[發明專利]回收混合氣體中二氧化碳的復合脫碳溶液

有效

• 申請號: 200710011329.8
• 申請日: 2007-05-15
• 公開（公告）號: CN101091864A
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發明（設計）人: 蓋群英;張永春;周錦霞;宋微
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14;B01D53/62;C01B31/20
• 代理公司: 大連理工大學專利中心
• 代理人: 侯明遠;李寶元

技術領域

本發明屬于氣體分離技術領域，涉及一種從含有二氧化碳的混合氣體中回收或脫除二氧化碳氣體的脫碳溶液，特別涉及一種羥乙基乙二胺脫碳溶液。

背景技術

眾所周知，二氧化碳是一種溫室氣體。近年來，隨著世界各國對地球溫室效應的關注，二氧化碳的排放問題引起全世界的重視。而二氧化碳的分離方法主要分為：物理吸收法、化學吸收法和生物法。目前主要應用的是前兩種方法。其中物理吸收法需要在高壓下進行，因此這種方法主要適用于二氧化碳含量較高的氣源；而化學吸收法可以在常壓或者較低的壓力下進行，因此這種方法更適合于處理二氧化碳含量較低的氣源。

化學吸收法經過幾十年的發展，已經從開始的單組分高能耗的吸收劑發展為現在的復合組分低能耗的吸收劑，目前吸收劑的組成組分和含量問題，仍是世界各國學術界的研究熱點。

1985年中國專利(CN?103855A)公開了一種從氣體混合物中除去二氧化碳的方法，其吸收劑為K₂CO₃?15～30％，二乙醇胺10～30克/升，氨基乙酸10～20克/升，硼酸15～30克/升，總釩(以KVO₃計)5～10克/升。其溶液吸收CO₂的能力為21～26NM³CO₂/M³溶液。

2001年，美國專利(US?6,290,754?B1)公開了一種從混合氣體中脫除二氧化碳的方法，其吸收劑為在MDEA胺溶液中加入活性組分。其中MDEA濃度為1-6mol/L。活性組分為H₂N-C_nH_2n-NH-CH₂-CH₂OH，(1≤n≤4)，其濃度為總胺的摩爾濃度的0.01到0.5之間。

2002年中國專利(CN?1340374A)公開了一種從氣體混合物中除去二氧化碳的方法，其吸收劑為：

A.30.0至50.0％的氮-甲基二乙醇胺；

B.0.1至1.5％的二甲基乙醇胺；

C.0.5至1.5％的甲基乙醇胺；

D.1.0至2.0％的二氮己環；

E.余量的水。

其溶液吸收CO₂的能力為22～26NM³CO₂/M³溶液。

綜上所述，現有的以K₂CO₃或MDEA為主體的脫碳溶液雖有其各自的優點，但其綜合的脫碳能力普遍較低，而且操作壓力略高，因此在方面均有改進的余地。

發明內容

本發明目的是通過添加一種新型的溶劑作為組分，該組分與其它組分復合作用，來改善以上脫碳溶液脫碳能力不足的問題，并且能在較低的壓力條件下有較好的回收效率。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：本發明所適用的氣源為二氧化碳含量為3％～70％(體積分數)的混合氣體。本發明所說的脫碳溶液主要由主吸收組分、助吸收組分、活化組分、緩蝕劑、抗氧化劑和水組成。其中主吸收組分為羥乙基乙二胺(AEE)，其含量為5％～35％(質量分數)。其特征在于：以羥乙基乙二胺(AEE)作為主吸收組分，不僅吸收速率快，而且吸收量大，但其解吸溫度略高。其中助吸收組分包括2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)和三乙醇胺(TEA)，這三種物質可單獨或混合使用，但助吸收組分的總含量在5％～30％(質量分數)。添加助吸收組分，主要起降低解吸溫度的作用，彌補主吸收組分的不足。其中活化組分包括一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)和哌嗪(PZ)，其中這三種物質可單獨或混合使用，但活化組分的總含量在1％～10％(質量分數)。活化組分主要起活化助吸收組分作用，使助吸收組分快速達到吸收飽和。本發明所說的脫碳溶液中胺的總量為35％～55％(質量分數)。為了降低吸收液對設備的腐蝕和自身的降解，在此復合脫碳液中同時添加了緩蝕劑和抗氧化劑。其中緩蝕劑為礬酸鈉，其含量為0.05％～1.0％(質量分數)；抗氧化劑為亞硫酸鈉和醋酸銅，其含量為0.05～1.0％(質量分數)。本發明所說的脫碳溶液中水的含量為45％～65％(質量分數)。