Die Entfernung von Sauergasen, wie z. B. CO2, H2S, SO2, CS2, HCN, COS oder Merkapta- nen, aus Fluidströmen wie Erdgas, Raffineriegas oder Synthesegas, ist aus unterschiedlichen Gründen von Bedeutung. Der Gehalt an Schwefelverbindungen von Erdgas muss durch geeignete Aufbereitungsmaßnahmen unmittelbar an der Erdgasquelle reduziert werden, denn die Schwefelverbindungen bilden in dem vom Erdgas häufig mitgeführten Wasser Säuren, die korrosiv wirken. Für den Transport des Erdgases in einer Pipeline oder die Wei- terverarbeitung in einer Erdgasverflüssigungsanlage (LNG = liquefied natural gas) müssen daher vorgegebene Grenzwerte der schwefelhaltigen Verunreinigungen eingehalten werden. Darüber hinaus sind zahlreiche Schwefelverbindungen bereits in niedrigen Konzentrationen übel riechend und toxisch. Kohlendioxid muss unter anderem aus Erdgas entfernt werden, weil eine hohe Konzentration an CO2 bei einer Verwendung als Pipeline- oder Sales Gas den Brennwert des Gases reduziert. Außerdem kann CO2 in Verbindung mit Feuchtigkeit, die in den Fluidströmen häufig mitgeführt wird, zu Korrosion an Leitungen und Armaturen führen. Eine zu geringe Konzentration an CO2 ist hingegen ebenfalls unerwünscht, da dadurch der Brennwert des Gases zu hoch sein kann. Üblicherweise liegen die C02-Konzentrationen für Pipeline- oder Sales Gas zwischen 1 ,5 und 3,5 Vol.-%.

Zur Entfernung von Sauergasen werden Wäschen mit wässrigen Lösungen anorganischer oder organischer Basen eingesetzt. Beim Lösen von Sauergasen in dem Absorptionsmittel bilden sich mit den Basen Ionen. Das Absorptionsmittel kann durch Entspannen auf einen niedrigeren Druck und/oder Strippen regeneriert werden, wobei die ionischen Spezies zu Sauergasen zurück reagieren und/oder mittels Dampf ausgestrippt werden. Nach dem Re- generationsprozess kann das Absorptionsmittel wiederverwendet werden. Ein Verfahren, bei dem alle sauren Gase, insbesondere CO2 und H2S, weitestgehend entfernt werden, wird als "Total-Absorption" bezeichnet. In bestimmten Fällen kann es dagegen wünschenswert sein, bevorzugt H2S vor CO2 zu absorbieren, z. B. um ein Brennwertoptimiertes C02/H2S-Verhältnis für eine nachgeschaltete Claus-Anlage zu erhalten. In diesem Fall spricht man von einer "selektiven Wäsche". Ein ungünstiges CC^/l- S-Verhältnis kann die Leistung und Effizienz der Claus-Anlage durch Bildung von COS/CS2 und Verkokung des Claus-Katalysators oder durch einen zu geringen Heizwert beeinträchtigen.

Stark sterisch gehinderte sekundäre Amine, wie 2-(2-tert-Butylaminoethoxy)ethanol, und tertiäre Amine, wie Methyldiethanolamin (MDEA), zeigen kinetische Selektivität für H2S gegenüber CO2. Diese Amine reagieren nicht direkt mit CO2; vielmehr wird CO2 in einer langsamen Reaktion mit dem Amin und mit Wasser zu Bicarbonat umgesetzt - im Gegensatz dazu reagiert H2S in wässrigen Aminlosungen sofort. Derartige Amine eignen sich daher insbesondere für eine selektive Entfernung von H2S aus Gasgemischen, die CO2 und H2S enthalten.

Die selektive Entfernung von Schwefelwasserstoff findet vielfach Anwendung bei Fluidströ- men mit niedrigen Sauergas-Partialdrücken, wie z. B. in Tailgas oder bei der Sauergasanreicherung (Acid Gas Enrichment, AGE), beispielsweise zur Anreicherung von H2S vor dem Claus-Prozess.

Auch bei der Erdgasaufbereitung (Natural Gas Treatment) für Pipelinegas kann eine selektive Entfernung von H2S gegenüber CO2 erwünscht sein. In vielen Fällen strebt man bei der Erdgasaufbereitung eine gleichzeitige Entfernung von H2S und CO2 an, wobei vorgegebene F S-Grenzwerte eingehalten werden müssen, aber eine vollständige Entfernung von CO2 nicht erforderlich ist. Die für Pipelinegas typische Spezifikation erfordert eine Sauergasentfernung auf etwa 1 ,5 bis 3,5 Vol. -% CO2 und weniger als 4 vppm H2S. In diesen Fällen ist eine maximale h S-Selektivität nicht erwünscht. Die DE 37 17 556 A1 beschreibt ein Verfahren zur selektiven Entfernung von Schwefelverbindungen aus C02-haltigen Gasen mittels einer wässrigen Waschlösung, enthaltend tertiäre Amine und/oder sterisch gehinderte primäre bzw. sekundäre Amine in Form von Diamino- ethern oder Aminoalkoholen. Im et al. beschreiben in Energy Environ. Sei., 201 1 , 4, 4284-4289 den Mechanismus der CC"2-Absorption sterisch gehinderter Alkanolamine. Es wurde festgestellt, dass CO2 ausschließlich mit den Hydroxylgruppen der Alkanolamine reagiert, unter Erhalt zwitterionischer Carbonate. Xu et al. beschreiben in Ind. Eng. Chem. Res. 2002, 41 , 2953-2956, dass bei der Entfernung von H2S aus einem Fluidstrom mittels einer Methyldiethanolamin-Lösung ein verminderter Wassergehalt eine höhere Selektivität bedingt.

Die US 2015/0027055 A1 beschreibt ein Verfahren zur selektiven Entfernung von H2S aus einem C02-haltigen Gasgemisch mittels eines Absorptionsmittels, welches sterisch gehinderte, endständig veretherte Alkanolamine umfasst. Es wurde festgesellt, dass die endständige Veretherung der Alkanolamine bzw. der Ausschluss von Wasser eine höhere h S-Selektivität erlaubt.

