一种CO2复合胺吸收剂及其应用

本发明涉及co2有机胺捕集，特别是涉及一种co2复合胺吸收剂及其应用。

背景技术：

1、“碳排放”引起的温室效应及其气候变化已成为世界性问题。发电、供热、钢铁、水泥、交通、化工等行业在使用化石燃料中产生富co2烟气是导致温室效应最主要的原因，并且在相当长时间内，还会有数量可观的化石燃料继续使用。为了减少化石燃料燃烧产生的co2排放，碳捕集、利用和封存技术(ccus)将成为重要且不可替代的减排方法。

2、从烟气中捕获二氧化碳，有化学吸收法、低温分离法、固体吸附法、膜分离法等。对于电厂、供热、船舶等烟气排放量大、co2浓度低的情况，化学吸收法是一个较优的选择。化学吸收法经历了几十年的发展，技术成熟、工艺简单、运行稳定，是一种行之有效的低co2浓度烟气的碳捕集方法，但传统的胺基水溶液(30wt％乙醇胺mea水溶液)工艺虽然具有吸收速度较快的优点，但其吸收量较低，腐蚀性强，循环解吸稳定性较差，再生能耗高(约占总能耗的60–80％)，阻碍了该传统胺基水溶液工艺的商业化发展。鉴于有机胺具有结构多样，可设计性强等特点，研究开发新型有机胺吸收剂受到了人们的广泛重视。

3、但每种胺类都有其固有的优缺点，如伯胺的吸收速度快但吸收容量小，叔胺的吸收容量大但吸收速度慢，部分含有伯胺和仲胺的多元胺吸收容量大存在循环解吸稳定性差、抗氧化降解能力差、解吸性差等问题，因此，亟需开发一种高性能复合胺co2吸收剂。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种co2复合胺吸收剂及其应用，解决了现有技术中胺吸收剂co2解吸量小和解吸能耗高、吸收速率和解吸速率低、抗氧化降解能力差等问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种co2复合胺吸收剂，包括苯甲胺、氨基乙基哌嗪和添加剂，其中苯甲胺和氨基乙基哌嗪的总胺浓度为2～5mol/kg，苯甲胺与氨基乙基哌嗪的摩尔比范围为0.5～5。

3、优选的，所述添加剂包括水。

4、优选的，所述添加剂包括水和抗氧化剂，所述抗氧化剂为亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸铵中的一种及多种。

5、再优选的，抗氧化剂的质量浓度为0.05％～0.5％。

6、优选的，所述添加剂还包括分相剂，分相剂为环丁砜，正丙醇的一种及多种。

7、优选的，吸收二氧化碳的温度为30～60℃。

8、优选的，解吸二氧化碳的温度为70～120c℃。

9、一种co2复合胺吸收剂的应用，应用于燃煤发电、钢铁、冶金、水泥、石油化工、玻璃工业烟气及船舶尾气中二氧化碳的捕集、回收与利用。

10、本发明的有益效果：

11、(1)本发明选择苯甲胺(亦称苄胺，bza)为吸收剂，苄胺(bza)有较大的负焓，与乙醇胺(mea)、二乙醇胺(dea)、甲基二乙醇胺(mdea)和2-氨基-2-甲基-1-丙醇(amp)相比，bza具有较高的二级反应速率和较低的活化能，具有更高的co2吸收速率；bza有较小的反应能量势垒，较小的热容，因而有较低的解吸能耗；bza具有芳香结构，具有低腐蚀性和高稳定性，对碳钢和不锈钢腐蚀性低，自身的氧化降解率低，且有很好的生物降解性，对环境影响小，总之，bza具有吸收速率快、热容较低、高稳定性、低腐蚀性和易生物降解、对环境影响小等优点。

12、(2)本发明选用氨基乙基哌嗪(aep)与苄胺(bza)相复配，aep是空间位阻胺，吸收速率和解吸速率与bza相当，吸收量和解吸量比bza大很多，而价格比bza高，因此，选择bza与aep复合，优势互补，可以获得吸收性能、解吸性能好、成本低的吸收剂

13、(3)本发明的胺基吸收剂与传统的胺基吸收剂(30wt％乙醇胺mea水溶液)相比，本发明充分发挥bza和aep优势，具有co2解吸量大、吸收速率和解吸速率高，腐蚀性低、成本低、再生能耗低、氧化降解率低等特点。

14、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种co2复合胺吸收剂，其特征在于：包括苯甲胺、氨基乙基哌嗪和添加剂，其中苯甲胺和氨基乙基哌嗪的总胺浓度为2～5mol/kg，苯甲胺与氨基乙基哌嗪的摩尔比范围为0.5～5。

2.根据权利要求1所述的一种co2复合胺吸收剂，其特征在于：所述添加剂包括水。

3.根据权利要求1所述的一种co2复合胺吸收剂，其特征在于：所述添加剂包括水和抗氧化剂，所述抗氧化剂为亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸铵中的一种及多种。

4.根据权利要求1所述的一种co2复合胺吸收剂，其特征在于：所述添加剂还包括分相剂，分相剂为环丁砜，正丙醇的一种及多种。

5.根据权利要求1所述的一种co2复合胺吸收剂，其特征在于：吸收二氧化碳的温度为30～60℃。

6.根据权利要求1所述的一种co2复合胺吸收剂，其特征在于：解吸二氧化碳的温度为70～120℃。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的一种co2复合胺吸收剂的应用，其特征在于：应用于燃煤发电、钢铁、冶金、水泥、石油化工、玻璃工业烟气及船舶尾气中二氧化碳的捕集、回收与利用。

技术总结
本发明公开了一种CO<subgt;2</subgt;复合胺吸收剂及其应用，包括苯甲胺、氨基乙基哌嗪和添加剂，其中苯甲胺和氨基乙基哌嗪的总胺浓度为2～5moL/kg，苯甲胺与氨基乙基哌嗪的摩尔比范围为0.5～5。本发明采用上述的一种CO<subgt;2</subgt;复合胺吸收剂，解决了现有技术中胺吸收剂CO<subgt;2</subgt;解吸量小和解吸能耗高、吸收速率和解吸速率低、抗氧化降解能力差等问题。

技术研发人员：杨国华,毛旭东,竺新波,况敏,王凯明,喻洁锐,王宇斌,陈浩
受保护的技术使用者：宁波大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13