[發(fā)明專利]用于從氣體混合物吸收CO2的方法、吸收介質(zhì)和設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080025015.3
• 申請(qǐng)日: 2010-05-28
• 公開（公告）號(hào): CN102574046A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·塞勒;J·羅爾克;R·施奈德;A·科布斯;D·維特豪特;M·諾伊曼;M·科伊普;D·登布科夫斯基;W·貝內(nèi)施;H·溫克勒;J·賴希;T·里特曼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 贏創(chuàng)德固賽有限公司
• 主分類號(hào): B01D53/14
• 分類號(hào): B01D53/14;C10L3/10;F23J15/04
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 于輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于從氣體混合物吸收CO₂的方法，還涉及吸收介質(zhì)和用于進(jìn)行所述方法的設(shè)備。

對(duì)于從煙氣除去二氧化碳而言，特別是對(duì)于減少?gòu)陌l(fā)電廠工藝排放被認(rèn)為是溫室效應(yīng)的主要原因的二氧化碳，從氣體混合物吸收二氧化碳受到特別的關(guān)注。對(duì)于從天然氣、生物氣、合成氣或精煉廠中的含CO₂的氣流除去CO₂而言，CO₂的吸收也同樣受到關(guān)注。此外，一些方法需要二氧化碳，對(duì)于這些方法，可以通過(guò)本發(fā)明的方法獲得作為起始原料的CO₂。

背景技術(shù)

在工業(yè)規(guī)模上，通常將烷醇胺的水溶液作為用于從氣體混合物吸收CO₂的吸收介質(zhì)。通過(guò)加熱、降壓至較低的壓力或汽提將負(fù)載了的吸收介質(zhì)再生，生成解吸的二氧化碳。在再生方法之后，吸收介質(zhì)可以重新使用。這些方法描述于例如Rolker，J.；Arlt，W.；“Abtrennung?von?Kohlendioxid?aus?Rauchgasen?mittels?Absorption”，Chemie?Ingenieur?Technik?2006，78，第416至424頁(yè)中。

這些方法的缺點(diǎn)在于，對(duì)于通過(guò)吸收和隨后的解吸分離出CO₂而言需要相對(duì)大量的能量，并且在解吸過(guò)程中僅有部分被吸收的CO₂被再次解吸，使得在吸收和解吸循環(huán)中用于CO₂吸收的烷醇胺的比例低。此外，所使用的吸收介質(zhì)是強(qiáng)腐蝕性的。

將離子液體用于吸收CO₂描述于X.Zhang等，“Screening?of?ionic?Liquids?to?Capture?CO₂?by?COSMO-RS?and?Experiments”，AIChE?Journal，第54卷，第2171至2728頁(yè)中。

發(fā)明內(nèi)容

已出人意料地發(fā)現(xiàn)，通過(guò)使用2，3-二氫-2，2，4，6-四甲基吡啶從氣體混合物吸收CO₂可以避免已知方法的缺陷。

因此，本發(fā)明提供了通過(guò)使氣體混合物與包含水和2，3-二氫-2，2，4，6-四甲基吡啶的吸收介質(zhì)接觸，從而從氣體混合物吸收CO₂的方法。

本發(fā)明還提供了吸收介質(zhì)，其包含處于均勻相中的水、2，3-二氫-2，2，4，6-四甲基吡啶和至少一種有機(jī)溶劑。

本發(fā)明還提供了從氣體混合物分離CO₂的設(shè)備，其包括吸收單元、解吸單元和循環(huán)吸收介質(zhì)，所述循環(huán)吸收介質(zhì)包含處于均勻相中的水、2，3-二氫-2，2，4，6-四甲基吡啶和至少一種有機(jī)溶劑。

在本發(fā)明的方法中，通過(guò)使氣體混合物與包含水和2，3-二氫-2，2，4，6-四甲基吡啶的吸收介質(zhì)接觸而實(shí)現(xiàn)CO₂的吸收。2，3-二氫-2，2，4，6-四甲基吡啶可以通過(guò)US?2,516,625和US?4,701,530中描述的方法由丙酮和氨制備。

除2，3-二氫-2，2，4，6-四甲基吡啶以外，所述吸收介質(zhì)還可以包含2，3-二氫-2，2，4，6-四甲基吡啶的一種或多種互變異構(gòu)體，特別是2，5-二氫-2，2，4，6-四甲基吡啶、1，2-二氫-2，2，4，6-四甲基吡啶和1，2，3，4-四氫-2，2，6-三甲基-4-亞甲基吡啶。

在本發(fā)明的方法中，除水和2，3-二氫-2，2，4，6-四甲基吡啶以外，所述吸收介質(zhì)優(yōu)選還包含至少一種水混溶性有機(jī)溶劑。對(duì)于本發(fā)明的目的而言，術(shù)語(yǔ)“水混溶性有機(jī)溶劑”是指在水中溶解至至少10重量％的溶劑，或至少10重量％的水溶解在所述溶劑中。特別優(yōu)選與水之間沒有混溶間隙且可以任何比例與水混溶的水混溶性有機(jī)溶劑。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中，包含水、2，3-二氫-2，2，4，6-四甲基吡啶和至少一種水混溶性有機(jī)溶劑的吸收介質(zhì)以單相的形式存在。吸收介質(zhì)的單相性質(zhì)可以通過(guò)適當(dāng)選擇水混溶性有機(jī)溶劑和適當(dāng)選擇水、2，3-二氫-2，2，4，6-四甲基吡啶和水混溶性有機(jī)溶劑的比例而實(shí)現(xiàn)。

同樣，優(yōu)選這樣的實(shí)施方案，其使用包含水、2，3-二氫-2，2，4，6-四甲基吡啶和至少一種水混溶性有機(jī)溶劑的吸收介質(zhì)，其中在吸收CO₂之后所述吸收介質(zhì)以單相的形式存在。在吸收CO₂之后所述吸收介質(zhì)的單相性質(zhì)可能受與在吸收之前影響吸收介質(zhì)的單相性質(zhì)的因素相同的因素影響，并且可能還另外受在使氣體混合物與吸收介質(zhì)接觸過(guò)程中選擇的溫度和壓力的影響。