專利名稱：一種由硼酸鹽組成的脫碳溶液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)涉及從混合氣中脫除二氧化碳的溶液。
背景技術(shù)：
從含氧的混合氣中脫除二氧化碳，在工業(yè)上是經(jīng)常碰到的，例如，環(huán)氧乙烷生產(chǎn)裝置的副反應(yīng)生成的二氧化碳，必需進行脫除，以使反應(yīng)氣進行循環(huán)使用；工業(yè)鍋爐燃燒后所生成的煙氣，既含有高二氧化碳又含有過剩氧，為了回收煙氣中的二氧化碳或為了減少二氧化碳的排放，也需要脫除二氧化碳。
工業(yè)上溶液循環(huán)法脫除二氧化碳有物理溶劑法和化學反應(yīng)溶劑法，但是，不管物理溶劑和化學反應(yīng)溶劑，隨著技術(shù)發(fā)展和降低能耗的要求，脫碳溶劑總趨勢是使用有機溶劑。
然而氣體的含氧將會使有機溶劑發(fā)生氧化降解，造成設(shè)備堵塞和腐蝕等問題，嚴重的影響連續(xù)持久的運行。
為此，如今環(huán)氧乙烷裝置中的脫碳過程，仍采用古老的抗氧化的熱碳酸鉀溶液。20世紀60年代以來，雖然各種有機活化劑可以提高熱碳酸鉀對二氧化碳的吸收速度，但由于它們的含氧降解都不能適用。
1975年GB1415036A公開了硼酸鹽按一定配比的活化劑，至今我國環(huán)氧乙烷裝置中已有部分工廠使用了這種活化劑。但是這種活化劑含有V2O5，除了價貴之外，它是劇毒的化學品，是重金屬化合物，會對地下水造成污染。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種由硼酸鹽組成的脫碳溶液，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。
本發(fā)明的脫碳溶液，其特征在于，為一種K2HBO3的重量含量18～35％的水溶液，其pH為13.0～13.9；采用上述的由硼酸鹽組成的脫碳溶液吸收CO2的反應(yīng)如下K2HBO3+CO2+H2O→KHCO3+KH2BO3KH2BO3+CO2+H2O→KHCO3+H3BO3
K2HBO3水溶液pH為13.8～13.9，而KH2BO3即KBO2水溶液pH為11.1～11.9；本發(fā)明的由硼酸鹽組成的脫碳溶液的制備方法，包括如下步驟將2摩爾的KOH與1摩爾的H3BO3反應(yīng)，然后加水，配制成為所說的重量濃度，即可，反應(yīng)式如下2KOH+H3BO3→K2HBO3采用文獻Ind.Eng.Chem.Res.40，2001.P898-901報道的脫碳裝置，對各種脫碳溶液進行試驗，結(jié)果見表1表1
由表1可見，本發(fā)明的脫碳溶液的脫碳性能優(yōu)于碳酸鉀溶液，高于碳酸鉀溶液的25.5％，高于KH2BO3溶液的13％。
本發(fā)明還涉及一種含有K2HBO3和K2CO3的脫碳溶液，其中K2HBO3的重量含量為1～10％，K2CO3的重量含量為20～30％；采用文獻Ind.Eng.Chem.Res.40，2001.P898-901報道的實驗室脫碳裝置進行試驗，結(jié)果如表2和表3表2
其中V2O5是以KVO的形式加入，但按照V2O5數(shù)量計算。
表3
由表3可見，K2HBO3的加入，有利于K2CO3溶液脫碳性能的提高，但是，加入量有一個極限，超過該極限，再多加入，將導致脫碳量的減少，這是由于溶液中，鹽濃度過渡增高導致二氧化碳在溶液中物理溶解度極度減少所致。
由表2和表3可見，本發(fā)明的K2HBO3與K2CO3配合組成的脫碳溶液的脫碳性能，優(yōu)于以前的由K2CO3，KBO和V2O5組成的脫碳溶液，而且其中不含有有毒物質(zhì)V2O5。
由表3可見，含有K2HBO3和K2CO3的脫碳溶液中K2HBO3的重量含量優(yōu)選為3～7.5％，最優(yōu)選5～6％。
由此可見，本發(fā)明的由硼酸鹽組成的脫碳溶液，不僅具有十分優(yōu)越的脫碳性能，不氧化，同時，不含有劇毒的化學品，不會對地下水造成污染。
具體實施例方式
實施例1制備方法將2摩爾的KOH與1摩爾的H3BO3反應(yīng)，然后加水，配制成為K2HBO3的重量含量為22％的脫碳溶液。
將上述的脫碳溶液用于某乙烯氧化生產(chǎn)環(huán)氧乙烷裝置中的脫碳裝置；壓力為2.34MPa，該裝置原采用重量濃度為18％的K2CO3脫碳溶液，現(xiàn)在改用K2HBO3的重量含量為22％的脫碳溶液，在其它條件不變的情況下，脫碳裝置的生產(chǎn)能力提高40％。
實施例2制備方法對含有CO2的某高爐氣進行脫碳，原采用重量濃度為25％的K2CO3溶液，現(xiàn)在添加重量濃度為5％的K2HBO3的，在其它生產(chǎn)條件不變的情況下，裝置能力增大50％。
實施例3某環(huán)氧乙烷生產(chǎn)裝置中，原采用重量含量為32％的K2CO3溶液脫除其中的二氧化碳，現(xiàn)在改為K2CO3重量含量為25％、K2HBO3重量含量為7％的溶液，在其它生產(chǎn)情況不變的情況下，裝置能力提高55％。
權(quán)利要求
1.一種由硼酸鹽水溶液組成的脫碳溶液，其特征在于，為一種K2HBO3的重量含量為18～35％的水溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由硼酸鹽水溶液組成的脫碳溶液，其特征在于，pH為13.0～13.9。
3.一種由硼酸鹽水溶液組成的脫碳溶液，其特征在于，脫碳溶液含有K2HBO3和K2CO3的脫碳溶液，其中K2HBO3的重量含量為1～10％，K2CO3的重量含量為20～30％。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的由硼酸鹽水溶液組成的脫碳溶液，其特征在于，K2HBO3的重量含量為3～7.5％。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的由硼酸鹽水溶液組成的脫碳溶液，其特征在于，K2HBO3的重量含量5～6％。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種由硼酸鹽組成的脫碳溶液，其特征在于，為一種K
文檔編號B01D53/62GK101066516SQ20071004169
公開日2007年11月7日 申請日期2007年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月6日
發(fā)明者張成芳, 陳玲君, 奚安 申請人:華東理工大學