Amine, welche zur selektiven Entfernung von H2S aus Fluidstromen geeignet sind, und ihre Lösungen in nicht-wässrigen Lösungsmitteln weisen oftmals eine relativ hohe Viskosität auf. Um eine energetisch günstige Verfahrensführung zu ermöglichen, sollte die Viskosität des H S-selektiven Amins bzw. des Absorptionsmittels jedoch möglichst gering sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Absorptionsmittel bereitzustellen, welches zur selektiven Entfernung von Schwefelwasserstoff aus einem Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff enthaltenden Fluidstrom geeignet ist. Das Absorptionsmittel soll hohe Beladbar- keit, hohe zyklische Kapazität, gute Regenerierbarkeit und niedrige Viskosität aufweisen. Es soll außerdem ein Verfahren zur selektiven Entfernung von Schwefelwasserstoff aus einem Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff enthaltenden Fluidstrom bereitgestellt werden.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Absorptionsmittel zur selektiven Entfernung von Schwefelwasserstoff aus einem Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff enthaltenden Fluidstrom, welches enthält: a) eine Aminverbindung der Formel (I)

worin X für O oder NRe steht; R1 für Wasserstoff oder Ci-Cs-Alkyl steht; R2 für

Ci-Cs-Alkyl steht; R3, R ₄ und R5 unabhängig voneinander ausgewählt sind unter Wasserstoff und Ci-Cs-Alkyl; R6 und R7 unabhängig voneinander für Ci-Cs-Alkyl stehen; Re für ein Ci-Cs-Alkyl steht; x und y ganze Zahlen von 2 bis 4 sind und z eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist;

mit der Maßgabe, dass wenn R1 für Wasserstoff steht, R2 für C3-Cs-Alkyl steht, das über ein sekundäres oder tertiäres Kohlenstoffatom direkt an das Stickstoffatom gebunden ist; und b) ein nicht-wässriges Lösungsmittel; wobei das Absorptionsmittel weniger als 20 Gew.-% Wasser enthält.

In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Aminverbindung um eine Verbindung der allgemeinen Formel (II)

worin Rg und Rio unabhängig voneinander für Alkyl stehen; RH für Wasserstoff oder Alkyl steht; R12, R13 und Ru unabhängig voneinander ausgewählt sind unter Wasserstoff und Ci- Cs-Alkyl; R15 und Ri6 unabhängig voneinander für Ci-Cs-Alkyl stehen; x und y ganze Zahlen von 2 bis 4 sind und z eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist.

Bevorzugt stehen R12, R13 und R14 für Wasserstoff. Bevorzugt stehen R15 und R16 unabhängig voneinander für Methyl oder Ethyl. Bevorzugt ist x = 2. Bevorzugt ist y = 2. Bevorzugt ist z = 1 oder 2, insbesondere 1 .

In bevorzugten Ausführungsformen stehen Rg und R10 für Methyl und RH steht für Wasserstoff; oder Rg, R10 und RH stehen für Methyl; oder Rg und R10 stehen für Methyl und RH für Ethyl.

Bevorzugt ist die Verbindung der allgemeinen Formel (II) ausgewählt unter 2-(2-tert- Butylaminoethoxy)ethyl-N,N-dimethylamin, 2-(2-tert-Butylaminoethoxy)ethyl-N,N-diethylamin, 2-(2-tert-Butylaminoethoxy)ethyl-N,N-dipropylamin, 2-(2-lsopropylaminoethoxy)ethyl-N,N- dimethylamin, 2-(2-lsopropylaminoethoxy)ethyl-N,N-diethylamin, 2-(2- lsopropylaminoethoxy)ethyl-N,N-dipropylamin, 2-(2-(2-tert-Butylaminoethoxy)ethoxy)ethyl- Ν,Ν-dimethylamin, 2-(2-(2-tert-Butylaminoethoxy)ethoxy)ethyl-N,N-diethylamin, 2-(2-(2-tert- Butylaminoethoxy)ethoxy)ethyl-N,N-dipropylamin, und 2-(2-tert-Amylaminoethoxy)ethyl-N,N- dimethylamin.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Verbindung der Formel (II) 2-(2-tert- Butylaminoethoxy)ethyl-N,N-dimethylamin (TBAEEDA). In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Aminverbindung um eine Verbindung der allgemeinen Formel (III)

worin R17 und R18 unabhängig voneinander für Ci-Cs-Alkyl stehen; R19, R20 und R22 unabhängig voneinander ausgewählt sind unter Wasserstoff und Ci-Cs-Alkyl; R21 für Ci-Cs- Alkyl steht; R23 und R24 unabhängig voneinander für Ci-Cs-Alkyl stehen; x und y ganze Zahlen von 2 bis 4 sind und z eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist.

Bevorzugt stehen R17, R18, R21 , R23 und R24 unabhängig voneinander für Methyl oder Ethyl. Bevorzugt stehen R19, R20 und R22 für Wasserstoff. Bevorzugt ist x = 2. Bevorzugt ist y = 2. Bevorzugt ist z = 1 oder 2, insbesondere 1 . Bevorzugt ist die Verbindung der Formel (III) ausgewählt unter

Pentamethyldiethylentriamin (PMDETA), Pentaethyldiethylentriamin, Pentamethyldipropylen- triamin, Pentamethyldibutylentriamin, Hexamethylentriethylentetraamin, Hexaethylentriethyl- entetraamin, Hexamethylentripropylentetraamin und Hexaethylentripropylentetraamin.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Verbindung der Formel (III) Pentamethyldiethylentriamin (PMDETA).

In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Aminverbindung um eine Verbindung der allgemeinen Formel (IV)

worin R25 und R26 unabhängig voneinander für Ci-Cs-Alkyl stehen; R27, R28 und R29 unabhängig voneinander ausgewählt sind unter Wasserstoff und Ci-Cs-Alkyl; R30 und R31 unabhängig voneinander für Ci-Cs-Alkyl stehen; x und y ganze Zahlen von 2 bis 4 sind und z eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist. Bevorzugt stehen R25, R26, R30 und R31 unabhängig voneinander für Methyl oder Ethyl. Bevorzugt stehen R27, R28 und R29 für Wasserstoff. Bevorzugt ist x = 2. Bevorzugt ist y = 2. Bevorzugt ist z = 1 oder 2, insbesondere 1 .

Bevorzugt ist die Verbindung der Formel (IV) ausgewählt unter Bis-(2- (dimethylamino)ethyl)ether (BDMAEE), Bis-(2-(diethylamino)ethyl)ether, Bis-(2- (dipropylamino)ethyl)ether, Bis-(2-(dimethylamino)propyl)ether, Bis-(2-(dimethylamino)- butyl)ether, 2-(2-(Dimethylamino)ethoxy)ethoxy-N,N-dimethylamin, 2-(2-(Diethylamino)- ethoxy)ethoxy-N,N-diethylamin, 2-(2-(Dimethylamino)propoxy)propoxy-N,N-dimethylamin und 2-(2-(Diethylamino)propoxy)propoxy-N,N-diethylamin.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Verbindung der Formel (IV) Bis-(2- (dimethylamino)ethyl)ether (BDMAEE).

Die Verbindungen der allgemeinen Formel (I) umfassen ausschließlich Aminogruppen, welche als sterisch gehinderte sekundäre Aminogruppen oder tertiäre Aminogruppen vorliegen.

Unter einem sekundären Kohlenstoffatom wird ein Kohlenstoffatom, welches außer der Bin- dung zur sterisch gehinderten Position zwei Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen aufweist, verstanden. Unter einem tertiären Kohlenstoffatom wird ein Kohlenstoffatom, welches außer der Bindung zur sterisch gehinderten Position drei Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen aufweist, verstanden. Unter einer sterisch gehinderten sekundären Aminogruppe wird die Anwesenheit mindestens eines sekundären oder tertiären Kohlenstoffatoms in unmittelbarer Nachbarschaft zum Stickstoffatom der Aminogruppe verstanden. Geeignete Aminverbindungen umfassen neben sterisch gehinderten Aminen auch Verbindungen, die im Stand der Technik als stark sterisch gehinderte Amine bezeichnet werden und einen sterischen Parameter (Taft-Konstante) Es von mehr als 1 ,75 aufweisen.

