专利名称：：从气体混合物或液化气中捕集或分离二氧化碳的吸收溶剂的制作方法
技术领域：
：本发明属于化T.材料领域，具体涉及一种从气体混合物或液化气中捕集或分离一-氧化碳(C02)的吸收溶剂。
背景技术：
：co/等温室气体的排放是造成气候变化的'个主要因素，如何从富含co2的气体混合物或液化气中，捕集或分离C02就显得极为重要。这些气体混合物包括烟道气、炼厂气、天然气、液化气、合成气、变换气和制氢气等等。气体混合物中含有5%80%的<:02，其它主要气体组成包括N2、02、CO、H2、CH4、C2H6、S02、H2S以及有机硫CH3S、COS等；气体的压力变化范围大(509000kPa)，适合采用化学吸收或化学物理复合吸收法捕集分离C02组分。冃前国内外工业上较为成熟的化学吸收法捕集分离C02的工艺有单乙醇胺法(MEA)、二乙醇胺法(DEA)、二异丙醇胺法(DIPA)和甲基二乙醇胺法(MDEA)。为了提高吸收溶液对C02的吸收速度，所以针对二异丙醇胺(DIPA)、甲基二乙醇胺(MDEA)等吸收速度较慢的溶剂，加入吸收速度较快的溶剂如单乙醇胺(MEA)和哌嗪(PZ)等，形成一胜改良型的吸收分离方法。上述溶剂都是以乙醇胺为基础的，其中氨基和羟基之间的碳原子数为2个(包括DIPA)。为了进一歩降低能耗，2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)位阻胺法，由于其对C02溶解度高、解吸效果较好，吸收解吸的循环负荷较高，得到了一些应用。其氨基和羟基之间的碳原子数也是2个，也是乙醇胺的衍生物。但甴于这些位阻胺的特殊结构，导致在使用过程中的降解比较多，使用成本仍较高。
发明内容本发明提供-种从气体混合物或液化气中捕集或分离二氧化碳的吸收溶剂，其特征在于，所述溶剂包括含量范围为560wt。/。的^丙醇胺，以及总含量范围为4095wt。/。的其他组分。所述其他组分包括单乙醇胺、二乙醇胺、甲基二乙醇胺、二异丙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、有机胺、水、物理溶剂、无机盐或助剂中的一种或多种。所述有机胺的主要组成为哌嗪。所述物理溶剂的主要组成为环丁砜、二甲亚砜、N-甲基吡咯垸酮、甲醇、乙醉中的一种或多种。所述无机盐的主要组成为K2C03、Na2C03或它们的混合物。所述助剂的主要组成为腐蚀抑制剂、消泡剂、阻垢剂中的一种或多种。所述吸收溶剂用于捕集或分离C02的工艺包括常规的吸收、闪蒸、换热、解吸的脱碳工艺，或是从解吸塔中段采出半贫液经换热后进入吸收塔中段的工艺，或是多段吸收多段解吸的工艺，或是用于同时吸收分离二氧化硫、硫化氢以及羰基硫和甲硫醇等有机硫的工艺。所述吸收溶剂用于捕集或分离C02的工艺条件包括吸收溶剂进吸收塔的温度为1080°C;再生塔底贫液的温度为8G150:C;再生塔底的压力为50500kPa。本发明的有益效果为^丙醇胺(3-氨基-l-丙醇)的氨基和羟基之间的碳原子数为3，在正丙醇胺(MPA)及其质子化后的分子结构中，N原子与O原子上的H原子、或O原子与N原子上的H原子形成氢键。由于可以形成由六个原子组成的环状结构，N原子和两个支链连接，其中一个是借助于氢键的连接，这样的分子结构和仲胺类似，可降低氨基碳酸盐的形成，继而提高了对C02的溶解度和解吸度。同时由于六元环状分子结构的形成，提高了分子的稳定性，可减少溶剂在使用过程中的降解损耗。具体实施方式实施例1取三份正丙醇胺含量为5wt。/。的iK丙醇胺水溶液，将温度为40。C，气相CCb分压力为5kPa、50kPa、120kPa的含有COz和N2的混合气体分別输入三份所述溶剂，气液两相达到平衡后，吸收溶剂中C02和正丙醇胺(MPA)的摩尔比以及吸收溶剂中CQ2的溶解度参见表1。表l40°C、5wt。/。