一种二氧化碳捕集转化体系和应用方法技术

本发明专利技术涉及碳捕集利用技术领域，具体涉及一种二氧化碳捕集转化体系和应用方法。本发明专利技术提供二氧化碳捕集转化体系，其为叔胺

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化碳捕集转化体系和应用方法


[0001]本专利技术涉及二氧化碳捕集利用
，具体涉及一种二氧化碳捕集转化体系和应用方法。

技术介绍

[0002]人为二氧化碳的排放导致了大气中二氧化碳的浓度不断升高，由此引发的包括气温上升、全球范围内不可预见的灾难天气等已经对生物圈产生严重的影响。为了缓解这些环境危机，如何从稀薄的气流(如烟道气、废气)中捕获二氧化碳是当前需要解决的问题。
[0003]虽然，二氧化碳是一种强烈的温室气体，但它也是一种非常有价值的合成原料，可以生产出多种化学品和聚合物。近年来，二氧化碳的捕集转化利用逐渐成为解决该问题的热点研究方向。传统的碳捕获、利用与封存技术(CCUS)一般分为捕集、输送、利用与封存几大环节，该工艺虽然可以解决二氧化碳的排放问题，但存在高能耗、高成本的问题。
[0004]甲醇是化学工业中一种重要的原料，其作为一种燃料和氢气储存介质具有巨大的应用价值。将二氧化碳的捕集和利用串联，并将其转化为甲醇原料，不仅可以解决二氧化碳的排放问题，还可以生成可再生的甲醇原料。同时还可以消除传统CCUS解吸和压缩过程中带来的高能耗、高成本的问题。
[0005]现有技术中，二氧化碳直接加氢制备甲醇的方法往往具有选择性低以及条件苛刻等不利因素。例如，现有专利文献中就公开了一种非取代氨基甲酸酯加氢合成甲醇的方法及应用，其中提到了由NH3、CO2和醇脱水合成非取代氨基甲酸酯，然后以非取代氨基甲酸酯为CO2的载体，加入溶剂，在催化剂和碱性助剂的作用下合成甲醇。但是，该方法反应中需要以氨基甲酸酯作为载体，且在反应过程中需要添加溶剂和碱性助剂，而且这些添加成分无法或者很难再生循环利用。

