[發明專利]一種用于二氧化碳捕集的離子溶劑相變吸收體系的制備

在審

• 申請號: 202110363596.1
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113082945A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 周晨杰;于光認;陳曉春
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明通過一部法合成[TETA][Gly]離子液體，與DEEA溶液復配后形成一種離子溶劑相變吸收體系，此相變吸收體系同時具有較高的吸收容量和循環利用性能。該方法簡單高效，將三乙烯四胺與甘氨酸等摩爾混合后恒溫攪拌后經過旋轉蒸發和真空干燥后與DDEA以一定摩爾比例混合形成吸收體系。該吸收體系在較高溫下具有優秀的吸收性能而且再生能耗大大降低，可以在一定程度上取代傳統醇胺溶液進行二氧化碳的捕集，具有寬廣的工業應用前景。

技術領域

本發明是關于化工領域中一種用于二氧化碳捕集的離子溶劑相變吸收體系的制備，在擁有較高吸收性能和再生性能的同時再生能耗較低。利用離子液體的可設計性在離子液體的陰陽離子上同時引入氨基基團，將離子液體溶解于粘度較小的叔胺溶液，得到同時兼具吸收容量大且再生能耗低的二氧化碳吸收體系，在捕集二氧化碳領域有廣闊的應用前景。

背景技術

在對CO₂捕集的各項技術的比較中，更多應用的是化學吸收法，最成熟的化學吸收法的代表是醇胺水溶液，在對CO₂的吸收容量和吸收速率上對比于其他吸收劑都有其優勢，目前廣泛應用于工業上，然而，醇胺水溶液吸收劑存在著吸收劑容易氧化降解、對設備腐蝕性高和能耗較高等問題。離子液體是一種綠色溶劑可用于CO₂的捕集吸收，其在吸收容量和穩定性上有較大的優勢，近年來，研究者開發了不同常規離子液體和功能化離子液體用于吸收CO₂，目前存在的問題是：離子液體價格昂貴且制備過程復雜；粘度較大；再生能耗高、再生困難；腐蝕設備。

為解決上述問題，通過離子液體可以設計的特點，設計合成含多個氨基的離子液體，使其克服官能團較少導致吸收容量較小的目的，通過將離子液體與有機叔胺溶液搭配，解決需大量使用離子液體引起成本較貴的問題，同時降低吸收體系的粘度，加入的少量水可以在一定程度上降低對設備的腐蝕。最后利用離子溶劑相變體系使得吸收過程發生分相現象,再生過程只需要再生富相溶液，大大降低用于吸收劑再生的能耗。因此，本實驗開發的離子溶劑相變吸收體系有廣闊的應用前景。

發明內容

本發明的目的是在對捕集的二氧化碳過程中，制備一種吸收容量大、循環再生性能好、再生能耗低的離子溶劑相變吸收體系，解決傳統醇胺溶液制備過程復雜、再生能耗大、腐蝕設備等問題。

本發明是通過以下方式實現的：

步驟1)稱取等摩爾量的三乙烯四胺和甘氨酸置于燒杯中，加入一定量的去離子水使兩者混合成澄清的液體，將混合溶液轉移到三頸燒瓶中，將燒瓶放置在恒溫攪拌水浴鍋中，打開冷凝水管并開啟電磁攪拌裝置，通入N₂保護，將混合物在一定溫度下反應一段時間，得到離子液體粗品。將得到的離子液體取出，使用真空旋轉蒸發儀在一定溫度下進行旋蒸，除去未反應的反應物和部分水。再將旋蒸后的離子液體置于一定溫度下的真空干燥箱中干燥一段時間，得到目標離子液體[TETA][Gly]，密封保存備用

步驟2)將一定摩爾比例下的[TETA][Gly]溶解于叔胺溶液DEEA，加入一定量的水使其完全溶解其中，形成均相離子溶劑相變吸收體系。

進一步優選

步驟1)所述的一定溫度為10-30℃，優化為20-30℃

步驟1)所述的一段時間為8-24h，優化為8-12h

步驟1)所述的旋轉蒸發溫度為60-90℃，優化為70-80℃

步驟1)所述的真空干燥溫度為60-90℃，優化為70-80℃

步驟1)所述的真空干燥時間為12-48h，優化為24-48h

具體實施方式

實施例1