本发明属于脱碳技术领域,具体涉及一种捕集和分离co2的琥珀酸二乙酯复合吸收剂及应用。
背景技术:
全球气候变暖已经成为毫无争议的事实,温室气体co2的排放是造成气候变暖的一个主要因素。如何从富含co2的气体混合物中,包括气化气、变换气、igcc气体以及劣质原料合成气中捕集、分离co2极为重要。
根据不同的应用场合和原料气的压力高低,脱碳方法可分为干法和湿法。干法包括吸附法和膜法,一般适用于co2浓度较低的场合;湿法可分为化学吸收法和物理吸收法,化学吸收法多用于原料气压力较低的场合。
本发明所针对的原料气,如气化气、变换气、igcc气体以及劣质原料合成气,含有30~50%的co2,浓度较高,压力较高,一般大于2mpa,适合采用物理吸收法吸收co2气体。
目前国内外工业上较为成熟的物理吸收法脱碳工艺有低温甲醇洗法(国外称为rectisol法,cn92100475.3和cn94101447.9)、碳酸丙烯酯法(国外称为flour法,cn91101928)和聚乙二醇二甲醚法(国外称为selexol法,cn200710015805)。
低温甲醇洗法具有吸收能力大、选择性好、气体净化度高、吸收剂稳定性好的特点,但是存在工艺流程长、设备投资大(需要耐-40℃以下的低温材质)和需要支付国外高额专利技术费等缺点;由于碳酸丙烯酯具有在较高的分压下能有效地吸收co2,而在较低的压力下可以不需要热量而容易解吸的特点,其工艺流程,尤其是解吸工艺可以得到相当的简化,但是由于吸收容量有限,吸收剂循环量较大,能耗较大;聚乙二醇二甲醚法具有吸收能力强、吸收剂损失小(蒸汽压低)的特点,但是聚乙二醇二甲醚吸收剂成本高,而且该吸收剂分子量较大,在再生过程容易发生聚合而造成损失。
针对现有低温甲醇洗工艺流程长、设备投资大,碳酸丙烯酯法吸收剂吸收容量小、循环量大,以及聚乙二醇二甲醚法成本高。容易发生聚合损失的不足和缺陷。本发明人提出了一种采用碳酸二乙酯作为吸收剂的脱碳方法(公开号cn1012543888,一种采用碳酸二乙酯作为吸收剂的脱碳方法),有效简化工艺,降低成本。但是碳酸二乙酯的沸点也较低(126~128℃),挥发性比较大,因而溶剂损失较严重。
技术实现要素:
本发明针对co2捕集和分离现有技术的不足,提供了一种捕集和分离co2的琥珀酸二乙酯复合吸收剂及应用,其特征在于,所述吸收剂以摩尔百分数计包括:碳酸二乙酯0~85%、琥珀酸二乙酯15~100%。
一种琥珀酸二乙酯复合吸收剂在捕集或分离co2中的应用。
所述应用包括吸收、减压解吸、换热和压缩的工艺;常规的吸收、加热解吸的工艺;吸收、惰性气体气提的工艺;或在捕集或分离co2的同时吸收分离so2、h2s和/或有机硫的工艺。
吸收温度为0℃~25℃,压力为0.5~4mpa。
本发明的优点在于,本发明的吸收剂,在碳酸二乙酯添加中琥珀酸二乙酯,能够降低溶剂蒸汽压,降低溶剂损失,从而有效降低了成本。
具体实施方式
本发明提供了一种捕集和分离co2的琥珀酸二乙酯复合吸收剂及应用,以下结合实施例对本发明作进一步说明,但不用来限制本发明的范围。
实施例1
25mol琥珀酸二乙酯加于100mol碳酸二乙酯中制得co2混合吸收剂。在20℃,1.5mpa条件下测定该复合溶剂吸收co2的能力,测得co2在混合吸收剂中的溶解度为0.4931mol/mol溶剂,挥发情况为6.71×10-4mol/molco2,低于同条件下碳酸二乙酯在co2中的挥发情况8.38×10-4mol/molco2。
混合溶剂的饱和蒸汽压为0.7589kpa,低于碳酸二乙酯的饱和蒸汽压0.9470kpa。
实施例2
75mol琥珀酸二乙酯加于100mol碳酸二乙酯中制得co2混合吸收剂。在25℃,1.0mpa条件下测定该复合溶剂吸收co2的能力,测得co2在混合吸收剂中的溶解度为0.2617mol/mol溶剂,挥发情况为9.02×10-4mol/molco2,低于同条件下碳酸二乙酯在co2中的挥发情况1.569×10-3mol/molco2。
混合溶剂的饱和蒸汽压为0.7471kpa,低于碳酸二乙酯的饱和蒸汽压1.2916kpa。
实施例3
将100mol琥珀酸二乙酯作co2吸收剂。在25℃,1.5mpa条件下测定该复合溶剂吸收co2的能力,测得co2在吸收剂中的溶解度为0.4304mol/mol溶剂,挥发情况为1.19×10-5mol/molco2,低于同条件下碳酸二乙酯在co2中的挥发情况1.152×10-3mol/molco2。
混合溶剂的饱和蒸汽压为0.094kpa,低于碳酸二乙酯的饱和蒸汽压1.2916kpa。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。