Die Verbindungen der allgemeinen Formel (I) weisen hohe Basizität auf. Bevorzugt liegt der erste pKs-Wert der Amine bei 20 °C bei mindestens 8, besonders bevorzugt bei mindestens 9 und ganz besonders bevorzugt bei mindestens 10. Bevorzugt liegt der zweite pKs-Wert der Amine bei mindestens 6,5, besonders bevorzugt bei mindestens 7 und ganz besonders bevorzugt bei mindestens 8. Die pKs-Werte der Amine werden im Allgemeinen mittels Titration mit Salzsäure bestimmt, wie beispielsweise in den Ausführungsbeispielen gezeigt. Die Verbindungen der allgemeinen Formel (I) zeichnen sich des Weiteren durch eine niedrige Viskosität aus. Niedrige Viskosität ist für die Handhabbarkeit von Vorteil. Bevorzugt weisen die Verbindungen der allgemeinen Formel (I) bei 25 °C eine dynamische Viskosität im Bereich von 0,5 bis 12 mPa-s, besonders bevorzugt im Bereich von 0,6 bis 8 mPa-s und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,7 bis 5 mPa-s auf, bestimmt bei 25 °C. Geeignete Methoden zur Bestimmung der Viskosität sind in den Ausführungsbeispielen genannt.

Die Verbindungen der allgemeinen Formel (I) sind im Allgemeinen vollständig mit Wasser mischbar.

Die Verbindungen der allgemeinen Formel (I) können auf verschiedene Weise hergestellt werden. Bei einer Herstellungsart setzt man in einem ersten Schritt ein geeignetes Diol mit einem sekundären Amin R1 R2NH gemäß folgendem Schema um. Die Umsetzung erfolgt geeigneter Weise in Gegenwart von Wasserstoff in Gegenwart eines Hydrier-/Dehydrier- Katalysators, z. B. eines kupferhaltigen Hydrier-/Dehydrier-Katalysators, bei 160 bis 220 °C:

Die erhaltene Verbindung kann mit einem Amin R6R7NH gemäß folgendem Schema zu einer Verbindung der allgemeinen Formel (I) umgesetzt werden. Die Umsetzung erfolgt geeigneter Weise in Gegenwart von Wasserstoff in Gegenwart eines Hydrier-/Dehydrier-Katalysators, z. B. eines kupferhaltigen Hydrier-/Dehydrier-Katalysators, bei 160 bis 220 °C.

Die Reste Ri bis R7 und die Koeffizienten x, y und z entsprechen den oben genannten Definitionen und deren Bevorzugungen.

Das Absorptionsmittel enthält bevorzugt 10 bis 70 Gew.-%, besonders bevorzugt 15 bis 65 Gew.-%, und ganz besonders bevorzugt 20 bis 60 Gew.-% der Verbindung der allgemeinen Formel (I), bezogen auf das Gewicht des Absorptionsmittels.

In einer Ausführungsform umfasst das Absorptionsmittel ein von den Verbindungen der allgemeinen Formel (I) verschiedenes tertiäres Amin oder stark sterisch gehindertes primäres und/oder stark sterisch gehindertes sekundäres Amin. Unter einer starken sterischen Hinderung wird ein tertiäres Kohlenstoffatom in unmittelbarer Nachbarschaft zu einem primären oder sekundären Stickstoffatom verstanden. In diesen Ausführungsformen umfasst das Absorptionsmittel das von den Verbindungen der allgemeinen Formel (I) verschiedene tertiäre Amin oder stark sterisch gehinderte Amin im Allgemeinen in einer Menge von 5 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 40 Gew.-% und besonders bevorzugt 20 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Absorptionsmittels.

Zu den geeigneten, von den Verbindungen der allgemeinen Formel (I) verschiedenen tertiären Aminen zählen insbesondere:

1 . Tertiäre Alkanolamine wie

Bis(2-hydroxyethyl)-methylamin (Methyldiethanolamin, MDEA), Tris(2-hydroxyethyl)amin (Triethanolamin, TEA), Tributanolamin, 2-Diethylaminoethanol (Diethylethanolamin, DEEA), 2-Dimethylaminoethanol (Dimethylethanolamin, DMEA), 3-Dimethylamino-1 -propanol (N,N- Dimethylpropanolamin), 3-Diethylamino-1 -propanol, 2-Diisopropylaminoethanol (DI EA), N,N- Bis(2-hydroxypropyl)methylamin (Methyldiisopropanolamin, MDI PA);

2. Tertiäre Aminoether wie

3-Methoxypropyldimethylamin;

3. Tertiäre Polyamine, z. B. bistertiäre Diamine wie Ν,Ν,Ν',Ν'-Tetramethylethylendiamin, N,N-Diethyl-N',N'-dimethylethylendiamin, Ν,Ν,Ν',Ν'- Tetraethylethylendiamin, N,N,N',N'-Tetramethyl-1 ,3-propandiamin (TMPDA), Ν,Ν,Ν',Ν'- Tetraethyl-1 ,3-propandiamin (TEPDA), N,N,N',N'-Tetramethyl-1 ,6-hexandiamin, N,N- Dimethyl-N',N'-diethylethylendiamin (DMDEEDA), 1 -Dimethylamino-2-dimethyl- aminoethoxyethan (Bis[2-(dimethylamino)ethyl]ether), 1 ,4-Diazabicyclo[2.2.2]octan (TEDA), Tetramethyl-1 ,6-hexandiamin; und Gemische davon.

Tertiäre Alkanolamine, d. h. Amine mit wenigstens einer an das Stickstoffatom gebundenen Hydroxyalkylgruppe, sind im Allgemeinen bevorzugt. Besonders bevorzugt ist Methyldietha- nolamin (MDEA). Zu den geeigneten, von den Verbindungen der allgemeinen Formel (I) verschiedenen stark sterisch gehinderten Aminen (also Aminen, welche ein tertiäres Kohlenstoffatom in unmittelbarer Nachbarschaft zu einem primären oder sekundären Stickstoffatom aufweisen) zählen insbesondere: 1 . Stark sterisch gehinderte sekundäre Alkanolamine wie

2-(2-tert-Butylaminoethoxy)ethanol (TBAEE), 2-(2-tert-Butylamino)-propoxyethanol, 2-(2-tert- Amylaminoethoxy)ethanol, 2-(2-(1 -Methyl-1 -ethylpropylamino)ethoxy)ethanol, 2-(tert- Butylamino)ethanol, 2-tert-Butylamino-1 -propanol, 3-tert-Butylamino-1 -propanol, 3-tert- Butylamino-1 -butanol, und 3-Aza-2,2-dimethyl-1 ,6-hexandiol;

2. Stark sterisch gehinderte primäre Alkanolamine wie

2-Amino-2-methylpropanol (2-AMP); 2-Amino-2-ethylpropanol; und 2-Amino-2- propylpropanol;

3. Stark sterisch gehinderte Aminoether wie

1 ,2-Bis-(tert-butylaminoethoxy)-ethan, Bis-(tert-butylaminoethyl)-ether;

und Gemische davon.

