[其他]復合催化碳酸鉀脫除二氧化碳溶液

無效

• 申請號: 85103855
• 申請日: 1985-05-08
• 公開（公告）號: CN85103855A
• 公開（公告）日: 1986-11-05
• 發明（設計）人: 朱世勇;彭彼得
• 申請（專利權）人: 南京化學工業公司研究院
• 主分類號: B01D53/02
• 分類號: B01D53/02;B01J31/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明是關于從含酸性氣體的混合氣體中脫除CO₂一種新的，更有效的吸收溶液的發明。

碳酸鉀溶液法廣泛地應用于合成氨和制氫原料氣、城市煤氣、天然氣等混合氣中脫除CO₂和H₂S，一般用含25%以上的碳酸鉀溶液與氣體混合物相接觸，溶液吸收CO₂后進入再生塔，用蒸汽汽提使酸性氣體從溶液中解吸，但單純碳酸鉀溶液吸收CO₂和解吸的速度都較慢，因此CO₂凈化度低，熱耗高。在碳酸鉀溶液中添加各種催化劑可以加速溶液吸收和解吸CO₂的速度。意大利專利545，908報導了在碳酸鉀溶液中加入As₂O₃或氨基乙酸作催化劑（氨基乙酸法），As₂O₃有毒，氨基乙酸作催化劑的吸收速度慢，溶液不穩定。美國專利2，886，405是用二乙醇胺作催化劑（二乙醇胺法），此法再生時熱耗大，溶液吸收能力低。另外如Catacarb法對使用的催化劑成份保密，催化劑溶液用桶裝出售給使用廠。

本發明的目的是采用一種新型，更有效的復合催化碳酸鉀溶液脫除CO₂，它與目前已有的其它催化碳酸鉀溶液法相比，具有吸收和解吸CO₂速度快，熱耗低，溶液穩定等特點。

復合催化碳酸鉀溶液是在堿性物質碳酸鉀溶液中添加由氨基乙酸，二乙醇胺和硼酸組成的復合催化劑，各組份起的作用如下：

1.氨基乙酸：它與CO₂有很高的分子反應速度常數，具有引導CO₂由氣相迅速轉入液相的作用，其化學反應式如下：

即CO₂首先與氨基乙酸反應生成氨基甲酸酯，然后氨基甲酸酯水介重新生成可以利用的游離胺，因此胺的催化作用在很大程度上取決于氨基甲酸酯的水解速度。

2.二乙醇胺：當它與氨基乙酸一起加入到碳酸鉀溶液時，增大溶液吸收CO₂的能力，并促進上述氨基甲酸酯的水解反應，使游離胺快速再生出來重新用于增快CO₂的吸收。

3.硼酸：硼酸對溶液的解吸起很大的促進作用，提高解吸速度，使溶液再生得更完全，它不僅有利于溶液的循環再吸收，提高溶液的吸收效率，而且可以明顯地降低溶液的再生熱耗。

實際的反應機理較為復雜，硼酸與羥基作用生成酯和氨基作用生成硼酸氨鹽，因此對于碳酸鉀溶液吸收CO₂和解吸的速度加快是屬于綜合的復合催化效果。

復合催化碳酸鉀溶液的濃度是：K₂CO₃15～30%，二乙醇胺10～30克/升，氨基乙酸10～20克/升，硼酸15～30克/升，總釩（以KVO₃計）5～10克/升。實際使用的溶液濃度取決于被處理氣的組份，要求的凈化度以及吸收的溫度和壓力。

本發明的吸收溶液腐蝕性小，副反應小，在溶液中添加5～10克/升的V₂O₅可以抑制對碳鋼的腐蝕。

本發明溶液與其它催化的碳酸鉀溶液吸收CO₂的速度對比如表1。從表可見復合催化碳酸鉀溶液與表中其它催化溶液相比具有較快的吸收速度。

復合催化的碳酸鉀溶液與其它二種催化溶液的解吸速度對比如圖1所示。在圖1上表示的是溶液在再生時再生度降低值隨時間的變化關系，從圖可見本發明溶液在同一時間內再生度降低值最大，這表示解吸速度最快。

表1.各種催化碳酸鉀溶液吸收速度對比