專利名稱：一種焦爐煤氣或天然氣的高性能脫碳復(fù)配溶劑及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)氣脫碳技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種高性能脫碳復(fù)配溶劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
在焦爐煤氣、液化天然氣處理過程中都要脫除二氧化碳，另外凈化后的二氧化碳本身也是一種重要的化工原料。由于環(huán)保意識的加強，C02脫除和捕集研究已世界各國對環(huán)保污染極度重視。京都會議對每個國家的二氧化碳的排放量有了嚴格的要求，因此選擇經(jīng)濟高效的脫除回收二氧化碳的意義重大。1982年德國BSAF公司開發(fā)出活化MDEA脫碳技術(shù)之后，由于吸收能力大、反應(yīng)速度快、適應(yīng)范圍廣、再生能耗低、凈化度高、、操作簡化等優(yōu)點，該技術(shù)已經(jīng)廣泛用于工業(yè)氣體的脫碳過程。 中國專利(ZL93110579. X)公開了一種多胺法脫碳溶液，該脫碳溶液以MDEA水溶液為主體，添加哌嗪(1°/Γ5%)和二乙醇胺(19TlO%)作為活化劑，目前該工藝已非常成熟，廣泛應(yīng)用于煉廠催化干氣的脫碳工藝等領(lǐng)域。中國專利(CN101260330A)公開了富甲烷氣中脫酸性氣體復(fù)胺溶液，該溶液組活化劑為2-氨基-2-甲基-I-丙醇(3% 6%)和單乙醇胺(1% 5%)，其余為MDEA溶液，近年來該工藝已在天然氣液化的脫除二氧化碳工藝得到了廣泛應(yīng)用。離子液體是由特定陽、陰離子構(gòu)成的在室溫或近于室溫下呈液態(tài)的物質(zhì)，是一種新型的溶劑。二氧化碳能與離子液體相互作用，增加二氧化碳在一些溶劑中的溶解度。近年來利用離子液體收集和捕獲二氧化碳的研究備受關(guān)注。高性能復(fù)配脫碳溶劑中的活化劑采用加入低濃度離子液體，遠離腐蝕區(qū)。另外加入離子液體發(fā)現(xiàn)它不僅可提高吸收速度同時還可降低溶液液相表面CO2分壓，從而有利于CO2的吸收。綜上所述，現(xiàn)有MDEA脫碳溶液雖各具特點，但其脫碳凈化度、溶劑損耗及系統(tǒng)能耗等仍有改進的余地。發(fā)明技術(shù)內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題提供一種高性能的N-甲基二乙醇胺復(fù)合脫碳溶液，克服現(xiàn)有脫碳溶劑存在的不足。本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案本發(fā)明中高性能脫碳溶劑含有N-甲基二乙醇胺，還包括活化劑、離子液體和消泡劑，其中N-甲基二乙醇胺在該高性能脫碳溶液中的含量為35 40wt%，活化劑哌嗪或哌嗪與單乙醇胺混合物在所述脫碳溶液中的含量為f 3wt%，I-(3-丙胺基)-3- 丁基咪唑四氟硼酸鹽或1-(1-氨基丙基)-3-甲基咪唑溴鹽離子液體的含量為l 2wt%，消泡劑為聚甲基硅氧烷為O. Γ0. 5wt%。本發(fā)明所說的脫碳溶液可用于焦爐煤氣或天然氣等混合氣體中二氧化碳的脫除，同時還具有脫除硫化氫的作用。該高性能脫碳溶液具有凈化度高、吸收容量大、吸收速度快、再生能耗低等優(yōu)點。
具體實施例方式下面通過實施例對本發(fā)明進一步說明，其目的是為更好理解本發(fā)明的內(nèi)容實施例I在某5Nm3/h (焦爐煤氣)脫碳裝置選用本發(fā)明所述的MDEA脫碳溶液(MDEA濃度為35wt%;活化劑哌嗪和單乙醇胺總濃度為lwt% ;離子液體1-(3-丙胺基)-3- 丁基咪唑四氟硼酸鹽或1-(1-氨基丙基)-3_甲基咪唑溴鹽濃度為lwt%;消泡劑為聚甲基硅氧烷濃度為O. lwt%)進行脫碳。脫碳系統(tǒng)操作壓力2. 6MPa、溫度40°C，脫碳后焦爐煤氣中二氧化碳的含量小于lOppm，每立方米溶劑吸收二氧化碳22 25Nm3 ;系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)如下MDEA消耗0.087kg/NKm3焦爐煤氣；哌嗪和單乙醇胺總消耗O. 009kg/NKm3焦爐煤氣；1_(3_丙胺基)-3_ 丁基咪唑四氟硼酸鹽或1-(1-氨基丙基)-3-甲基咪唑溴鹽消耗O. OOlkg/NKm3焦爐煤氣；消泡劑聚甲基硅氧烷消耗O. OOlkg/NKm3焦爐煤氣；蒸汽消耗小于1000kg/NKm3焦 爐煤氣。