Stark sterisch gehinderte sekundäre Alkanolamine sind im Allgemeinen bevorzugt. Besonders bevorzugt ist 2-(2-tert-Butylaminoethoxy)ethanol (TBAEE). Bevorzugt enthält das Absorptionsmittel kein sterisch ungehindertes primäres Amin oder sterisch ungehindertes sekundäres Amin. Unter einem sterisch ungehinderten primären A- min werden Verbindungen verstanden, die über primäre Aminogruppen verfügen, an die lediglich Wasserstoffatome oder primäre oder sekundäre Kohlenstoffatome gebunden sind. Unter einem sterisch ungehinderten sekundären Amin werden Verbindungen verstanden, die über sekundäre Aminogruppen verfügen, an die lediglich Wasserstoffatome oder primäre Kohlenstoffatome gebunden sind. Sterisch ungehinderte primäre Amine oder sterisch ungehinderte sekundäre Amine wirken als starke Aktivatoren der C02-Absorption. Durch ihre Anwesenheit im Absorptionsmittel kann die h S-Selektivität des Absorptionsmittels verloren gehen.

Im Allgemeinen soll die Viskosität des Absorptionsmittels bestimmte Grenzwerte nicht übersteigen. Mit zunehmender Viskosität des Absorptionsmittels nimmt die Dicke der flüssigen Grenzschicht aufgrund der niedrigeren Diffusionsgeschwindigkeit der Reaktanden in der vis- koseren Flüssigkeit zu. Dies bewirkt einen verminderten Stoffübergang von Verbindungen aus dem Fluidstrom in das Absorptionsmittel. Dem kann entgegengewirkt werden, indem beispielsweise die Anzahl der Böden erhöht bzw. die Packungshöhe vergrößert wird, was jedoch unvorteilhafter Weise zu einer Vergrößerung des Absorptionsapparates führt. Außerdem können höhere Viskositäten des Absorptionsmittels Druckverluste in den Wärmetau- schern der Apparatur und eine schlechtere Wärmeübertragung bedingen.

Die erfindungsgemäßen Absorptionsmittel zeigen überraschenderweise niedrige Viskositäten auch bei hohen Konzentrationen an Verbindungen der allgemeinen Formel (I). Vorteilhaft ist die Viskosität des Absorptionsmittels relativ gering. Die dynamische Viskosität des (unbela- denen) Absorptionsmittels liegt bei 25 °C bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 40 mPa-s, besonders bevorzugt im Bereich von 0,6 bis 30 mPa-s und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,7 bis 20 mPa-s.

Sterisch gehinderte Amine und tertiäre Amine zeigen kinetische Selektivität für H2S gegen- über CO2. Diese Amine reagieren nicht direkt mit CO2; vielmehr wird CO2 in einer langsamen Reaktion mit dem Amin und mit einem Protonendonor, wie Wasser, zu ionischen Produkten umgesetzt.

Hydroxylgruppen, die über Verbindungen der allgemeinen Formel (I) und/oder das Lö- sungsmittel in das Absorptionsmittel eingebracht werden, stellen Protonendonoren dar. Es wird angenommen, dass ein geringes Angebot an Hydroxylgruppen im Absorptionsmittel die C02-Absorption erschwert. Eine niedrige Hydroxylgruppendichte führt daher zur Erhöhung der H2S-Selektivität. Über die Hydroxylgruppendichte kann die gewünschte Selektivität des Absorptionsmittels für H2S gegenüber CO2 eingestellt werden. Wasser hat eine besonders hohe Hydroxylgruppendichte. Die Verwendung nicht-wässriger Lösungsmittel bewirkt daher hohe H2S-Selektivitäten.

Das Absorptionsmittel umfasst weniger als 20 Gew.-% Wasser, bevorzugt weniger als 15 Gew.-% Wasser, besonders bevorzugt weniger als 10 Gew.-% Wasser, am bevorzugtes- ten weniger als 5 Gew.-% Wasser, beispielsweise weniger als 3 Gew.-% Wasser. Ein großes Angebot des Protonendonors Wasser im Absorptionsmittel vermindert die h S-Selektivität.

Das nicht-wässrige Lösungsmittel ist bevorzugt ausgewählt unter

C4-Cio-Alkoholen, wie n-Butanol, n-Pentanol und n-Hexanol; Ketonen, wie Cyclohexanon; Estern, wie Essigsäureethylester und Essigsäurebutylester;

Lactonen, wie γ-Butyrolacton, δ-Valerolacton und ε-Caprolacton;

Amiden, wie tertiären Carbonsäureamiden, beispielsweise Ν,Ν-Dimethylformamid; oder N- Formylmorpholin und N-Acetylmorpholin;

Lactamen, wie γ-Butyrolactam, δ-Valerolactam und ε-Caprolactam und N-Methyl-2-pyrrolidon (NMP); Sulfonen, wie Sulfolan;

Sulfoxiden, wie Dimethylsulfoxid (DMSO); Glycolen, wie Ethylenglycol (EG) und Propylenglycol;

Polyalkylenglycolen, wie Diethylenglycol (DEG) und Triethylenglycol (TEG);

Di- oder Mono-(Ci-4-Alkylether)-glycolen, wie Ethylenglycoldimethylether; Di- oder Mono-(Ci-4-Alkylether)-polyalkylenglycolen, wie Diethylenglycoldimethylether und Triethylenglycoldimethylether; cyclischen Harnstoffen, wie N,N-Dimethylimidazolidin-2-on und Dimethylpropylenharnstoff (DMPU);

Thioalkanolen, wie Ethylendithioethanol, Thiodiethylenglycol (Thiodiglycol, TDG) und Methyl- thioethanol; und Gemischen davon. Besonders bevorzugt ist das nicht-wässrige Lösungsmittel ausgewählt unter Sulfonen, Gly- colen und Polyalkylenglycolen. Ganz besonders bevorzugt ist das nicht-wässrige Lösungsmittel ausgewählt unter Sulfonen. Ein bevorzugtes nicht-wässriges Lösungsmittel ist Sulfo- lan.

Das Absorptionsmittel kann auch Additive, wie Korrosionsinhibitoren, Enzyme, Antischaum- mittel, etc. enthalten. Im Allgemeinen liegt die Menge an derartigen Additiven im Bereich von etwa 0,005 bis 3 Gew.-% des Absorptionsmittels.

Das Absorptionsmittel weist vorzugsweise ein H2S:C02-Beladbarkeitsverhältnis von mindestens 1 ,1 , besonders bevorzugt mindestens 2 und ganz besonders bevorzugt mindestens 5 auf. Unter H2S:C02-Beladbarkeitsverhältnis wird der Quotient aus der maximalen h S-Beladung durch die maximale C02-Beladung unter Gleichgewichtsbedingungen bei Beladung des Absorptionsmittels mit CO2 bzw. H2S bei 40 °C und Umgebungsdruck (ca. 1 bar) verstanden. Geeignete Testmethoden sind in den Ausführungsbeispielen genannt. Das H2S:C02- Beladbarkeitsverhältnis dient als Indiz für die zu erwartende h S-Selektivität; je höher das H2S:C02-Beladbarkeitsverhältnis, desto höher die erwartete h S-Selektivität.

