[发明专利]多胺基有机胺、离子液体复合型CO2

说明书

本发明涉及一种多胺基有机胺、离子液体复合型CO₂吸收剂及其制备方法、应用。该CO₂吸收剂由多胺基有机胺、离子液体等活性组分以及溶剂共计三种组分混合而成，使用时将该吸收剂与含CO₂的混合气充分接触完成吸收，吸收所得液体加热或者汽提完成解吸，就能再生重复使用。本发明提供的复合型CO₂吸收剂具有吸收速率快、循环容量大、再生能耗低、循环使用损耗小等诸多优点，即便反复再生后依然维持较高的CO₂吸收速率和吸收容量，具有较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及气体分离及CO₂捕集技术领域，具体涉及一种多胺基有机胺、离子液体复合型CO₂吸收剂及其制备方法、应用。

背景技术

“碳排放”引起的气候变化已成为世界性问题。2016年4月22日，包括中国在内的100多个国家和地区在纽约共同签署了《巴黎协定》。在此愿景下，碳捕集利用与封存技术(CCS)逐渐成为各国实现碳中和目标的重要途径之一。

在利用溶剂吸收捕集二氧化碳的过程中，化学吸收法中的醇胺法是目前应用最为广泛、研究最多的一项技术。该方法具有吸收量大、吸收效果好、成本低、吸收剂可回收利用、能回收高纯CO₂等优点，然而如何降低解吸过程的能耗成本、如何再生溶剂仍然十分关键。因此能否实现低成本的醇胺法二氧化碳捕集技术，对我国工业发展和环境保护都具有非常重要的意义。

目前工业上常见的CO₂吸收剂大多为含水的醇胺类吸收剂，然而水的比热较高，导致在解吸过程中大量能量用于升高水的温度，醇胺类吸收剂较高的再生温度也导致了较高的能耗。此外醇胺类吸收剂易挥发，吸收CO₂和溶剂再生过程中不少醇胺挥发逃逸，造成了大量的物料损耗。如果能有效降低吸收液中的含水量，并采用再生温度更低且难挥发的吸收剂，将有利于降低CO₂捕集过程中的能耗、物耗及成本。因此，寻找一种再生能耗低、损耗低并且对CO₂具有突出捕集效果的吸收剂成为了研究重点。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种多胺基有机胺、离子液体复合型 CO₂吸收剂，该吸收剂包括至少3种组分：多胺基有机胺、离子液体、溶剂。

进一步的，所述多胺基有机胺选自二乙烯三胺、三乙烯四胺中的至少一种。

进一步的，所述离子液体选自1-乙基-3-甲基咪唑甘氨酸(或谷氨酸、丙氨酸、组氨酸、赖氨酸、精氨酸)盐离子液体、1-丁基-3-甲基咪唑甘氨酸(或谷氨酸、丙氨酸、组氨酸、赖氨酸、精氨酸)盐离子液体、1- 己基-3甲基咪唑甘氨酸(或谷氨酸、丙氨酸、组氨酸、赖氨酸、精氨酸) 盐离子液体、1-辛基-3-甲基咪唑甘氨酸(或谷氨酸、丙氨酸、组氨酸、赖氨酸、精氨酸)盐离子液体、甘氨酸钠、甘氨酸钾、氨基磺酸钾中的至少一种。

进一步的，所述溶剂选自水、脂肪醇中的至少一种，所述脂肪醇包括乙醇、异丙醇、丁醇、戊醇、辛醇、乙二醇等。

进一步的，所述吸收剂中多胺基有机胺、离子液体的总物质量浓度为0.2-6.0mol/L，并且多胺基有机胺与离子液体的物质量之比为x： (1-x)，1≤x≤9。

本发明的第二重目的在于提供上述多胺基有机胺、离子液体复合型 CO₂吸收剂的制备方法，该方法具体步骤为：按照配方准备好原料，将多胺基有机胺与离子液体混合，再加入部分溶剂使其完全溶解，最后加入剩余溶剂搅拌均匀即可。

本发明的第三重目的在于提供一种利用上述多胺基有机胺、离子液体复合型吸收剂分离CO₂的方法，包括以下步骤：将含有CO₂的待处理气体与复合型吸收剂充分接触进行吸收，得到处理后的气体和富液，将富液再生后重复进行吸收。

进一步的，吸收温度不超过55℃，吸收压力为1-2bar。