技术实现思路

[0006]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的上述缺陷，从而提供一种二氧化碳捕集转化体系和应用方法。
[0007]本专利技术提供一种二氧化碳捕集转化体系，包括叔胺，醇和贵金属负载型催化剂。
[0008]可选的，所述叔胺、醇、贵金属负载型催化剂中贵金属的摩尔比为1:(0.1
‑
10):(0.01
‑
1)。
[0009]可选地，所述叔胺选自N,N,N,N
‑
四甲基乙二胺、N,N,N',N'
‑
四乙基乙二胺、N,N,N',N'
‑
四(2
‑
羟乙基)乙二胺、N,N,N,N
‑
四(2
‑
羟基丙基)乙二胺、N,N,N',N”,N
”‑
五甲基二乙基三胺、1,1,4,7,10,10
‑
六甲基三亚乙基四胺、三乙醇胺、N
‑
甲基二乙醇胺、N,N
‑
二乙基乙醇胺、N,N,N',N'
‑
四甲基
‑
1,3
‑
丙二胺、N,N,N',N'
‑
四甲基
‑
1,6
‑
己二胺、双二甲胺基乙基醚中的一种或几种。
[0010]可选地，所述醇选自甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、丙三醇、正丁醇、异丁醇中的一种或几种。
[0011]可选地，所述贵金属负载型催化剂选自钌负载型催化剂、钯负载型催化剂、铂负载型催化剂、金负载型催化剂、中的一种或几种。
[0012]本专利技术对贵金属负载型催化剂的制备方法和载体组成没有特殊要求，都是领域内公知或常用的。具体的，贵金属负载型催化剂中的载体可以为二氧化硅，分子筛，碱性金属氧化物等。
[0013]可选地，所述贵金属负载型催化剂中，以贵金属元素计，其负载量为0.1
‑
2.0mol％。
[0014]可选地，所述叔胺为N,N,N',N'
‑
四甲基乙二胺或N,N,N',N'
‑
四甲基
‑
1,3
‑
丙二胺；
[0015]和/或，所述醇为乙二醇；
[0016]和/或，所述催化剂为钌负载型催化剂。
[0017]本专利技术还提供一种二氧化碳捕集转化体系的应用方法，包括以下步骤：
[0018]含CO2的原料气通入叔胺，醇的混合溶液进行捕获，加入贵金属催化剂，与氢气接触发生氢化反应。
[0019]可选地，所述氢化反应温度为100℃
‑
180℃，和/或，所述氢化反应压力为50bar
‑
100bar，和/或，所述氢化反应时间为5小时
‑
50小时。
[0020]可选地，所述氢化反应温度为130
‑
150℃。
[0021]可选地，捕获时间为20小时以上，例如，可以是24小时，48小时等。
[0022]可选地，所述原料气中含5％
‑
15％体积浓度的CO2，和/或，所述原料气的流速为1
‑
100ml/min，和/或，所述氢气的流速为10
‑
100ml/min。
[0023]本专利技术通过对氢气流速的限定能够保证叔胺类化合物能够很好的再生，如果在氢气不足的情况下会生成甲酸盐，影响叔胺类化合物再生，不利于主反应进行。
[0024]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0025]1.本专利技术提供的二氧化碳捕集转化体系，包括叔胺
‑
醇
‑
贵金属负载型催化剂，在用于二氧化碳捕集转化时，该体系性能稳定且可循环再生使用，并且，醇作为体系的原料兼溶剂，无需另外的溶剂。
[0026]2.本专利技术提供的循环实现二氧化碳捕集转化利用的方法，含CO2的原料气通入叔胺
‑
醇溶液进行捕获，生成碳酸铵盐作为CO2的载体，贵金属负载型催化剂在本体系中可生成金属烷基碳酸盐，在金属烷基碳酸盐的催化下，与氢气发生氢化反应生成甲醇，叔胺和醇再生。反应原理如下，反应过程中，叔胺和醇对CO2进行双捕获，提高了CO2的捕获率，并且这些原料在反应结束后会再生继续用于后续二氧化碳捕获，同时，醇既作为溶剂又作为捕获原料参与反应，无需另外加入溶剂和助剂，由此可以直接循环实现二氧化碳的捕集、转化利用，不仅反应条件温和，且原料的循环利用率高，降低了成本。
[0027]另外，反应中使用高沸点、低蒸气压的叔胺作为捕获原料，其具有显著的二氧化碳捕获效率。
[0028]2.本专利技术提供的循环实现二氧化碳捕集转化利用的方法，在CO2体积含量为5％～15％的稀薄的气流中显示出较好的捕获效率，并且能够有效地转化为甲醇。
具体实施方式
[0029]提供下述实施例是为了更好地进一步理解本专利技术，并不局限于所述最佳实施方
式，不对本专利技术的内容和保护范围构成限制，任何人在本专利技术的启示下或是将本专利技术与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本专利技术相同或相近似的产品，均落在本专利技术的保护范围之内。
[0030]实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳捕集转化体系，其特征在于，包括叔胺，醇和贵金属负载型催化剂。2.根据权利要求1所述的二氧化碳捕集转化体系，其特征在于，所述叔胺、醇、贵金属负载型催化剂中贵金属的摩尔比为1:(0.1
‑
10):(0.01
‑
1)。3.根据权利要求1或2所述的二氧化碳捕集转化体系，其特征在于，所述叔胺选自N,N,N,N
‑
四甲基乙二胺、N,N,N',N'
‑
四乙基乙二胺、N,N,N',N'
‑
四(2
‑
羟乙基)乙二胺、N,N,N,N
‑
四(2
‑
羟基丙基)乙二胺、N,N,N',N”,N
”‑
五甲基二乙基三胺、1,1,4,7,10,10
‑
六甲基三亚乙基四胺、三乙醇胺、N
‑
甲基二乙醇胺、N,N
‑
二乙基乙醇胺、N,N,N',N'
‑
四甲基
‑
1,3
‑
丙二胺、N,N,N',N'
‑
四甲基
‑
1,6
‑
己二胺、双二甲胺基乙基醚中的一种或几种。4.根据权利要求1或2所述的二氧化碳捕集转化体系，其特征在于，所述醇选自甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、丙三醇、正丁醇、异丁醇中的一种或几种。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘蓉，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：