egne kontaktbeholder. Ved slike prosesser kan den vanligvis gassformige blanding hvorfra H2S skal fjernes, bringes i intim kontakt med den absorberende oppløsning ved bruk av konvensjonelle midler slik som et tårn, for eksempel pakke med ringer eller silplater, eller en boblereaktor.

I en typisk utførelsesform av fremgangsmåten der H2S selektivt absorberes fra en blanding som også inneholder C02, gjennomføres absorpsjonstrinnet ved å mate den vanligvis gassformige blanding til den nedre del av absorpsjonstårnet mens frisk absorberende oppløsning mates til den øvre del av tårnet. Gassblandingen, i det vesentlige befridd for EgS, slipper ut fra den øvre del av tårnet og belastet absorberende oppløsning som inneholder selektivt absorbert EgS, forlater tårnet nær bunnen. Fortrinnsvis er innløpstempera-turen for den absorberende oppløsning under absorpsjonstrinnet innen området fra 20 til 100°C, og helst fra 40 til 60° C. Trykket kan varieres innen vide grenser, akseptable trykk ligger innen området 0,4 til 140,6 kg/cm2 , fortrinnsvis mellom 1,4 og 105,5 kg/cm<2> og aller helst mellom 1,8 og 70,3 kg/cm<2> i absorberen. Kontakten skjer under betingelser slik at EgS selektivt absorberes av oppløsningen.

Absorpsjonsbetingelsene og apparaturen er konstruert for å minimalisere oppholdstiden for væsken i absorberen for å redusere COg-opptaket, mens man samtidig opprettholder tilstrekkelige oppholdstider for gassblandingen sammen med væsken til å kunne absorbere en maksimal mengde EgS-gass. Den mengde væske som er nødvendig for sirkulering for å gi en gitt grad av EgS-fjerning, vil avhenge av den kjemiske struktur og basisiteten for diaminoeteren og av partialtrykket for EgS i mategassen. Gassblandinger med lavt partialtrykk slik som de som oppstår i termiske omdannings-prosesser vil kreve mer væske under de samme absorpsjons-betingelser enn gasser med'høyere partialtrykk som skifer-oljeretortegasser.

En typisk prosedyre for selektiv EgS-fjerning omfatter selektiv absorpsjon av EgS via motstrømskontakt mellom gassformig blanding inneholdende EgS og COg med oppløsningen av diaminoeteren i en kolonne som inneholder et antall skåler ved lav temperatur, for eksempel under 45°C, og ved en gasshastighet på minst ca. 9,1 g/sek. (basert på "aktiv" eller beluftet skåloverflate), avhengig av driftstrykket for gassen, idet skålkolonnen har mindre enn 20 kontaktskåler, og der for eksempel 4 til 16 skåler karakteristisk benyttes. Alternativt kan pakkede sjikt benyttes i stedet for skåler.

Efter kontakt mellom den vanligvis gassformige blanding og den absorberende oppløsning som blir mettet eller partielt mettet med EgS, kan oppløsningen i det minste partielt regenereres slik at den kan tilbakeføres til absorberen. Som med absorpsjonen, kan regenereringen skje i en enkel væskefase. Regenereringen eller desorpsjon av sure gasser fra den absorberende oppløsning kan gjennomføres ved konvensjonelle midler slik som trykkreduksjon over oppløsningen eller økning av temperaturen til et punkt der absorbert EgS drives av, eller ved å føre oppløsningen inn i en beholde med samme konstruksjon som ble benyttet i absorpsjonstrinnet, ved den øvre del av beholderen, og føring av en inertgass slik som luft eller nitrogen eller fortrinnsvis damp oppover gjennom beholderen. Temperaturen i oppløsningen under regenereringstrinnet bør ligge innen området 85 til 170°C, og fortrinnsvis fra 80 til 120"C, og trykket i oppløsningen ved regenereringen bør ligge fra 0,04 til 7,0 kg/cm2 , fortrinnsvis 0,07 til 3,5 kg/cm2 . Den absorberende oppløsning kan efter at den er renset for i det minste en del av EgS-gassen tilbakeføres til absorpsjonsbeholderen. Frisk absorberende væske kan tilsettes efter behov.

