[發明專利]一種用于脫除氣體中高濃度CO2的復配液體脫碳劑

在審

• 申請號: 201610208053.1
• 申請日: 2016-04-05
• 公開（公告）號: CN105664672A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 李春虎;黃黎明;陳東
• 申請（專利權）人: 江蘇大海能源科技有限公司
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14;B01D53/18;C10L3/10
• 代理公司: 北京萬科園知識產權代理有限責任公司 11230
• 代理人: 張亞軍;王軍

技術領域

本發明涉及一種用于脫除氣體中高濃度CO₂的復配液體脫碳劑，具體涉及一種含有N-甲 基二乙醇胺(MDEA)、活化劑和pH緩蝕劑的復配液體脫碳劑，主要用于脫除天然氣、煤層氣、 煉廠氣、頁巖氣和沼氣等氣體中高濃度的CO₂，屬于氣體凈化領域。

背景技術

工業革命推動了人類的高速發展，同時也加劇了對煤、石油、天然氣、頁巖氣等化石燃 料的使用量，導致CO₂排放量逐年增加，大氣中的CO₂濃度持續增長，使得大氣中碳循環失 衡，溫室效應逐年嚴峻。根據美國地球系統研究實驗室研究數據，2013年大氣中CO₂含量為 395.11ppm，2014年大氣中CO₂含量為397.13ppm。該研究預測人類活動所產生的CO₂排放 量將從1997年的271億噸增長到2100年的950億噸。因此，減少CO₂排放量將直接關系到 人類社會的可持續發展，如何高效地控制CO₂的排放已經成為制約人類社會發展的關鍵性問 題。

減少CO₂排放勢在必行，但作為高速發展的今天，化石燃料石油、煤炭作為主流的能源 又不可能停止使用，這就使得我們尋找一種相對潔凈甲烷含量高的能源-----天然氣、煤層氣、 沼氣等。天然氣氫碳比高、排放CO₂和污染物量少的優勢，可對減輕地球的溫室效應和大氣 污染做出突出貢獻。天然氣以其高效、優質、潔凈等優于煤炭和石油的優點在一次能源消費 結構中占據越來越重要的地位。

天然氣在我國能源結構中所占比例遠遠小于其在世界能源機構中的比例，煤炭在我國能 源結構消費占比過半。為應對煤炭在使用過程中所帶來的環境問題，近年我國致力于轉變當 前依靠煤炭為主的單一性能源結構，形成主要以煤炭為主，其他能源為輔的能源消費結構， 并不斷加大對其他能源的開發利用，天然氣在我國將會有越來越大的發展空間。2014年我國 與俄羅斯簽訂了總價值4000億美元的天然氣供應協定，這將大大推進中國天然氣工業的發 展，進一步鞏固天然氣在我國居民燃氣中的地位，有利于加快城市清潔能源建設。

天然氣的主要成分為烷烴，此外一般還含有H₂S、CO₂、有機硫、N₂、水氣及微量的惰性 氣體。天然氣中的CO₂、H₂S和有機硫通常被稱為酸性氣體組分，酸性氣體組分不僅降低天 然氣品質和熱值，還會增加運輸成本，使催化劑中毒，腐蝕金屬設備等。CO₂、H₂S等酸性氣 體對金屬管道的腐蝕是一種自發過程，在高溫、高壓條件下，管道長時間與酸性氣體等腐蝕 介質接觸，極易使管壁腐蝕變薄和管線破裂，甚至會導致重大損失。因此，天然氣必須脫除 酸性組分后才能進行輸送和使用

1999年CO₂體積濃度標準≤3.0％，2013年后的新技術指標中，一類天然氣中CO₂體積 濃度為≤2.0％，2015年后中石油的天然氣技術指標中，一類天然氣中CO₂體積濃度可能為≤ 0.5％，可以看出國家對天然氣凈化氣中酸氣含量要求逐漸減低，即對天然氣凈化程度要求更 為苛刻，這就迫切需要尋找一種高效的天然氣脫除CO₂凈化溶劑。

為適應新的國家天然氣凈化標準，研究一種高效天然氣脫除CO2的溶劑就顯得尤為重要。 雖然各類烷醇胺在吸收CO₂方面有著各自的優點，如目前工業上主要使用的MEA、DEA等 醇胺都存在腐蝕性強、易降解變質、易發泡、再生能耗高等問題，還會對環境造成污染，使 用MDEA脫碳溶劑隨可克服上述伯胺和仲胺的缺點，但MDEA的叔胺性質導致其與CO₂的 反應速率慢，碳容也較低。

發明內容