专利名称：用于从气体混合物中吸收酸性气体的含氨的吸收介质、方法和装置的制作方法
用于从气体混合物中吸收酸性气体的含氨的吸收介质、方法和装置本发明描述了用于从气体混合物中吸收酸性气体的方法，以及实施该方法的吸收介质。在许多工业和化学方法中，气体流具有不希望含量的CO2和/或其他酸性气体，并且为了进一步的加工或运输，其含量必须降至最低或排除。这些气体流例如为天然气、来自重油的合成气、炼油气或者液化的烃气流。在例如煤或石油的有机材料的部分氧化中形成的反应气体，可能也含有CO2和/或其他酸性气体。并且在生物气体的情况下，CO2和/或酸性气体的含量也是不希望的，其中所述生物气体可以由可发酵的含生物质的残余材料形成，其中所述残余材料例如污水污泥、生物废物、食物残渣、肥料(液体肥料、牲畜粪便)、植物部分、以及栽培能源植物。该情况与来自燃烧过程的废气相似，例如发电厂的烟道气。为了多种不同的原因，这些不同气体流中的0)2和/或酸性气体的含量必须降至最低。除了降低据认为是称为温室效应的主要原因的二氧化碳的排放之外，酸性气体通常为二级处理中的催化剂毒剂，促使腐蚀或者降低发热值(例如在天然气的情况下)。另一个方面是需要二氧化碳作为某些方法的起始原料。在工业规模中，醇胺的水溶液通常用作从气体混合物中吸收CO2的吸收介质。负载的吸收介质通过加热、扩散至较低的气压或者汽提而得以再生，而二氧化碳进行解吸。在再生过程之后，可以再次使用吸收介质。这些方法例如描述于Rolker，J.；Arlt,ff.的“Abtrennung von Kohlendioxid aus Rauchgasen mittels Absorption，，[Separationof carbon dioxide from flue gases by absorption]Chemie Ingenieur Technik2006,78,416-424 页，以及 Kohl, A.L.; Nielsen, R.B.,“Gas Purification”，第 5 版，GulfPublishing, Houstonl997 中。这些方法的不利之处在于需要较高量的能量以分离通过吸收的CO2和随后的解吸收，并且在解吸收中，仅有部分的吸收的CO2得以解吸收，因此，用于吸收CO2的醇胺的比例在吸收和解吸收循环中的比例较低。此外，所用的吸收介质具有高度腐蚀性，并在从含氧气体混合物中吸收CO2中将干扰氧化降解。US7, 419, 646描述了使废气去酸性的方法，其中使用吸收介质，在吸收酸性气体时形成了两个分开的相。还在柱6中引用了 4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶作为吸收酸性气体的反应性化合物。US7，419，646方法的不利之处在于需要额外的装置以分离吸收中形成的两个相。DD266799描述了纯化4_氨基_2，2，6，6_四甲基哌啶的方法，其中将CO2加入4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶在水和丙酮的溶液中，通过将其加热至90-200° C而将沉淀出的盐分解回CO2和4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶。W02010/089257描述了用于从气体混合物中吸收CO2的吸收介质，所述吸收介质包含水和至少一个4- ( 二烷基氨基)-2，2，6，6-四甲基哌啶或者4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶。常使用4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶的不利之处为这些方法的CO2的摄入较低，这是由于在该方法中较大质量流的吸收介质需要泵入并且在吸收塔中再生。
W02009/156271描述了用于从流体物流，尤其是从废气中吸收酸性气体的吸收介质。为此，吸收介质包含低聚胺和一级或二级醇胺。可以将4-氨基-2，2，6，6-四氨基哌啶作为活化剂而加入吸收介质中。一级胺通常具有高的吸收焓，这在解吸收中导致更高的蒸发器输出。W02008/015217描述了用于从气体混合物中分离CO2的方法以及用于该目的的相应装置。为此，使用具有至少一种二级胺和/或至少叔胺的吸收剂介质，并且作为二级胺尤其列出了 2，2，6，6-四甲基哌啶。在此仍然由于CO2的摄入较低，在该方法中需要泵入较大质量流速的吸收介质，它们也需要在吸收塔中再生。此外，具有在吸收以后可能发生沉淀的风险。