I den foretrukne regenereringsteknikk blir den EgS-rike oppløsning sendt til generatoren der absorberte komponenter strippes ved hjelp av damp som oppnås ved omkoking av oppløsningen. Trykket i flashtrommelen og stripperen er vanligvis 0,07 til 3,5 kg/cm2 , fortrinnsvis 1,05 til 2,1 kg/cm2, og temperaturen ligger karakteristisk innen området fra 50 til 170°C, fortrinnsvis 80 til 120°C. Strippe- og flashtemperaturene vil selvfølgelig avhenge av trykket, således vil for eksempel temperaturen være 80 til 120° C under desorpsjonen ved strippertrykk på 1,05 til 2,1 kg/cm2 . Oppvarming av oppløsningen som skal regenereres kan meget egnet gjennomføres ved hel av indirekte varmeveksling med lavtrykksdamp. Det er også mulig imidlertid å benytte direkte dampblåsning.

I en utførelsesform for gjennomføring av hele den her beskrevne prosess som vist i figur 1, blir gassblandingen som skal renses tilført gjennom rørledning 1 til den nedre del av en gass-væske-motstrømskontaktkolonne 2 der kontaktkolonnen har en nedre del 3 og en øvre del 4. Den øvre og nedre del kan være adskilt fra hverandre med ett eller fleré pakkede sjikt efter ønske. Den absorberende oppløsning som beskrevet ovenfor tilføres til den øvre del av kolonnen gjennom en rørledning 5. Oppløsningen som strømmer til bunnen av kolonnen møter gassen i motstrøm og oppløser preferensielt EgS. Gass som er befridd for mesteparten av sin EgS trer ut gjennom en rørledning 6 for endelig bruk. Oppløsningen, hovedsakelig inneholdende EgS og noe COg, strømmer mot bunndelen av kolonnen hvorfra den slippes ut gjennom rørledning 7. Oppløsningen pumpes derefter via en eventuell pumpe 8 gjennom en eventuell varmeveksler og kjøler 9 anordnet i rørledningen 7 og som tillater at varm oppløsning fra regeneratoren 12 veksler ut sin varme med kaldere oppløsning fra absorberkolonnen 2 for å bevare energi. Oppløsningen trer via rørledning 7 til en flashtrommel 10 utstyrt med en ikke vist rørledning som lufter ut til rørledningen 13 og tilføres derefter via rørledning 11 til den øvre del av regeneratoren 12 som er utstyrt med flere plater og som bevirker desorpsjon av HgS- og C02-gasser som er ført med. Den sure gassblanding føres gjennom en rørled-ning 13 til en kondensator 14 der avkjøling og kondensasjon av vann og aminoppløsning fra gassen gjennomføres. Gassen føres derefter til en separator 15 der ytterligere konden-sering gjennomføres. Den kondenserte oppløsning tilbakeføres gjennom rørledning 16 til den øvre del av regeneratoren 12. Gassen fra kondensasjonen og som inneholder EgS og noe COg, fjernes gjennom rørledningen 17 for endelig anvendelse (for eksempel til lufting eller til en forbrenner eller en apparatur som omdanner HgS til svovel, for eksempel Claus-enhet eller en Stretford-omdanningsenhet.

Oppløsningen er befridd for mesteparten av gassen som den inneholdt, mens den strømmet nedover gjennom regeneratoren 12 og trer ut gjennom rørledning 18 ved bunnen av regeneratoren for overføring til en omkoker 19. Denne som er utstyrt med en ekstern varmekilde (for eksempel damp som blåses inn gjennom rørledning 20 og kondensat som trer ut gjennom en ikke vist andre rørledning), fordamper en andel av denne oppløsningen (hovedsakelig vann) for å drive av ytterligere HgS. HgS og damp som er drevet av tilbakeføres via rørledning 21 til den nedre del av regeneratoren 12 og trer ut gjennom rørledning 13 for tilføring til kondensasjonstrinnet av gassbehand-lingen. Oppløsningen som forblir i omkokeren 19 trekkes av gjennom rørledning 22, avkjøles i varmeveksleren 9 og tilføres ved hjelp av en pumpe 23 (som ikke er nødvendig hvis trykket er tilstrekkelig høyt) gjennom rørledning 15 til absorberkolonnen 2.

