[發明專利]一種含有2-氨基-2-甲基-1-丙醇和3-氨基丙醇或2-氨基-2-甲基-1-丙醇和4-氨基丁醇的含水的CO2吸收劑

在審

• 申請號: 201380063664.6
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN104853830A
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發明（設計）人: K·A·霍夫;T·邁德爾;I·金;A·格里姆斯特韋特;E·F·達席爾瓦
• 申請（專利權）人: 阿克工程及技術股份公司
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 嚴政;李婉婉

技術領域

本發明涉及一種從燃燒氣體(combustion?gas)中捕集CO₂的改進方法，以及一種改進的CO₂胺吸收劑。

背景技術

幾十年來關于從工業規模的氣體混合物中捕集CO₂已眾所周知，例如從次生地形地層的氣井(sub?terrain?gas?wells)中分離天然氣和CO₂，以將得到的天然氣輸出且將得到的CO₂輸回次生地形地層結構(sub?terrain?structure)。

對于化石燃料燃燒產生的CO₂導致的環境和溫室效應的越來越多的關注，已引起對CO₂排放的主要點如熱電廠(thermal?power?plant)的CO₂捕集越來越多的興趣，即所謂的燃燒后CO₂捕集(Post?Combustion?CO₂capture)。

即使電廠(power?plants)代表了CO₂排放的最大點源(point?sources)，其他工業如鋼鐵廠和水泥廠可以利用類似的技術捕集CO₂。

US?5.618.506和EP?0558019均屬于關西電力公司(KANSAI?ELECTRIC?POWER?CO.)和三菱JUKGYO株式會社(MITSUBISHI?JUKGYO?KABUSHIKI?KAISHA)，以及其中標示的引用，給出了一般的捕集CO₂的過程和吸收劑的技術背景。

工業CO₂捕集工廠(CO₂capturing?plants)包括吸收塔，在該吸收塔中，液體吸收劑與待處理的氣體進行逆流接觸。將“凈化的”或低CO₂含量的氣體從所述吸收塔的頂部抽取出并排放到大氣中，反之將富CO₂吸收劑從所述吸收塔的底部抽取出來。該富吸收劑在再生塔中再生，其中，該富吸收劑與通過在再生塔底部加熱已再生的吸收劑而產生的蒸汽進行逆流流動而被汽提(stripped)。將該已再生的吸收劑從再生塔的底部抽取出來并回收用于吸收塔中。將主要含有蒸汽和CO₂的富CO₂氣體從該再生塔的頂部抽取出來。在將CO₂送去儲存或其他用途前，將該富CO₂氣體進一步處理以除去水和壓縮。

然而，捕集CO₂是一種耗能過程，由于CO₂與吸收劑結合是放熱反應以及再生過程是吸熱反應。因此，吸收塔中損失熱量且熱量被供給再生塔以再生吸收劑并排放CO₂。這樣的熱量需求是CO₂捕集工廠的主要運作成本。因此減少吸收劑再生需要的熱量即可減少CO₂捕集的能量成本。

已存在許多不同的胺及其組合物可作為CO₂的吸收劑，不同的具有CO₂吸收性能的胺例如可參見上述專利。作為吸收劑使用的胺的水溶液中所使用胺的實例為烷醇胺，例如單乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、甲基二乙醇胺(MDEA)、二異丙醇胺(DIPA)、二甘醇胺(DGA)、甲基單乙醇胺(MMEA)、2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)。MEA通常還在可能的新的吸收劑的測試中作為對照吸收劑使用。

在選擇用于工業規模CO₂捕集的潛在吸收劑時，需要注意不同胺的反應動力學、熱量需求、反應熱、胺負載平衡(amine?equilibrium?loading)、降解、穩定性、水中溶解度和吸收容量(absorption?capacity)。

胺在其使用的環境中還容易降解且具有腐蝕性。通過不同的機理，胺在熱降解和氧化降解下都能降解。降解是不希望發生的，因為降解會使得吸收劑不活潑且導致需要向設備中補充胺，因為可能產生大量廢品，以及因為運行時長將更依賴于回收(recover)結合在降解產品(所謂的熱穩定性型胺鹽)中的可用胺的回收單元。

與早期應用的基于胺的吸收技術(例如天然氣處理)相對比，當從煙道氣(flue?gas)中捕集時，處理后的氣體被釋放到大氣中。這就意味著存在將不穩定胺組分或降解產品排放到環境中的危險。

因此，較少降解的胺將使得從工廠排出的凈化的尾氣中較少地排放降解產品。