一种用于二氧化碳分离的液-液分相吸收剂制造技术

本发明专利技术涉及一种用于CO2分离的液

【技术实现步骤摘要】
一种用于二氧化碳分离的液
‑
液分相吸收剂


[0001]本专利技术属于气体分离
，具体涉及一种用于二氧化碳分离的液
‑
液分相吸收剂。

技术介绍

[0002]自工业革命以来，随着人类使用化石燃料和工业生产的加剧，CO2在大气中的浓度不断增加，导致全球温室效应明显增强。全球变暖引起的极端天气频发、疾病滋生和蔓延及农作物减产使人类生存环境面临重大挑战。基于当前对气候变化的认识，在全球范围内减少CO2排放，减缓全球温室效应，是目前各国最重要的工作。化学吸收法是工业应用最成熟的CO2捕集方法，但其捕集能耗过高限制了工业应用。
[0003]在CO2捕集过程中，解吸过程的能耗是主要能耗。在CO2解吸过程中无用的水蒸发潜热和升温显热是造成解吸过程能耗较高的关键。为降低水蒸发潜热和升温显热，相变吸收剂的概念被提出。相变吸收剂吸收CO2前均相，吸收CO2后形成液
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液两相，得到CO2负载极高的富液相，仅富液相进入解吸单元，从而减少进入解吸单元的液量，降低了吸收剂升温显热和单次循环水蒸发的量及水蒸发潜热。本领域的技术人员不断开发不同组成的相变吸收剂以期降低CO2捕集能耗。
[0004]中国专利申请“一种胺吸收剂和捕集CO2的方法”(申请号201280031688.9，公开日2014年5月28日)提出一种胺吸收剂和捕集CO2的方法，吸收剂DIPAE/MAPA、DIPAE/DAB、N
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TBDEA/DiAP、DEEA/DMPDA吸收CO2后形成两相，该专利申请使用的吸收剂浓度高、粘度大且价格昂贵，不利于在工业上应用。中国专利申请“用于酸性气体分离的自浓缩吸收剂”(申请号201080019279.8，公开日2012年7月25日)公开了一种用于含有酸气体的气体混合物脱酸的方法，该方法所采用的吸收剂包含溶解在溶剂中的胺，所述吸收剂在吸收酸性气体后，吸收剂形成浓缩胺相，且该浓缩胺相可与剩余的吸收剂机械分离并进入再生单元，剩余的吸收剂回收并返回吸收单元，唯一的示例所采用的吸收剂是MEA的异辛醇溶液。美国专利“PHASE TRANSITRONAL ABSORPTION METHOD”(申请号11/279095，专利号US7541011B2，公开号2009年9月2日)公开了一种使用含有至少一种活化剂和至少一种溶剂的吸收剂从气体混合物中分离气体的方法，唯一示例的吸收剂为DEA和碳酸钾的含水混合物，以上专利未指明引起预期的相分离溶剂，无从实施。中国专利申请“一种用于酸性气体分离的MDEA复合吸收剂及分离方法”(申请号201610035154.3，公开日2016年5月4日)提出一种MDEA复合溶液吸收CO2后可以发生液液分相，该溶液的组成为MDEA、与水不互溶的有机溶剂和水。中国专利申请“一种用于二氧化碳捕集的液
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液相变吸收剂及应用”(申请号201910378327.5，公开日2019年7月26日)提出一种组成为协萃剂、有机胺、助剂和水的液
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液相变吸收剂。中国专利申请“捕集废气中CO2的相变吸收剂”(申请号201811243424.5，公开日2019年2月15日)提出一种组成为醇胺、胺、纳米颗粒、缓蚀剂、抗氧化剂、消泡剂和水的液
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液相变吸收剂。
[0005]综述所述，开发一种基于工业应用的成熟的且可降低水的蒸发能耗和吸收剂升温的能耗的吸收剂的意义重大。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的是提供一种用于CO2分离的液
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液分相吸收剂，该液
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液分相吸收剂吸收CO2前为均一液相，吸收CO2后自发形成液液两相，其中一相为CO2较少的贫液相，另一相为CO2富集的富液相，并可根据CO2气源的特点，优化液
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液分相吸收剂的配比，得到期望的富液相和贫液相分布，从而降低进入解吸单元的富液相的量，实现降低CO2解吸能耗的目的。
[0007]为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0008]一种用于CO2分离的液
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液分相吸收剂，所述液
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液分相吸收剂吸收CO2气源前为均一液相，吸收CO2气源后自发形成液
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液两相，其中一相(上液相)为CO2较少的贫液相，另一相(下液相)为CO2富集的富液相。
[0009]作为优选，所述
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液液分相吸收剂以N
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甲基二乙醇胺为主体，包含活化剂、有机溶剂及水，其中N
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甲基二乙醇胺的质量百分比为20
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40％；活化剂的质量百分比为0
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20％；有机溶剂的质量百分比为20
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50％，水的质量百分比为10
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50％，总质量百分含量之和为100％。
[0010]进一步，所述液
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液分相吸收剂中，N
