[发明专利]一种含有2-氨基-2-甲基-1-丙醇和3-氨基丙醇或2-氨基-2-甲基-1-丙醇和4-氨基丁醇的含水的CO2吸收剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种从燃烧气体(combustion gas)中捕集CO₂的改进方法，以及一种改进的CO₂胺吸收剂。

背景技术

几十年来关于从工业规模的气体混合物中捕集CO₂已众所周知，例如从次生地形地层的气井(sub terrain gas wells)中分离天然气和CO₂，以将得到的天然气输出且将得到的CO₂输回次生地形地层结构(sub terrain structure)。

对于化石燃料燃烧产生的CO₂导致的环境和温室效应的越来越多的关注，已引起对CO₂排放的主要点如热电厂(thermal power plant)的CO₂捕集越来越多的兴趣，即所谓的燃烧后CO₂捕集(Post Combustion CO₂capture)。

即使电厂(power plants)代表了CO₂排放的最大点源(point sources)，其他工业如钢铁厂和水泥厂可以利用类似的技术捕集CO₂。

US 5.618.506和EP 0558019均属于关西电力公司(KANSAI ELECTRIC POWER CO.)和三菱JUKGYO株式会社(MITSUBISHI JUKGYO KABUSHIKI KAISHA)，以及其中标示的引用，给出了一般的捕集CO₂的过程和吸收剂的技术背景。

工业CO₂捕集工厂(CO₂capturing plants)包括吸收塔，在该吸收塔中，液体吸收剂与待处理的气体进行逆流接触。将“净化的”或低CO₂含量的气体从所述吸收塔的顶部抽取出并排放到大气中，反之将富CO₂吸收剂从所述吸收塔的底部抽取出来。该富吸收剂在再生塔中再生，其中，该富吸收剂与通过在再生塔底部加热已再生的吸收剂而产生的蒸汽进行逆流流动而被汽提(stripped)。将该已再生的吸收剂从再生塔的底部抽取出来并回收用于吸收塔中。将主要含有蒸汽和CO₂的富CO₂气体从该再生塔的顶部抽取出来。在将CO₂送去储存或其他用途前，将该富CO₂气体进一步处理以除去水和压缩。

然而，捕集CO₂是一种耗能过程，由于CO₂与吸收剂结合是放热反应以及再生过程是吸热反应。因此，吸收塔中损失热量且热量被供给再生塔以再生吸收剂并排放CO₂。这样的热量需求是CO₂捕集工厂的主要运作成本。因此减少吸收剂再生需要的热量即可减少CO₂捕集的能量成本。

已存在许多不同的胺及其组合物可作为CO₂的吸收剂，不同的具有CO₂吸收性能的胺例如可参见上述专利。作为吸收剂使用的胺的水溶液中所使用胺的实例为烷醇胺，例如单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、甲基二乙醇胺(MDEA)、二异丙醇胺(DIPA)、二甘醇胺(DGA)、甲基单乙醇胺(MMEA)、2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)。MEA通常还在可能的新的吸收剂的测试中作为对照吸收剂使用。

在选择用于工业规模CO₂捕集的潜在吸收剂时，需要注意不同胺的反应动力学、热量需求、反应热、胺负载平衡(amine equilibrium loading)、降解、稳定性、水中溶解度和吸收容量(absorption capacity)。

胺在其使用的环境中还容易降解且具有腐蚀性。通过不同的机理，胺在热降解和氧化降解下都能降解。降解是不希望发生的，因为降解会使得吸收剂不活泼且导致需要向设备中补充胺，因为可能产生大量废品，以及因为运行时长将更依赖于回收(recover)结合在降解产品(所谓的热稳定性型胺盐)中的可用胺的回收单元。

与早期应用的基于胺的吸收技术(例如天然气处理)相对比，当从烟道气(flue gas)中捕集时，处理后的气体被释放到大气中。这就意味着存在将不稳定胺组分或降解产品排放到环境中的危险。

因此，较少降解的胺将使得从工厂排出的净化的尾气中较少地排放降解产品。