在公开US2OO9An997O9,FR2900841和Us2OOVO286783 中，Institut Francais duPetrole描述了尤其包含4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶和/或1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶作为胺的吸收介质。也可以向所述吸收介质中加入4-氨基-2，2，6，6-四甲基哌啶作为活化剂。这里，具有如W02010/089257所述的相同缺点。本发明的目的因此是提供改进的且因而更加经济的方法。令人惊讶的是，已经发现通过使气体混合物与吸收介质接触而从气体混合物中吸收酸性气体的方法，其特征在于吸收介质包含式(I)的胺(A)。本发明的吸收介质与现有技术方法的区别在于其改善的结合酸性气体尤其是CO2的能力，因此CO2总摄入可以达到更高。这使根据本发明方法中的工厂组件的尺寸可以更小。由于本发明吸收介质的性质，在本发明方法中也可以使用较小量·的吸收介质。因此，缓冲塔组件的尺寸也可以更小。由于使用了降低量的吸收介质，也可以使能耗下降，这是因为解吸收方法步骤中需要更少的能量。此外，用于排除所吸收CO2的能量低于现有技术。此外，在使用同时包含式⑴的胺(A)和式(III)的胺(B)的吸收介质时，完全意外地观察到协同增效效果。此时，CO2摄入大于仅具有这些胺之一的吸收介质的测得的CO2摄入的算数平均值。本发明因此涉及通过使气体混合物与吸收介质接触而从气体混合物中吸收酸性气体的方法，其特征在于使用了包含水作为溶剂以及至少一种式(I)的胺(A)的吸收介质:
权利要求
1.通过使气体混合物与吸收介质接触而从气体混合物中吸收酸性气体的方法，其特征在于， 使用了包含至少水作为溶剂以及至少一种式(I)的胺(A)的吸收介质:
2.根据权利要求1的方法，其特征在于， 所述吸收介质包含至少一种式(II)的胺(A):
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于， 所述吸收介质包含至少一种式(II)的胺(~，其中紀，1 4=甲基且11=3。
4.根据权利要求1-3中任何一项的方法，其特征在于， 所述吸收介质包含式(III)的其他胺(B):
5.根据权利要求1-4中任何一项的方法,其特征在于， 所用吸收介质还包含其他物理溶剂(C)。
6.根据权利要求5的方法,其特征在于， 所用吸收介质包含环丁砜作为物理溶剂(C)。
7.根据权利要求1-6中任何一项的方法,其特征在于， 所用吸收介质包含: 60- 80重量％的水和任选存在的溶剂(C)， 1-40重量％的胺(A)和0-39重量％的胺⑶。
8.根据权利要求1-7中任何一项的方法，其特征在于， 所用吸收介质包含腐蚀抑制剂、活化剂、促湿润添加剂和/或消泡剂。
9.根据权利要求1-8中任何一项的方法，其特征在于， 使用天然气或合成气体作为气体混合物。
10.根据权利要求1-9中任何一项的方法，其特征在于， 所述酸性气体的分压为0.1-20巴。
11.根据权利要求ι- ο中任何一项的方法，其特征在于， 所述酸性气体在20-60° C的温度下进行吸收。
12.根据权利要求1-11中任何一项的方法，其特征在于， 所述酸性气体在60-100° C的温度下进行解吸收。
13.根据权利要求1-12中任何一项的方法，其特征在于， 所述酸性气体包含二氧化碳。
14.根据权利要求1-13中任何一项的方法，其特征在于， 在所述吸收介质与所述气体混合物接触之后，将所述吸收介质加热至发生相分离为含水液相和有机液相的温度。
15.根据权利要求14的方法，其特征在于， 通过降低压力和/或提供热量而将酸性气体从含水液相中解吸收，将所得液相与相分离中所得有机液相合并，并且将合并的液相作为吸收介质与气体混合物进行再次接触。
16.根据权利要求14的方法，其特征在于， 在相分离以后，通过使用气体的汽提而将酸性气体从所得两相混合物中解吸收。
17.一种含胺的吸收介质，其特征在于， 其包含至少水作为溶剂和至少一种式(I)的胺(A):
18.用于从气体混合物中分离出酸性气体的装置，所述装置包含吸收单元、解吸收单元和循环吸收介质，其特征在于， 所述装置包含权利要求17的吸收介质。
全文摘要
通过使气体混合物与吸收介质接触而从气体混合物中吸收CO2，其中所述吸收介质包含至少水作为溶剂和至少一种式(I)的胺其中R1为具有2-6个碳原子的脂族基团和至少一个氨基，并且R2为氢、C1-4烷基或者基团R1。
文档编号F23J15/04GK103221113SQ201180054104
公开日2013年7月24日 申请日期2011年11月10日 优先权日2010年11月12日
发明者M·塞勒, R·施奈德, J·罗尔克, D·登布科夫斯基, M·诺伊曼, D·维特豪特, M·科伊普, V·布雷梅, M·伊尔凡 申请人:赢创德固赛有限公司