Diaminoetrene ifølge oppfinnelsen er funnet å være overlegne de som tidligere ble benyttet, spesielt MDEA og DEAE, uttrykt både ved selektivitet og kapasitet for å opprettholde selektiviteten over et bredt belastningsområde. Karakteristisk har en gassformig strøm som skal behandles et molforhold HgS:C0g på 1:10 og den kommer fra en apparatur for termisk omdanning av tung restolje eller en Lurgi-kullgass med et molforhold HgS:COg på mindre enn 1:10, gi en sur gass med et molforhold HgS:C0g på ca. 1:1 efter behandling ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Den her beskrevne prosess kan benyttes i forbindelse med andre HgS-selektive prosesser, imidlertid er det foretrukket å gjennomføre fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen alene fordi diaminoetrene er ekstremt effektive i seg selv ved preferensiell absorpsjon av HgS.

Oppfinnelsen skal illustreres ytterligere ved hjelp av de følgende eksempler som imidlertid ikke på noen måte skal være begrensende. Aller deler og prosentandeler er, hvis ikke annet uttrykkelig er sagt, på vektbasis. Alle pKa-verdier er målt ved 20°C, hvis ikke annet er sagt.

Eksempler på di- tert- aminoetre

EKSEMPEL 1

Fremstilling av 1. 2- bis-( pyrrolidinyletoksy) etan ( BIS- 1)

Til en oppløsning av 153 g pyrrolidin i 950 ml tetrahydrofuran (THF) ble det satt 217,8 g trietylenglykolditosylat i 1400 ml THF ved omgivelsestemperatur i løpet av 2,5 timer. Reaksjonen ble kokt under tilbakeløp over natt. Oppløsnings-midlet ble derefter fjernet ved redusert trykk og resten ekstrahert flere ganger med dietyleter. Fordamping av eteren og destillasjon av resten ga i et 85 %-ig utbytte av produktet en farveløs olje med kokepunkt 123 til 125°C ved 0,15 mm.

Analyse for C-^HggNg^1

EKSEMPEL 2

Alternativ fremstilling av 1. 2- bis-( pyrrolidinyletoksvletan ( BIS- 1)

Til en oppløsning av 500 g eller 7,05 mol pyrrolidin i 1600 ml etylenglykolmonometyleter ble det satt 298 g eller 1,6 mol 1,2-bis-(kloretoksy)etan i 250 ml etylenglykolmonometyleter. Reaksjonsblandingen ble kokt over natt under tilbakeløp, avkjølt noe og omsatt med 197 g eller 3,52 mol KOH. Efter oppvarming i 1 time ble reaksjonsblandingen avkjølt, filtrert og oppløsningsmidlet ble strippet av i en rotasjonsfordamper under redusert trykk. Ekstraksjon av resten med eter og destillasjon av eterresten ga 682 g eller 83$ av bis-aminoeteren med kokepunkt 108 til 110°C ved 0,06 mm.

EKSEMPEL 3

Fremstilling av bis-( pyrrolidinyletoksyetyl) eter ( BIS- 2)

Forsøksprosedyren som beskrevet i eksempel 1 ble gjentatt ved bruk av pyrrolidin og tetraetylenglykolditosylat for å oppnå det ønskede produkt som hadde et kokepunkt på 150°C ved 0,25 mm.

Analyse for C-L5<H>32<N>2O3:

EKSEMPEL 4

Fremstilling av 1. 2- bis-( 3- pyrrolidinyl- n- propoksy) etan

( BIS- P)

Til en suspensjon av 25 g LiAlH4 i 500 ml THF ble det satt 140 g dimetyl-4,7-dioksadekandioat i 200 ml THF i en mengde tilstrekkelig til å opprettholde tilbakeløp. Tilbakeløpet ble fortsatt i ytterligere 5 timer. Den avkjølte reaksjonsblanding ble derefter dekomponert i sekvenser med 25 g vann, 25 g 15 %- ig NaOH og 64 ml vann, filtrert og destillert og ga i 76 #-ig utbytte 1,2-bis-(3-hydroksy-n-propoksy)etan, en glykoleter med et kokepunkt på 132°C ved 0,3 mm.

