[发明专利]用于使液体吸收剂再生的工艺

说明书

本发明提供了一种用于使液体吸收剂再生的工艺，该工艺包括：使液体吸收剂与疏水性介质接触，其中该液体吸收剂包含至少一种式(I)的胺及其降解产物，该降解产物包括至少一种式(II)的亚胺，其中每个Ar独立地是芳族基团，并且每个R独立地选自氢、有机基基团和NH₂；以及将降解产物选择性地提取到疏水性介质中或者通过疏水性介质选择性地提取降解产物。

技术领域

本发明涉及用于使包含胺及其亚胺降解产物的液体吸收剂(liquid absorbent)再生的工艺。该工艺包括使液体吸收剂与疏水性介质(hydrophobic medium)接触，以及将降解产物选择性地提取到疏水性介质中或者通过疏水性介质选择性地提取降解产物。该工艺特别适用于用于从气流中捕获CO₂的基于胺的液体吸收剂的再生，并且在该示例性应用的情况中公开本发明将是方便的。

发明背景

二氧化碳(CO₂)的排放被认为是温室效应和全球变暖的主要原因。在京都议定书(Kyoto Protocol)中，联合国气候变化框架公约(United Nations Framework Conventionon Climate Change)已经设定了用于减少温室气体排放的目标。

减少大气CO₂排放的一种方法是通过大气CO₂的捕获和随后的地质储存。在燃烧后捕获中，首先在吸收器中使用合适的液体吸收剂将烟道气体中的CO₂与氮气和残余氧气分离。然后，在被称为汽提的工艺中，将CO₂从吸收剂中去除，由此允许吸收剂被重复使用。然后通过压缩和冷却将汽提的CO₂液化，利用适当的干燥步骤以防止水合物形成。这种形式的燃烧后捕获适用于多种CO₂源，包括发电站、钢铁厂、水泥窑、煅烧炉、沼气厂、天然气加工、甲烷重整和冶炼厂。

已经研究了多种胺和烷醇胺水溶液作为燃烧后CO₂捕获中的反应性吸收剂。捕获工艺涉及在水、胺和CO₂之间发生的一系列化学反应。胺是弱碱，并且可以经历酸-碱反应。一旦溶解在胺溶液中，根据公认的下文描述的等式，CO₂与水和中性形式的胺(R^aR^bR^cN)反应以生成质子化的胺、碳酸(H₂CO₃)、水性碳酸氢根(HCO₃^-)离子和水性碳酸根(CO₃^2-)离子：

如果胺是伯胺(R^aR^bNH，R^b＝H)或仲胺(R^aR^bNH，R^b≠H)，则具有有利的吸收动力学的另外的反应途径变得可获得，其中二氧化碳和胺反应以生成氨基甲酸根(R^aR^bNCOO^-)。根据下文描述的公认的反应，氨基甲酸根然后还可以参与酸-碱化学。