In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die maximale h S-Beladbarkeit des Absorptionsmittels, wie in den Ausführungsbeispielen gemessen, mindestens 5 Nm ³ /t, besonders bevorzugt mindestens 8 Nm ³ /t, und ganz besonders bevorzugt mindestens 12 Nm ³ /t.

Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur selektiven Entfernung von Schwefelwasserstoff aus einem Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff enthaltenden Fluidstrom, bei dem man den Fluidstrom mit dem Absorptionsmittel in Kontakt bringt und ein beladenes Absorptionsmittel und einen behandelten Fluidstrom erhält.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur selektiven Entfernung von Schwefelwasserstoff gegenüber CO2. Unter„Selektivität für Schwefelwasserstoff' wird vorliegend der Wert des folgenden Quotienten verstanden: y(H2S)feed - y(H2S)treat

y(C0 ₂ )feed - y(C0 ₂ ) treat

worin y(H2S)f _ee d für den Stoffmengenanteil (mol/mol) von H2S im Ausgangsfluid, y(H2S)t _re at für den Stoffmengenanteil im behandelten Fluid, y(C02)feed für den Stoffmengenanteil von CO2 im Ausgangsfluid und y(C02)treat für den Stoffmengenanteil von CO2 im behandelten Fluid steht. Die Selektivität für Schwefelwasserstoff beträgt vorzugsweise mindestens 1 ,1 , ganz besonders bevorzugt mindestens 2 und am bevorzugtesten mindestens 4.

In einigen Fällen, beispielsweise bei der Entfernung von Sauergasen aus Erdgas zur Verwendung als Pipeline- oder Sales Gas, ist eine Totalabsorption von Kohlendioxid nicht erwünscht. In einer Ausführungsform beträgt der Restgehalt an Kohlendioxid im behandelten Fluidstrom mindestens 0,5 Vol.-%, bevorzugt mindestens 1 ,0 Vol. -% und besonders bevor- zugt mindestens 1 ,5 Vol.-%.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist geeignet zur Behandlung von Fluiden aller Art. Fluide sind einerseits Gase, wie Erdgas, Synthesegas, Koksofengas, Spaltgas, Kohlevergasungsgas, Kreisgas, Deponiegase und Verbrennungsgase, und andererseits mit dem Absorpti- onsmittel im Wesentlichen nicht mischbare Flüssigkeiten, wie LPG (Liquefied Petroleum Gas) oder NGL (Natural Gas Liquids). Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders zur Behandlung von kohlenwasserstoffhaltigen Fluidströmen geeignet. Die enthaltenen Kohlenwasserstoffe sind z. B. aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Ci-C4-Kohlenwasserstoffe, wie Methan, ungesättigte Kohlenwasserstoffe, wie Ethylen oder Propylen, oder aromatische Koh- lenwasserstoffe wie Benzol, Toluol oder Xylol.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Entfernung von CO2 und H2S geeignet. Neben Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff können andere saure Gase im Fluidstrom vorhanden sein, wie COS und Mercaptane. Außerdem können auch SO3, SO2, CS2 und HCN entfernt werden.

In bevorzugten Ausführungsformen ist der Fluidstrom ein Kohlenwasserstoffe enthaltender Fluidstrom; insbesondere ein Erdgasstrom. Besonders bevorzugt enthält der Fluidstrom mehr als 1 ,0 Vol. -% Kohlenwasserstoffe, ganz besonders bevorzugt mehr als 5,0 Vol. -% Kohlenwasserstoffe, am meisten bevorzugt mehr als 15 Vol.-% Kohlenwasserstoffe.

Der Schwefelwasserstoff-Partialdruck im Fluidstrom beträgt üblicherweise mindestens 2,5 mbar. In bevorzugten Ausführungsformen liegt im Fluidstrom ein Schwefelwasserstoff- Partialdruck von mindestens 0,1 bar, insbesondere mindestens 1 bar, und ein Kohlendioxid- Partialdruck von mindestens 0,2 bar, insbesondere mindestens 1 bar, vor. Besonders bevorzugt liegt im Fluidstrom ein Schwefelwasserstoff-Partialdruck von mindestens 0,1 bar und ein Kohlendioxid-Partialdruck von mindestens 1 bar vor. Ganz besonders bevorzugt liegt im Flu- idstrom ein Schwefelwasserstoff-Partialdruck von mindestens 0,5 bar und ein Kohlendioxid- Partialdruck von mindestens 1 bar vor. Die angegebenen Partialdrücke beziehen sich auf den Fluidstrom beim erstmaligen Kontakt mit dem Absorptionsmittel im Absorptionsschritt.

In bevorzugten Ausführungsformen liegt im Fluidstrom ein Gesamtdruck von mindestens 1 ,0 bar, besonders bevorzugt mindestens 3,0 bar, ganz besonders bevorzugt mindestens 5,0 bar und am bevorzugtesten mindestens 20 bar vor. In bevorzugten Ausführungsformen liegt im Fluidstrom ein Gesamtdruck von höchstens 180 bar vor. Der Gesamtdruck bezieht sich auf den Fluidstrom beim erstmaligen Kontakt mit dem Absorptionsmittel im Absorptionsschritt.

Im erfindungsgemäßen Verfahren wird der Fluidstrom in einem Absorptionsschritt in einem Absorber in Kontakt mit dem Absorptionsmittel gebracht, wodurch Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff zumindest teilweise ausgewaschen werden. Man erhält einen CO2- und H2S- abgereicherten Fluidstrom und ein CO2- und F S-beladenes Absorptionsmittel.

Als Absorber fungiert eine in üblichen Gaswäscheverfahren eingesetzte Waschvorrichtung. Geeignete Waschvorrichtungen sind beispielsweise Füllkörper-, Packungs- und Bodenkolonnen, Membrankontaktoren, Radialstromwäscher, Strahlwäscher, Venturi-Wäscher und Rotations-Sprühwäscher, bevorzugt Packungs-, Füllkörper- und Bodenkolonnen, besonders bevorzugt Boden- und Füllkörperkolonnen. Die Behandlung des Fluidstroms mit dem Absorptionsmittel erfolgt dabei bevorzugt in einer Kolonne im Gegenstrom. Das Fluid wird dabei im Allgemeinen in den unteren Bereich und das Absorptionsmittel in den oberen Bereich der Kolonne eingespeist. In Bodenkolonnen sind Sieb-, Glocken- oder Ventilböden eingebaut, über welche die Flüssigkeit strömt. Füllkörperkolonnen können mit unterschiedlichen Form- körpern gefüllt werden. Wärme- und Stoffaustausch werden durch die Vergrößerung der Oberfläche aufgrund der meist etwa 25 bis 80 mm großen Formkörper verbessert. Bekannte Beispiele sind der Raschig-Ring (ein Hohlzylinder), Pall-Ring, Hiflow-Ring, Intalox-Sattel und dergleichen. Die Füllkörper können geordnet, aber auch regellos (als Schüttung) in die Kolonne eingebracht werden. Als Materialien kommen in Frage Glas, Keramik, Metall und Kunststoffe. Strukturierte Packungen sind eine Weiterentwicklung der geordneten Füllkörper. Sie weisen eine regelmäßig geformte Struktur auf. Dadurch ist es bei Packungen möglich, Druckverluste bei der Gasströmung zu reduzieren. Es gibt verschiedene Ausführungen von Packungen z. B. Gewebe- oder Blechpackungen. Als Material können Metall, Kunststoff, Glas und Keramik eingesetzt werden.

