一種離子液體活化的燃燒后二氧化碳捕集溶劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于氣體中燃燒后二氧化碳捕集技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種捕集燃燒后二氧化碳?xì)庠粗械亩趸嫉膹?fù)配溶劑及應(yīng)用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]二氧化碳的捕集已成為全球關(guān)注的“熱點(diǎn)”問題。二氧化碳的捕集技術(shù)包括溶劑吸收法、吸附法、低溫分離法、膜分離法等。從捕集效果和操作成本兩方面綜合考慮，采用化學(xué)吸收法是目前捕集煙氣中二氧化碳成本最低的方法?；瘜W(xué)吸收法是利用二氧化碳為酸性氣體的性質(zhì)，以弱堿性物質(zhì)進(jìn)行吸收，然后加熱使其解吸，從而達(dá)到脫除0)2的目的。典型的化學(xué)吸收劑為有機(jī)醇胺溶液。有機(jī)醇胺法主要包括一乙醇胺(MEA)法、N-甲基二乙醇胺(MDEA)法、空間位阻胺法等。
[0003]醇胺捕集CO2的過程主要包括吸收和解吸單元。在吸收單元，捕集溶劑吸收氣源中的C02，從而實(shí)現(xiàn)CO2的捕集；吸收CO 2后的溶液在再生單元通過加熱、減壓等方式將CO 2釋放，從而實(shí)現(xiàn)捕集溶劑的循環(huán)利用。再生是吸收過程的逆過程，因此，單一醇胺如果與0)2的作用力強(qiáng)，吸收性能好，但往往再生困難。反之，再生性能好的醇胺吸收效率偏低。因此，在保證吸收效率的同時(shí)盡可能降低再生能耗是目前對(duì)捕集溶劑研究開發(fā)的要求。通過采用兩種不同級(jí)的醇胺形成混合胺可以將不同胺的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合用于分離捕集C02。例如將MEA和MDEA混合可以使MDEA的高處理能力和低能耗與MEA的高反應(yīng)速率相結(jié)合，從而改善0)2的處理過程。
[0004]離子液體是由特定的有機(jī)陽離子和有機(jī)或無機(jī)陰離子組成的在室溫或近室溫下呈液態(tài)的熔鹽體系，具有良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性、蒸汽壓極低，不易揮發(fā)、毒性很低、結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)等優(yōu)勢(shì)，是一類新型的綠色介質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提出一種用于捕集氣體燃燒后排放源中二氧化碳的新型高效的離子液體活化的配方溶劑和方法。
[0006]本發(fā)明所述高效捕集溶劑，包含醇胺、離子液體活化劑及去離子水。其中醇胺為二甘醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、2_(甲基氨基)_乙醇，2_(乙基氨基)_乙醇，2_( 二乙基氨基)_乙醇，2-(2-羥乙基)_哌啶、二甲基氨基-2-丙醇、三乙醇胺中的一種或多種；離子液體活化劑陰離子為具有氨基酸結(jié)構(gòu)的陰離子，氨基酸的結(jié)構(gòu)式為H2N-R-COOH(R=CnH2n,n=l~5)，陽離子為有機(jī)胺鹽陽離子、有機(jī)醇胺類陽離子的一種或多種。
[0007]醇胺含量為20wt%~60wt%，離子液體活化劑含量2wt%~20wt%，其余為去離子水。
[0008]在溫度為10°C ~80°C，本發(fā)明吸收劑可用于捕集電廠燃煤鍋爐排放氣、水泥及石灰窯氣、高爐氣、煉廠FCC裝置催化劑再生排放氣等各種低濃度二氧化碳排放源排放的二氧化碳。
[0009]使氣流中的二氧化碳通過與本發(fā)明的配方溶劑接觸而被除去，本領(lǐng)域任何公知的設(shè)備都可以用于吸收、再生和其它的步驟。
[0010]本發(fā)明捕集溶劑具有再生能耗低、吸收速率快等優(yōu)勢(shì)，而且離子液體用量少，穩(wěn)定性強(qiáng)，不易降解。因此在大規(guī)模燃燒后二氧化碳捕集領(lǐng)域具有很好的前景。
【具體實(shí)施方式】
[0011]本發(fā)明用以下實(shí)例說明，但本發(fā)明并不限于下述實(shí)施例。在不脫離前后所述宗旨的范圍下，變化實(shí)施都包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。
[0012]實(shí)施例1
