專利名稱：用于從混合氣體中吸收分離二氧化碳的溶液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種用于從含有二氧化碳的混合氣體中吸收分離二氧化碳的溶液，尤其是用于從高含氧量且同時還含有硫和氮氧化合物等雜質(zhì)的混合氣體中高效率地吸收分離其中所含的二氧化碳的溶液。
背景技術(shù)：
二氧化碳作為一種酸性氣體，任何有機及無機堿類溶液均可對其有化學(xué)吸收作用。到目前為止，針對較高壓力且具有較高二氧化碳分壓的混合氣體的分離已有許多較為成熟有效的方法，但針對常壓混合氣體中低分壓的二氧化碳也能進行高效率分離的技術(shù)尚較少。
在用于吸收分離二氧化碳的溶液中，含有碳酸鉀的溶液作為一種無機堿類吸收劑具有穩(wěn)定性好和不怕氧、硫化合物污染毒化等特點，但碳酸鉀溶液吸收速度慢、熱耗高、溶液吸收能力小。因此，國內(nèi)、外不少都采用在碳酸鉀溶液中添加各種催化劑或活化劑，以克服上述存在的缺陷。例如，美國專利文獻US 4112050和US 4217237分別介紹了在碳酸鉀溶液中加入一種空間位阻胺活化劑，以提高溶液的傳質(zhì)速度及吸收能力。公開號為CN 1076380A的中國專利文獻也公開了一種在碳酸鉀、二乙醇胺、硼酸、偏釩酸鉀溶液中增加2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)成分，以提高溶液對二氧化碳的吸收活性。試驗結(jié)果顯示，這些溶液在用于常壓混合氣體中對二氧化碳分離回收的效率較低，經(jīng)濟上也不可行。美國DOW化學(xué)公司開發(fā)的FT技術(shù)，采用的是在含有30％一乙醇胺(MEA)的溶液中加入700mg/L銅緩蝕劑的溶液，可用于從煙道氣中回收二氧化碳。
此外，公開號為CN 1261545A的中國專利文獻介紹的從混合氣體中分離二氧化碳的方法中，采用了組成為烷醇胺類混合物8-30％(W)，銅類緩蝕劑600-1200ppm的吸收溶液，可適用于從常壓混合氣體中分離回收二氧化碳。此兩種方法在對常壓混合氣體，尤其是對煙道氣中的二氧化碳進行回收時，均利用了MEA的堿性強、對二氧化碳吸收容量較大的特點。但由于MEA易被氧化降解，氧含量過高時會加其速降解過程，并且在有CS2、COS及NOx等具有污染和毒化作用的化合物成分存在時，MEA可與CS2、COS等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致其難以被再生。因此，該兩種方法所用的吸收溶液對混合氣體中的氧含量和/或再含有硫化合物和氮氧化合物等污染毒化性的雜質(zhì)均有嚴(yán)格的要求，即被處理的混合氣體的氧含量一般應(yīng)≤8％，且不能含有如CS2、COS及NOx等有毒雜質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述情況，本發(fā)明將提供一種改進的用于從含有二氧化碳的混合氣體中吸收和分離二氧化碳的溶液，其中特別可適用于從高含氧量和/或還含有如CS2、COS等NOx等污染毒化性雜質(zhì)的常壓和/或低壓(如壓力為0.1～0.2Mpa)的混合氣體中吸收分離二氧化碳的溶液，使其對這類混合氣體中的二氧化碳具有滿意的吸收分離效率，且性能穩(wěn)定，不易降解，并具有能耗低等技術(shù)優(yōu)點，因而能廣泛適用于更多的應(yīng)用領(lǐng)域。
本發(fā)明用于從混合氣體中吸收分離二氧化碳的溶液，是在含有碳酸鉀、醇胺類化合物成分、釩類化合物成分和硼酸等的水溶液中，還含有多氨基或多氮類化合物成分。該水溶液中各成分的含量為碳酸鉀 50-250克/升，醇胺類化合物 5-250克/升，多氨基或多氮類化合物 0.5-25克/升，釩類化合物 6-12克/升，硼酸 0-20克/升。
在上述用于從氣體中吸收分離二氧化碳的溶液中，所說的釩類化合物成分一般可以采用在文獻中已有報導(dǎo)和較常使用的五氧化二釩。此外，在上述的溶液組成中，對于該釩類化合物成分，還可以用目前同樣也有報導(dǎo)和使用的堿式碳酸銅等銅類化合物成分進行取代。使用堿式碳酸銅等銅類化合物成分時，其在溶液中的含量可以為0.7-0.9克/升。
在上述用于從氣體中吸收分離二氧化碳的溶液中，所說的醇胺類化合物成分，除可以采用目前已有報導(dǎo)使用的2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)外，還可以為2-(二乙氨基)-乙醇(DEAE)；實際使用時，這些化合物成分既可以僅采用其中的一種，也可以采用兩種成分同時混合使用的方式。
上述用于從氣體中吸收分離二氧化碳溶液中所說的含有多氨基或多氮類化合物成分，一般可以為二亞乙基三胺、三亞乙基四胺(TEAE)、四亞乙基五胺(TEPA)、或N-(2-氨基乙基)哌嗪(AEP)；實際使用時，這些化合物成分同樣也是既可以僅采用其中的一種，也可以采用兩種或多種成分同時混合使用的方式。
