專利名稱：一種捕集煙道氣或合成氣中二氧化碳的吸收劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及氣體吸收及分離工程技術領域，具體涉及一種捕集煙道氣或合成氣中二氧化碳的吸收劑。
背景技術：
CO2是溫室氣體中的一種，是造成全球溫室效應，導致氣候變化的主要因素。CO2捕集技術是目前世界公認的緩解溫室效應、應對氣候變化的有效途徑之一。從混合氣體中捕集CO2就是其中一種很重要的方法，這些混合氣體包括燃煤電廠、煉油廠、化工廠等企業(yè)排放的煙道氣、合成氣等，這些混合氣體中一般含有3% 55%的CO2，其它氣體成分根據工藝的不同而有所不同，主要有N2、CO2, 02、CO、H2, CH4, SO2, H2S等。
化學吸收法適合于煙道氣CO2分壓較低、凈化度要求高的情況。目前比較常用的化學吸收劑主要有一乙醇胺(MEA)、及N-甲基二乙醇胺(MDEA)、二乙醇胺(DEA)等溶劑或其混合物，但這些溶劑再生熱能耗較大、易降解。為了降低能耗，減少吸收溶劑的降解，出現了不少改進的醇胺溶劑，采用在有機胺溶液及加入活化劑等措施來提高醇胺吸收能力。20世紀70年代德國巴斯夫(BASF)公司在一乙醇胺(MEA)中加入N-甲基二乙醇胺(MDEA)，開發(fā)了一種相對具有較好吸收性能和解吸性能的溶液，但沒有解決再生能耗高和胺降解及對設備腐蝕性強的問題。國內00126925. 9、CN1546207等專利公開了以N-甲基二乙醇胺(MDEA)或一乙醇胺(MEA)為主要成分，在其中添加二乙醇胺(DMEA)、哌嗪(PZ )、空間位阻胺或兩種或兩種以上混合物等活化劑，主要應用于捕集或脫除天然氣或煤氣混合物中的二氧化碳。這類以N-甲基二乙醇胺(MDEA)或一乙醇胺(MEA)為主要成分的吸收劑在用于煙捕集道氣或合成氣等低分壓氣體中捕集二氧化碳時，存在能耗高、吸收劑易降解等缺點。因此開發(fā)適合煙道氣或合成氣的二氧化碳捕集的高吸收容量、低能耗的吸收劑具有特別重要的意義。

發(fā)明內容
為了克服上述現有技術的缺點，本發(fā)明的目的是提供一種捕集煙道氣或合成氣中二氧化碳的吸收劑，具有高吸收容量、低能耗、低溶劑消耗的特點。為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案一種捕集煙道氣或合成氣中二氧化碳的吸收劑，包括以下質量百分數的組分2-(甲氨基)乙醇5 25wt% ;胺5 25wt% ；/jC :60% 90%，其中上述組分以吸收劑的總量計，其中所述胺選自伯胺、仲胺或叔胺中的一種或多種，為混合物時，比例任意。伯胺選自一乙醇胺(MEA)和2-氨基-2-甲基_1_丙醇(AMP)中的一種或多種，為混合物時，比例任意。所述仲胺選自二乙醇胺(DEA)和哌嗪(PZ)中的一種或多種，為混合物時，比例任
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所述叔胺選自N-甲基二乙醇胺(MDEA)和N，N- 二甲基乙醇胺(DMEA)中的一種或多種，為混合物時，比例任意。所述胺優(yōu)選為一乙醇胺(MEA)、哌嗪(PZ)、或N-甲基二乙醇胺(MDEA)。所述2-(甲氨基)乙醇的用量優(yōu)選為8 20wt%，更優(yōu)選為10 15wt%。所述胺的用量優(yōu)選為8 20wt%，更優(yōu)選為10 15wt%。本發(fā)明最優(yōu)選的吸收劑選自如下組合(I) 一種捕集煙道氣或合成氣中二氧化碳的吸收劑，組分為2-(甲氨基)乙醇，N-甲基二乙醇胺，哌嗪和水；其中組分及含量優(yōu)選為2-(甲氨基)乙醇20wt%，N-甲基二乙醇胺 8. 33wt%,哌嗪1. 67wt%,水 70wt%o(2) 一種捕集煙道氣或合成氣中二氧化碳的吸收劑，組分為2-(甲氨基)乙醇，N-甲基二乙醇胺，哌嗪和水；優(yōu)選的組分及含量為2-(甲氨基)乙醇15wt%，N-甲基二乙醇胺 12. 5wt%,哌嗪 2. 5wt%,水 70wt%o(3)—種捕集煙道氣或合成氣中二氧化碳的吸收劑，組分為2-(甲氨基)乙醇，一乙醇胺，N-甲基二乙醇胺，二乙醇胺和水；優(yōu)選的組分及含量為2-(甲氨基)乙醇5wt%，一乙醇胺15wt%，N-甲基二乙醇胺5wt%，二乙醇胺5wt%，水70%。(4) 一種捕集煙道氣或合成氣中二氧化碳的吸收劑，組分為2-(甲氨基)乙醇，一乙醇胺，N-甲基二乙醇胺，哌嗪和水；優(yōu)選的組分及含量為2-(甲氨基)乙醇10wt%，一乙醇胺llwt%，N-甲基二乙醇胺6wt%，哌嗪3wt%，水70wt% ;或者2-(甲氨基)乙醇5wt%，一乙醇胺15wt%, N-甲基二乙醇胺5wt%,哌嗪5wt%,水70wt%。