氣體捕集方法
【專利摘要】一種用于從氣流中捕集CO2的方法，該方法包括將含有CO2的氣流與一化合物接觸，所述化合物包括：伯胺基或非空間位阻仲胺基和至少一個叔胺基或空間位阻仲胺基；其中所述伯胺基或非空間位阻仲胺基和最近的叔胺基或空間位阻仲胺基被包括3或4個碳原子的碳鏈分離，且其中所述化合物為式(I)的化合物。
【專利說明】氣體捕集方法
發(fā)明領域
[0001]本發(fā)明涉及胺類以及它們在從氣流中捕集二氧化碳中的用途。
[0002]發(fā)明背景
[0003]對于溫室氣體的固定生產(chǎn)者存在著不斷增長的壓力來顯著降低它們的大氣排放物。特別關注的是二氧化碳(CO2)到大氣中的排放。減少大氣CO2排放物的一種方法是通過在點源將其捕集并且隨后儲存在地質的或其他儲庫中。
[0004]用于從發(fā)電站以及其他燃燒煙氣的裝置中捕集CO2的方法被稱為燃燒后捕集(PCC)。在燃燒后捕集中，首先在吸收塔中使用適合的溶劑將煙氣中的CO2與氮氣和殘余的氧氣分離。該溶劑通常是包含與酸性氣體例如CO2經(jīng)歷化學反應的組分的含水堿性混合物。它可能含有胺類(例如，烷醇胺、氨、烷基胺)和/或無機鹽(例如碳酸鹽或磷酸鹽)。隨后以一種稱為汽提(或再生)的方法將CO2從溶劑中除去，由此允許溶劑被重新使用。將經(jīng)汽提的CO2通過壓縮和冷卻進行液化，使用適當?shù)母稍锊襟E以防止水合物的形成。這種形式的PCC適合于多種固定的CO2源，包括發(fā)電站、鋼鐵廠、水泥窯、煅燒爐以及冶煉爐。
[0005]酸性氣體例如二氧化碳，還存在于天然氣和其他加壓氣流中且需要被除去以滿足氣體質量規(guī)格。含有CO2的加壓氣流還在與水煤氣變換相合并以產(chǎn)生氫氣和二氧化碳的混合物的燃料轉化過程例如天然氣重整和煤氣化中產(chǎn)生。然后這些氣流適合于CO2的燃燒前捕集。用于這種除去的常規(guī)途徑包括膜分離或胺處理。
[0006]當CO2被吸入水溶液中時，可以發(fā)生很多反應。反應由下面的方程式表示，其中(I)是氣態(tài)CO2的水合作用，(2)是CO2與水形成碳酸的反應，(3)是CO2與氫氧化物形成碳酸氫鹽的反應，且(4)和(5)是碳酸-碳酸氫鹽-碳酸鹽酸堿平衡。
【權利要求】
1.一種用于從氣流中捕集CO2的方法，所述方法包括將含有CO2的氣流與一化合物接觸，所述化合物包括: 伯胺基或非空間位阻仲胺基，和 至少一個叔胺基或空間位阻仲胺基； 其中所述伯胺基或非空間位阻仲胺基和最近的所述叔胺基或空間位阻仲胺基被包括3或4個碳原子的碳鏈分離，且其中所述化合物為式(I)的化合物
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述化合物是式(I)的化合物，其中: R1由氫或C1烷基代表；R2 由氫、-CH2CH3'-CH2CH2CH3'- (CH2) 20H、- (CH2) 30H、- (CH2) 60H、-CH2COOH'-CH2COONa'-CH2COOK、- (CH2) 2N (CH3) 2、- (CH2) 2N (CH2CH2) 20、- (CH2) 2N (CH2CH2) 2S、-CH2 (5-咪唑)或-(CH2) 2 (5-咪唑)代表； R3由氫代表；
R4 由氫、-CH2CH3'-CH2CH2CH3'- (CH2) 20H、- (CH2) 30H、- (CH2) 60H、-CH2COOH'-CH2COONa'-CH2COOK、- (CH2) 2N (CH3) 2、- (CH2) 2N (CH2CH2) 20、- (CH2) 2N (CH2CH2) 2S、-CH2 (5-咪唑)或-(CH2) 2 (5-咪唑)代表；且R5由氫代表； 條件是當R4是氫時，R2不是氫； 當R2是氫時，R4不是氫；且 當R2是氫!時，R1是氧且X是O。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中所述化合物是式(I)的化合物，其中: R1由氫或C1烷基代表；
R2 由氫、-CH2CH3' -CH2CH2CH3'- (CH2) 20H、- (CH2) 30H、- (CH2) 60H、-CH2COOH'-CH2COONa'-CH2COOK、- (CH2) 2N (CH3) 2、- (CH2) 2N (CH2CH2) 20、- (CH2) 2N (CH2CH2) 2S、-CH2 (5-咪唑)或-(CH2) 2 (5-咪唑)代表； R3由氫代表； R4由氫代表；且 R5由氫代表。
4.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中所述化合物是式(I)的化合物，其中: X是O ; R1由氫代表； R2由氫代表； R3由氫代表；
R4 由氫、-CH2CH3'-CH2CH2CH3'- (CH2) 20H、- (CH2) 30H、- (CH2) 60H、-CH2COOH'-CH2COONa'-CH2COOK、- (CH2) 2N (CH3) 2、- (CH2) 2N (CH2CH2) 20、- (CH2) 2N (CH2CH2) 2S、-CH2 (5-咪唑)或-(CH2) 2 (5-咪唑)代表；且 R5由氫代表。
5.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中所述化合物是式(I)的化合物，其中: R1由氫或C1烷基代表；
R2 由-CH2CH3、-CH2CH2CH3、- (CH2) 20H、- (CH2) 30H、- (CH2) 60H、-CH2COOH 或-(CH2) 2N (CH3) 2代表； R3由氫代表； R4由氫代表；且 R5由氫代表。
