[发明专利]一种可自乳化有机硅脱碳溶剂

说明书

本发明公开一种可自乳化有机硅脱碳溶剂，按质量份数计包括：聚醚改性胺烃基硅油25～45份；水50～65份；聚醚胺5～10份；还包括有机硅消泡剂，有机消泡剂在可自乳化有机硅脱碳溶剂中的浓度为20～100ppm。本发明的脱碳溶剂具有与水互溶、不堵塞管道、二氧化碳脱除率高的优点。

技术领域

本发明属于气体分离技术领域，具体涉及一种可自乳化有机硅脱碳溶剂。

背景技术

传统的脱碳溶剂一般为醇胺、有机胺之类的化合物，其吸收CO₂速度快，吸收量大，相应的配套工艺也比较成熟，因而在气体净化领域应用非常广泛。但醇胺、有机胺之类的化合物其缺点也非常突出，存在易降解问题，从而容易生成热稳定性盐，导致吸收速率下降、再生能耗提高，最终导致脱碳成本的大幅提高。

对于这些行业性的难题，国内外科研工作者提出了“第三代脱碳溶剂”的概念。“第三代脱碳溶剂”在成本、能耗及环保角度远远优于传统醇胺及有机胺类溶剂。“第三代脱碳溶剂”具有代表性及前瞻性的是美国通用电气公司的罗伯特·詹姆斯·佩里博士团队以及中石化南京化工研究院有限公司各自研发的有机硅系列脱碳溶剂。

中石化南京化工研究院有限公司的专利CN201610855786.4介绍有机硅类脱碳溶剂具有低压下的高CO₂吸收能力、高热稳定性、高化学稳定性、低原料成本、低粘度、低挥发性、低再生能耗、对设备低腐蚀性等各项优点。

但是，通用电气公司及中石化南京化工研究院有限公司提供的有机硅系列脱碳溶剂与水不互溶，有机硅溶剂均为非水系溶剂，且其与CO₂反应后会生成固体氨基甲酸盐，固体氨基甲酸盐不溶于非水系有机硅溶剂，因此吸收CO₂后，会成为固液混合物的料浆，而料浆输送麻烦，且在吸收装置形成固体颗粒或料浆后极易堵塞装置及管道，因此目前有机硅系列脱碳溶剂这一致命的缺点导致其无法实现大规模工业化应用；另外，非水系溶剂与CO₂的相容性较差，因此其与CO₂的传质吸收的效率较低，这就会造成非水系溶剂的CO₂载荷较低。

发明内容

为了解决上述脱碳溶剂与水不互溶，与CO₂反应后生成固体氨基甲酸盐会形成料浆而容易堵塞装置、管道，及脱碳溶剂与CO₂的相容性差、吸收效率低的问题，本发明提供一种可自乳化有机硅脱碳溶剂。

本发明所述可自乳化有机硅脱碳溶剂，按质量份数计包括：

聚醚改性胺烃基硅油 25～45份；

水 50～65份；

聚醚胺 5～10份；

还包括有机硅消泡剂，有机消泡剂在可自乳化有机硅脱碳溶剂中的浓度为20～100ppm。

上述聚醚改性胺烃基硅油的制备方法为：将铂金催化剂与含氢硅油混合均匀，在氮气氛下升温至65～105℃，然后滴加含α-双键的脂肪胺，滴加结束后，保温反应1～4h，负压拔除低沸；接着在氮气氛下升温至125～135℃，然后滴加烯丙醇聚醚，滴加结束后，保温反应2～5h，负压气提法拔除未反应的烯丙醇聚醚，即得聚醚改性胺烃基硅油；其中，含α-双键的脂肪胺相对于含氢硅油中氢的摩尔百分比为60％～80％；烯丙醇聚醚相对于含氢硅油中氢的摩尔百分比为20％～40％。

上述含氢硅油的分子量为100～2000，含氢量为0.1～1.0g/100g。

上述含α-双键的脂肪胺的结构通式为：

其中，R₁为烷基、芳基；R₂为烷基、芳基或氢；R₃为烷基、芳基或氢。