用于二氧化碳捕集的雙氨基離子液體-mdea復合吸收劑的制作方法
【專利摘要】一種用于二氧化碳捕集的雙氨基離子液體-MDEA復合溶劑，屬于二氧化碳吸收【技術領域】。復合溶劑中雙氨基離子液體的含量為5%-20%，MDEA含量為5%-50%，水的含量為30%-90%；雙氨基離子液體的陽離子為膦類陽離子，P原子上所帶基團為含有一個氨基的值鏈烷烴取代基或支鏈烷烴取代基等；陰離子為氨基酸、氨基酸衍生物結構離子，氨基酸為賴氨酸、絲氨酸、甘氨酸、丙氨酸、精氨酸等氨基酸和氨基酸衍生物。本發明吸收劑具有吸收速率快、吸收量大、解吸溫度低、對設備腐蝕性小等優點，可用于煙道氣、天然氣、變換氣和合成氣等氣體中CO2的凈化。
【專利說明】用于二氧化碳捕集的雙氨基離子液體復合吸收劑

【技術領域】
[0001]本發明屬于二氧化碳吸收【技術領域】，涉及一種捕集二氧化碳的新型復合溶劑，從而實現二氧化碳高容量、低能耗、可循環的捕集。

【背景技術】
[0002]二氧化碳的過量排放，給全球氣候環境造成了嚴重的負面影響。二氧化碳的排放控制直接關系著工業生產、氣候、人類健康和能源利用等方面，因此對脫碳技術的研究顯得尤為重要和迫切。
[0003]脫除二氧化碳的方法和技術有很多種，主要包括溶劑吸收法、吸附法、低溫分離法和膜分離法等。目前工業上使用較多的是有機胺吸收法，但該法仍存在諸多的缺點，如12八雖然吸收(?速率快，但腐蝕性強且再生能耗高，而10私有較高的(?吸收負荷和較低的再生能耗，但其吸收速率較慢，因此常常需要添加某種添加劑以提高吸收速率。
[0004]離子液體是由特定的有機陽離子和有機或無機陰離子組成的在室溫或近室溫下呈液態的熔鹽體系，具有穩定性好、揮發性低、二氧化碳溶解能力強、可設計性等優點，在二氧化碳捕集方面具有很大的應用潛力。現有研究表明，常規烷基咪唑離子液體在常壓下捕集二氧化碳的能力較弱，以物理吸收為主導(似加代，399，28，
八111.0^6111.800.2002，124，926)首次采用陽離子上含胺基的咪唑型離子液體來吸收二氧化碳，表明該離子液體在常壓下可吸收約0.511101 二氧化碳離子液體，但是其粘度會隨著二氧化碳吸收量的增加而增加，最終影響二氧化碳的吸收和脫附。本課題組曾在專利⑶102527292八中，公開了一種含有離子液體的二氧化碳吸收劑。該吸收劑能夠克服離子液體粘度大的缺點，具有較大的二氧化碳吸收量和較好的再生速率。因此將離子液體和有機胺復配使用在二氧化碳捕集研究中具有較大的潛力。
[0005]雙陽離子型離子液體指的是其陽離子是由具有兩個正電荷中心的雙陽離子構成的一類離子液體。八等人(了.^111.0116111.800.2005, 127，593)以不同長度燒基(3-9個碳)連接兩個咪唑或吡啶為陽離子，與81'-、為陰離子搭配組合，第一次合成了 39種咪唑、吡啶類雙陽離子型離子液體，發現與同類型的單陽離子型離子液體相比其具有較好的熱穩定性。馬靜文等(高002負荷的離子液體復合吸收劑，南京大學，2012)合成了一批雙季銨型氨基酸離子液體，并將其用于與醇胺水溶液混合，研究捕集二氧化碳的吸收性能。結果發現季銨型氨基酸離子液體能夠提高二氧化碳的吸收速率，但該體系的吸收量較低。目前，關于雙陽離子型離子液體的研究報道基本都是對其理化性質的研究，而很少有關于其在(?吸收方面的研究。


【發明內容】

[0006]本發明的目的是提供一種用于捕集二氧化碳的新型復合吸收劑。
[0007]本發明所述吸收劑中雙胺基離子液體含量為5被%-20被％，10私含量為5界1:%-50被％，水含量為30被％-90界七％。
[0008]本發明所述吸收劑還包含緩蝕劑和抗氧化劑，其用法和用量是本領域技術人員所公知的。
[0009]本發明所述吸收劑中雙胺基離子液體的陽離子為膦類陽離子，陰離子為氨基酸、氨基酸衍生物結構離子。
[0010]所述的膦類陽離子的？原子上所帶基團為含有一個氨基的值鏈烷烴取代基或支鏈烷烴取代基，氨基酸為賴氨酸、絲氨酸、甘氨酸、丙氨酸、精氨酸中的任意一種。
[0011]本發明所述吸收劑捕集二氧化碳的吸收溫度為201 -801，吸收壓力為0.1~8^？80
[0012]本發明所述吸收劑可用于捕集煙道氣、天然氣、變換氣和合成氣等氣體中二氧化碳。
[0013]將原料氣與本發明所述的吸收劑接觸，二氧化碳被吸收到溶液中，形成富液，吸收有二氧化碳的富液加熱再生，產生二氧化碳產品以及貧液，貧液再進行循環吸收。
[0014]本發明所述復合吸收劑，能夠在保證二氧化碳高吸收能力的同時提高二氧化碳的吸收速率，降低再生能耗，因此在大規模二氧化碳捕集領域具有很好應用的前景。

