[發明專利]從氣體混合物中分離二氧化碳

無效

• 申請號: 85103423.3
• 申請日: 1985-04-20
• 公開（公告）號: CN1005381B
• 公開（公告）日: 1989-10-11
• 發明（設計）人: 施亞鈞;涂晉林
• 申請（專利權）人: 華東化工學院
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14;C01B31/20
• 代理公司: 華東師范大學專利事務所
• 代理人: 盛志范

本發明涉及一種從氣體混合物中分離二氧化碳的改進溶液。

從氣體混合物中分離CO₂有兩個目的，一是凈化氣體以滿足對它們的加工和使用要求，一是回收利用CO₂于許多工業部門。

用一種溶液在吸收階段從氣體混合物中吸收CO₂，吸收了CO₂的溶液于再生階段將CO₂解吸出來，溶液就在吸收和再生兩階段之間循環，這是普遍采用的工藝過程。

堿金屬碳酸鹽（U.S.PatentNo2，886，405）是熟知的較早采用的一種溶液。為了加快碳酸鹽通常是碳酸鉀溶液的吸收和解吸CO₂的速率，一些年后相繼發明了許多種方法，一些方法是在碳酸鉀溶液中加入不同的無機活化劑，例如：加三氧化二砷AS₂O₃（U.S.PatentNo.3，037，844）;加亞碲酸或亞硒酸（BritishPatentNo.791，150）;加硼酸鹽及釩酸鹽（BritishPatentNo.819，215及U.S.Patent3，907，969）。另一些方法是在碳酸鉀溶液中加入有機類活化劑，例如：加醇胺類（一乙醇胺MEA或二乙醇胺DEA或三乙醇胺TEA，RritishPatentNo.1，084，526）;加氨基酸（BritishPatentNo.786，669）;加氨基乙酸（FrancePatent2，272，720）;加硼酸胺（BritishPatentNo.1，063，517及U.S.PatentNo.3，851，041）;近年來還發明了在碳酸鉀溶液中加入胺和三氧化二砷雙活化劑的方法（BritishPatent2，037，723）;加空間位阻胺的方法（U.S.Patent4，112，050）。以上發明中的許多重要活化劑已在工業上應用。

但是上述的加AS₂O₃的鉀堿法因溶液劇毒而趨向淘汰;加胺的鉀堿法則胺易氧化降解，使適用范圍不廣，且CO₂的解吸能耗仍較高，吸收容量較低。

本發明的目的在于，采用一種新型的溶液，它與傳統的吸收溶液比較，CO₂的吸收容量更大，吸收和解吸的速率更快，溶液的再生能耗更低，活化劑不易氧化降解，可用于含氧氣體脫除CO₂，因而本發明的方法更經濟，適用性更廣。

鑒于上述目的，本發明提出的新型溶液具有如下特點：

1.以堿金屬的碳酸鹽和硼酸鹽為CO₂的主要吸收劑。

2.溶液中含有適當濃度的釩酸鹽，當溶液吸收或解吸CO₂時，其pH值的變化范圍是8至13，在此pH值范圍內，釩酸鹽的存在形式以鉀鹽為例將是K₃VO₄、K₄V₂O₇及K₃V₃O₉或K₄V₄O₁₂等，且它們之間存在著多種聚合平衡。這就使焦釩酸鹽和多釩酸鹽成為溶液吸收CO₂或解吸CO₂時的良好活化劑。

3.以較少量的胺（如二乙醇胺DEA，氨基乙酸Glycine，二乙撐三胺DETA等）為另一種活化劑，這些胺能以很高的速度吸收CO₂，生成氨基甲酸鹽，氨基甲酸鹽水解生成重碳酸鹽并還原出胺，使胺作為CO₂的載體，在氣液界面和液相主體之間來回穿梭。特別是當有釩酸鹽、硼酸鹽存在時，胺的活化作用得到了加強，因而胺的濃度與過去的方法比較可成倍地降低。從而避免了胺活化劑帶來的一些缺點（如易氧化降解，降低了再生推動力等）。

4.本發明的溶液中，硼酸鹽、釩酸鹽及胺的量應保持最佳摩爾比，溶液在吸收CO₂及解吸CO₂過程中，硼酸鹽、釩酸鹽等這些單體與多種同多酸鹽和硼釩雜多酸鹽間，存在著聚合平衡的移動，因此它們對CO₂的吸收和解吸起著復合活化作用，這就進一步地改進了溶液的性能。

5.本發明的溶液還有另一顯著特點，即化學穩定性好，不受氧化降解，適用于從含氧氣體混合物中分離CO₂，甚至可用熱空氣氣提再生溶液。