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甲基二乙醇胺的质量百分比为30％
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40％，活化剂的质量百分比为0％
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10％，有机溶剂的质量百分比为30％
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50％，水的质量百分比为10％
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40％，总质量百分含量之和为100％。
[0011]进一步，活化剂选自乙醇胺、二乙醇胺、哌嗪、羟乙基乙二胺、二乙烯三胺和三乙烯四胺中的任意一种或多种的组合；优选哌嗪。
[0012]进一步，有机溶剂选自二氧六环、环丁砜、二乙二醇二甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇甲醚、乙二醇二甲醚和聚乙二醇二甲醚中的任意一种或多种的组合；优选聚乙二醇二甲醚。
[0013]进一步，所述液液分相吸收剂吸收CO2后自发形成液液两相，CO2富液相的体积百分比为25％～90％。
[0014]进一步，所述液液分相吸收剂用于吸收CO2气源压力常压～3.0MPaG，CO2含量3％～75％，CO2分压3kPa～500kPa，吸收温度为20
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80℃，优选30
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50℃。
[0015]再进一步，所述CO2气源为烟道气、天然气、变换气或合成气。
[0016]作为优选，采用以上所述CO2分离的液
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液分相吸收剂进行CO2分离的方法，包括以下步骤：在温度为20
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80℃，CO2气源的压力为常压～3.0MPaG，CO2含量3％～75％，CO2分压为3kPa～500kPa，将该吸收剂与CO2气源接触反应，吸收CO2气源前为均一液相，吸收CO2气源后自发形成液
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液两相，其中一相为CO2较少的贫液相，另一相为CO2富集的富液相，CO2富集相的体积百分比为25％～90％；将富液相进入解吸单元进行解吸。
[0017]本专利技术提供的用于CO2分离的液
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液分相吸收剂具有以下优点：
[0018]第一、本专利技术的液
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液分相吸收剂主体为N
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于CO2分离的液
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液分相吸收剂，其特征在于，所述液
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液分相吸收剂吸收CO2气源前为均一液相，吸收CO2气源后自发形成液
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液两相，其中一相为CO2较少的贫液相，另一相为CO2富集的富液相；所述液
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液分相吸收剂以N
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甲基二乙醇胺为主体，包含活化剂、有机溶剂及水，其中N
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甲基二乙醇胺的质量百分比为20
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40％；活化剂的质量百分比为0
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20％；有机溶剂的质量百分比为20
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50％，水的质量百分比为10
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50％；总质量百分之和为100％。2.根据权利要求1所述的液
‑
液分相吸收剂，其特征在于，所述液
‑
液分相吸收剂中，N
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甲基二乙醇胺的质量百分比为30％
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40％，活化剂的质量百分比为0％
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10％，有机溶剂的质量百分比为30％
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50％，水的质量百分比为10％
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40％；总质量百分之和为100％。3.根据权利要求1所述的液
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液分相吸收剂，其特征在于，所述活化剂选自乙醇胺、二乙醇胺、哌嗪、羟乙基乙二胺、二乙烯三胺和三乙烯四胺中的任意一种或多种的组合。4.根据权利要求3所述的液
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液分相吸收剂，其特征在于，所述活化剂为哌嗪。5.根据权利要求1所述的液
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【专利技术属性】
技术研发人员：金显杭，任恩泽，杨云，梁力友，韩太宇，潘锋，程万军，
申请(专利权)人：昊华化工科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：