Die Temperatur des Absorptionsmittels beträgt im Absorptionsschritt im Allgemeinen etwa 30 bis 100 °C, bei Verwendung einer Kolonne beispielsweise 30 bis 70 °C am Kopf der Kolonne und 50 bis 100 °C am Boden der Kolonne.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann einen oder mehrere, insbesondere zwei, aufeinander folgende Absorptionsschritte umfassen. Die Absorption kann in mehreren aufeinander folgenden Teilschritten durchgeführt werden, wobei das die sauren Gasbestandteile enthaltende Rohgas in jedem der Teilschritte mit jeweils einem Teilstrom des Absorptionsmittels in Kontakt gebracht wird. Das Absorptionsmittel, mit dem das Rohgas in Kontakt gebracht wird, kann bereits teilweise mit sauren Gasen beladen sein, d. h. es kann sich beispielsweise um ein Absorptionsmittel, das aus einem nachfolgenden Absorptionsschritt in den ersten Absorptionsschritt zurückgeführt wurde, oder um teilregeneriertes Absorptionsmittel handeln. Bezüglich der Durchführung der zweistufigen Absorption wird Bezug genommen auf die Druckschriften EP 0 159 495, EP 0 190 434, EP 0 359 991 und WO 00100271.

Der Fachmann kann einen hohen Abtrennungsgrad an Schwefelwasserstoff bei einer definierten Selektivität erreichen, indem er die Bedingungen im Absorptionsschritt, wie insbesondere das Absorptionsmittel/Fluidstrom-Verhältnis, die Kolonnenhöhe des Absorbers, die Art der kontaktfördernden Einbauten im Absorber, wie Füllkörper, Böden oder Packungen, und/oder die Restbeladung des regenerierten Absorptionsmittels variiert.

Ein niedriges Absorptionsmittel/Fluidstrom-Verhältnis führt zu einer erhöhten Selektivität, ein höheres Absorptionsmittel/Fluidstrom-Verhältnis führt zu einer unselektiveren Absorption. Da CO2 langsamer absorbiert wird als H2S, wird bei einer längeren Verweilzeit mehr CO2 aufgenommen als bei einer kürzeren Verweilzeit. Eine höhere Kolonne bewirkt daher eine unselektivere Absorption. Böden oder Packungen mit größerem Flüssigkeits-Holdup führen ebenfalls zu einer unselektiveren Absorption. Über die bei der Regeneration eingebrachte Erwärmungsenergie kann die Restbeladung des regenerierten Absorptionsmittels eingestellt wer- den. Eine geringere Restbeladung des regenerierten Absorptionsmittels führt zu einer verbesserten Absorption.

Das Verfahren umfasst bevorzugt einen Regenerationsschritt, bei dem man das CO2- und F S-beladene Absorptionsmittel regeneriert. Im Regenerationsschritt werden aus dem CO2- und H S-beladenen Absorptionsmittel CO2 und H2S und gegebenenfalls weitere saure Gasbestandteile freigesetzt, wobei ein regeneriertes Absorptionsmittel erhalten wird. Vorzugsweise wird das regenerierte Absorptionsmittel anschließend in den Absorptionsschritt zurückgeführt. In der Regel umfasst der Regenerationsschritt wenigstens eine der Maßnahmen Erwärmung, Entspannung und Strippen mit einem inerten Fluid.

Der Regenerationsschritt umfasst bevorzugt eine Erwärmung des mit den sauren Gasbestandteilen beladenen Absorptionsmittels, z. B. mittels eines Aufkochers, Naturumlaufverdampfers, Zwangsumlaufverdampfers, oder Zwangsumlaufentspannungsverdampfers. Die absorbierten Sauergase werden dabei mittels des durch Erhitzens der Lösung gewonnenen Dampfes abgestrippt. Anstelle des Dampfes kann auch ein inertes Fluid, wie Stickstoff, verwendet werden. Der absolute Druck im Desorber liegt normalerweise bei 0,1 bis 3,5 bar, bevorzugt 1 ,0 bis 2,5 bar. Die Temperatur liegt normalerweise bei 50 °C bis 170 °C, bevorzugt bei 80 °C bis 130 °C, wobei die Temperatur natürlich vom Druck abhängig ist.

Der Regenerationsschritt kann alternativ oder zusätzlich eine Druckentspannung umfassen. Diese beinhaltet mindestens eine Druckentspannung des beladenen Absorptionsmittels von einem hohen Druck, wie er bei der Durchführung des Absorptionsschritts herrscht, auf einen niedrigeren Druck. Die Druckentspannung kann beispielsweise mittels eines Drosselventils und/oder einer Entspannungsturbine geschehen. Die Regeneration mit einer Entspannungsstufe ist beispielsweise beschrieben in den Druckschriften US 4,537,753 und US 4,553,984.

Die Freisetzung der sauren Gasbestandteile im Regenerationsschritt kann beispielsweise in einer Entspannungskolonne, z. B. einem senkrecht oder waagerecht eingebauten Flash- Behälter oder einer Gegenstromkolonne mit Einbauten, erfolgen.

Bei der Regenerationskolonne kann es sich ebenfalls um eine Füllkörper-, Packungs- oder Bodenkolonne handeln. Die Regenerationskolonne weist am Sumpf einen Aufheizer auf, z. B. einen Zwangsumlaufverdampfer mit Umwälzpumpe. Am Kopf weist die Regenerations- kolonne einen Auslass für die freigesetzten Sauergase auf. Mitgeführte Absorptionsmitteldämpfe werden in einem Kondensator kondensiert und in die Kolonne zurückgeführt.

Es können mehrere Entspannungskolonnen hintereinander geschaltet werden, in denen bei unterschiedlichen Drücken regeneriert wird. Beispielsweise kann in einer Vorentspannungs- kolonne bei hohem Druck, der typischerweise etwa 1 ,5 bar oberhalb des Partialdrucks der sauren Gasbestandteile im Absorptionsschritt liegt, und in einer Hauptentspannungskolonne bei niedrigem Druck, beispielsweise 1 bis 2 bar absolut, regeneriert werden. Die Regeneration mit zwei oder mehr Entspannungsstufen ist beschrieben in den Druckschriften US 4,537, 753, US 4,553, 984, EP 0 159 495, EP 0 202 600, EP 0 190 434 und EP 0 121 109. Wegen der optimalen Abstimmung der enthaltenen Verbindungen weist das Absorptionsmittel eine hohe Beladbarkeit mit sauren Gasen auf, die auch leicht wieder desorbiert werden können. Dadurch können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Energieverbrauch und der Lösungsmittelumlauf signifikant reduziert werden.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung und der nachfolgenden Beispiele näher veranschaulicht. Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Anlage.