【具體實施方式】
[0015]本發明用一下實例說明，但本發明并不限于下述實例，在不脫離前后所述宗旨的范圍下，變化實施都包含在本發明的技術范圍內。
[0016]實施例1
將三丁基膦和溴丙胺溴化氫溶于乙氰中，801下攪拌48匕旋蒸除去乙氰，801真空干燥2處得到產物(3-胺丙基)三丁基膦溴氫溴酸鹽[#4443] [81-]-耶1~。將[#4443][此]481'通過強堿性陰離子交換樹脂(0?型)得到[逆4443] [0?].然后與稍過量濃度的甘氨酸(07)水溶液在常溫下進行中和反應，反應時間為121反應產物脫水后用乙氰和甲醇的混合溶劑進行萃取，旋轉蒸發去除溶劑后得到(3-胺丙基)三丁基膦甘氨酸匕?4443][咖]。
[0017]將15被％匕？4443〕[07]和30被%10私混合，用去離子水定溶至5001111。量取2001111吸收劑置于吸收瓶中，磁力攪拌，控制吸收溫度為301，然后緩慢通入二氧化碳氣體，控制二氧化碳流量為25001/011每隔一段時間取吸收劑采用氣體發生法分析，直至吸收劑中二氧化碳含量不變。最終達到吸收平衡的時間為30111111，所吸收的(?含量為1.111101 00,/11101溶劑。將吸收后的溶劑于701再生，再生率達到48.1%。
[0018]實施例2
將15被％匕？4443〕[07]和40被%10私混合，用去離子水定溶至50001。量取20001吸收劑置于吸收瓶中，磁力攪拌，控制吸收溫度為301，然后緩慢通入二氧化碳氣體，控制二氧化碳流量為25001/011每隔一段時間取吸收劑采用氣體發生法分析，直至吸收劑中二氧化碳含量不變。最終達到吸收平衡的時間為50111111，所吸收的(?含量為1.3511101 00,/11101溶劑。將吸收后的溶劑于701再生，再生率達到53.2%。
[0019]實施例3
將15被％匕？4443〕[07]和50被%10私混合，用去離子水定溶至50001。量取20001吸收劑置于吸收瓶中，磁力攪拌，控制吸收溫度為301，然后緩慢通入二氧化碳氣體，控制二氧化碳流量為250ml/min，每隔一段時間取Iml吸收劑采用氣體發生法分析，直至吸收劑中二氧化碳含量不變。最終達到吸收平衡的時間為190min，所吸收的CO2含量為1.75mol CO2/mo I溶劑。將吸收后的溶劑于70°C再生，再生率達到65.4%。
[0020]從以上實施例可以看出，本發明吸收劑具有吸收速率快、吸收量大、解吸溫度低、對設備腐蝕性小等優點，可用于煙道氣、天然氣、變換氣和合成氣等氣體中CO2的凈化。
【權利要求】
1.一種用于二氧化碳捕集的雙氨基離子液體-MDEA復合吸收劑，其特征在于該吸收劑包含5wt%_20wt%的雙氨基離子液體、5wt%_50wt%的MDEA和30wt%_90wt%的水。
2.根據權利要求1所述的復合吸收劑，其特征在于吸收劑包含緩蝕劑和抗氧化劑。
3.根據權利要求1所述的復合吸收劑，其特征在于所述雙氨基離子液體的陽離子為膦類陽離子，陰離子為氨基酸、氨基酸衍生物結構離子。
4.根據權利要求3所述的復合吸收劑，其特征在于所述膦類陽離子的P原子上所帶基團為含有一個氨基的值鏈烷烴取代基或支鏈烷烴取代基。
5.根據權利要求3所述的復合吸收劑，其特征在于所述的氨基酸為賴氨酸、絲氨酸、甘氨酸、丙氨酸、精氨酸中的任意一種。
6.根據權利要求1所述的復合吸收劑，其特征在于該吸收劑適用的吸收溫度為200C _80°C，吸收壓力為 0.l-8MPa0
7.根據權利要求1所述的復合吸收劑，其特征在于該吸收劑用于捕集煙道氣、天然氣、變換氣和合成氣中的二氧化碳。
8.根據權利要求1或7所述的復合吸收劑，其特征在于該吸收劑通過與氣體接觸而除去其中的二氧化碳。
【文檔編號】B01D53/14GK104415642SQ201310362336
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月20日 優先權日:2013年8月20日
【發明者】毛松柏, 鄭園園, 江洋洋 申請人:中國石油化工股份有限公司, 南化集團研究院