专利名称：一种焦炉煤气或天然气的高性能脱碳复配溶剂及制备方法
技术领域：
本发明涉及工业气脱碳技术领域，尤其是一种高性能脱碳复配溶剂及其制备方法。
背景技术：
在焦炉煤气、液化天然气处理过程中都要脱除二氧化碳，另外净化后的二氧化碳本身也是一种重要的化工原料。由于环保意识的加强，C02脱除和捕集研究已世界各国对环保污染极度重视。京都会议对每个国家的二氧化碳的排放量有了严格的要求，因此选择经济高效的脱除回收二氧化碳的意义重大。1982年德国BSAF公司开发出活化MDEA脱碳技术之后，由于吸收能力大、反应速度快、适应范围广、再生能耗低、净化度高、、操作简化等优点，该技术已经广泛用于工业气体的脱碳过程。 中国专利(ZL93110579. X)公开了一种多胺法脱碳溶液，该脱碳溶液以MDEA水溶液为主体，添加哌嗪(1°/Γ5%)和二乙醇胺(19TlO%)作为活化剂，目前该工艺已非常成熟，广泛应用于炼厂催化干气的脱碳工艺等领域。中国专利(CN101260330A)公开了富甲烷气中脱酸性气体复胺溶液，该溶液组活化剂为2-氨基-2-甲基-I-丙醇(3% 6%)和单乙醇胺(1% 5%)，其余为MDEA溶液，近年来该工艺已在天然气液化的脱除二氧化碳工艺得到了广泛应用。离子液体是由特定阳、阴离子构成的在室温或近于室温下呈液态的物质，是一种新型的溶剂。二氧化碳能与离子液体相互作用，增加二氧化碳在一些溶剂中的溶解度。近年来利用离子液体收集和捕获二氧化碳的研究备受关注。高性能复配脱碳溶剂中的活化剂采用加入低浓度离子液体，远离腐蚀区。另外加入离子液体发现它不仅可提高吸收速度同时还可降低溶液液相表面CO2分压，从而有利于CO2的吸收。综上所述，现有MDEA脱碳溶液虽各具特点，但其脱碳净化度、溶剂损耗及系统能耗等仍有改进的余地。发明技术内容本发明要解决的技术问题提供一种高性能的N-甲基二乙醇胺复合脱碳溶液，克服现有脱碳溶剂存在的不足。本发明解决技术问题的技术方案本发明中高性能脱碳溶剂含有N-甲基二乙醇胺，还包括活化剂、离子液体和消泡剂，其中N-甲基二乙醇胺在该高性能脱碳溶液中的含量为35 40wt%，活化剂哌嗪或哌嗪与单乙醇胺混合物在所述脱碳溶液中的含量为f 3wt%，I-(3-丙胺基)-3- 丁基咪唑四氟硼酸盐或1-(1-氨基丙基)-3-甲基咪唑溴盐离子液体的含量为l 2wt%，消泡剂为聚甲基硅氧烷为O. Γ0. 5wt%。本发明所说的脱碳溶液可用于焦炉煤气或天然气等混合气体中二氧化碳的脱除，同时还具有脱除硫化氢的作用。该高性能脱碳溶液具有净化度高、吸收容量大、吸收速度快、再生能耗低等优点。
具体实施例方式下面通过实施例对本发明进一步说明，其目的是为更好理解本发明的内容实施例I在某5Nm3/h (焦炉煤气)脱碳装置选用本发明所述的MDEA脱碳溶液(MDEA浓度为35wt%;活化剂哌嗪和单乙醇胺总浓度为lwt% ;离子液体1-(3-丙胺基)-3- 丁基咪唑四氟硼酸盐或1-(1-氨基丙基)-3_甲基咪唑溴盐浓度为lwt%;消泡剂为聚甲基硅氧烷浓度为O. lwt%)进行脱碳。脱碳系统操作压力2. 6MPa、温度40°C，脱碳后焦炉煤气中二氧化碳的含量小于lOppm，每立方米溶剂吸收二氧化碳22 25Nm3 ;系统运行数据如下MDEA消耗0.087kg/NKm3焦炉煤气；哌嗪和单乙醇胺总消耗O. 009kg/NKm3焦炉煤气；1_(3_丙胺基)-3_ 丁基咪唑四氟硼酸盐或1-(1-氨基丙基)-3-甲基咪唑溴盐消耗O. OOlkg/NKm3焦炉煤气；消泡剂聚甲基硅氧烷消耗O. OOlkg/NKm3焦炉煤气；蒸汽消耗小于1000kg/NKm3焦 炉煤气。