捕集溶劑組成:離子液體5wt%，陰離子為甘氨酸陰離子、陽離子為正丁胺陽離子，二甘醇胺30wt%，其余去離子水。原料氣CO2含量12.5%，氣液比200，加熱量15kcal/h，CO 2捕集率 88.9%ο
[0013]實(shí)施例2
捕集溶劑組成:離子液體2wt%，陰離子為肌氨酸陰離子、陽離子為三乙胺陽離子，2-(甲基氨基)_乙醇30wt%，其余去離子水。原料氣CO2含量12.5%，氣液比223，加熱量13kcal/h，C02 捕集率 91.2%。
[0014]實(shí)施例3
捕集溶劑組成:離子液體20wt%，陰離子為纈氨酸陰離子、陽離子為正丁胺陽離子，2-( 二乙基氨基)-乙醇20wt%，其余去離子水。原料氣CO2含量12.5%，氣液比245，加熱量15kcal/h，C02 捕集率 90.3%。
[0015]實(shí)施例4
捕集溶劑組成:離子液體10wt%，陰離子為賴氨酸陰離子、陽離子為正丁胺陽離子，2-(2-羥乙基)_哌啶40wt%，其余去離子水。原料氣CO2含量12.5%，氣液比245，加熱量16kcal/h，C02 捕集率 93.2%。
[0016]實(shí)施例4
捕集溶劑組成:離子液體5wt%，陰離子為蘇氨酸陰離子、陽離子為正丁胺陽離子，2-氨基-2-甲基-1-丙醇30wt%、二甲基氨基-2-丙醇30wt%，其余去離子水。原料氣0)2含量
12.5%，氣液比 261，加熱量 15kcal/h，CO2捕集率 96.4%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種離子液體活化的燃燒后二氧化碳捕集溶劑，其特征是捕集溶劑包含醇胺、離子液體活化劑及去離子水，其中醇胺為2-氨基-2-甲基-1-丙醇、2-(甲基氨基)_乙醇，2-(乙基氨基)-乙醇，2- ( 二乙基氨基)-乙醇，2- (2-輕乙基)-呢啶、二甘醇胺、二甲基氨基-2-丙醇、三乙醇胺中的一種或多種；離子液體活化劑陰離子為具有氨基酸結(jié)構(gòu)的陰離子，氨基酸的結(jié)構(gòu)式為H2N-R-COOH(R=CnH2n，n=l~5)，陽離子為有機(jī)胺鹽陽離子、有機(jī)醇胺類陽離子的一種或多種。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳捕集溶劑，其特征是醇胺含量為20wt%~60wt%，；離子液體活化劑含量2wt%~20wt%，其余為去離子水。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述二氧化碳捕集溶劑的應(yīng)用，其特征是復(fù)配溶劑通過與氣流接觸而捕集其中的CO2。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述二氧化碳捕集溶劑的應(yīng)用，其特征在于捕集二氧化碳的溫度為 10C -800C O5.根據(jù)權(quán)利要求1所述二氧化碳捕集溶劑的應(yīng)用，其特征是捕集燃燒后排放源中低濃度的二氧化碳，包括電廠燃煤鍋爐排放氣、水泥及石灰窯氣、高爐氣、煉廠FCC裝置催化劑再生排放氣。
【專利摘要】本發(fā)明屬于氣體中二氧化碳捕集技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種捕集燃燒后二氧化碳?xì)庠粗械亩趸嫉牟都軇┘皯?yīng)用。包含醇胺、離子液體活化劑及去離子水。其中醇胺為2-氨基-2-甲基-1-丙醇、2-(甲基氨基)-乙醇，2-(乙基氨基)-乙醇，2-(二乙基氨基)-乙醇，2-(2-羥乙基)-哌啶、二甘醇胺、二甲基氨基-2-丙醇、三乙醇胺中的一種或多種；離子液體活化劑陰離子為具有氨基酸結(jié)構(gòu)的陰離子，氨基酸的結(jié)構(gòu)式為H2N-R-COOH(R=CnH2n，n=1~5)，陽離子為有機(jī)胺鹽陽離子、有機(jī)醇胺類陽離子的一種或多種。本發(fā)明捕集溶劑具有再生能耗低、吸收速率快等優(yōu)勢(shì)，而且離子液體用量少，穩(wěn)定性強(qiáng)，不易降解。因此在大規(guī)模燃燒后二氧化碳捕集領(lǐng)域具有很好的前景。
【IPC分類】B01D53/62, B01D53/78
【公開號(hào)】CN105561757
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410539570
【發(fā)明人】毛松柏, 江洋洋, 鄭園園, 陳曦, 丁雅萍, 黃漢根
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油化工股份有限公司, 南化集團(tuán)研究院
【公開日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2014年10月14日