[發明專利]用固體鹽吸收劑從加壓混合氣中分離二氧化碳的方法

在審

• 申請號: 201610041110.1
• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN105692619A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 李軍;馬貴峰;周煜蘭;蘇鐵柱;宋磊;蘇玉忠;洪燕珍;胡曉慧;王宏濤
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: C01B31/20
• 分類號: C01B31/20;B01D53/14
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及固體鹽吸收劑，尤其是涉及用固體鹽吸收劑從加壓混合氣中分離二氧化碳的 方法。

背景技術

隨著現代工業的發展，二氧化碳的排放量日益增加。目前，大氣中二氧化碳濃度的不斷 增加，已經引起了顯著的溫室效應，并造成各種氣候變化。為了應對這一情況，很多國家及 地區都著手對溫室氣體減排進行研究，而采用一定技術對排放廢氣中的二氧化碳進行捕獲并 封存(CO₂captureandstorage，簡稱CCS)是目前國際上公認的最主要的溫室氣體減排“去碳” 途徑。現有的二氧化碳分離和捕獲技術主要有：化學和物理吸收法，物理和化學吸附法，低 溫蒸餾法，膜分離法、深冷處理法等。這些方法雖然都能在一定程度上降低二氧化碳排放， 并得到了一定的發展，但在實際應用中還存在各種問題，要么成本太高(特別是能耗過高)， 要么規模小、耗碳量少，要么存在較大的安全風險等。

對于合成氣中的二氧化碳，目前，低溫甲醇洗工藝國外有林德工藝和魯奇工藝二種流程， 二者技術都很成熟，國內大連理工大學經過近20年的研究，也開發成功了低溫甲醇洗工藝軟 件包，并獲得了國內兩項專利，其中CN102078742A公開了低壓原料氣適用的低溫甲醇洗方 法，含H₂S、CO₂和水的低壓原料氣經預冷至低溫，用低溫甲醇洗裝置氣提后的低溫半貧液 在預洗塔內洗滌；脫除水分的原料氣與低溫甲醇洗裝置中回收的有效氣體，即循環閃蒸氣匯 合，復熱后進行壓縮，或不復熱直接進行壓縮；壓縮到要求壓力的原料氣進后續的低溫甲醇 洗裝置脫除酸性氣體。該發明解決了低壓氣化的原料氣由于含硫、含水，不能直接用壓縮機 壓縮，導致低壓原料氣不能采用低溫甲醇洗工藝進行凈化的問題。該發明的效果和益處是擴 大了低溫甲醇洗工藝的應用范圍，而且預洗脫水工藝與常規的低溫甲醇洗工藝相結合，能耗 低，節省投資。然而該方法需要低溫，設備投資大，需要有害有機溶劑進行循環操作。因此， 開發新的吸收劑，具有重要的意義。離子液體具有極優秀的物理特性(比如，非揮發性，極 性可調)，因此離子液體作為二氧化碳吸收劑近年來是人們研究和開發的熱點，然而離子液體 作為二氧化碳的吸附劑雖然有高的溶解度，但其粘度大，解吸能耗大，限制了其工業化應用 進展。

發明內容

本發明目的在于提供一種用固體鹽吸收劑從加壓混合氣中分離二氧化碳的方法。

本發明包括以下步驟：

1)二氧化碳分離步驟：加壓混合氣進入高壓柱的加壓混合氣入口，固體鹽吸收劑對加壓 混合氣中的二氧化碳進行捕獲，高壓柱出口氣體接入其他氣體儲罐入口；

2)二氧化碳收集步驟：檢測到高壓柱出口氣體中有二氧化碳時，關閉高壓柱的加壓混合 氣入口，把高壓柱出口氣體接入二氧化碳儲罐入口，釋放固體鹽吸收劑捕獲的二氧化碳后， 關閉二氧化碳儲罐入口。

在步驟1)中，所述固體鹽吸收劑可采用季銨鹽、季磷鹽、咪唑鹽、季銨鹽聚合物、季 磷鹽聚合物和咪唑鹽聚合物中的至少一種；

所述季銨鹽可選自四庚基溴化銨、四庚基碘化銨、四庚基四氟化硼銨等對稱戊基到庚基 的銨鹽、三甲基到丁基芐基季銨鹽和季磷鹽以及1-苯乙烯基-3-甲基到丁基咪唑鹽；

所述季銨鹽聚合物可選自聚三甲基到丁基芐基季銨鹽，所述季銨鹽聚合物可選自聚三甲 基芐基六氟磷酸銨、聚三甲基芐基六氟磷酸銨、聚三甲基芐基四氟硼酸銨、聚三丁基芐基雙 三氟甲烷磺酰亞胺銨等中的一種；

所述季磷鹽聚合物可選自聚三甲基到丁基芐基季磷鹽，所述季磷鹽聚合物可選自聚三甲 基芐基六氟磷酸膦、聚三甲基芐基四氟硼酸膦、聚三丁基芐基雙三氟甲烷磺酰亞胺膦等中的 一種；

所述咪唑鹽聚合物可選自聚1-苯乙烯基-3-甲基到丁基咪唑鹽和聚1-乙烯基-3-甲基到丁 基咪唑鹽，所述咪唑鹽聚合物可選自聚1-苯乙烯基-3-丁基六氟磷酸咪唑、聚1-苯乙烯基-3- 丁基四氟硼酸咪唑、聚1-苯乙烯基-3-丁基雙三氟甲烷磺酰亞胺咪唑、聚1-乙烯基-3-甲基六氟 磷酸咪唑、聚1-乙烯基-3-丁基四氟硼酸咪唑、聚1-乙烯基-3-丁基雙三氟甲烷磺酰亞胺咪唑等 中的一種；

所述加壓混合氣可采用加壓煤氣，加壓煤氣含有二氧化碳、一氧化碳和氫氣等；