Til 63 g av den ovenfor nevnte glykoleter i 64 ml tørr pyridin, avkjølt til -10°C, ble det satt 135,6 g p-toluen-sulfonylklorid i 200 ml tørr pyridin i løpet av 0,75 timer. Reaksjonsblandingen ble holdt ved -10°C i ytterligere 2 timer og ble derefter helt i 1 liter isvann. Det utfelt produkt, 1,2-bis-(3-hydroksy-n-propoksy)etan-ditosylat, ble filtrert, vasket med vann og tørket og man oppnådde 83$ produkt med smeltepunkt 59-60°C.

Tilsammen 30 g pyrrolidin ble satt til en varm oppløsning av 39 g 1,2-bis-(3-hydroksy-n-propoksy)etan-ditosylat i 200 ml etylenglykolmonometyleter og kokt under tilbakeløp over natten. 10 g KOH ble tilsatt og tilbakeløpet ble fortsatt i 0,5 timer. Den avkjølte reaksjonsblanding ble filtrert og filtratet konsentrert under redusert trykk. Resten ble omrørt med 300 ml THF, filtrert og destillert. Produktet ble oppnådd i 85% utbytte og hadde et smeltepunkt på 130° C ved 0,1 mm.

Analyse for C15<H>32<N>2O2:

EKSEMPEL 5

Selektiv ^ S- f. ierning fra en blanding inneholdende H2 S og C02

Figur 2 viser absorberenheten som arbeider efter halvsats-prinsippet, og som benyttes for å bedømme selektiviteten ved H2S-fjerning ford i aminoetrene i oppfinnelsens fremgangsmåte. En gassblanding bestående av 10$ CO2, 1% H2S og 89% N2, uttrykt i volum-#, blir ført fra en ikke vist gassylinder gjennom rørledning 30 til en måler 31 som målte hastigheten med hvilken gassen ble matet til absorberen. For alle eksempler var denne hastighet 3,6 l/min. Gassen ble derefter ført gjennom rørledning 32 til en ikke vist gasskromatografikolonne som kontinuerlig beregnet sammensetningen av innløpsgassen og gjennom rørledningene 33 og 34 til absorberenheten 35 som er et sylindrisk glassrør med høyde 45 cm og med diameter 3,1 cm, fylt med 100 ml av den absorberende aminoppløsning 36. Gassen ble ført gjennom oppløsningen ved en oppløsningstemperatur på 40° C og 10 ml prøver av oppløs-ningen ble periodisk fjernet fra bunnen av absorberenheten gjennom rørledningene 34 og 37 for analyse med henblikk på H2S- og C02-innholdet. H2S-innholdet i vaeskeprøven ble bestemt ved titrering med sølvnitrat. C02-innholdet i vaeskeprøven ble derefter analysert ved surgjøring av prøven med en vandig oppløsning av 10#-ig HC1 og måling av utviklet COg ved vektøkning på NaOH-belagt asbest.

Mens oppløsningen periodisk ble trukket av fra bunnen av absorberen, ble gassblandingen fjernet fra toppen av denne via rørledning 38 til en felle 39 som tjente til utvasking av tilstedeværende EgS i utløpsgassen. Den resulterende gass kunne derefter eventuelt føres via rørledningene 40 og 41 til sluttdisponering eller via rørledning 42 til en ikke vist gasskromatografikolonne for periodisk bestemmelse av sammensetningen av utløpsgassen for å undersøke eventuelle systemlekkasjer. For eksemplenes formål ble innholdet av EgS og COg i innløpsfasene målt og innholdet av EgS og COg i den flytende fase ble bestemt som beskrevet ovenfor. Disse data ble benyttet for å bedømme selektivitetsverdier for aminet som definert ovenfor og som ble ført opp som en funksjon av belastningen av absorberende oppløsning av EgS og COg i enheter mol sur gass pr. mol diaminoeter.

Den ovenfor angitte prosedyre ble benyttet og man brukte som absorberende oppløsning vandige oppløsninger av 1,5M 1,2-bis-(pyrrolidinyletoksy)etan (BIS-1) (pKa = 9,55) og 1,2-bis-(piperidinyletoksy)etan (BIS-PIP) (pKa = 9,61, kokepunkt =135"C ved 0,09 mm) og en vandig 3M oppløsning av metyldietanolamin (MDEA) som sammenligning (noe som representerte et amin som ofte ble benyttet for selektiv EgS-f jerning). Selektivitetsdata for alle tre aminer er vist i figur 3.

