[发明专利]一种用于二氧化碳分离的液固分相吸收剂

说明书

本发明涉及一种用于CO₂分离的液固分相吸收剂，以N‑甲基二乙醇胺为主体，包含活化剂哌嗪、有机溶剂及水，其中N‑甲基二乙醇胺的质量百分比为20‑40％；活化剂哌嗪的质量百分比为3‑15％；有机溶剂的质量百分比为30‑60％，水的质量百分比为0‑40％；所述液固分相吸收剂吸收CO₂气源前为均一液相，吸收CO₂气源后自发形成液固两相，CO₂富集在固相，经分离得到固相，仅固相进行解吸，解吸得到的吸收剂循环使用。在解吸过程中仅需加热固体，无升温显热和水蒸发潜热，进而降低CO₂解吸能耗。

技术领域

本发明属于气体分离技术领域，具体涉及一种用于CO₂分离的液固分相吸收剂。

背景技术

目前,本领域的技术人员不断开发新型高效吸收剂以期降低化学吸收法CO₂捕集能耗。一类新型吸收剂，相变吸收剂，被提出。相变吸收剂吸收CO₂前均相，吸收CO₂后形成两相，得到CO₂负载极高的CO₂富集相，仅CO₂富集相进入解吸单元，从而减少进入解吸单元的量，降低解吸过程能耗。

中国专利申请“一种用于酸性气体分离的MDEA复合吸收剂及分离方法”(申请号201610035154.3，公开日2016年5月4日)、中国专利申请“一种用于二氧化碳捕集的液-液相变吸收剂及应用”(申请号201910378327.5，公开日2019年7月26日)、中国专利申请“一种反应相变CO₂吸收剂及其制备方法”(申请号201910771297.4，公开日2020年9月22日)和中国专利申请“一种捕集二氧化碳的相变吸收剂及捕集二氧化碳的方法”(申请号201911218162.1，公开日2020年2月18日)均提出了一种相变吸收剂，该类吸收剂吸收CO₂后形成液液分相，富集CO₂的液相进入解吸单元。在解吸过程中的能量并没有完全用于CO₂解吸，还有一部分用于溶液升温和溶剂蒸发。

为进一步降低CO₂捕集能耗，一类液固分相的相变吸收剂被本领域的技术人员开发。该类相变吸收剂吸收CO₂后形成液固分相，富集CO₂的固相进入解吸单元，解吸的能量全部用于CO₂解吸。中国专利申请“用于捕获二氧化碳的系统和方法”(申请号201310046925.5，公开日2013年8月14日)提出采用氨基-硅氧烷化合物吸收CO2后得到固体反应产物。中国专利申请“乙二胺和DMA制备两相吸收剂脱除生物氢烷气中CO₂的方法”(申请号201711311798.1，公开日2018年6月19日)提出乙二胺与DMA混合得到液态两相吸收剂，该吸收剂与CO2反应生成固体沉淀物。中国专利申请“一种从气体混合物中双相吸收脱除二氧化碳的方法”(申请号201310631961.8，公开日2014年3月26日)提出烯胺与有机溶剂组成双相吸收剂，有机溶剂为C1～C10的醇类、甲苯、DMF、DMAC，气体混合物中的二氧化碳通过与本吸收剂接触后产生沉淀而除去。以上液固分相的相变吸收剂组成组分易挥发或不是常见胺，价格昂贵，经济性有待考察。

综述所述，开发一种基于工业应用的成熟的液固分相相变吸收剂具有实用意义。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种用于CO₂分离的液固分相吸收剂，该液固分相吸收剂吸收CO₂前为均一液相，吸收CO₂气源后自发形成液固两相，CO₂富集在固相，经分离得到固相，仅固相进行解吸，解吸得到的吸收剂循环使用。在解吸过程中仅需加热固体，无升温显热和水蒸发潜热，进而降低CO₂解吸能耗。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：