实施例2在某3Nm3/h(液化天然气)脱碳装置选用本说明所说的MDEA脱碳溶液(MDEA浓度为38wt%;活化剂哌嗪和单乙醇胺总浓度为I. 5wt% ;离子液体1-(3-丙胺基)-3- 丁基咪唑四氟硼酸盐或1-(1-氨基丙基)-3_甲基咪唑溴盐浓度I. 5wt%;消泡剂为聚甲基硅氧烷浓度为0.2wt%)进行脱碳。脱碳系统操作压力3.010^、温度451，投产后生产系统稳定，吸收容量大，脱碳后的液化天然气中二氧化碳含量为8ppm，每立方米溶液吸收二氧化碳22 25Nm3 ；系统运行数据如下=MDEA消耗0. 089kg/NKm3液化天然气；哌嗪和单乙醇胺总消耗0. 010公斤/NKm3液化天然气；1-(3-丙胺基)-3- 丁基咪唑四氟硼酸盐或1-(1-氨基丙基)_3_甲基咪唑溴盐消耗0. 0015kg/NKm3液化天然气；消泡剂聚甲基硅氧烷消耗0. 003kg/NKm3液化天然气；蒸汽消耗小于1000kg/NKm3液化天然气。实施例3在某5Nm3/h(液化天然气)脱碳装置，选用本说明所说的MDEA脱碳溶液(MDEA浓度为40wt%;活化剂哌嗪和单乙醇胺总浓度为3wt% ;离子液体1-(3-丙胺基)-3- 丁基咪唑四氟硼酸盐或1-(1-氨基丙基)-3_甲基咪唑溴盐浓度2wt%;消泡剂为聚甲基硅氧烷浓度为
0.5wt%)进行脱碳。脱碳系统操作压力3. 5MPa、温度50°C，投产后生产系统稳定，吸收容量大，脱碳后的液化天然气中二氧化碳含量为7ppm，每立方米溶液吸收二氧化碳22 25Nm3 ;系统运行数据如下=MDEA消耗0. 099kg/NKm3液化天然气；哌嗪和单乙醇胺总消耗0. 0027kg/NKm3LNG; 1-(3-丙胺基)_3_ 丁基咪唑四氟硼酸盐或1_(1_氨基丙基)_3_甲基咪唑溴盐消耗0. 005kg/NKm3液化天然气；消泡剂为聚甲基硅氧烷消耗0. 005kg/NKm3液化天然气；蒸汽消耗小于1000kg/NKm3液化天然气。
权利要求
1.一种高性能脱碳复配溶液，其由N-甲基二乙醇胺、活化剂、离子液体和消泡剂组成；其中N-甲基二乙醇胺在所述的脱碳复配溶液中含量为35 40wt%，消泡剂在脱碳复配溶液中的含量为O. Γ0. 5wt%，活化剂在脱碳复配溶液中的含量为Γ3%，离子液体在脱碳复配溶液中的含量为广2%。
2.根据权利要求I所述的高性能脱碳复配溶液，高性能脱碳溶剂中的活化剂由哌嗪或哌嗪与单乙醇胺混合物组成，所述离子液体为1-(3-丙胺基)-3-丁基咪唑四氟硼酸盐或I-(I-氨基丙基)-3_甲基咪唑溴盐。
3.根据权利要求I所述的高性能脱碳复配溶液，高性能脱碳溶剂中的消泡剂为聚甲基硅氧烷。
全文摘要
本发明为一种焦炉煤气或天然气的高性能脱碳复配溶剂及制备方法，其涉及一种高性能脱碳复配溶剂，其由N-甲基二乙醇胺、活化剂、离子液体和消泡剂组成，所述的N-甲基二乙醇胺在所述的脱碳复配溶剂中含量为35~40wt%，消泡剂的含量为0.1~0.5wt%，所述活化剂中哌嗪或哌嗪与单乙醇胺混合物的含量为1~3%，离子液体的含量为1~2%。本发明的高效脱碳复配溶剂可用于焦炉煤气或天然气等工业气体中二氧化碳的脱除，脱碳后二氧化碳含量小于10ppm。该脱碳溶剂具有净化度高、吸收容量大、再生能耗低等优点。
文档编号C10K1/16GK102899095SQ20121031249
公开日2013年1月30日 申请日期2012年8月29日 优先权日2012年8月29日
发明者白芳, 华超, 张润虎 申请人:中国科学院过程工程研究所