[发明专利]一种低能耗无水CO2

权利要求书

1.一种低能耗无水CO₂相变吸收剂在吸收CO₂中的应用，所述相变吸收剂采用同时具有伯胺(NH₂-)和叔胺(N-)的单一性二元胺化合物，浓度为100％，不含其它任何有机溶剂、水和离子液体，其中叔胺氮原子上链接有两个烷基支链，构成一定的疏水性，其分子结构式如式I所示：

其中R₁，R₂，R₃为烷基链，所述单一性二元胺化合物选自：

N，N′-二甲基乙二胺，

N，N′-二乙基乙二胺；

N，N′-二异丙基乙二胺；

N，N′-二正丁基乙二胺；

所述相变吸收剂发生相变反应的机理为：

相变吸收剂在吸收CO₂时，CO₂的流速为20-40ml/min，在8-15min达到吸收饱和，相变吸收剂的CO₂负载量为0.400-0.499mol CO₂/mol胺；相变吸收剂在吸收CO₂后发生液固相变，由液相直接形成固相白色氨基甲酸盐结晶，分解温度为45-60℃，利于CO₂的再生；相变吸收剂为无水单一吸收剂，吸附CO₂后不存在多余液体，减少CO₂富集相分离过程，降低了能耗；相变吸收剂在50℃的吸收负荷高于30℃的吸收负荷0.01-0.02mol CO₂/mol胺；所述相变吸收剂的再生方法包括下列步骤：

1)密封取样：取2-4g相变吸收剂吸收CO₂后的氨基甲酸盐固体于20ml玻璃反应器中，密封；

2)相变再生：将玻璃反应器置于油浴，控制油浴温度为90-120℃，通入N₂，速率为25-45ml/min；

3)再生计算：将玻璃反应器加热40-80min，取出，密封，称重，计算CO₂释放量及再生效率；

4)相变吸收：将再生后含有二元胺溶液玻璃反应器置于20-50℃水浴，通入CO₂，速率为20-40ml/mi_n；

5)吸收计算：相变反应40-60min后取出玻璃反应器，密封，称重，计算CO₂吸收量；

6)循环实施：重复以上再生、吸收步骤4次，计算二元胺的再生效率和对CO₂的吸收能力；

其特征在于，相变吸收剂吸收CO₂后再生方法为通过加热方式发生化学可逆反应，氨基甲酸盐固体分解释放出CO₂，NH₂-得到再生，再生分离出的高纯度的CO₂可进行后续利用，且相变吸收剂损耗低；相变吸收剂的吸收、再生4次循环过程中，吸收时间和再生时间控制为40-80min，相变吸收剂的吸收效率达到70-85％。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述相变吸收剂应用于回收化工反应尾气、燃烧烟道气或天然混合气体中的CO₂，以及脱除城市煤气或天然气中的CO₂。