Gemäß Fig. 1 wird über die Zuleitung Z ein geeignet vorbehandeltes, Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid enthaltendes Gas in einem Absorber A1 mit regeneriertem Absorptionsmit- tel, das über die Absorptionsmittelleitung 1.01 zugeführt wird, im Gegenstrom in Kontakt gebracht. Das Absorptionsmittel entfernt Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid durch Absorption aus dem Gas; dabei wird über die Abgasleitung 1 .02 ein an Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid abgereichertes Reingas gewonnen. Über die Absorptionsmittelleitung 1 .03, den Wärmetauscher 1 .04, in dem das CO2- und H2S- beladene Absorptionsmittel mit der Wärme des über die Absorptionsmittelleitung 1.05 geführten, regenerierten Absorptionsmittels aufgeheizt wird, und die Absorptionsmittelleitung

1 .06 wird das mit CO2- und F S-beladene Absorptionsmittel der Desorptionskolonne D zugeleitet und regeneriert.

Zwischen Absorber A1 und Wärmetauscher 1.04 können ein oder mehrere Entspannungsbehälter vorgesehen sein (in Fig. 1 nicht dargestellt), in denen das CO2- und F S-beladene Absorptionsmittel auf z. B. 3 bis 15 bar entspannt wird. Aus dem unteren Teil der Desorptionskolonne D wird das Absorptionsmittel in den Aufkocher

1 .07 geführt, wo es erhitzt wird. Der entstehende Dampf wird in die Desorptionskolonne D zurückgeführt, während das regenerierte Absorptionsmittel über die Absorptionsmittelleitung 1 .05, den Wärmetauscher 1 .04, in dem das regenerierte Absorptionsmittel das CO2- und F S-beladene Absorptionsmittel aufheizt und selbst dabei abkühlt, die Absorptionsmittellei- tung 1 .08, den Kühler 1 .09 und die Absorptionsmittelleitung 1 .01 dem Absorber A1 wieder zugeführt wird. Anstelle des gezeigten Aufkochers können auch andere Wärmetauschertypen zur Energieeintragung eingesetzt werden, wie ein Naturumlaufverdampfer, Zwangsumlaufverdampfer, oder Zwangsumlaufentspannungsverdampfer. Bei diesen Verdampfertypen wird ein gemischtphasiger Strom aus regeneriertem Absorptionsmittel und Dampf in den Sumpf der Desorptionskolonne D zurückgefahren, wo die Phasentrennung zwischen dem Dampf und dem Absorptionsmittel stattfindet. Das regenerierte Absorptionsmittel zum Wärmetauscher 1.04 wird entweder aus dem Umlaufstrom vom Sumpf der Desorptionskolonne D zum Verdampfer abgezogen, oder über eine separate Leitung direkt aus dem Sumpf der Desorptionskolonne D zum Wärmetauscher 1 .04 geführt.

Das in der Desorptionskolonne D freigesetzte CO2- und h S-haltige Gas verlässt die Desorptionskolonne D über die Abgasleitung 1 .10. Es wird in einen Kondensator mit integrierter Phasentrennung 1.1 1 geführt, wo es von mitgeführtem Absorptionsmitteldampf getrennt wird. In dieser und allen andern zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Anlagen können Kondensation und Phasentrennung auch getrennt voneinander vorliegen. Anschließend wird das Kondensat über die Absorptionsmittelleitung 1 .12 in den oberen Bereich der Desorptionskolonne D geführt, und ein CO2- und h S-haltiges Gas über die Gasleitung 1 .13 ausgeführt.

Beispiele

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher veranschaulicht. Es wurden folgende Abkürzungen verwendet:

AEPD: 2-Amino-2-ethyl-1 ,3-propandiol

BDMAEE: Bis-(2-(N,N-dimethylamino)ethyl)ether

EG: Ethylenglycol

MDEA: Methyldiethanolamin

P MD ETA: Pentamethyldiethylentriamin

TBAEE: 2-(2-tert-Butylaminoethoxy)ethanol

TBAAEDA: 2-(2-tert-Butylaminoethoxy)ethyl-N,N-dimethylamin

TDG: Thiodiglycol

TEG: Triethylenglycol

Beispiel 1 : Herstellung von 2-(2-tert-Butylaminoethoxy)ethyl-N,N-dimethylamin (TBAEEDA)

In einen ölbeheizten Glasreaktor mit einer Länge von 0,9 m und einem Innendurchmesser von 28 mm wurde Quarzwolle gegeben. Es wurden 200 mL V2A-Netzringe (Durchmesser 5 mm), darüber 100 mL eines Kupferkatalysators (Träger: Aluminiumoxid) und abschließend 600 mL V2A-Netzringe (Durchmesser 5 mm) in den Reaktor gegeben. Anschließend wurde der Katalysator folgendermaßen aktiviert: Über einen Zeitraum von 2 h wurde bei 160 °C ein Gasgemisch, bestehend aus H ₂ (5 Vol.-%) und N ₂ (95 Vol.-%), mit 100 L/h über den Katalysator geleitet. Danach wurde der Katalysator für weitere 2 h auf einer Temperatur von 180 °C gehalten. Im Anschluss wurde bei 200 °C über einen Zeitraum von 1 h ein Gasgemisch, bestehend aus H ₂ (10 Vol.-%) und N ₂ (90 Vol.-%), dann bei 200 °C über einen Zeitraum von 30 min ein Gasgemisch, bestehend aus H ₂ (30 Vol.-%) und N ₂ (70 Vol.- %) und abschließend bei 200 °C über einen Zeitraum von 1 h H ₂ über den Katalysator geleitet. 50 g/h eines Gemischs aus tert-Butylamin (TBA) und 2-[Dimethylamino(ethoxy)]ethan-1 -ol (DMAEE, CAS 1704-62-7, Sigma-Aldrich) im Gewichtsverhältnis TBA:DMAEE = 4:1 wurden bei 200 °C mit Wasserstoff (40 L/h) über den Katalysator geleitet. Der Reaktionsaustrag wurde mittels Intensivkühler kondensiert und mittels Gaschromatographie analysiert (Säule: 30m Rtx-5 Amin der Firma Restek, Innendurchmesser: 0,32 mm, df: 1 ,5 μηη, Temperaturpro- gramm 60 °C bis 280 °C in Schritten von 4 °C/min). Die folgenden Analysenwerte sind in GC-Flächenprozent angegeben.

