[發(fā)明專利]一種具有雙活性組分的CO2化學(xué)吸收劑在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201810316868.0 | 申請(qǐng)日： | 2018-04-10 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN108434938A | 公開（公告）日： | 2018-08-24 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 黃寬;張建博;彭海龍;鐘富裕;張甲寅 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 南昌大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | B01D53/14 | 分類號(hào)： | B01D53/14 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 330031 江西省*** | 國(guó)省代碼： | 江西;36 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 化學(xué)吸收劑 吸收劑 聚乙烯亞胺類化合物 羧酸鹽類化合物 化學(xué)吸收 助吸收劑 咪唑 稀釋劑 氨基 可逆化學(xué)反應(yīng) 氮雜環(huán)卡賓 揮發(fā)性 活性位點(diǎn) 吸收容量 粘度變化 再生性 吸收 | ||
本發(fā)明涉及一種新型的CO2化學(xué)吸收劑，該吸收劑由兩種可分別與CO2發(fā)生可逆化學(xué)反應(yīng)的活性組分構(gòu)成，其中一種組分為聚乙烯亞胺類化合物，另一種組分為咪唑羧酸鹽類化合物。聚乙烯亞胺類化合物中氨基密度高，為CO2的化學(xué)吸收提供了大量活性位點(diǎn)，是主吸收劑。咪唑羧酸鹽類化合物則可通過形成氮雜環(huán)卡賓來化學(xué)吸收CO2，其本身粘度較小，且吸收CO2后粘度變化不大，起到助吸收劑和稀釋劑的作用。本發(fā)明提供的CO2化學(xué)吸收劑具有吸收容量大、再生性好的特點(diǎn)。同時(shí)，主吸收劑和助吸收劑的揮發(fā)性都極低，穩(wěn)定性高。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種CO2化學(xué)吸收劑，以及該吸收劑在CO2捕集領(lǐng)域中的應(yīng)用。
背景技術(shù)
當(dāng)前，由溫室效應(yīng)所引起的全球氣候變暖已成為了一個(gè)日益嚴(yán)峻的環(huán)境問題，這可能會(huì)造成兩極冰川融化、海平面上升，并對(duì)人類的生存環(huán)境以及地球生態(tài)帶來毀滅性的打擊。CO2是一種最主要的溫室氣體，它在大氣中的不斷累積是造成溫室效應(yīng)的最主要原因。CO2的排放源主要是工業(yè)生產(chǎn)中化石燃料的燃燒和利用所產(chǎn)生的尾氣，對(duì)工業(yè)尾氣中的CO2進(jìn)行捕集具有重要的環(huán)境意義。
目前，工業(yè)上應(yīng)用最廣的CO2捕集技術(shù)是有機(jī)胺化學(xué)吸收法，它利用有機(jī)胺與CO2之間的可逆化學(xué)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)CO2的捕集。而有機(jī)胺與CO2反應(yīng)的產(chǎn)物氨基甲酸鹽具有復(fù)雜的氫鍵網(wǎng)絡(luò)，為避免吸收劑在吸收CO2后粘度極劇變大，造成其在管道中的輸送困難，常需使用稀釋劑來對(duì)有機(jī)胺進(jìn)行稀釋，常見的稀釋劑有水、甲醇、乙二醇、環(huán)丁砜等。一方面，有機(jī)胺和稀釋劑的揮發(fā)性都較大，易產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)化合物，不符合綠色化工過程的要求。另一方面，這些稀釋劑本身與CO2的相互作用較弱，僅具有物理溶解作用，這就會(huì)造成稀釋后的有機(jī)胺溶液的CO2容量損失較大，因此，急需開發(fā)高效、穩(wěn)定且綠色、環(huán)保的新型CO2化學(xué)吸收劑。
聚乙烯亞胺是一類聚合胺基化合物，它的揮發(fā)性極低、穩(wěn)定性高且氨基密度大，但是本身粘度大，且吸收CO2后粘度也會(huì)極劇增加。咪唑羧酸鹽是一類離子液體化合物，具有液程寬、揮發(fā)性極低、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)。相關(guān)研究表明，咪唑羧酸鹽對(duì)CO2具有一定的化學(xué)親和性，但其本身粘度較低，且吸收CO2后粘度變化不大(Yokozeki et al.,J.Phys.Chem.B2008,112,16654-16663；Chen et al.,AIChEJ.2018,64,632-639)。本發(fā)明提出，以聚乙烯亞胺類化合物為主吸收劑，咪唑羧酸鹽為助吸收劑和稀釋劑來構(gòu)建新型的CO2化學(xué)吸收劑。該吸收劑可快速、高效地從工業(yè)氣中捕集CO2，且吸收劑可通過加熱和減壓來再生。這樣由兩種可分別與CO2發(fā)生可逆化學(xué)反應(yīng)的活性組分構(gòu)成的CO2吸收劑尚未見報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種CO2化學(xué)吸收劑，該吸收劑由兩種可分別與CO2發(fā)生可逆化學(xué)反應(yīng)的活性組分構(gòu)成，其中一種組分是聚乙烯亞胺類化合物，另一種組分是咪唑羧酸鹽類化合物。所述聚乙烯亞胺類化合物的結(jié)構(gòu)通式為：
所述咪唑羧酸鹽類化合物的結(jié)構(gòu)通式如下：
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