EKSEMPEL 6

Man gjentok prosedyren i eksempel 5 og brukte som absorberende oppløsning vandig 1,5M oppløsninger av bis-(N-pyrroli-dinyletyl)eter (BIS-0) (pKa = 9,75, kokepunkt = 96°C ved 0,37 mm), 1,2-bis-(3-pyrrolidinyl-n-propoksy)etan (BIS-P) (pKa = 10,23, kokepunkt = 130°C ved 0,1 mm) og 1,2-bis-(pyrroli-dinyletoksyetoksy)etan (BIS-2) (kPa = 9,63, kokepunkt = 150°C ved 0,25 mm). Et selektivitetsdiagram for alle tre aminer er angitt i figur 4.

Eksempler på di- blandet aminoeter

EKSEMPEL 7

Fremstilling av l-( pyrrolidinyletoksy)- 2-( t- butylaminoetoksy) etan ( PETBEE)

Tilsammen 295 g pyrrolidin og 250 g 2-kloretoksyetoksyetanol i 750 ml etanol ble kokt under tilbakeløp i 5 timer. Reaksjonsblandingen ble derefter oppvarmet med 106 g KOE og kokt under tilbakeløp i ytterligere 1 time. Filtrering og destillasjon ga 229 g N-(hydroksyetoksyetoksyetyl)pyrrolidin med kokepunkt 145 °C ved 3 mm.

En oppløsning av 26,4 g av den ovenfor angitte aminoalkohol i 150 ml toluen ble dråpevis satt til 16,6 g tionylklorid i 200 ml toluen. En time efter at tilsetningen var ferdig hadde reaksjonsblandingen skilt seg i to flytende faser. Den nedre fase ble trukket av, behandlet med en mettet vandig natrium-karbonatoppløsning og ekstrahert med eter. Destillasjon av den tørkede eteroppløsning ga 14 g N-(kloretoksyetoksyetyl)-pyrrolidin med kokepunkt 120°C ved 3 mm.

En oppløsning av 54,8 g av det således oppnådde pyrrolidin-derivat og 37,2 g tert-butylamin i 60 ml metanol ble oppvarmet i 3 timer ved 150°C i en autoklav. Den avkjølte reaksjonsblanding ble fjernet fra autoklaven og behandlet med 15,6 g KOE. Filtrering og destillasjon ga l-(pyrrolidinyletoksy)-2-(tert-butylaminoetoksy)etan i et utbytte på 53$ og med et kokepunkt på 104°C ved 0,11 mm.

EKSEMPEL 8

Selektiv Bg S- fjerning fra en blanding inneholdende Bo S og COo Man gjentok prosedyren fra eksempel 5 og benyttet som absorberende oppløsning en vandig 1,5M oppløsning av 1-(pyrrolidinyletoksy)-2-(tert-butylaminoetoksy)etan (PETBEE )

(pKa = 9,25). Som sammenligning benyttet man vandige 3M oppløsninger av t-butylaminoetoksyetanol (TBEE) og metyl-

dietanolamin (MDEA) ved bruk av de samme betingelser, og et selektivitetsdiagram for hvert amin ble oppført i figur 5.

De resultater som er gitt i figur 5 antyder at den di-blandede aminoeter ifølge oppfinnelsen er overlegen mono-aminoeteralkoholen (TBEE) og det tertiære monoamin (MDEA).

Eksempler på di- sek- aminoetre

EKSEMPEL 9

Fremstilling av 1, 2- bis-( t- butylaminoetoksy) etan ( BIS- TB)

En oppløsning av 2,5 mol t-butylamin og 0,5 mol l,2-(bis-kloretoksy)etan i 600 ml etylenglykolmonometyleter ble kokt under tilbakeløp i 3 dager. Kaliumhydroksyd i en mengde på 1,2 mol ble tilsatt porsjonsvis til den varme oppløsning og tilbakeløpskokingen ble fortsatt i 1 time. Det avkjølte reaksjonsprodukt ble filtrert, oppløsningsmidlet strippet av og resten destillert. Det gjenvunne destillat hadde et kokepunkt på 104 til 107°C ved 0,25 mm og utbyttet var 75$.

Produktet, karakterisert ved<1>H-NMR, viste signaler ved

1,1 (s, 1H), 2,74 (t, 4H), 3,6 (t, 8H).

