气体捕集方法
【专利摘要】一种用于从气流中捕集CO2的方法，该方法包括将含有CO2的气流与一化合物接触，所述化合物包括：伯胺基或非空间位阻仲胺基和至少一个叔胺基或空间位阻仲胺基；其中所述伯胺基或非空间位阻仲胺基和最近的叔胺基或空间位阻仲胺基被包括3或4个碳原子的碳链分离，且其中所述化合物为式(I)的化合物。
【专利说明】气体捕集方法
发明领域
[0001]本发明涉及胺类以及它们在从气流中捕集二氧化碳中的用途。
[0002]发明背景
[0003]对于温室气体的固定生产者存在着不断增长的压力来显著降低它们的大气排放物。特别关注的是二氧化碳(CO2)到大气中的排放。减少大气CO2排放物的一种方法是通过在点源将其捕集并且随后储存在地质的或其他储库中。
[0004]用于从发电站以及其他燃烧烟气的装置中捕集CO2的方法被称为燃烧后捕集(PCC)。在燃烧后捕集中，首先在吸收塔中使用适合的溶剂将烟气中的CO2与氮气和残余的氧气分离。该溶剂通常是包含与酸性气体例如CO2经历化学反应的组分的含水碱性混合物。它可能含有胺类(例如，烷醇胺、氨、烷基胺)和/或无机盐(例如碳酸盐或磷酸盐)。随后以一种称为汽提(或再生)的方法将CO2从溶剂中除去，由此允许溶剂被重新使用。将经汽提的CO2通过压缩和冷却进行液化，使用适当的干燥步骤以防止水合物的形成。这种形式的PCC适合于多种固定的CO2源，包括发电站、钢铁厂、水泥窑、煅烧炉以及冶炼炉。
[0005]酸性气体例如二氧化碳，还存在于天然气和其他加压气流中且需要被除去以满足气体质量规格。含有CO2的加压气流还在与水煤气变换相合并以产生氢气和二氧化碳的混合物的燃料转化过程例如天然气重整和煤气化中产生。然后这些气流适合于CO2的燃烧前捕集。用于这种除去的常规途径包括膜分离或胺处理。
[0006]当CO2被吸入水溶液中时，可以发生很多反应。反应由下面的方程式表示，其中(I)是气态CO2的水合作用，(2)是CO2与水形成碳酸的反应，(3)是CO2与氢氧化物形成碳酸氢盐的反应，且(4)和(5)是碳酸-碳酸氢盐-碳酸盐酸碱平衡。
【权利要求】
1.一种用于从气流中捕集CO2的方法，所述方法包括将含有CO2的气流与一化合物接触，所述化合物包括: 伯胺基或非空间位阻仲胺基，和 至少一个叔胺基或空间位阻仲胺基； 其中所述伯胺基或非空间位阻仲胺基和最近的所述叔胺基或空间位阻仲胺基被包括3或4个碳原子的碳链分离，且其中所述化合物为式(I)的化合物
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述化合物是式(I)的化合物，其中: R1由氢或C1烷基代表；R2 由氢、-CH2CH3'-CH2CH2CH3'- (CH2) 20H、- (CH2) 30H、- (CH2) 60H、-CH2COOH'-CH2COONa'-CH2COOK、- (CH2) 2N (CH3) 2、- (CH2) 2N (CH2CH2) 20、- (CH2) 2N (CH2CH2) 2S、-CH2 (5-咪唑)或-(CH2) 2 (5-咪唑)代表； R3由氢代表；
R4 由氢、-CH2CH3'-CH2CH2CH3'- (CH2) 20H、- (CH2) 30H、- (CH2) 60H、-CH2COOH'-CH2COONa'-CH2COOK、- (CH2) 2N (CH3) 2、- (CH2) 2N (CH2CH2) 20、- (CH2) 2N (CH2CH2) 2S、-CH2 (5-咪唑)或-(CH2) 2 (5-咪唑)代表；且R5由氢代表； 条件是当R4是氢时，R2不是氢； 当R2是氢时，R4不是氢；且 当R2是氢!时，R1是氧且X是O。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述化合物是式(I)的化合物，其中: R1由氢或C1烷基代表；
R2 由氢、-CH2CH3' -CH2CH2CH3'- (CH2) 20H、- (CH2) 30H、- (CH2) 60H、-CH2COOH'-CH2COONa'-CH2COOK、- (CH2) 2N (CH3) 2、- (CH2) 2N (CH2CH2) 20、- (CH2) 2N (CH2CH2) 2S、-CH2 (5-咪唑)或-(CH2) 2 (5-咪唑)代表； R3由氢代表； R4由氢代表；且 R5由氢代表。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述化合物是式(I)的化合物，其中: X是O ; R1由氢代表； R2由氢代表； R3由氢代表；
R4 由氢、-CH2CH3'-CH2CH2CH3'- (CH2) 20H、- (CH2) 30H、- (CH2) 60H、-CH2COOH'-CH2COONa'-CH2COOK、- (CH2) 2N (CH3) 2、- (CH2) 2N (CH2CH2) 20、- (CH2) 2N (CH2CH2) 2S、-CH2 (5-咪唑)或-(CH2) 2 (5-咪唑)代表；且 R5由氢代表。
5.根据权利要求3所述的方法，其中所述化合物是式(I)的化合物，其中: R1由氢或C1烷基代表；
R2 由-CH2CH3、-CH2CH2CH3、- (CH2) 20H、- (CH2) 30H、- (CH2) 60H、-CH2COOH 或-(CH2) 2N (CH3) 2代表； R3由氢代表； R4由氢代表；且 R5由氢代表。
