[發明專利]一種捕集或分離二氧化碳的吸收溶劑

有效

• 申請號: 200910076603.9
• 申請日: 2009-01-09
• 公開（公告）號: CN101637689A
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發明（設計）人: 陳健;董立戶;高光華
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14;C01B31/20
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司
• 代理人: 張文寶

技術領域

本發明屬于化工材料領域，具體涉及一種從氣體混合物或液化氣中捕集或分離二氧化碳的吸收溶劑。?

背景技術

CO₂等溫室氣體的排放是造成氣候變化的一個主要因素，如何從富含CO₂的氣體混合物或液化氣中，捕集或分離CO₂就顯得極為重要。這些氣體混合物包括煙道氣、煉廠氣、天然氣、液化氣、合成氣、變換氣和制氫氣等等。氣體混合物中含有5％～80％的CO₂，其它主要氣體組成包括N₂、O₂、CO、H₂、CH₄、C₂H₆、SO₂、H₂S以及有機硫CH₃S、COS等；氣體的壓力變化范圍大(50～9000kPa)，適合采用化學吸收或化學物理復合吸收法捕集分離CO₂組分。?

目前國內外工業上較為成熟的化學吸收法捕集分離CO₂的工藝有單乙醇胺法(MEA)、二乙醇胺法(DEA)、二異丙醇胺法(DIPA)和甲基二乙醇胺法(MDEA)。為了提高吸收溶液對CO₂的吸收速度，所以針對二異丙醇胺(DIPA)、甲基二乙醇胺(MDEA)等吸收速度較慢的溶劑，加入吸收速度較快的溶劑如單乙醇胺(MEA)和哌嗪(PZ)等，形成一些改良型的吸收分離方法。上述溶劑都是以乙醇胺為基礎的，其中氨基和羥基之間的碳原子數為2個(包括DIPA)。為了進一步降低能耗，2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)位阻胺法，由于其對CO₂溶解度高、解吸效果較好，吸收解吸的循環負荷較高，得到了一些應用。其氨基和羥基之間的碳原子數也是2個，也是乙醇胺的衍生物。但由于這些位阻胺的特殊結構，導致在使用過程中的降解比較多，使用成本仍較高。?

發明內容?

本發明提供一種捕集或分離二氧化碳的吸收溶劑，其特征在于，所述溶劑包括含量范圍為10～70wt％的3-二甲基氨基-1-丙醇(DMA1P)，以及總含量范圍為30～90wt％的其他組分。?

所述其他組分包括：單乙醇胺、正丙醇胺、羥乙基哌嗪、水、物理溶劑、無機鹽或助劑中的一種或多種。?

所述物理溶劑的主要組成為環丁砜、二甲亞砜、N-甲基吡咯烷酮、甲醇、乙醇中的一種或多種。?

所述無機鹽的主要組成為K₂CO₃、Na₂CO₃或它們的混合物。?

所述助劑的主要組成為腐蝕抑制劑、消泡劑、阻垢劑中的一種或多種。?

所述吸收溶劑用于捕集或分離CO₂的工藝包括：常規的吸收、閃蒸、換熱、解吸的脫碳工藝，或是從解吸塔中段采出半貧液經換熱后進入吸收塔中段的工藝，或是多段吸收多段解吸的工藝，或是用于同時吸收分離二氧化硫、硫化氫以及羰基硫和甲硫醇等有機硫的工藝。?

所述吸收溶劑用于捕集或分離CO₂的工藝條件包括：吸收溶劑進吸收塔的溫度為10～80℃；再生塔底貧液的溫度為80～150℃；再生塔底的壓力為50～500kPa。?

本發明的有益效果為：3-二甲基氨基-1-丙醇對二氧化碳的溶解度大，解吸效果好，同時吸收反應的反應熱較低，對捕集分離二氧化碳來說能耗較低。同時3-二甲基氨基-1-丙醇是一種叔胺，碳鏈是直鏈，通過氫鍵可以形成6元環，分子的穩定性更好，可大幅度減少在使用過程中溶劑的降解損耗。?

具體實施方式

實施例1?

取三份3-二甲基氨基-1-丙醇水溶液，其中，3-二甲基氨基-1-丙醇的含量為?10wt％，其余為由單乙醇胺、二甲亞砜、K₂CO₃、腐蝕抑制劑和水組成的溶劑。將溫度為40℃，氣相CO₂分壓力為9kPa、45kPa、120kPa的含有CO₂和N₂的混合氣體分別輸入三份所述溶劑，氣液兩相達到平衡后，吸收溶劑中CO₂和3-二甲基氨基-1-丙醇(DMA1P)的摩爾比以及吸收溶劑中CO₂的溶解度參見表1。?

表1?40℃、10wt％的3-二甲基氨基-1-丙醇水溶液實驗結果?