[发明专利]一种通过相变捕集酸性气体的混合硅油及其制备方法

说明书

本发明涉及一种通过相变捕集酸性气体的混合硅油，属于环境保护和气体净化领域。该混合硅油由吸收剂和有机硅溶剂组成；所述吸收剂的质量分数为25‑80％，所述有机硅溶剂的质量分数为20‑75％；所述吸收剂由含卤硅烷和胺通过取代反应制备，所述含卤硅烷为卤代硅烷、卤代烷基硅烷、卤代烷基卤硅烷或芳基卤代烷基硅烷中的一种或两种，所述胺为一级胺、二级胺或链状多胺中的一种；所述有机硅溶剂为二甲基硅油、二乙基硅油、苯基硅油、聚醚硅油、甲基含氢硅油中的一种。本发明提出的混合硅油化学稳定性好，可以高效的捕集烟气中COsubgt;2/subgt;、SOsubgt;2/subgt;、Hsubgt;2/subgt;S等酸性气体，吸收产物可以通过高温或简单的化学反应解吸，实现降低解吸能耗，吸收剂、溶剂的循环利用。

技术领域

本发明涉及一种通过相变捕集酸性气体的混合硅油，属于环境保护和气体净化技术领域。

背景技术

能源短缺和环境污染问题依旧是当下国际关注的焦点，目前大气污染物主要有颗粒物、酸性氧化物等，大气污染不仅危害人类身体健康，更会影响天气和气候，酸性气指硫化氢或含硫、碳、氮的氧化物，主要来源于燃油和煤等化石燃料的燃烧，需进行处理达标后才能排放。其中CO₂是主要的温室气体，过量排放会导致全球变暖问题，是对全球气候最主要的影响；H₂S是天然气、原油、沼气中的常见成分，是一种有剧毒、强腐蚀性及强刺激性的酸性气体，对人体有很大危害，低浓度的H₂S会引起头晕、呼吸困难，高浓度的H₂S则会导致窒息，甚至危及生命。在工业上，即使较低浓度也会引起设备和管路的腐蚀、催化剂的中毒；SO₂对人体呼吸道有刺激作用，影响呼吸系统和心肺功能，还会与水形成酸雨，造成土壤酸化。与此同时，H₂S、SO₂中的硫资源也是工业生产中的重要原料，广泛应用于化肥、冶金、石油、医药等行业，若能把工业废气中的硫资源高效的捕集回收利用，将其作为硫酸等工业原料的一部分，不仅可以解决废气排放带来的污染问题，还能降低工业生产成本。因此化石能源清洁化利用对于促进环境保护、资源高效利用，实现经济可持续发展具有重要意义。

目前，常见的脱硫技术可以分为湿法、半干法和干法三类。其中，湿法烟气脱硫由于其技术成熟，工艺简单，效率高，因此在工业生产中应用广泛，主要包括钙法、双碱法、氨法和有机胺法等。常见的脱碳技术主要有物理吸附法、化学吸收、物理吸收、膜分离法、生物法等，其中相对成熟的是溶剂吸收法，常用的化学溶剂是有机胺及其混合物的水溶液，此方法已在中试规模和实际工业中有较多的应用。此外，也有学者提出用离子液体及其类似物低共熔溶剂捕集酸性气体。但由于受到挥发性和粘度的影响，尚未实现工业化应用。从现有文献资料和工艺生产中可以发现胺类吸收剂在脱硫、脱碳中应用非常广泛，但这些传统的胺类吸收剂都各自存在一定的缺点，比如，氨法副产的亚硫酸铵附加值低，导致整个工艺成本较高；有机胺吸收剂再生能耗高；离子液体制备过程复杂、且受到粘度的影响。

近年来人们提出采用相变吸收体系来捕集酸性气体，相变体系通常由吸收剂和溶剂两部分组成，吸收剂通常为有机胺溶液，可以与被捕集的气体发生反应，而溶剂可以起到降低体系粘度和挥发性的作用。而对于发生相变反应的吸收剂，再生时只需对气体富相进行解吸再生，气体贫相可以直接循环再使用，从而可以减少再生过程的处理量，降低解吸能耗，并且含有碳、硫的吸收产物可用于下游工业产品生产，实现资源高效利用。该体系相对于离子液体、低共熔溶剂等有更大的优势，但依然存在一些不足，一是溶剂具有潜在的燃烧风险，二是有机胺溶液具有较高挥发性。因此，需要在确保吸收剂对酸性气体有较高吸收容量的同时降低其再生能耗，开发更加安全稳定的吸收剂是非常有必要的。

发明内容