一种用于捕集酸性气体的高容量复合吸收剂及应用的制作方法

本发明涉及酸性气体捕集，具体涉及一种用于捕集酸性气体的高容量复合吸收剂及应用，其中，酸性气体包括co2、h2s等，可应用于天然气、炼厂气、氮肥厂气中二氧化碳类酸性气体捕集。

背景技术：

1、天然气、炼厂气、氮肥厂气中都含有不同量的二氧化碳等酸性气体，以天然气为例，天然气是含有多种组分的气态混合物，其主要组分是甲烷，此外还含有乙烷、丙烷、丁烷等烃类气体，以及氮气、二氧化碳、硫化氢和微量氢气、氨气、氦气等非烃类气体。作为燃料或者工业使用的原料，需要对勘探开发出来的粗天然气进行净化处理。天然气的组成因油、气田层系不同而异，工业上习称的“酸性天然气”即指含co2、h2s等的天然气，它需处理达到一定的气质标准后才能作商品气进行管输。

2、无论是产生过程需要对气体净化除杂的需要，还是民用管道集输过程需要脱除二氧化碳，二氧化碳的捕集封存是当前亟待解决的重大环境问题。在众多co2减排技术中，化学吸收法，尤其是有机胺碱吸收法已在工业中广泛应用。该法利用co2作为一种酸与有机胺碱发生可逆的酸碱中和反应，在较低的温度下，比如温度保持在40～80℃，主要发生吸收中和化学反应，co2被捕集；吸收了大量co2的吸收液在高温条件下，比如在100～130℃下发生的是分解反应，吸收了大量co2的吸收液释放出co2，有机胺碱吸收液得到再生，从而返回到吸收步骤，反复循环。传统的醇胺法，最初是以乙醇胺(mea)水溶液为吸收剂，后来发展为mdea，尤其是mdea配方型吸收剂(比如mdea+活化剂dea)克服了mea单一醇胺吸收剂的缺点，在节能降耗和设备腐蚀控制等方面，迅速发展为主要的溶剂吸收法。

3、开发更为适合不同工况的醇胺吸收剂一直在发展过程中，20世纪80年代国外发展了具有空间位阻效应的位阻胺应用于脱硫脱碳中，空间位阻胺因为n原子上有一个可以解离的h原子，同时与n相连的基团为非线性碳链，从而使醇胺吸收剂在和co2反应后生成的氨基甲酸盐不稳定，恰恰因为这一特征，使得氨基甲酸盐很容易脱除co2，不会造成氨基甲酸盐的累积，避免系统的腐蚀等，同时降低运行的能耗。现有空间位阻胺存在来源受限，可供选择性差，空间位阻效应一般，受到成本制约无法满足生产中的需要。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供一种用于捕集酸性气体的高容量复合吸收剂及应用。

2、本发明公开了一种用于捕集酸性气体的高容量复合吸收剂，包括：三乙烯二胺衍生物、功能助剂和有机溶剂，所述三乙烯二胺衍生物含有伯胺基团。

3、作为本发明的进一步改进，按重量百分比计，所述三乙烯二胺衍生物的含量为20～79％，所述功能助剂的含量为0.01～5wt％，所述有机溶剂的含量为20～75wt％。

4、作为本发明的进一步改进，所述三乙烯二胺衍生物选自下述结构通式中的一种，或者两种及以上以任意比例组成的混合物：

5、

6、作为本发明的进一步改进，所述功能助剂包括消泡剂、除氧剂和缓蚀剂中的一种或多种。

7、作为本发明的进一步改进，所述消泡剂选自聚硅氧烷、含氟聚硅氧烷、聚醚改性聚硅氧烷、聚氧乙烯醚类中的一种或两种以任意比例组成的混合物，所述缓蚀剂选自有机咪唑啉类、无机亚硝酸盐、钨酸盐、钼酸盐、钒酸盐类中的一种或两种以上任意比例组成的混合物，所述除氧剂选自亚硫酸钠、硫代硫酸钠中的一种或两种以任意比例组成的混合物。

8、作为本发明的进一步改进，所述有机溶剂选自环丁砜、哌嗪、乙二醇、乙二醇二甲醚、乙二醇单甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇单乙醚中的一种或两种及以上任意比例组成的混合物，或者，上述有机溶剂的水溶液。