Analyse for C-L4<H>32<N>2O2:

EKSEMPEL 10

Selektiv Hg S- fjerning fra en blanding inneholdende Hg S og COg Prosedyren fra eksempel 5 ble gjentatt og man brukte som absorberende oppløsning vandig 1,5M oppløsninger av 1,2-bis-(tert-butylaminoetoksy)etan (BIS-TB) og 1,2-bis-(isopropyl-aminoetoksy)etan (BIS-IP) (kontroll)og vandige 3M oppløs-ninger av t-butylaminoetoksyetanol (TBEE) (sammenligning) og metyldietanolamin (MDE) (kontroll) ved bruk av de samme betingelser. Selektivitetsdata for hvert amin ble oppført i diagrammet som vist i figur 6.

Resultatene som vist i figur 6 antyder at de di-alvorlig sterisk hindrede sekundære aminoetre ifølge oppfinnelsen er langt overlegne de di-sekundære aminoetre som ikke er alvorlig sterisk hindret (BIS-IP), de monoamino-alvorlig sterisk hindrede aminoeteralkoholer (TBEE) og det tertiære amin (MDEA).

De i figurene 3, 5 og 6 angitte data viser også at diaminoetrene ifølge oppfinnelsen har meget høy kapasitet både med henblikk på HgS og COg, sammenlignet med metyldietanolamin (MDEA), i tillegg til høye HgS-selektiviteter. Det vil være åpenbart fra en undersøkelse av de i figurene 3, 5 og 6 gitte data at hvis absorpsjonsprosessen gjennomføres under betingelser slik at diaminoetrene har lang kontakttid med gassene som skal absorberes, reduseres selektiviteten for HgS, men den totale kapasitet både for COg og HgS forblir heller høy. Derfor kan man i enkelte tilfeller ønske å gjennomføre en "ikke-selektiv" sur gassabsorpsjonsprosess for å trekke fordel av den store absorpsjonskapasitet av diaminoetrene ifølge oppfinnelsen. Slike "ikke-selektive" prosesser er spesielt brukbare ved vasking av naturgasser som inneholder relativt høye nivåer av HgS og lave til nullnivåer av COg. Som sådanne kan diaminoetrene ifølge oppfinnelsen erstatte noe eller all monoetanolamin (MEA) eller dietanolamin (DEA) som vanligvis benyttes for slike vaskeprosesser.

Men de her angitte eksempler illustrerer den overlegne ydelse for diaminoetrene for selektiv HgS-fjerning ved bruk av en absorberenhet som angitt i figur 2, vil det også være mulig å oppnå effektiv selektiv HgS-fjerning ved bruk av diaminoetrene i en absorpsjonsregenereringsenhet som angitt i figur 1.

Som en oppsummering muliggjør foreliggende oppfinnelse fjerning av HgS fra gasstrømmer ved å tilveiebringe en spesiell klasse aminoforbindelser som karakteriseres som diaminoetre med tertiære og/eller sekundære aminogrupper og som har høy selektivitet overfor HgS i forhold til COg, en selektivitet som opprettholdes ved høye HgS- og COg-belastningsnivåer.

Claims (2)

1. Diaminoeter, karakterisert ved den generelle formel: der R-*-, R<2>, R<3> og R<4> hver uavhengig er valgt "blant hydrogen og C1_4alkyl,

1 og m er positive, hele tall som uavhengig er valgt fra og med 2 til og med 6; og n er et positivt, helt tall valgt fra og med 1 til og med 10; X<1> og X<2> hver uavhengig er valgt "blant: der p er et helt, positivt tall i området fra og med 2 til og med 5; og r<5> er valgt blant primære C^_3alkylgrupper, hver med 1 til 3 karbonatomer, eller sekundære eller tertiære alkylgrupper, forutsatt at når karbonatomet i R<5> som direkte er bundet til nitrogenatomet, er primært, er både R<1> og R<2> alkylgrupper, og når karbonatomet i R^ som er direkte bundet til nitrogenatomet, er sekundært, er minst en av R<1> og R<2> en alkylgruppe.

2. Diaminoeter ifølge krav 1, karakterisert ved at den er 1,2-bis-(tert-butylaminoetoksy)etan eller 1—(pyrrolidinyletoksy)-2-(t-butylaminoetoksy)etan.