[发明专利]一种含醇胺型离子液体捕集二氧化碳的复合吸收剂

说明书

技术领域

本发明属于气体分离技术领域，涉及一种气体分离的方法，特别涉及从混合气体中捕集二氧化碳气体的含醇胺型离子液体复合吸收剂的方法。 

背景技术

二氧化碳排放引起的温室效应已经对我们的地球造成严重的气候影响。目前包括我国在内的世界多数国家都签订了《京都议定书》，说明控制二氧化碳的排放量，已成为世界各国十分关注的问题。二氧化碳同时作为一种宝贵的碳资源，广泛用于化工、食品、医药等多种领域，如能有效的将其开发利用，就可源源不断地为我们提供碳资源。我国二氧化碳的来源非常丰富，但由于回收二氧化碳的措施不利，每年回收再利用的二氧化碳还不足总排放量的1％，因此，有效解决二氧化碳的排放问题迫在眉睫。 

二氧化碳捕集的方法主要有：溶剂吸收法、物理吸附法、膜分离法、O₂催化燃烧法等。其中化学溶剂法吸收二氧化碳技术广泛应用于天然气、炼厂气、合成气、烟道气等排放气源。目前，醇胺是工业生产中化学溶剂法吸收二氧化碳常用的吸收剂。该方法以醇胺如乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、二异丙醇胺(DIPA)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)等的水溶液作为吸收剂。为了进一步提高吸收剂的吸收能力、降低腐蚀性、减少因挥发而造成的损耗及再生时的能耗，人们一直致力于开发高效的化学溶液吸收剂，经过多年的研究，已经从开始的单组分高能耗的吸收剂发展为现在的复合组分低能耗的吸收剂，但目前仍存在着过程能耗高、设备腐蚀严重、吸收剂变质速度快、挥发性强造成吸收剂损失等问题。因此，开发高效、环境友好的捕集二氧化碳的吸收剂是目前亟待解决的问题。 

离子液体是由阴阳离子构成的且在常温附近呈液态的盐类，是一种新兴的溶剂、反应介质和催化剂。离子液体具有不挥发、离子结构可设计、液态存在温度范围宽、稳定性好、环境友好等优点，在萃取分离、催化反应、气体吸收等方面有广阔的应用前景。离子液体作为酸性气体的吸收剂，可以弥补传统醇胺吸收剂易挥发的缺点，不会污染需要净化气体和环境，不会因为挥发而造成吸收剂的损失。但一般的离子液体具有粘度大、合成过程复杂、成本高、吸收速度慢，吸 收容量低、吸收和再生性能难以同时优化等问题，极大的限制了离子液体在二氧化碳捕集领域的应用。2011年中国专利CN102179132A申请公开了一种用于捕集或分离二氧化碳的吸收剂，其吸收剂为一乙醇胺和1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸钠盐的水溶液，所述的吸收剂中一乙醇胺的浓度为100g/L-300g/L，一乙醇胺与1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸钠盐的质量比为0.5-3。2011年中国专利CN102527192A申请公开了一种含有离子液体的二氧化碳吸收剂，该吸收剂中离子液体的含量为5-50wt％，醇胺5-50wt％，水的含量为0-90wt％，阴离子为具有氨基酸结构的阴离子，阳离子为有机胺盐阳离子、有机醇胺类阳离子，醇胺为一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇。但是咪唑型离子液体一般合成工艺复杂，单位质量的吸收量较低，单纯的离子液体在吸收二氧化碳后，离子液体的粘度极度上升，限制了离子液体在燃煤电厂脱除二氧化碳的应用。胺基型离子液体是指将有机多胺与无机酸或有机酸混合后经酸碱反应中和反应而制得的离子液体，具有成本低、制备方法简单的优点。 

可见，如何通过合理的途径开发出环境友好、经济高效的新型吸收剂，成为未来二氧化碳捕集工艺研发的热点之一。 

发明内容

本发明所要解决的是现有二氧化碳吸附剂吸附过程能耗高、设备腐蚀严重、吸收剂变质速度快、挥发性强造成吸收剂损失的技术问题。 

为了解决上述问题，本发明提供了一种含醇胺型离子液体捕捉二氧化碳的复合吸收剂，其特征在于，包括N-甲基二乙醇胺(MDEA)与离子液体[TETAH]⁺[BF₄]^-组成的吸收组份、缓蚀剂、抗氧化剂及溶剂。 

优选地，所述的缓蚀剂为钒酸钠、五氧化二钒或两者的混合物。 

优选地，所述的抗氧化剂为亚硫酸纳和醋酸铜任意比例的混合物。 

优选地，所述的溶剂为水。 

优选地，所述的离子液体由有机多胺与无机酸混合后经酸碱中和反应制得的中性溶液。 

优选地，所述的吸收组分在吸附剂中的质量含量为30％-70％，其中，N-甲基二乙醇胺与离子液体的质量比为1～10∶1。 

优选地，所述缓蚀剂在吸附剂中的质量含量为0.05％-1.0％。 

优选地，所述抗氧化剂在吸附剂中的质量含量为0.05％-1.0％。