9、本发明还公开了一种高容量复合吸收剂的应用，包括：将高容量复合吸收剂直接用于或用水稀释后用于脱除原料气中的酸性气体。

10、作为本发明的进一步改进，所述原料气包括天然气、炼厂气、液化石油气和化肥厂合成气中的一种或多种，所述酸性气体包括co2和h2s中的一种或多种，用水稀释后的高容量复合吸收剂的质量浓度为20～79％。

11、作为本发明的进一步改进，将高容量复合吸收剂与所述原料气在20～70℃、0.1～10mpa的条件下进行脱碳处理，高容量复合吸收剂与原料气中的二氧化碳的体积比为100:(0.1～80)。

12、作为本发明的进一步改进，还包括：将吸收有酸性气体的高容量复合吸收剂进行再生，再生后的高容量复合吸收剂再次用于脱除原料气中的酸性气体；其中，再生压力为0.1～0.4mpa、再生温度为90～130℃。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

14、本发明将伯胺基团引入到三乙烯二胺中，兼顾位阻胺和mdea的优点，多胺提高吸收剂的吸收容量，且使用简单、效果突出，可降低能耗，减少吸收剂的循环量。

技术特征：

1.一种用于捕集酸性气体的高容量复合吸收剂，其特征在于，包括：三乙烯二胺衍生物、功能助剂和有机溶剂，所述三乙烯二胺衍生物含有伯胺基团。

2.如权利要求1所述的高容量复合吸收剂，其特征在于，按重量百分比计，所述三乙烯二胺衍生物的含量为20～79％，所述功能助剂的含量为0.01～5wt％，所述有机溶剂的含量为20～75wt％。

3.如权利要求1或2所述的高容量复合吸收剂，其特征在于，所述三乙烯二胺衍生物选自下述结构通式中的一种，或者两种及以上以任意比例组成的混合物：

4.如权利要求1或2所述的高容量复合吸收剂，其特征在于，所述功能助剂包括消泡剂、除氧剂和缓蚀剂中的一种或多种。

5.如权利要求4所述的高容量复合吸收剂，其特征在于，所述消泡剂选自聚硅氧烷、含氟聚硅氧烷、聚醚改性聚硅氧烷、聚氧乙烯醚类中的一种或两种以任意比例组成的混合物，所述缓蚀剂选自有机咪唑啉类、无机亚硝酸盐、钨酸盐、钼酸盐、钒酸盐类中的一种或两种以上任意比例组成的混合物，所述除氧剂选自亚硫酸钠、硫代硫酸钠中的一种或两种以任意比例组成的混合物。

6.如权利要求1或2所述的高容量复合吸收剂，其特征在于，所述有机溶剂选自环丁砜、哌嗪、乙二醇、乙二醇二甲醚、乙二醇单甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇单乙醚中的一种或两种及以上任意比例组成的混合物。

7.一种如权利要求1～6中任一项所述的高容量复合吸收剂的应用，其特征在于，包括：将高容量复合吸收剂直接用于或用水稀释后用于脱除原料气中的酸性气体。

8.如权利要求7所述的高容量复合吸收剂的应用，其特征在于，所述原料气包括天然气、炼厂气、液化石油气和化肥厂合成气中的一种或多种，所述酸性气体包括co2和h2s中的一种或多种，用水稀释后的高容量复合吸收剂的质量浓度为20～79％。

9.如权利要求7所述的高容量复合吸收剂的应用，其特征在于，将高容量复合吸收剂与所述原料气在20～70℃、0.1～10mpa的条件下进行脱碳处理，高容量复合吸收剂与原料气中的二氧化碳的体积比为100:(0.1～80)。

10.如权利要求7所述的高容量复合吸收剂的应用，其特征在于，还包括：将吸收有酸性气体的高容量复合吸收剂进行再生，再生后的高容量复合吸收剂再次用于脱除原料气中的酸性气体；其中，再生压力为0.1～0.4mpa、再生温度为90～130℃。

技术总结
本发明公开了一种用于捕集酸性气体的高容量复合吸收剂及应用，包括：三乙烯二胺衍生物、功能助剂和有机溶剂，三乙烯二胺衍生物含有伯胺基团；该应用为将高容量复合吸收剂直接用于或用水稀释后用于脱除原料气中的酸性气体。本发明将伯胺基团引入到三乙烯二胺中，兼顾位阻胺和MDEA的优点，多胺提高吸收剂的吸收容量。

技术研发人员：张丛云,王兴旺,刘瑞,南学日,孙烨,何芳,赵杨,楚海强
受保护的技术使用者：北京迪威尔石油天然气技术开发有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15