[發(fā)明專利]一種用于二氧化碳分離的液-液分相吸收劑

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210607062.3
• 申請(qǐng)日: 2022-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN114904365B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金顯杭;任恩澤;楊云;梁力友;韓太宇;潘鋒;程萬軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南化工研究設(shè)計(jì)院有限公司;昊華化工科技集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): B01D53/14
• 分類號(hào): B01D53/14;B01D11/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 呂玲

本發(fā)明涉及一種用于CO₂分離的液?液分相吸收劑，該吸收劑以N?甲基二乙醇胺為主體，包含活化劑、有機(jī)溶劑及水，其中N?甲基二乙醇胺的質(zhì)量百分比為20?40％；活化劑的質(zhì)量百分比為0?20％；有機(jī)溶劑的質(zhì)量百分比為20?50％，水的質(zhì)量百分比為10?50％；所述液液分相吸收劑吸收CO₂前為均一液相，吸收CO₂后自發(fā)形成液液兩相，其中一相為CO₂較少的貧液相，另一相為CO₂富集的富液相，并可根據(jù)CO₂氣源的特點(diǎn)，優(yōu)化液液分相吸收劑的配比，得到期望的富液相和貧液相分布，從而降低進(jìn)入解吸單元的富液相的量，實(shí)現(xiàn)降低CO₂解吸能耗的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于氣體分離技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于二氧化碳分離的液-液分相吸收劑。

背景技術(shù)

自工業(yè)革命以來，隨著人類使用化石燃料和工業(yè)生產(chǎn)的加劇，CO₂在大氣中的濃度不斷增加，導(dǎo)致全球溫室效應(yīng)明顯增強(qiáng)。全球變暖引起的極端天氣頻發(fā)、疾病滋生和蔓延及農(nóng)作物減產(chǎn)使人類生存環(huán)境面臨重大挑戰(zhàn)。基于當(dāng)前對(duì)氣候變化的認(rèn)識(shí)，在全球范圍內(nèi)減少CO₂排放，減緩全球溫室效應(yīng)，是目前各國(guó)最重要的工作。化學(xué)吸收法是工業(yè)應(yīng)用最成熟的CO₂捕集方法，但其捕集能耗過高限制了工業(yè)應(yīng)用。

在CO₂捕集過程中，解吸過程的能耗是主要能耗。在CO₂解吸過程中無用的水蒸發(fā)潛熱和升溫顯熱是造成解吸過程能耗較高的關(guān)鍵。為降低水蒸發(fā)潛熱和升溫顯熱，相變吸收劑的概念被提出。相變吸收劑吸收CO₂前均相，吸收CO₂后形成液-液兩相，得到CO₂負(fù)載極高的富液相，僅富液相進(jìn)入解吸單元，從而減少進(jìn)入解吸單元的液量，降低了吸收劑升溫顯熱和單次循環(huán)水蒸發(fā)的量及水蒸發(fā)潛熱。本領(lǐng)域的技術(shù)人員不斷開發(fā)不同組成的相變吸收劑以期降低CO₂捕集能耗。

中國(guó)專利申請(qǐng)“一種胺吸收劑和捕集CO₂的方法”(申請(qǐng)?zhí)?01280031688.9，公開日2014年5月28日)提出一種胺吸收劑和捕集CO₂的方法，吸收劑DIPAE/MAPA、DIPAE/DAB、N-TBDEA/DiAP、DEEA/DMPDA吸收CO₂后形成兩相，該專利申請(qǐng)使用的吸收劑濃度高、粘度大且價(jià)格昂貴，不利于在工業(yè)上應(yīng)用。中國(guó)專利申請(qǐng)“用于酸性氣體分離的自濃縮吸收劑”(申請(qǐng)?zhí)?01080019279.8，公開日2012年7月25日)公開了一種用于含有酸氣體的氣體混合物脫酸的方法，該方法所采用的吸收劑包含溶解在溶劑中的胺，所述吸收劑在吸收酸性氣體后，吸收劑形成濃縮胺相，且該濃縮胺相可與剩余的吸收劑機(jī)械分離并進(jìn)入再生單元，剩余的吸收劑回收并返回吸收單元，唯一的示例所采用的吸收劑是MEA的異辛醇溶液。美國(guó)專利“PHASE TRANSITRONAL ABSORPTION METHOD”(申請(qǐng)?zhí)?1/279095，專利號(hào)US7541011B2，公開號(hào)2009年9月2日)公開了一種使用含有至少一種活化劑和至少一種溶劑的吸收劑從氣體混合物中分離氣體的方法，唯一示例的吸收劑為DEA和碳酸鉀的含水混合物，以上專利未指明引起預(yù)期的相分離溶劑，無從實(shí)施。中國(guó)專利申請(qǐng)“一種用于酸性氣體分離的MDEA復(fù)合吸收劑及分離方法”(申請(qǐng)?zhí)?01610035154.3，公開日2016年5月4日)提出一種MDEA復(fù)合溶液吸收CO₂后可以發(fā)生液液分相，該溶液的組成為MDEA、與水不互溶的有機(jī)溶劑和水。中國(guó)專利申請(qǐng)“一種用于二氧化碳捕集的液-液相變吸收劑及應(yīng)用”(申請(qǐng)?zhí)?01910378327.5，公開日2019年7月26日)提出一種組成為協(xié)萃劑、有機(jī)胺、助劑和水的液-液相變吸收劑。中國(guó)專利申請(qǐng)“捕集廢氣中CO₂的相變吸收劑”(申請(qǐng)?zhí)?01811243424.5，公開日2019年2月15日)提出一種組成為醇胺、胺、納米顆粒、緩蝕劑、抗氧化劑、消泡劑和水的液-液相變吸收劑。

綜述所述，開發(fā)一種基于工業(yè)應(yīng)用的成熟的且可降低水的蒸發(fā)能耗和吸收劑升溫的能耗的吸收劑的意義重大。