[发明专利]捕集二氧化碳气体的复合胺及复合胺吸收剂

说明书

技术领域

本发明属于资源环境、化工技术领域，涉及捕集二氧化碳气体的复合胺吸收剂。

背景技术

人为引起的二氧化碳过多排放，造成全球范围内气候变暖，使整个社会蒙受巨大灾难。如何减少二氧化碳排放，降低大气中二氧化碳的浓度，是人类现在面临的最迫切需要解决的问题。目前包括我国在内的世界多数国家都已签订了《京都议定书》，在哥本哈根世界气候大会192个国家又达成《哥本哈根协议》，表明控制二氧化碳排放已成为世界各国关注的焦点问题。同时，二氧化碳是一种宝贵的碳源，广泛应用与食品、化工、医药、农业等领域。因此，开展捕集提纯二氧化碳的研究，能达到环境保护与经济发展的双赢目的。

已报道的二氧化碳捕集方法主要有：化学吸收法、物理吸附法、膜分离法、                                                催化燃烧法、生物法等。工业应用的主要为前两种方法，其中物理吸收法主要用于高压且二氧化碳含量较高的气源，对设备要求高。而化学吸收法可在常压或较低的压力下进行，且对低分压二氧化碳也有很好的吸收效果，得到广泛应用。目前国内外工业上较为成熟的化学吸收法捕集分离的工艺主要是MEA（乙醇胺，Ethanolamine），但存在吸收负荷低（约为0.5mol/mol MEA）、腐蚀性大、解吸量小以及易降解等不足。为了进一步提高吸收剂的吸收能力，降低溶液腐蚀性，减少因挥发、降解而引起的溶剂损耗以及再生能耗，开发新型高效的吸收剂一直是各学者研究的重点。

巴斯夫公司开发了在MEA溶液中加入N-甲基二乙醇胺（MDEA），可以生成一种具有极好的吸收特性又有极佳的解吸特性的溶剂（Chem. Eng. Prog. 81(4) 1985），但未解决吸收速率低与腐蚀性问题。

2002年中国专利（CN1381301A）公开了一种抑制MEA降解的抗氧化剂，抗氧化剂由固体金属氧化物及其盐类组成，金属离子为第四周期和第五周期的元素。能降低MEA的降解率和溶剂对设备的腐蚀。

2002年中国专利（CN1354036A）公开了一种从气体混合物中除去二氧化碳的方法，其吸收剂为MEA与氮原子上具有空间位阻效应的非线性碳链醇胺化合物组成的复合水溶液。此复合胺溶液与传统的MEA溶液相比，吸收能力提高40%。

2009年中国专利（CN101612509A）公开了从含的混合气体中脱除的复合胺脱碳溶液，其中主吸收组分是10.0至35%一乙醇胺、羟乙基乙二胺，助吸收组分为5至30%2-氨基-2-羟甲基-1，3-丙二醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、N-甲基二乙醇胺和三乙醇胺，活化组分是1至10%哌嗪、羟乙基哌嗪、氨乙基哌嗪和二乙醇胺，缓蚀剂为0.05至1.0%钒酸钠，抗氧化剂为0.05至1.0%亚硫酸钠和醋酸铜。其溶液吸收的能力为35～50/溶液，解吸温度低，时间短。

从目前国内外发表的文献、专利看，以吸收速率较快的MEA等为主体的吸收剂，一般配合助吸收剂，防腐剂、缓蚀剂等组成复合脱碳吸收液，但其综合脱碳能力普遍较低，再生能耗高，设备腐蚀性强，且复合吸收剂使得吸收速率下降，不能使经济效益达到最优化。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于捕集回收的新型高效化学吸收剂原料，该原料只需与水混合，即可实现对高效捕集。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

1、捕集二氧化碳气体的复合胺，由一乙醇胺和活化剂组成，所述活化剂为分子中含有两个或者两个以上的氨基/亚氨基的多胺，所述一乙醇胺和所述活化剂的摩尔比为4～1:1。

2、进一步所述活化剂为哌嗪、N-（2-羟乙基）乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺中的一种或多种混合物；

3、进一步，所述一乙醇胺与活化剂的摩尔比为1-4:1；

4、进一步，所述一乙醇胺与活化剂的摩尔比为4:1；

5、进一步，所述一乙醇胺和四乙烯五胺的摩尔比为1.5:1；

6、进一步，所述一乙醇胺和四乙烯五胺的摩尔比为1:1。

本发明的目的之二在于提供一种复合胺吸收剂，该复合胺溶液可直接用于吸收二氧化碳，其吸收速率及吸收量高，腐蚀性低。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

7、捕集二氧化碳气体的复合胺吸收剂，由捕集二氧化碳气体的复合胺与水在所述复合胺的溶解范围内以任意比例混合而得。

8、进一步，所述捕集二氧化碳气体的复合胺吸收剂中含有总胺浓度为2mol/L的捕集二氧化碳气体的复合胺。