的正丙醇胺水溶液实验结果<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>施例2取三份正丙醇胺含量为5wtQ/。的正丙醇胺水溶液，将温度为120°C，气相C02分压力为21kPa、90kPa、150kPa的含有C02和N2的混合气体分别输入三份所述溶剂，气液两相达到平衡后，吸收溶剂中C02和正丙醇胺(MPA)的摩尔比以及吸收溶剂中C02的溶解度参见表2。表2120°C、5wt。/。的正丙醇胺水溶液实验结果<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>实施例3取三份正丙醇胺含量为15wt。/。的正丙醇胺水溶液，将温度为40°C，气相C02分压力为4kPa、49kPa、128kPa的含有C02和N2的混合气体分别输入三份所述溶剂，气液两相达到平衡后，吸收溶剂中C02和正丙醇胺(MPA)的摩尔比以及吸收溶剂中C02的溶解度参见表3。表340°C、15wt。/n的正丙醇胺水溶液实验结果<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>实施例4取三份正丙醇胺含量为15wty。的T「;丙醇胺水溶液，将温度为120°C，气相C02分压力为24kPa、93kPa、177kPa的含有<:02和N2的混合气体分别输入三份所述溶剂，气液两相达到平衡后，吸收溶剂中C02和正丙醇胺(MPA)的摩尔比以及吸收溶剂中C02的溶解度参见表4。表4120°C、15wt"/。的正丙醇胺水溶液实验结果<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>实施例5取三份正丙醇胺含量为45wt。/。的正丙醇胺水溶液，将温度为40°C，气相C02分压力为6kPa、55kPa、130kPa的含有C02和N2的混合气体分别输入三份所述溶剂，气液两相达到平衡后，吸收溶剂中C02和正丙醇胺(MPA)的摩尔比以及吸收溶剂中C02的溶解度参见表5。表540°C、45wt。/。的正丙醇胺水溶液实验结果<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>实施例6取三份正丙醇胺含量为45wtQ/。的正丙醇胺水溶液，将温度为120°C，气相CCb分压力为26kPa、95kPa、160kPa的含有C02和N2的混合气体分别输入三份所述溶剂，气液两相达到平衡后，吸收溶剂中C02和正丙醇胺(MPA)的摩尔比以及吸收溶剂中C02的溶解度参见表6。表6120°C、45wt。/。的正丙醇胺水溶液实验结果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>实施例7取三份正丙醇胺含量为60wt。/。的正丙醇胺水溶液，将温度为40°C，气相C02分压力为5kPa、50kPa、125kPa的含有C02和N2的混合气体分别输入三份所述溶剂，气液两相达到平衡后，吸收溶剂中C02和正丙醇胺(MPA)的摩尔比以及吸收溶剂中C02的溶解度参见表7。表74d。C、60wf/。的正丙醇胺水溶液实验结果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>实施例8取三份正丙醇胺含量为60wt。/。的正丙醇胺水溶液，将温度为120°C，气相C02分压力为25kPa、90kPa、150kPa的含有C02和N2的混合气体分别输入三份所述溶剂，气液两相达到平衡后，吸收溶剂中C02和正丙醇胺(MPA)的摩尔比以及吸收溶剂中C02的溶解度参见表8。表8120°C、60wt。/。