[發明專利]一種用于捕集二氧化碳的離子液體

有效

• 申請號: 201710905014.1
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN109569194B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 江洋洋;毛松柏;陳曦;鄭園園
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中石化南京化工研究院有限公司
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

本發明屬于氣體中CO₂捕集技術領域，涉及采用新型離子液體用于CO₂捕集。所采用的離子液體由同時含有氨基和醚氧基的陽離子及陰離子組成。本發明CO₂捕集體系可用于捕集天然氣、煉廠氣、液化氣、煉廠FCC裝置催化劑再生排放氣等氣體中的CO₂。本發明通過采用同時含有氨基和醚氧基的離子液體，顯著提高了吸收速率、吸收容量及再生能耗，因此在大規模CO₂捕集領域具有很好的前景。

技術領域

本發明屬于氣體中二氧化碳捕集技術領域，涉及一種用于CO₂捕集的離子液體。

技術背景

二氧化碳的捕集已成為全球關注的“熱點”問題。二氧化碳的捕集技術包括溶劑吸收法、吸附法、低溫分離法、膜分離法等。傳統的醇胺法已廣泛應用于CO₂的捕集。但是存在過程能耗高、設備腐蝕嚴重、胺的變質速度快、吸收液具有較強的揮發性，造成環境污染及吸收劑損失等技術難題。因此，新型高效低能耗低消耗的二氧化碳捕集方法和技術如離子液體法、膜分離法等的開發，將會大幅降低現有技術的能耗，從而達到降低捕集分離成本、提高技術市場競爭力的效果。

離子液體是由特定的有機陽離子和有機或無機陰離子組成的在室溫或近室溫下呈液態的熔鹽體系，是新型的結構可設計的綠色環保溶劑。離子液體的不揮發性、不易氧化降解、腐蝕性低，結構和性質的可設計性、熱穩定性是傳統有機吸收劑不可比擬的優勢。

目前采用離子液體法捕集分離CO₂的研究仍主要集中在實驗室階段，目前的研究主要包括以下幾方面：常規離子液體物理吸收CO₂重點在于離子液體高壓吸收CO₂的熱力學研究以及作用機理的探討。羧酸根離子液體捕集CO₂：美國Chevron公司以及DuPont公司分別開發了含有羧酸根官能團的離子液體捕集氣體混合物中CO₂的方法，對CO₂的飽和吸收量為4.6 wt%，反應熱僅為-40 kJ/mol，與MEA法相比能降低過程的能耗。含氨基官能團的離子液體捕集CO₂，采用多種含氨基功能基團的離子液體用于捕集CO₂，并從吸收能力及再生熱耗等角度研究分析離子液體捕集CO₂的可行性。離子液體與醇胺、水、聚乙二醇等分子溶劑混合，提高捕集性能，降低粘度。例如中科院過程所張鎖江課題組采用離子液體[C₂OHmim][DCA]、[Bmim][DCA]與30wt%MEA水溶液混合形成離子液體與醇胺混合水溶液用于捕集CO₂。他們測定了CO₂在溶液中的溶解度及粘度，研究結果表明，加入離子液體能夠減少再生塔中由于溶液中水的氣化造成的能量消耗，從而降低再生能耗，通過模擬計算得到的能耗較MEA降低27%，同時減少MEA的揮發性損失。離子液體用于捕集CO₂如煙道氣CO₂的文獻專利報道很多，但工業用于鮮有報道。關鍵問題在于離子液體捕集CO₂的捕集效率需進一步提高，再生能耗需進一步降低，從而降低捕集過程的運行成本。

發明內容

本發明的目的是提出新型的用于CO₂捕集的離子液體。

本發明所采用的離子液體由同時含有氨基和醚氧基的陽離子及陰離子組成。