[發明專利]一種促進脫碳吸收劑CO2

有效

• 申請號: 202210788469.0
• 申請日: 2022-07-06
• 公開（公告）號: CN115069306B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 陳澤智;龔惠娟;周雨晨;王鈺;馬相威
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;B01D53/14
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 莊沙麗;徐冬濤

本發明公開了一種促進脫碳吸收劑CO₂吸收速率的催化劑制備方法，包括以下步驟：（1）將醋酸鹽、有機胺、2?甲基咪唑分別溶于甲醇中得到金屬醋酸鹽溶液、有機胺溶液、咪唑溶液；（2）將上述各溶液混合，加入硫酸化處理的顆粒催化劑，控溫加熱攪拌后得到懸浮溶液；（3）將懸浮溶液過濾后進行固液分離得到沉淀物，將沉淀物洗滌、烘干得到催化劑中間體；（4）將催化劑中間體球磨后加入甲醇中，得到催化劑中間體懸浮液；（5）將有機酸溶于甲醇中得到有機酸溶液，再與催化劑中間體懸浮液混合攪拌，加入負載碳酸鉀的顆粒催化劑控溫加熱攪拌得到產物懸浮溶液，將產物懸浮溶液過濾后進行固液分離得到沉淀物，將沉淀物洗滌、烘干得到催化劑產物。

技術領域

本發明涉及一種促進脫碳吸收劑CO₂吸收速率的催化劑制備方法，屬于CO₂處理技術領域。

背景技術

液相吸收是CO₂捕集的一種主要方法，常用的吸收劑包括有機胺、胺基酸鹽、碳酸鉀等，以單組份或多組分溶解于水中配制成液相吸收劑進行吸收CO₂，通過常溫吸收CO₂、加熱解吸獲得高純度CO₂，從而實現CO₂捕集，該方法已在燃氣脫碳、合成氣脫碳、煙氣碳捕集等領域得到廣泛應用。

上述液相吸收劑在CO₂吸收過程中，CO₂水合及解離環節成為整個吸收過程中的限速環節，由于該限速環節的存在且與吸收劑并無關聯，從而導致這類吸收劑存在著對CO₂吸收性能的限制，突出地表現為需要增加CO₂氣相壓力到一定要求（例如需要將氣體壓縮到CO₂分壓高于2公斤以上），才能有效提高吸收劑對CO₂的吸收速度，以滿足實際工業化運行要求，但這樣就需要付出對氣體增壓所導致的運行能耗升高的代價。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能促進脫碳吸收劑CO₂吸收速率的催化劑，通過促進CO₂與水分子的結合來提高CO₂的吸收速度，解決現有技術增加CO₂氣相壓力提高CO₂的吸收速度導致的能耗增加的技術問題。

本發明采用如下技術方案：一種促進脫碳吸收劑CO₂吸收速率的催化劑制備方法，包括以下步驟：（1）將醋酸鹽溶于甲醇中得到金屬醋酸鹽溶液，醋酸鹽與甲醇的質量比范圍為0.5～5.0?wt.%；將有機胺溶于甲醇中得到有機胺溶液，有機胺與甲醇的質量比范圍為1～10?wt.%；將2-甲基咪唑溶于甲醇中得到咪唑溶液，2-甲基咪唑溶液與甲醇的質量比為2～10?wt.%；（2）將步驟（1）得到的各溶液按金屬醋酸鹽溶液:?有機胺溶液:?咪唑溶液為5～15?wt.%:?5～15?wt.%:?70～90?wt.%進行混合，同時加入硫酸化處理的γ-Al₂O₃或者USY分子篩顆粒催化劑，加入量為總液體質量的0.1～5?wt.%，在30～50℃范圍內攪拌2～6h，攪拌后得到懸浮溶液；（3）將懸浮溶液先進行過濾，濾掉顆粒催化劑，然后進行離心固液分離，得到沉淀物，將沉淀物分別用水和甲醇洗滌，烘干后得到催化劑中間體；（4）將催化劑中間體球磨12～24h，以質量比為5～20?wt.%加入甲醇中并攪拌均勻，得到催化劑中間體懸浮液；（5）將有機酸溶于甲醇中得到有機酸溶液，有機酸與甲醇的質量比為1～10wt.%，將有機酸溶液與催化劑中間體懸浮液按質量比為10～30?wt.%:70～90?wt.%進行混合攪拌，并加入負載碳酸鉀的γ-Al₂O₃或者USY分子篩顆粒催化劑，加入量為總液體質量的0.1～5?wt.%，在30～50℃范圍內攪拌2～6h，攪拌得到產物懸浮溶液，將產物懸浮溶液先進行過濾，濾掉顆粒催化劑，然后進行離心固液分離，得到沉淀物，將沉淀物分別用水和甲醇洗滌，烘干后得到催化劑產物。

步驟（1）中，所述的醋酸鹽為醋酸錳、醋酸鋅、醋酸銅中的一種或兩種。