一种捕集回收二氧化碳的新型化学吸收剂制造技术

本发明专利技术提供了一种捕集回收二氧化碳的化学吸收剂，其特征在于该化学吸收剂含有有机金属化合物和溶剂，有机金属化合物为有机金属铋氧化物或者有机金属锑氧化物。本发明专利技术的吸收剂对二氧化碳的吸收能力大，吸收和解析速度快，再生温度和再生能耗低，对设备无损失，而且吸收剂廉价易得、制备简单、无毒无污染、稳定性高以及可以多次重复使用。本发明专利技术可以广泛应用于烟道气、合成氨、天然气、窑气等工业气体的二氧化碳捕集回收。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于资源环境、化工
，具体地说涉及用于二氧化碳捕集回收 的新型高效化学吸收剂。 背*技术二氧化碳是最主要的温室气体。过去20年中，排放到大气中C02的3/4是由 化石燃料燃烧造成的。目前，大气中CO2含量高达27500亿吨，每年在碳循环中 的CO2约6600亿吨，但每年因人类活动和森林退化额外产生257亿吨C02，这些未 平衡的<:02约占碳循环的3.9%。随着全球工业化进程的加快，在没有大规模利用 不产生C02的新能源之前，化石燃料依然是人类现代社会的主要能源，因此，C02 产生量将越来越大。另一方面，C02是地球上最廉价和最丰富的碳资源，可以用 作化工原料、致冷剂、油田增产剂、惰性介质、溶剂和压力源等。可是，目前全 世界每年只有1.1亿吨C02被化学固定，用途和用量分别为尿素合成7000万吨、 无机碳酸盐制造3000万吨、 一氧化碳合成600万吨、水杨酸合成2万吨，碳酸丙烯 酯合成数千吨。很显然，C02的化学固定量不至ljC02排放量的P/。。当前，如何减 少CCb排放，降低大气中C02的浓度，是人类现在面临的最迫切需要解决的共同 难题。不管是资源化C02，还是封存C02，都涉及到捕集和分离C02等问题，世界 各国已经十分重视开发相应的C02回收以及净化和再利用技术。对于移动式的 C02排放源如汽车尾气，要实现C02的捕集是不现实的。但是，对于C02集中排 放源(如火力发电厂、水泥厂、炼钢厂、炼厂等)进行C02捕集分离是可能的， 也是可行的。已有大量文献报道了C02的捕集分离方法，例如吸收分离法、吸附法、膜分离法、低温蒸馏法、水合物法，等等。在这些方法中，吸收分离法是当前仅有的已进入工业规模试验的技术路线，采用的主吸收剂为一乙醇胺(MEA 法)，迄今为止还没有可以取代它的方法。尽管MEA法具有吸收速度快、吸收能力强、设备尺寸小等特点。但是，该 法也存在很多问题，如蒸汽消耗量大，溶液腐蚀性强，MEA易与烟道气中氧气 发生不可逆副反应(以下简称胺降解，氧化生成氨基乙酸、乙醛酸和草酸等副产 物)。这些副反应造成了胺的大量损耗，同时生成的副产物又加剧了设备的腐蚀， 由此形成恶性循环，影响了生产的正常进行。为了解决这些问题，国内外许多研 究者探讨了一系列方法，取得了一些成效。这些方法集中于采用有机混合胺溶剂 代替单一的MEA。例如，巴斯夫公司开发了在MEA溶液中加入N-甲基二乙醇胺 (MDEA)，改善了吸收剂的吸收合解析特性，可是没有解决胺降解及腐蚀问题。我国南化集团研究院在烟道气等低分压C02回收领域进行多年研究，开发了以一乙醇胺为主溶剂，添加几种具有空间位阻的活性胺、抗氧化剂和缓蚀剂组成了适 用于回收低分压C02的优良复合吸收剂。该复合吸收剂保持了一乙醇胺法的优 点，而且溶液吸收C02能力提高，再生能耗下降，基本消除一乙醇胺与氧气的降 解副反应。但是，MEA法的解析温度高、能耗较高等问题依然未得到彻底解决。 目前，国际上采用MEA法回收和储存CO2的费用约为每吨30美元。由于费用较高， 该法没有大面积推广。,针对现有吸收剂的不足，本专利技术开发了一种新型高效吸收剂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于C02捕集回收的新型高效化学吸收剂。 本专利技术用于co2捕集回收的新型高效吸收剂，其特征在于该化学吸收剂由有机金属化合物和溶剂组成，有机金属化合物的化学式为 MOM[ZCH2YCH2X〗，其中M为铋或者锑金属元素，X、 Z为取代 苯基，即X=-C6(R1)(R2)(R3)(R4), Z=-C6(R5)(R6)(R7)(R8), Ri、 R2、 R3、 R4、 R5、 R^、 R7、 Rs可以选自不同的取代基团，它们可以相同，也可以不同，X、 Z基团 均与金属M原子形成化学键，Y为氧原子或者硫原子，Y和金属原子M进行分 子内配位，有机金属配合物的浓度为0.1~10摩尔/升；溶剂为有机化合物。