6.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中所述化合物是式(I)的化合物，其中: R1由氫代表； R2由氫代表； R3由氫代表；R4 由-CH2CH3、-CH2CH2CH3、- (CH2) 20H、- (CH2) 30H 或-(CH2) 60H 代表；且R5由氫代表。
7.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中所述化合物是式(I)的化合物，其中:R1由氫或C1烷基代表；R2 由氫、-CH2CH3、-CH2CH2CH3 或-(CH2) 2N (CH3) 2 代表；R3由氫代表；R4 由氫、-CH2CH3、-CH2CH2CH3 或-(CH2) 2N (CH3) 2 代表；且R5由氫代表； 條件是當R4是氫時，R2不是氫；當R2是氫時，R4不是氫；且當R2是氫!時，R1是氧且X是O。
8.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中所述化合物選自由以下組成的組:
9.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中所述化合物選自由以下組成的組:
10.一種化合物，包括: 伯胺基或非空間位阻仲胺基；和 至少一個叔胺基或空間位阻仲胺基； 其中所述伯胺基或非空間位阻仲胺基和最近的所述叔胺基或空間位阻仲胺基被包括3或4個碳原子的碳鏈分離；且 其中所述化合物為式(I)的化合物:
11.根據(jù)權利要求10所述的化合物，其中在所述式(I)的化合物中，其中: R1由氫或C1烷基代表；
R2 由氫、-CH2CH3'-CH2CH2CH3'- (CH2) 2OH、- (CH2) 3OH、- (CH2) 60H、-CH2COOH'-CH2COONa'-CH2COOK、- (CH2) 2N (CH3) 2、- (CH2) 2N (CH2CH2) 20、- (CH2) 2N (CH2CH2) 2S、-CH2 (5-咪唑)或-(CH2) 2 (5-咪唑)代表； R3由氫代表；
R4 由氫、-CH2CH3'-CH2CH2CH3'- (CH2) 20H、- (CH2) 30H、- (CH2) 60H、-CH2COOH'-CH2COONa'-CH2COOK、- (CH2) 2N (CH3) 2、- (CH2) 2N (CH2CH2) 20、- (CH2) 2N (CH2CH2) 2S、-CH2 (5-咪唑)或-(CH2) 2 (5-咪唑)代表；且R5由氫代表； 條件是當R4是氫時，R2不是氫； 當R2是氫時，R4不是氫；且 當R2是氫!時，R1是氧且X是O。
12.根據(jù)權利要求11所述的方法，其中所述化合物是式(I)的化合物，其中: R1由氫或C1烷基代表；
R2 由氫、-CH2CH3'-CH2CH2CH3'- (CH2) 20H、- (CH2) 30H、- (CH2) 60H、-CH2COOH'-CH2COONa'-CH2COOK、- (CH2) 2N (CH3) 2、- (CH2) 2N (CH2CH2) 20、- (CH2) 2N (CH2CH2) 2S、-CH2 (5-咪唑)或-(CH2) 2 (5-咪唑)代表； R3由氫代表； R4由氫代表；且 R5由氫代表。
13.根據(jù)權利要求11所述的化合物，其中在所述式(I)的化合物中:X是O ; R1由氫代表； R2由氫代表； R3由氫代表；
R4 由氫、-CH2CH3'-CH2CH2CH3'- (CH2) 20H、- (CH2) 30H、- (CH2) 60H、-CH2COOH'-CH2COONa'-CH2COOK、- (CH2) 2N (CH3) 2、- (CH2) 2N (CH2CH2) 20、- (CH2) 2N (CH2CH2) 2S、-CH2 (5-咪唑)或-(CH2) 2 (5-咪唑)代表；且 R5由氫代表。
14.根據(jù)權利要求12所述的化合物，其中在所述式(I)的化合物中: R1由氫或C1烷基代表；
R2 由-CH2CH3、-CH2CH2CH3、- (CH2) 20H、- (CH2) 30H、- (CH2) 60H、-CH2COOH 或-(CH2) 2N (CH3) 2代表； R3由氫代表； R4由氫代表；且 R5由氫代表。
15.根據(jù)權利要求13所述的化合物，其中在所述式(I)的化合物中: R1由氫代表； R2由氫代表； R3由氫代表；
R4 由-CH2CH3、-CH2CH2CH3、- (CH2) 20H、- (CH2) 30H 或-(CH2) 60H 代表；且 R5由氫代表。
16.根據(jù)權利要求11所述的化合物，其中在所述式(I)的化合物中: R1由氫或C1烷基代表；
R2 由氫、-CH2CH3、-CH2CH2CH3 或-(CH2) 2N (CH3) 2 代表； R3由氫代表；
R4 由氫、-CH2CH3、-CH2CH2CH3 或-(CH2) 2N (CH3) 2 代表；且
R5由氫代表； 條件是當R4是氫時，R2不是氫； 當R2是氫時，R4不是氫；且 當R2是氫!時，R1是氧且X是O。
17.根據(jù)權利要求11所述的化合物，其中所述化合物選自由以下組成的組:
18.根據(jù)權利要求11所述的化合物，其中所述化合物選自由以下組成的組:

【文檔編號】C07D211/58GK103619816SQ201280028544
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2012年4月18日 優(yōu)先權日:2011年4月18日
【發(fā)明者】楊琦, 蘇珊·N·詹姆斯, 馬修·約翰·巴拉德, 馬克·鮑恩, P·費隆, 格雷姆·道格拉斯·普克斯蒂 申請人:聯(lián)邦科學與工業(yè)研究組織