Die GC-Analyse zeigt einen Umsatz von 96% bezogen auf eingesetztes DMAEE, wobei 2-(2- tert-Butylaminoethoxy)ethyl-N,N-dimethylamin (TBAEEDA) in einer Selektivität von 73% er- halten wurde. Das Rohprodukt wurde destillativ aufgereinigt. Nach der Entfernung von überschüssigem tert-Butylamin bei Normaldruck, wurde das Zielprodukt bei einer Sumpftemperatur von 95 °C und einer Übergangstemperatur von 84 °C bei 8 mbar in einer Reinheit von > 97% isoliert. Beispiel 2: pKs-Werte und Temperaturabhängigkeit der pKs-Werte

Die pKs-Werte verschiedener Aminverbindungen wurden bei Konzentrationen von 0,01 mol/kg bei 20 °C bzw. 120 °C durch Bestimmung des pH-Werts am Halbäquivalenzpunkt der zu betrachtenden Dissoziationsstufe mittels Zugabe von Salzsäure (1 . Dissoziati- onsstufe 0,005 mol/kg; 2. Dissoziationsstufe 0,015 mol/kg; 3. Dissoziationsstufe 0,025 mol/kg) ermittelt. Zur Messung wird ein thermostatisiertes, geschlossenes Doppelmantelgefäß verwendet, in dem die Flüssigkeit mit Stickstoff überlagert wurde. Es wurde die pH- Elektrode Hamilton Polylite Plus 120 eingesetzt, die mit Pufferlösungen pH 7 und pH 12 kalibriert wurde.

Der pKs-Wert des tertiären Amins MDEA ist zum Vergleich angegeben. Die Ergebnisse sind in folgender Tabelle dargestellt. Amin pKsi PK _S 2 PK _S 3 ApKsi (120-20 °C)

TBAEEDA 10,4 8,4 - 2,4

BDMAEE 9,7 8,2 - *

PMDETA 10,3 8,8 6,5 *

MDEA 8,7 - - 1 ,8

^* nicht bestimmt

Eine ausgeprägte Temperaturabhängigkeit des pKs-Wertes hat zur Folge, dass bei relativ niedrigeren Temperaturen, wie sie im Absorptionsschritt herrschen, der höhere pKs-Wert die effiziente Sauergas-Absorption fördert, während bei relativ höheren Temperaturen, wie sie im Desorptionsschritt herrschen, der niedrigere pKs-Wert die Freisetzung der absorbierten Sauergase unterstützt. Es wird erwartet, dass eine große pKs- Wertdifferenz eines Amins zwischen Absorptions- und Desorptionstemperatur eine niedrigere Regenerationsenergie bedingt.

Beispiel 3: Beladbarkeit, zyklische Kapazität und H2S:C02-Beladbarkeitsverhältni. Es wurden ein Beladungsversuch und anschließend ein Strippversuch durchgeführt. Auf einen Glaszylinder mit Doppelmantel zur Thermostatisierung wurde ein Glaskühler aufgesetzt, welcher bei 5 °C betrieben wurde. Dadurch wurde eine Verfälschung der Messergebnisse durch ein teilweises Verdampfen des Absorptionsmittels verhindert. In den Glaszylinder wurden ca. 100 ml_ unbeladenes Absorptionsmittel (30 Gew.-% Amin in Wasser) vorgelegt. Zur Bestimmung der Absorptionskapazität wurden bei Umgebungsdruck und 40 °C über einen Zeitraum von ca. 4 h 8 Nl/h CO2 bzw. H2S über eine Fritte durch die Absorptionsflüssigkeit geleitet. Anschließend wurde die Beladung an CO2 bzw. H2S folgendermaßen bestimmt:

Die h S-Bestimmung erfolgte durch Titration mit Silbernitratlösung. Hierzu wurde die zu ana- lysierende Probe in eine wässrige Lösung mit ca. 2 Gew.-% Natriumacetat und ca. 3 Gew.-% Ammoniak eingewogen. Anschließend wurde der H2S Gehalt durch eine potentiometrische Wendepunktstitration mittels Silbernitratlösung bestimmt. Am Wendepunkt ist H2S vollständig als Ag2S gebunden. Der C02-Gehalt wurde als Total Inorganic Carbon bestimmt (TOC-V Series Shimadzu).

Zum Strippen der beladenen Lösung wurde eine identisch aufgebaute Apparatur auf 80 °C aufgeheizt, das beladene Absorptionsmittel eingefüllt und mittels eines IS -Stroms (8 Nl/h) gestrippt. Nach 60 min wurde eine Probe genommen und die CO2- bzw. F S-Beladung des Absorptionsmittels wie oben beschrieben bestimmt. Aus der Differenz der Beladung am Ende des Beladungsversuchs und der Beladung am Ende des Strippversuchs ergeben sich die jeweiligen zyklischen Kapazitäten. Das H2S:C02- Beladbarkeitsverhältnis wurde als der Quotient der h S-Beladung durch die C02-Beladung berechnet. Das Produkt aus zyklischer h S-Kapazität und H2S:C02-Beladbarkeitsverhältnis wird als Effizienz-Faktor σ bezeichnet.

Das H2S:C02-Beladbarkeitsverhältnis dient als Indiz für die zu erwartende h S-Selektivität. Der Effizienz-Faktor σ kann verwendet werden, um Absorptionsmittel hinsichtlich ihrer Eig- nung für die selektive F S-Entfernung aus einem Fluidstrom unter Berücksichtigung des H2S:C02-Beladbarkeitsverhältnisses und der F S-Kapazität einzuschätzen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1

* Vergleichsbeispiel

Aus den Beispielen der Tabelle 1 ist ersichtlich, dass wässrige Absorptionsmittel zwar hohe zyklische h S-Kapazität aufweisen, jedoch einen geringeren Effizienz-Faktor σ. Erfindungsgemäße nicht-wässrige Absorptionsmittel zeigen (bei gegebener Aminkom- ponente) höhere Effizienz-Faktoren σ.

Beispiel 5: Thermische Stabilität

In einen Hastelloy-Zylinder (10 mL) wurde das Absorptionsmittel (30 Gew.-% Aminlö- sung, 8 mL) vorgelegt und der Zylinder verschlossen. Der Zylinder wurde für 125 h auf 160 °C erhitzt. Die Sauergasbeladung der Lösungen lag bei 20 Nm ³ /ti_ösemittei CO2 und bei 20 Nm ³ /ti_ösemittei H2S. Der Zersetzungsgrad der Amine wurde aus der mittels Gaschromatographie gemessenen Amin-Konzentration vor und nach dem Versuch berechnet. Die Ergebnisse sind in folgender Tabelle dargestellt.

Es ist ersichtlich, dass TBAEEDA eine höhere thermische Stabilität als MDEA aufweist. Beispiel 6: Viskosität

Es wurden die dynamischen Viskositäten verschiedener Verbindungen in einem Visko- simeter (Anton Paar Stabinger Viscometer SVM3000) vermessen.

Die Ergebnisse sind in folgender Tabelle dargestellt.

^* Vergleichsverbindung Es wurden außerdem im gleichen Gerät die dynamischen Viskositäten verschiedener Absorptionsmittel (ohne Sauergasbeladung) vermessen.

Die Ergebnisse sind in folgender Tabelle dargestellt.

^* Vergleichsbeispiel

Es ist ersichtlich, dass die dynamische Viskosität der erfindungsgemäßen Absorptionsmittel deutlich geringer ist als die der Vergleichsbeispiele.