本發(fā)明所述吸收劑的制備方法，將5 25wt%的2-(甲氨基)乙醇、60% 90%的水和5 25wt%的胺各組分直接混合而成。本發(fā)明所述吸收劑的應用，可用于捕集多種氣體混合物中的CO2，包括各種常壓氣體混合物如燃煤電廠、石油化工等企業(yè)排放的煙道氣或合成氣中的二氧化碳。本發(fā)明所述吸收劑捕集CO2的工藝條件為操作壓力為常壓；吸收劑進塔溫度為25 60°C ;再生塔低溫度為100 120°C。與現有吸收劑不同，本發(fā)明利用2-(甲氨基)乙醇作為主要成分，同時添加伯胺、仲胺或者叔胺，對低壓和常壓下煙道氣或合成氣中的CO2吸收容量大好，在吸收劑濃度30%時，凈吸收容量在1. 0 2. 0LC02/L胺之間；同時吸收劑的再生能耗低，同等工藝條件(如煙氣條件、吸收再生溫度、壓力等)下，與現有吸收劑相比，單位CO2產量所需蒸汽和電能的消耗大幅降低；同時由于2-(甲氨基)乙醇相對于其他仲胺具有較高的沸點，從而降低了二氧化碳捕集過程中的溶劑損耗，從而降低了 CO2捕集裝置的運行成本。
具體實施例方式以下實施例用于說明本發(fā)明，但本領域技術人員理解，所有實施例都不得作為對本發(fā)明的限制。任何在本發(fā)明的范圍內做出的改進或變化都在本發(fā)明的保護范圍之內。實施例1取20g 2-(甲氨基)乙醇(NMEA)，8. 33g N-甲基二乙醇胺(MDEA)，1. 67g 哌嗪(PZ)，70g水，配置成30%的混合吸收劑，其中2-(甲氨基)乙醇占20wt%，N-甲基二乙醇胺占8. 33%，哌嗪占1. 67%，水占70wt%o
混合氣體流量為2L/min，組成為15vt%C02以及85vt%N2。將混合氣體在常壓、40°C下通入上述混合吸收劑內進行吸收，氣液兩相達到平衡后，將吸收完成液置于120°C，背壓為0.1MPa的條件下再生。其體積吸收容量和凈吸收容量如表3所示表I 2-(甲氨基)乙醇20wt%+N_甲基二乙醇胺8. 33wt%+哌嗪1. 67wt%
權利要求
1.一種捕集煙道氣或合成氣中二氧化碳的吸收劑，其特征在于，所述吸收劑包括:2-(甲氨基)乙醇5 25wt% ;胺5 25wt% ;水60% 90%，其中上述組分以吸收劑的總量計，其中所述胺選自伯胺、仲胺或叔胺中的一種或多種，為混合物時，比例任意。
2.根據權利要求1所述的吸收劑，所述胺為一乙醇胺(MEA)、哌嗪(PZ)、或N-甲基二乙醇胺(MDEA)。
3.根據權利要求1所述的吸收劑，所述2-(甲氨基)乙醇的用量優(yōu)選為8-20wt%，更優(yōu)選為10-15wt%，為混合物時，比例任意。
4.根據權利要求1所述的吸收劑，所述胺的用量優(yōu)選為8-20wt%，更優(yōu)選為10-15wt%。
5.根據權利要求1所述的吸收劑，所述伯胺選自一乙醇胺(MEA)和2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)中的一種或多種，為混合物時，比例任意。
6.根據權利要求1所述的吸收劑，所述仲胺選自二乙醇胺(DEA)和哌嗪(PZ)中的一種或多種。
7.根據權利要求1-3任一項所述的吸收劑，所述叔胺選自N-甲基二乙醇胺(MDEA)和N, N-二甲基乙醇胺(DMEA)中的一種或多種。
8.根據權利要求1所述的吸收劑，所述胺為一乙醇胺(MEA)、哌嗪(PZ)、或N-甲基二乙醇胺(MDEA)。
9.根據權利要求1所述的吸收劑,所述2-(甲氨基)乙醇的用量為10-15wt%。
10.根據權利要求1所述的吸收劑,所述胺的用量為10-15wt%。
全文摘要
一種捕集煙道氣或合成氣中二氧化碳的吸收劑，其主要包括以下重量百分比的組分2-(甲氨基)乙醇5～25wt%；伯胺、仲胺或者叔胺5～25wt%；水60%～90%；由于2-(甲氨基)乙醇是一種仲胺，相對于其他仲胺來說具有較高的沸點，溶劑的降解損耗小，本發(fā)明所述的吸收劑可以用于捕集各種常壓氣體混合物如燃煤電廠、石油化工等企業(yè)排放的煙道氣或合成氣中的二氧化碳，對低分壓下的二氧化碳的吸收容量大，再生效果好，單位二氧化碳捕集量能耗低。
文檔編號B01D53/62GK102989295SQ20121048423
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月23日 優(yōu)先權日2012年11月23日
發(fā)明者蔡銘, 郜時旺, 許世森, 王金意, 李生金 申請人:中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司