的正丙醇胺水溶液实验结果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>从实施例1和实施例2可以看出，在40°C下C02分压为50kPa时进行吸收，在120°C下C02分压为90kPa时进行解吸，1升5wtX的:iH丙醇胺水溶液可以吸收分离C02的量为25-9=14克；从实施例3和实施例4可以看出，在40°C下C02分压为49kPa时进行吸收，在120°C下CCb分压为93kPa时进行解吸，1升15wtM的正丙醇胺水溶液可以吸收分离C02的量为61-23=38克；从实施例5和实施例6可以看出，在40°C下CCb分压为55kPa时进行吸收，在120°C下C02分压为95kPa时进行解吸，1升45wtX的正丙醇胺水溶液可以吸收分离C02的量为164扁53二111克；从实施例7和实施例8可以看出，在40°C下C02分压为50kPa时进行吸收，在120°C下C02分压为90kPa时进行解吸，1升60wt%的正丙醇胺水溶液可以吸收分离C02的量为200-63=137克。权利要求1.一种从气体混合物或液化气中捕集或分离二氧化碳的吸收溶剂，其特征在于，所述溶剂包括含量范围为5～60wt％的正丙醇胺，以及总含量范围为40～95wt％的其他组分。2..根据权利要求1所述的一种从气体混合物或液化气中捕集或分离二氧化碳的吸收溶剂，其特征在于，所述其他组分包括单乙醇胺、二乙醇胺、甲基二乙醇胺、二异丙醇胺、2-氨基-2-甲基-l-丙醇、有机胺、水、物理溶剂、无机盐或助剂中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的-一种从气体混合物或液化气中捕集或分离二氧化碳的吸收溶剂，其特征在于，所述有机胺的主要组成为哌噪。4.根据权利要求2所述的一种从气体混合物或液化气中捕集或分离二氧化碳的吸收溶剂，其特征在于，所述物理溶剂的主要组成为环丁砜、一甲亚砜、N-甲基吡咯垸酮、甲醇、乙醇中的一种或多种。5.根据权利要求2所述的一种从气体混合物或液化气中捕集或分离二氧化碳的吸收溶剂，'其特征在于，所述无机盐的主要组成为K2(:03、Na2C03或它们的混合物。6.根据权利要求2所述的一种从'l体混合物或液化气中捕集或分离二氧化碳的吸收溶剂，其特征在十，所述助剂的主要组成为腐蚀抑制剂、消泡剂、阻柜剂中的一种或多种。7.根据权利要求2所述的-一种从气体混合物或液化气中捕集或分离二氧化碳的吸收溶剂，其特征在于，所述吸收溶剂用于捕集或分离C()2的工艺包括常规的吸收、闪蒸、换热、解吸的脱碳工艺，或是从解吸塔屮段采出十贫液经换热后进入吸收塔中段的工艺，或是多段吸收多段解吸的工艺，或是用于同时吸收分离二氧化硫、硫化氢以及羰基硫和甲硫醇等有机硫的工艺。8.根据权利要求7所述的一种从气体混合物或液化气中捕集或分离二氧化碳的吸收溶剂，其特征在于，所述吸收溶剂用于捕集或分离(:02的工艺条件包括吸收溶剂进吸收塔的温度为1080。C;再牛:塔底贫液的温度为80150°C;再生塔底的压力为50500kPa。全文摘要本发明属于化工材料领域，具体涉及一种从气体混合物或液化气中捕集或分离二氧化碳的吸收溶剂。所述溶剂包括含量范围为5～60wt％的正丙醇胺，以及总含量范围为40～95wt％的其他组分；其他组分包括单乙醇胺、二乙醇胺、甲基二乙醇胺、二异丙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、有机胺、水、物理溶剂、无机盐或助剂中的一种或多种。正丙醇胺的氨基和羟基之间的碳原子数为3，N原子与O原子上的H原子、或O原子与N原子上的H原子形成氢键，可以形成由六个原子组成的环状结构，这样的分子结构和仲胺类似，可降低氨基碳酸盐的形成，继而提高了对CO<sub>2</sub>的溶解度和解吸度。同时六元环状分子结构的形成，提高了分子的稳定性，可减少溶剂在使用过程中的降解损耗。文档编号C01B31/20GK101279181SQ20081011317公开日2008年10月8日申请日期2008年5月28日优先权日2008年5月28日发明者董立户,健陈,高光华申请人:清华大学