采用本發(fā)明上述組成形式的溶液吸收分離混合氣體中二氧化碳時，具體的操作方式和工藝條件，一般可以參照上述已有文獻報導(dǎo)的方式進行，也可以采用其它同樣可行的方式進行。
試驗結(jié)果顯示，采用本發(fā)明上述的含有醇胺類化合物成分、多氨基或多氮類化合物成分、硼酸以及釩類或銅類化合物成分的水溶液后，可顯著增加溶液對二氧化碳吸收時的傳質(zhì)速度及吸收能力，對常壓混合氣體中二氧化碳的吸收能力明顯超過采用上述文獻報導(dǎo)的同類溶液時的吸收分離效果。本發(fā)明這種溶液不僅具有醇胺類溶液(尤其是一乙醇胺溶液)對常壓混合氣體中二氧化碳優(yōu)良的吸收效率，而且溶液的性質(zhì)穩(wěn)定不易降解，尤其適用于對氧含量超過8％(V)并同時還含有CS2、COS及NOX等有毒雜質(zhì)成分的常壓及低壓混合氣體中二氧化碳的脫除與回收，同時能耗較低，具有更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。采用本發(fā)明上述組成的吸收溶液與采用與上述CN 1076380A文獻所報導(dǎo)的同樣吸收溶液，對混合氣體中二氧化碳進行的平行吸收分離試驗的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的對比，可參見下表1。
表1 脫除二氧化碳平行試驗的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)對比

以下結(jié)合實施例形式的具體實施方式
對本發(fā)明的上述內(nèi)容作進一步的詳細說明。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于下述的實例。凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
具體實施例方式
各實施例的二氧化碳吸收液組成以及處理操作的工藝條件及相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)參數(shù)等內(nèi)容如表2所示，對混合氣體進行吸收分離二氧化碳的工藝操作流程，參照前述的相關(guān)文獻方式進行。
表2 各實施例的相關(guān)參數(shù)和條件

(注表中的DEAE為2-(二乙氨基)-乙醇，AMP為2-氨基-2-甲基-1-丙醇，AEP為N-(2-氨基乙基)哌嗪，TEPA為四亞乙基五胺。)
權(quán)利要求
1.用于從混合氣體中吸收分離二氧化碳的溶液，為含有碳酸鉀、醇胺類化合物成分、釩類化合物成分和硼酸的水溶液，其特征是溶液中還含有多氨基或多氮類化合物成分，各成分在溶液中的含量為碳酸鉀 50-250克/升，醇胺類化合物 5-250克/升，多氨基或多氮類化合物 0.5-25克/升，釩類化合物 6-12克/升， 硼酸 0-20克/升。
2.如權(quán)利要求1所述的用于從混合氣體中吸收分離二氧化碳的溶液，其特征是所說的釩類化合物成分為五氧化二釩。
3.如權(quán)利要求1所述的用于從混合氣體中吸收分離二氧化碳的溶液，其特征是所說的釩類化合物成分可以用銅類化合物成分取代，其在溶液中的含量為0.7-0.9克/升。
4.如權(quán)利要求3所述的用于從混合氣體中吸收分離二氧化碳的溶液，其特征是所說的銅類化合物成分為堿式碳酸銅。
5.如權(quán)利要求1至4之一所述的用于從混合氣體中吸收分離二氧化碳的溶液，其特征是所說的醇胺類化合物成分為2-(二乙氨基)-乙醇或2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的至少一種。
6.如權(quán)利要求1至4之一所述的用于從混合氣體中吸收分離二氧化碳的溶液，其特征是所說的含有多氨基或多氮類化合物的成分為二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、四亞乙基五胺、或N-(2-氨基乙基)哌嗪中的至少一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于從混合氣體中吸收分離二氧化碳的溶液,為含有碳酸鉀、醇胺類化合物成分、釩類化合物成分、硼酸以及多氨基或多氮類化合物成分的水溶液。其中:碳酸鉀為50－250克/升,醇胺類化合物成分為5－250克/升,多氨基或多氮類化合物成分為0.5－25克/升,釩類化合物成分為6－12克/升,硼酸為0－20克/升。其中的釩類化合物成分還可以用銅類化合物成分取代。本發(fā)明的溶液尤其適用于從高含氧量并同時含有硫和氮氧化合物雜質(zhì)的氣體中高效率地吸收分離其中所含的二氧化碳。
文檔編號B01D53/14GK1386566SQ0211361
公開日2002年12月25日 申請日期2002年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月16日
發(fā)明者羅馳敏 申請人:羅馳敏