實施例2在某3Nm3/h(液化天然氣)脫碳裝置選用本說明所說的MDEA脫碳溶液(MDEA濃度為38wt%;活化劑哌嗪和單乙醇胺總濃度為I. 5wt% ;離子液體1-(3-丙胺基)-3- 丁基咪唑四氟硼酸鹽或1-(1-氨基丙基)-3_甲基咪唑溴鹽濃度I. 5wt%;消泡劑為聚甲基硅氧烷濃度為0.2wt%)進行脫碳。脫碳系統(tǒng)操作壓力3.010^、溫度451，投產(chǎn)后生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定，吸收容量大，脫碳后的液化天然氣中二氧化碳含量為8ppm，每立方米溶液吸收二氧化碳22 25Nm3 ；系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)如下=MDEA消耗0. 089kg/NKm3液化天然氣；哌嗪和單乙醇胺總消耗0. 010公斤/NKm3液化天然氣；1-(3-丙胺基)-3- 丁基咪唑四氟硼酸鹽或1-(1-氨基丙基)_3_甲基咪唑溴鹽消耗0. 0015kg/NKm3液化天然氣；消泡劑聚甲基硅氧烷消耗0. 003kg/NKm3液化天然氣；蒸汽消耗小于1000kg/NKm3液化天然氣。實施例3在某5Nm3/h(液化天然氣)脫碳裝置，選用本說明所說的MDEA脫碳溶液(MDEA濃度為40wt%;活化劑哌嗪和單乙醇胺總濃度為3wt% ;離子液體1-(3-丙胺基)-3- 丁基咪唑四氟硼酸鹽或1-(1-氨基丙基)-3_甲基咪唑溴鹽濃度2wt%;消泡劑為聚甲基硅氧烷濃度為
0.5wt%)進行脫碳。脫碳系統(tǒng)操作壓力3. 5MPa、溫度50°C，投產(chǎn)后生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定，吸收容量大，脫碳后的液化天然氣中二氧化碳含量為7ppm，每立方米溶液吸收二氧化碳22 25Nm3 ;系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)如下=MDEA消耗0. 099kg/NKm3液化天然氣；哌嗪和單乙醇胺總消耗0. 0027kg/NKm3LNG; 1-(3-丙胺基)_3_ 丁基咪唑四氟硼酸鹽或1_(1_氨基丙基)_3_甲基咪唑溴鹽消耗0. 005kg/NKm3液化天然氣；消泡劑為聚甲基硅氧烷消耗0. 005kg/NKm3液化天然氣；蒸汽消耗小于1000kg/NKm3液化天然氣。
權(quán)利要求
1.一種高性能脫碳復(fù)配溶液，其由N-甲基二乙醇胺、活化劑、離子液體和消泡劑組成；其中N-甲基二乙醇胺在所述的脫碳復(fù)配溶液中含量為35 40wt%，消泡劑在脫碳復(fù)配溶液中的含量為O. Γ0. 5wt%，活化劑在脫碳復(fù)配溶液中的含量為Γ3%，離子液體在脫碳復(fù)配溶液中的含量為廣2%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高性能脫碳復(fù)配溶液，高性能脫碳溶劑中的活化劑由哌嗪或哌嗪與單乙醇胺混合物組成，所述離子液體為1-(3-丙胺基)-3-丁基咪唑四氟硼酸鹽或I-(I-氨基丙基)-3_甲基咪唑溴鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高性能脫碳復(fù)配溶液，高性能脫碳溶劑中的消泡劑為聚甲基硅氧烷。
全文摘要
本發(fā)明為一種焦爐煤氣或天然氣的高性能脫碳復(fù)配溶劑及制備方法，其涉及一種高性能脫碳復(fù)配溶劑，其由N-甲基二乙醇胺、活化劑、離子液體和消泡劑組成，所述的N-甲基二乙醇胺在所述的脫碳復(fù)配溶劑中含量為35~40wt%，消泡劑的含量為0.1~0.5wt%，所述活化劑中哌嗪或哌嗪與單乙醇胺混合物的含量為1~3%，離子液體的含量為1~2%。本發(fā)明的高效脫碳復(fù)配溶劑可用于焦爐煤氣或天然氣等工業(yè)氣體中二氧化碳的脫除，脫碳后二氧化碳含量小于10ppm。該脫碳溶劑具有凈化度高、吸收容量大、再生能耗低等優(yōu)點。
文檔編號C10K1/16GK102899095SQ20121031249
公開日2013年1月30日 申請日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者白芳, 華超, 張潤虎 申請人:中國科學(xué)院過程工程研究所