[发明专利]从燃烧废气中除去二氧化碳的方法

说明书

本发明涉及一种除去燃烧废气中CO₂的方法。更具体地说，本发明涉及一种使用含有特定氨基酸金属盐、特定胺化合物以及还可含特定金属化合物的混合水溶液，在常压下除去燃烧废气中CO₂的方法。

近年来，CO₂的温室效应已被看成是地球变暖现象的一个原因。为了保护全球的环境，迫切需要在全球范围提出对策。CO₂的来源涉及包括化石燃料燃烧在内的人类活动的所有领域，减少CO₂的排放的需求日益增长。由于大量化石燃料用于发电设备(如热电厂)，现在正在进行有关从锅炉燃烧废气中除去和回收CO₂的方法的大量研究，该法使燃烧废气与烷醇胺等的水溶液接触，以及正在进行有关贮存回收的CO₂而不把它排放到大气中的方法的大量研究。

虽然适用的烷醇胺包括单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、甲基二乙醇胺、二异丙醇胺、二甘醇胺等，但通常优选使用单乙醇胺(MEA)。

但是，这样的烷醇胺(MEA为代表)的水溶液用作从燃烧废气中吸收和除去CO₂的吸收剂已不能满足在一定浓度、一定数量的胺水溶液所吸收的CO₂数量、每摩尔有一定浓度的胺水溶液所吸收的CO₂数量、在一定浓度下CO₂的吸收速率以及吸有CO₂的烷醇胺水溶液再生所需的热能等方面的要求。

现在，有许多使用胺化合物等从各种混合气体中分离酸性气体的技术是大家熟悉的。

在日本专利公开100180/78中，公开了一种含有至少50％(摩尔)受阻胺和至少10％(摩尔)叔氨基醇的胺混合物。受阻胺含有至少一种形成环的一部分并连接到仲或叔碳原子上的仲氨基或者连接到叔碳原子上的伯氨基。此外，还公开了一种除去酸性气体的方法。在该法中，通常的气体混合物与含有上述作为酸性气体物理吸收剂有效的胺混合物和溶剂的胺—溶剂液体吸收剂接触。该专利指出，适用的受阻胺包括2-哌啶-乙醇〔也就是2-(2-羟乙基)哌啶〕、3-氨基-3-甲基-1-丁醇等。适用的叔氨基醇包括3-二甲基氨基-1-丙醇等。适用的溶剂包括亚砜化合物，溶剂可含有少于25％(重)的水。作为要处理气体的例子，这里公开的是含有高浓度CO₂和H₂S的普通气体混合物(如35％CO₂和10-12％H₂S)。而且，在该专利的某些实施例中还使用CO₂本身。

在日本专利公开71819/86中，公开了一种含有受阻胺和非含水溶剂(如环丁砜)的酸性气体洗涤组合物。列举并使用了2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)等作为受阻单伯氨基醇。在该专利的实施例中，CO₂-N₂和CO₂-He混合物用作要处理的气体。而且，胺和碳酸钾的水溶液用作吸收剂。在该专利中也公开了水的使用。在该专利中，借助反应式说明了在吸收CO₂中受阻胺的效用。

在《化学工程科学》第41卷、第4期、第997-1003页描述了含有2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)作为受阻胺的水溶液的CO₂吸收性能。常压下的CO₂和CO₂-N₂混合物用作要处理的气体。

在《化学工程科学》第41卷、第2期、第405-408页报导了大约在常温下受阻胺(如AMP)的水溶液和直链胺(如MEA)的水溶液吸收CO₂和H₂S的速率。根据该文，当CO₂的分压为1大气压时，浓度为0.1-3摩尔浓度的这两种水溶液之间的差别很小。但是，当水溶液的浓度为0.1摩尔浓度而CO₂的分压从1大气压降到0.5和0.05大气压时，在0.05大气压下AMP的吸收速率大大低于MEA的吸收速率。

美国专利3622267公开了一种使用含有甲基二乙醇胺和单乙基单乙醇胺的含水混合物纯化用原油等部分氧化得到的合成气的技术。该合成气有高的CO₂分压(例如合成气含有30％40大气压的CO₂)。