[发明专利]用于除去焦油类化合物的聚硅氧烷洗涤液

说明书

本发明涉及一种用于从气流(gas flow)中除去悬浮的有机物质如焦油的先进方法。这样的气流可来源于如生物质(biomass)、有机废弃物或煤的气化。

背景技术

从WO2008/010717可知一种用于净化气体流的方法。在该方法中，离开生物质反应器的气体经受烃油流，与反应器中的气体接触并过滤后，将过量的油再循环并使用，从气体进入的下游分离装置得到额外的油。

WO03/018723公开了一种用于气化生物质的称为OLGA的系统。气化得到的气体经受两个步骤的清洗处理以除去焦油。在第一步骤中，气体在第一清洗液中凝结，该第一清洗液为烃油，例如可以通过在气体流中喷油而发生饱和。在第二个阶段中，油可用于吸收塔中剩余焦油的吸收，使用后，将油与焦油排到分离器中，其中，重馏分返回到生物质气化器中，较轻馏分进一步被用作上述方法的油。

WO2011/037463公开了一种用于更有效地从气化生物质中除去焦油的油回收系统(ORS)。它使用基于芳香烃的第一清洗油，其中，将焦油和第一清洗油的混合物分离成轻馏分和重馏分，并且轻馏分可再次被用作第一清洗油。用于除去残余焦油成分的第二清洗油基于脂肪烃。

使用烃油除去焦油具有一些缺点，如在高温、存在水和氧化剂下的有限的稳定性，由于烃的显著挥发而导致油的降解和损失。因此，洗涤液和设备已被污染，方法必须定期打断以用于更换洗涤液和清洗设备。

US5772734公开了各种有机洗涤液的使用，包括低粘度的硅油、轻矿物油和乙二醇醚(特别为三甘醇二丁基醚)用于除去有机化合物如来自于工业气体流中的氯化烃类或芳香烃类(如甲苯)。

已经发现，可通过使用基于聚硅氧烷的洗涤油更有效地解决与现有技术方法有关的问题。

发明内容

因此，本发明涉及一种净化气体流(gas stream)的方法，该方法包括将气体与液体有机聚硅氧烷相接触。接触(洗涤)导致焦油类化合物，特别是碳原子6个以上(尤其是碳原子为9-18个)的(聚)芳香族化合物被吸收进入聚硅氧烷洗涤液中。待净化的气体流可以为含有小分子如氢气、氮气，小烃(直到4个碳原子，如甲烷和乙烷)，一氧化碳和二氧化碳的任何气体。例如除了焦油成分外，该气体还可以含有氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氮气和水(蒸汽)。该气体特别地为能源气体或者为含有氢气、一氧化碳和甲烷中的一种或多种，以及可变的氮气、二氧化碳和/或水的水平，并且有时含有氨和小烃而不是含有甲烷的合成气。

更特别地，该气体含有至少30体积％，特别为40％以上的氢气、甲烷和一氧化碳中的一种或多种。气化混合物的典型组成包括：10-40％CO，5-30％CO₂，2-40％H₂，4-24％CH₄和5-40％H₂O(以体积计)。焦油类成分可以以宽泛的浓度变化存在，如可以从1ppm至2％或者更高，其中，苯可以是最丰富的成分(如高达1％(v/v)且高达气化混合物能源(energy)的10％)。在使用空气气化的情况下，这些水平大致地被分成2，剩余40-60％的混合物为氮气。

这样的气体可来源于生物质、有机废弃物、煤或它们的混合物的气化。有机废弃物例如可以为城市固体废弃物(MSW)和导致垃圾衍生燃料(RDF)的物质。生物质可以为农业或林业残余物(木屑、叶子、稻草、草等)等。

用作清洗(洗涤)液的有机聚硅氧烷含有交替的硅-氧链，其中，硅进一步被有机基团取代。优选地，聚硅氧烷为芳基(aryl)聚硅氧烷(polysioxane)，即至少一部分有机基团为芳基基团，包括芳烷基或烷芳基基团。优选地，相对于每个硅原子，聚硅氧烷平均含有0.2-1.8C5-C14芳基基团，更优选含有0.2-1.8C5-C10芳基基团。有利地，聚硅氧烷还含有烷基基团，特别地，相对于每个硅原子，含有0.2-1.8C1-C6烷基基团，更特别地，相对于每个硅原子，含有0.2-1.8C1-C4烷基基团。

在一种优选实施方式中，相对于每个硅原子，聚硅氧烷平均含有0.5-1.5C5-C10芳基基团，更优选含有0.5-1.5C5-C14芳基基团，最优选含有0.5-1.5C6-C8芳基基团和/或相对于每个硅原子，聚硅氧烷平均含有0.5-1.5C1-C4烷基基团。聚硅氧烷优选具有500-14,000Da，优选为700-7,000Da，更优选为1,000-5,500的摩尔量。

聚硅氧烷可由式(I)和(II)之一表示；