6.根据权利要求4所述的方法，其中所述化合物是式(I)的化合物，其中: R1由氢代表； R2由氢代表； R3由氢代表；R4 由-CH2CH3、-CH2CH2CH3、- (CH2) 20H、- (CH2) 30H 或-(CH2) 60H 代表；且R5由氢代表。
7.根据权利要求2所述的方法，其中所述化合物是式(I)的化合物，其中:R1由氢或C1烷基代表；R2 由氢、-CH2CH3、-CH2CH2CH3 或-(CH2) 2N (CH3) 2 代表；R3由氢代表；R4 由氢、-CH2CH3、-CH2CH2CH3 或-(CH2) 2N (CH3) 2 代表；且R5由氢代表； 条件是当R4是氢时，R2不是氢；当R2是氢时，R4不是氢；且当R2是氢!时，R1是氧且X是O。
8.根据权利要求2所述的方法，其中所述化合物选自由以下组成的组:
9.根据权利要求2所述的方法，其中所述化合物选自由以下组成的组:
10.一种化合物，包括: 伯胺基或非空间位阻仲胺基；和 至少一个叔胺基或空间位阻仲胺基； 其中所述伯胺基或非空间位阻仲胺基和最近的所述叔胺基或空间位阻仲胺基被包括3或4个碳原子的碳链分离；且 其中所述化合物为式(I)的化合物:
11.根据权利要求10所述的化合物，其中在所述式(I)的化合物中，其中: R1由氢或C1烷基代表；
R2 由氢、-CH2CH3'-CH2CH2CH3'- (CH2) 2OH、- (CH2) 3OH、- (CH2) 60H、-CH2COOH'-CH2COONa'-CH2COOK、- (CH2) 2N (CH3) 2、- (CH2) 2N (CH2CH2) 20、- (CH2) 2N (CH2CH2) 2S、-CH2 (5-咪唑)或-(CH2) 2 (5-咪唑)代表； R3由氢代表；
R4 由氢、-CH2CH3'-CH2CH2CH3'- (CH2) 20H、- (CH2) 30H、- (CH2) 60H、-CH2COOH'-CH2COONa'-CH2COOK、- (CH2) 2N (CH3) 2、- (CH2) 2N (CH2CH2) 20、- (CH2) 2N (CH2CH2) 2S、-CH2 (5-咪唑)或-(CH2) 2 (5-咪唑)代表；且R5由氢代表； 条件是当R4是氢时，R2不是氢； 当R2是氢时，R4不是氢；且 当R2是氢!时，R1是氧且X是O。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述化合物是式(I)的化合物，其中: R1由氢或C1烷基代表；
R2 由氢、-CH2CH3'-CH2CH2CH3'- (CH2) 20H、- (CH2) 30H、- (CH2) 60H、-CH2COOH'-CH2COONa'-CH2COOK、- (CH2) 2N (CH3) 2、- (CH2) 2N (CH2CH2) 20、- (CH2) 2N (CH2CH2) 2S、-CH2 (5-咪唑)或-(CH2) 2 (5-咪唑)代表； R3由氢代表； R4由氢代表；且 R5由氢代表。
13.根据权利要求11所述的化合物，其中在所述式(I)的化合物中:X是O ; R1由氢代表； R2由氢代表； R3由氢代表；
R4 由氢、-CH2CH3'-CH2CH2CH3'- (CH2) 20H、- (CH2) 30H、- (CH2) 60H、-CH2COOH'-CH2COONa'-CH2COOK、- (CH2) 2N (CH3) 2、- (CH2) 2N (CH2CH2) 20、- (CH2) 2N (CH2CH2) 2S、-CH2 (5-咪唑)或-(CH2) 2 (5-咪唑)代表；且 R5由氢代表。
14.根据权利要求12所述的化合物，其中在所述式(I)的化合物中: R1由氢或C1烷基代表；
R2 由-CH2CH3、-CH2CH2CH3、- (CH2) 20H、- (CH2) 30H、- (CH2) 60H、-CH2COOH 或-(CH2) 2N (CH3) 2代表； R3由氢代表； R4由氢代表；且 R5由氢代表。
15.根据权利要求13所述的化合物，其中在所述式(I)的化合物中: R1由氢代表； R2由氢代表； R3由氢代表；
R4 由-CH2CH3、-CH2CH2CH3、- (CH2) 20H、- (CH2) 30H 或-(CH2) 60H 代表；且 R5由氢代表。
16.根据权利要求11所述的化合物，其中在所述式(I)的化合物中: R1由氢或C1烷基代表；
R2 由氢、-CH2CH3、-CH2CH2CH3 或-(CH2) 2N (CH3) 2 代表； R3由氢代表；
R4 由氢、-CH2CH3、-CH2CH2CH3 或-(CH2) 2N (CH3) 2 代表；且
R5由氢代表； 条件是当R4是氢时，R2不是氢； 当R2是氢时，R4不是氢；且 当R2是氢!时，R1是氧且X是O。
17.根据权利要求11所述的化合物，其中所述化合物选自由以下组成的组:
18.根据权利要求11所述的化合物，其中所述化合物选自由以下组成的组:
【文档编号】C07D211/58GK103619816SQ201280028544
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2012年4月18日 优先权日:2011年4月18日
【发明者】杨琦, 苏珊·N·詹姆斯, 马修·约翰·巴拉德, 马克·鲍恩, P·费隆, 格雷姆·道格拉斯·普克斯蒂 申请人:联邦科学与工业研究组织