4-((2-羟乙基)(甲基)氨基)-2-丁醇在吸收酸性气体方面的应用

4-((2-羟乙基)(甲基)氨基)-2-丁醇在吸收酸性气体方面的应用
【专利摘要】本发明公开了4?((2?羟乙基)(甲基)氨基)?2?丁醇在吸收酸性气体方面的应用，4?((2?羟乙基)(甲基)氨基)?2?丁醇的结构式为本发明合成了一种全新的酸性气体吸收剂4?((2?羟乙基)(甲基)氨基)?2?丁醇；此酸性气体吸收剂的制备方法简便，成本低；此酸性气体吸收剂的具有较大的吸收容量，较快的吸收速率，特别适合二氧化碳的吸收。
【专利说明】
4- ((2-羟乙基）（甲基)氨基)-2-丁醇在吸收酸性气体方面的 应用
技术领域
[0001] 本发明涉及4-((2-羟乙基）（甲基)氨基)-2-丁醇在吸收酸性气体方面的应用，属 于酸性气体吸收剂技术领域。
【背景技术】
[0002] 近年来，温室效应导致的全球气候变化问题日益威胁人类的生存和发展，而二氧 化碳则是公认最主要的温室气体之一。
[0003] 目前主要存在燃烧前捕获、富氧燃烧捕获和燃烧后捕获这三种碳捕获技术，燃烧 后捕获技术是符合当前经济发展可行的最成熟的技术，燃烧后烟道气脱碳技术主要包括化 学吸收法、物理吸附法和膜分离法等。
[0004] 化学溶剂吸收法中，有机胺溶剂因其快吸收速率，大吸收容量和可再生等特性被 广泛应用于工业化规模生产过程中。
[0005] 目前主要存在的有机胺溶剂主要有：单乙醇胺，2-氨基-2-甲基-1-丙醇，二乙醇 胺，N-甲基二乙醇胺，三乙醇胺，哌嗪等，同时一大批潜在的吸收剂正在被研究，如二乙胺基 乙醇，4-二乙胺基-2-丁醇，二乙烯三胺，氨乙基乙醇胺，3-甲氨基丙胺等。
[0006] 现有的这些胺溶剂的二氧化碳等酸性气体的捕获能力不强，需要进一步提高。