溶剂 为有机化合物，优选醇类物质，尤其优选乙二醇、丙醇、乙醇等。本专利技术的吸收剂对C02的吸收能力大，吸收和解析速度快，再生温度和再 生能耗低，对设备无损失，而且吸收剂廉价易得、无毒无污染、制备简单、不含 卤素元素、稳定性高以及可以多次重复使用。本专利技术可以广泛应用于烟道气、合成氨、天然气、窑气等工艺气体的C02捕集回收。具体实施方式下面结合本专利技术实施例和比较例对本专利技术做进一步说明 实施例1在配有进气口和出气口的100ml不锈钢反应釜中依次加入有机金属配合物l (R卜R2、 R3、 R4、 R5、 R6、 R7、 Rs均为氢，Y为硫，M为铋)8.4 g、丙醇5 ml， 密封反应釜，搅拌5分钟后通入C02浓度为10%的混合气(He/C02)， CCb混合 气的流速为50ml/min,利用带有热导池检测器的气相色谱仪动态检测尾气中C02 的浓度。在通气6分钟内，尾气中几乎检测不到C02，表明C02的捕集率接近 100Q^。每升吸收液对C02的吸收容量达到了 67g。 实施例2在配有进气口和出气口的100ml不锈钢反应釜中依次加入有机金属配合物1 (R^、 R2、 R3、 R4、 R5、 R6、 R7、 Rs均为氢，Y为硫，M为铋)8.4 g，乙二醇 5ml，密封反应釜，搅拌5分钟后通入C02浓度为10%的混合气(He/C02)， C02 混合气的流速为50 ml/min，利用带有热导池检测器的气相色谱仪动态检测尾气 中C02的浓度。在通气6分钟内，尾气中几乎检测不到C02，表明C02的捕集率接近100%。每升吸收液对C02气体的吸收容量达到了 67 g。 实施例3在配有进气口和出气口的100ml不锈钢反应釜中依次加入有机金属配合物2 (Rb R2、 R3、 R4、 R5、 R^、 R7、 Rg均为氢，Y为氧，M为铋)8.1 g，丙二醇2 ml，密封反应釜，搅拌5分钟后通入C02浓度为10%的混合气(He/C02)， C02 混合气的流速为50ml/min,利用带有热导池检测器的气相色谱仪动态检测尾气 中C02的浓度。在通气6分钟内，尾气中几乎检测不到C02,表明C02的捕集 率接近100%。每升吸收液对C02气体的吸收容量达到了 160g。实施例4在配有进气口和出气口的100ml不锈钢反应釜中依次加入有机金属配合物2 (R!、 R2、 R3、 R4、 R5、 R6、 R 、 Rs均为氢，Y为氧，M为铋)8.1 g,乙二醇5 ml，密封反应釜，搅拌5分钟后通入C02浓度为10%的混合气(He/C02)， C02 混合气的流速为50ml/min，利用带有热导池检测器的气相色谱仪动态检测尾气 中C02的浓度。在通气6分钟内，尾气中几乎检测不到C02，表明C02的捕集 率接近100%。每升吸收液对C02气体的吸收容量达到了 68 g。 实施例5在配有进气口和出气口的100ml不锈钢反应釜中依次加入有机金属配合物3 (R!、 R2、 R3、 R4、 R5、 Re、 R7、 Rg均为氢，Y为氧，M为锑)6.4 g，乙二醇 10 ml，密封反应釜，搅拌5分钟后通入C02浓度为10%的混合气(He/C02)， C02混合气的流速为50ml/min，利用带有热导池检测器的气相色谱仪动态检测尾 气中CO2的浓度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种捕集回收二氧化碳的新型化学吸收剂，其特征在于该化学吸收剂由有机金属化合物和溶剂组成，有机金属化合物的化学式为［ＸＣＨ↓［２］ＹＣＨ↓［２］Ｚ］ＭＯＭ［ＺＣＨ↓［２］ＹＣＨ↓［２］Ｘ］，其中Ｍ为铋或者锑金属元素，Ｘ、Ｚ为取代苯基，即Ｘ＝－Ｃ↓［６］（Ｒ↓［１］）（Ｒ↓［２］）（Ｒ↓［３］）（Ｒ↓［４］），Ｚ＝－Ｃ↓［６］（Ｒ↓［５］）（Ｒ↓［６］）（Ｒ↓［７］）（Ｒ↓［８］），Ｒ↓［１］、Ｒ↓［２］、Ｒ↓［３］、Ｒ↓［４］、Ｒ↓［５］、Ｒ↓［６］、Ｒ↓［７］、Ｒ↓［８］可以选自不同的取代基团，它们可以相同，也可以不同，Ｘ、Ｚ基团均与金属Ｍ原子形成化学键，Ｙ为氧原子或者硫原子，Ｙ和金属原子Ｍ进行分子内配位，有机金属配合物的浓度为０．１～１０摩尔／升，溶剂为有机化合物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尹双凤，罗胜联，张晓文，代威力，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]