【发明内容】

[0007] 本发明解决的技术问题是，提供一种新的酸性气体脱除剂，用于进一步提高溶剂 吸收(或称脱除/捕获)酸性气体(特别是二氧化碳气体)的能力。
[0008] 本发明的技术方案是，提供4-((2-羟乙基）（甲基)氨基)-2-T醇在吸收酸件气体 方面的应用，4-((2-羟乙基）（甲基）氨基)-2_丁醇的结构式为： 酸 〇 性气体主要是指含N〇x，S〇x，H2S或二氧化碳的气体。
[0009] 进一步地，以浓度为0.5mol/L-5.5mol/L的4-( (2-羟乙基）（甲基)氨基)-2-丁醇的 水溶液作为酸性气体吸收液。
[0010] 进一步地，4-((2-羟乙基）（甲基）氨基）-2-丁醇的水溶液的浓度为1.5mol/L-2·5mol/L〇
[0011] 进一步地，4-( (2-羟乙基）（甲基）氨基）-2-丁醇吸收二氧化碳的温度为20°C-90 Γ。
[0012] 进一步地，4-((2-羟乙基）（甲基）氨基）-2-丁醇吸收二氧化碳的温度为20°C-60 Γ。
[0013] 进一步地，所述酸性气体中的酸性成分为二氧化碳。
[0014] 进一步地，待吸收的酸性气体的压力为0. l_3MPa。
[0015] 进一步地，所述酸性气体中二氧化碳的体积分数为0.5-99%。
[0016] 进一步地，所述酸性气体中二氧化碳的体积分数为5-60%。
[0017] 进一步地，4-( (2-轻乙基）（甲基)氨基)-2-丁醇的具体制备方法为：
[0018] (1)在冰浴条件下，将lmol的2-甲氨基乙醇逐滴加入lmol 丁烯酮中；滴加完毕后持 续搅拌lh，再将反应至于室温条件下继续搅拌6h;
[0019] ⑵将反应混合液重新置于冰浴条件下，加入30mL甲醇稀释，加入lmol硼氢化钠， 继续搅拌lh;之后将反应至于室温条件下继续搅拌6h;在冰浴条件下，将30mL的水加入到混 合物中，持续搅拌2h ;将得到的反应混合液过滤；将过滤后的混合液在133-135 °C和20-22inHg的条件下进行减压蒸馏得到4-((2-羟乙基）（甲基)氨基)-2-丁醇。
[0020] 本发明的有益效果是，合成了一种全新的酸性气体吸收剂4-((2-羟乙基）（甲基） 氨基)-2_ 丁醇;此酸性气体吸收剂的制备方法简便，成本低;此酸性气体吸收剂的具有较大 的吸收容量，较快的吸收速率，特别适合二氧化碳的吸收。
【附图说明】
[0021] 图1表示C02吸收溶解度测定的实验装置图；其中1 一 C02气体钢瓶气体，2-阀门， 3-质量流量计，4一电加热器，5-饱和装置，6-反应装置，7-控温仪，8-冷凝器，9 一恒温 水槽；
[0022]图2表示不同⑶2分压下4-((2-羟乙基）（甲基）氨基）-2-丁醇(HEMAB)的水溶液的 C02吸收容量与单乙醇胺(MEA)水溶液的C02吸收容量对比；?为MEA，·为HEMAB;
[0023]图3表示4-((2-羟乙基）（甲基）氨基)-2-丁醇的⑶2循环容量与单乙醇胺(MEA)水 溶液的C02循环容量对比。
【具体实施方式】
[0024]下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0025] 实施例1:4- ((2-轻乙基）（甲基)氨基)-2-丁醇(HEMAB)的合成方法 [0026]
[0027] 在冰浴条件下，将75 · 1 lg( lmol)的2-甲氨基乙醇逐滴加入70g( lmol) 丁烯酮中；滴 加完毕后持续搅拌lh。将反应在室温(20-30 °C)条件下继续搅拌6h。将混合物重新置于冰浴 条件下，加入30mL甲醇稀释，加入37.9g (lmol)硼氢化钠，继续搅拌lh;之后将反应在室温条 件下继续搅拌6h。在冰浴条件下，缓慢将30mL的水加入到混合物中，持续搅拌2h。将得到的 产物过滤除去产物中的硼氢化钠;将得到的产物在133-135Γ温度条件下以及和20-22inHg 条件下进行减压蒸馏，得到4.55g的最终产物4-((2-羟乙基）（甲基)氨基)-2-丁醇，产率为 57.48%。将4-((2-羟乙基）（甲基)氨基)-2-丁醇进行分析测试，得到的结果如下:NMR测试 2.25(lH，m)，2.37(3H，m)，3.43(2H，t，J = 6Hz)，3 22.9(CH3,q),34.0(CH2,t),41.6(CH3,t),55.9(CH 2,t),58.6(CH2,t),59.0(CH2,t),67.7 (CH，d). GC-MS测试:4-( (2-羟乙基）（甲基）氨基）-2-丁醇的化学式为，分子量为 147〇
[0028]实施例2: C02吸收容量的测定
[0029] 将4-((2-羟乙基）（甲基)氨基)-2-丁醇(HEMAB)配制成浓度为2mol/L的水溶液作 为二氧化碳吸收液，在常压O.IMPa的条件下，控制C02体积分数为15%(即C02的分压为 15kPa)，8-10小时达到吸收平衡，测得HEMAB的吸收容量。测试装置属于现有技术，其结构如 图1所示。
[0030]实施例3:被吸收气体中C02分压考察
[0031]将4-((2-羟乙基）（甲基)氨基)-2-丁醇配制成浓度为2mol/L的水溶液作为二氧化 碳吸收液，控制吸收剂的温度为25°C，在常压0.1 MPa下，测量HEMAB的C02吸收容量与C02分压 之间的关系，并与相同条件下的MEA的C0 2吸收容量的对比，如图2所示。图2为不同分压下4-((2-羟乙基）（甲基）氨基)-2-丁醇的水溶液的⑶2吸收容量与MEA水溶液的⑶ 2吸收容量对 比，?为MEA，·为HEMAB。
[0032]由图2可见，HEMAB吸收剂可以适用于较宽的⑶2体积分数(0.5 % -99 %均可行，优 选5%-60%)，且在不同的C02分压的下，与MEA相比都具有较大的吸收容量。
[0033] 实施例4: C02循环容量测定
[0034] 分别测量HEMAB在298K和353K温度下的吸收容量，两个温度下⑶2容量的差值，即 为C02循环容量。图3为4-((2-羟乙基）（甲基)氨基)-2-丁醇(HEMAB)的水溶液的C02循环容量 与MEA水溶液的C0 2循环容量对比。由图3可见，HEMAB作为C02吸收剂时，与MEA相比都具有较 大的C0 2循环容量;在C02吸收解吸的全流程中，捕获相同总量C02的情况下，需要的HEMAB较 少。
【主权项】
1.4-( (2-羟乙基）（甲基）氨基）-2-丁醇在吸收酸性气体方面的应用，4-( (2-羟乙基） (甲基)氨基)-2-丁醇的结构式为:； 〇2. 如权利要求1所述的应用，其特征在于，以浓度为0.5mol/L-5.5mo VL的4-( (2-羟乙 基）（甲基)氨基)-2_丁醇的水溶液作为酸性气体吸收液。3. 如权利要求2所述的应用，其特征在于，4-((2-羟乙基）（甲基)氨基）-2-丁醇的水溶 液的浓度为 1.5mol/L_2.5mol/L。4. 如权利要求1所述的应用，其特征在于，4-( (2-羟乙基）（甲基)氨基)-2-丁醇吸收酸 性气体的温度为20°C_90°C。5. 如权利要求4所述的应用，其特征在于，4-((2-羟乙基）（甲基)氨基)-2-丁醇吸收酸 性气体的温度为20°C_60°C。6. 如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述酸性气体中的酸性成分为二氧化碳。7. 如权利要求6所述的应用，其特征在于，待吸收的酸性气体的压力为0. l-3MPa。8. 如权利要求6所述的应用，其特征在于，所述酸性气体中二氧化碳的体积分数为0.5-99% 〇9. 如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述酸性气体中二氧化碳的体积分数为5-60% 〇
【文档编号】B01D53/14GK105854521SQ201610340713
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月20日
【发明人】梁志武, 刘贺磊, 素德卡暖·辛托, 苏帕瓦·坦塔亚努, 童柏栋, 崴法尔·伊迪梅
【申请人】湖南大学