專利名稱：用于從氣體混合物吸收CO₂的方法、吸收介質(zhì)和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于從氣體混合物吸收(X)2的方法，還涉及吸收介質(zhì)和用于進(jìn)行所述方法的設(shè)備。對于從煙氣除去ニ氧化碳而言，特別是對于減少從發(fā)電廠エ藝排放被認(rèn)為是溫室效應(yīng)的主要原因的ニ氧化碳，從氣體混合物吸收ニ氧化碳受到特別的關(guān)注。對于從天然氣、 生物氣、合成氣或精煉廠中的含CO2的氣流除去CO2而言，CO2的吸收也同樣受到關(guān)注。此外， ー些方法需要ニ氧化碳，對于這些方法，可以通過本發(fā)明的方法獲得作為起始原料的co2。
背景技術(shù)：
在エ業(yè)規(guī)模上，通常將烷醇胺的水溶液作為用于從氣體混合物吸收CO2的吸收介質(zhì)。通過加熱、降壓至較低的壓カ或汽提將負(fù)載了的吸收介質(zhì)再生，生成解吸的ニ氧化碳。在再生方法之后，吸收介質(zhì)可以重新使用。這些方法描述于例如Rolker，J. ；Arlt, W. ；"Abtrennung von Kohlendioxid aus Rauchgasen mittels Absorption', Chemie Ingenieur Technik 2006，78，第 416 至 424 頁中。這些方法的缺點(diǎn)在于，對于通過吸收和隨后的解吸分離出(X)2而言需要相對大量的能量，并且在解吸過程中僅有部分被吸收的(X)2被再次解吸，使得在吸收和解吸循環(huán)中用于CO2吸收的烷醇胺的比例低。此外，所使用的吸收介質(zhì)是強(qiáng)腐蝕性的。將離子液體用于吸收CO2 描述于 X.Zhang 等，“ kreening of ionic Liquids to Capture CO2 by C0SM0-RS and Experiments”，AIChE Journal，第 54卷，第 2171 至 2728 頁中。

發(fā)明內(nèi)容
已出人意料地發(fā)現(xiàn)，通過使用2，3- ニ氫-2，2，4，6-四甲基吡啶從氣體混合物吸收 CO2可以避免已知方法的缺陷。因此，本發(fā)明提供了通過使氣體混合物與包含水和2，3- ニ氫-2，2，4，6-四甲基吡啶的吸收介質(zhì)接觸，從而從氣體混合物吸收CO2的方法。本發(fā)明還提供了吸收介質(zhì)，其包含處于均勻相中的水、2，3_ ニ氫-2，2，4，6-四甲基吡啶和至少ー種有機(jī)溶剤。本發(fā)明還提供了從氣體混合物分離(X)2的設(shè)備，其包括吸收單元、解吸単元和循環(huán)吸收介質(zhì)，所述循環(huán)吸收介質(zhì)包含處于均勻相中的水、2，3- ニ氫-2，2，4，6-四甲基吡啶和至少ー種有機(jī)溶剤。在本發(fā)明的方法中，通過使氣體混合物與包含水和2，3- ニ氫-2，2，4，6-四甲基吡啶的吸收介質(zhì)接觸而實(shí)現(xiàn)(X)2的吸收。2，3-ニ氫-2，2，4，6-四甲基吡啶可以通過US 2，516，625和US 4，701，530中描述的方法由丙酮和氨制備。除2，3- ニ氫-2，2，4，6-四甲基吡啶以外，所述吸收介質(zhì)還可以包含2，3_ ニ氫_2， 2，4，6-四甲基吡啶的ー種或多種互變異構(gòu)體，特別是2，5- ニ氫-2，2，4，6-四甲基吡啶、1，2-ニ氫-2，2，4，6-四甲基吡啶和1,2,3,4-四氫_2，2，6-三甲基-4-亞甲基吡啶。在本發(fā)明的方法中，除水和2，3- ニ氫-2，2，4，6-四甲基吡啶以外，所述吸收介質(zhì)優(yōu)選還包含至少ー種水混溶性有機(jī)溶剤。對于本發(fā)明的目的而言，術(shù)語“水混溶性有機(jī)溶劑”是指在水中溶解至至少10重量％的溶剤，或至少10重量％的水溶解在所述溶劑中。特別優(yōu)選與水之間沒有混溶間隙且可以任何比例與水混溶的水混溶性有機(jī)溶剤。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，包含水、2，3_ ニ氫-2，2，4，6-四甲基吡啶和至少ー種水混溶性有機(jī)溶劑的吸收介質(zhì)以單相的形式存在。吸收介質(zhì)的單相性質(zhì)可以通過適當(dāng)選擇水混溶性有機(jī)溶劑和適當(dāng)選擇水、2，3-ニ氫_2，2，4，6_四甲基吡啶和水混溶性有機(jī)溶劑的比例而實(shí)現(xiàn)。同樣，優(yōu)選這樣的實(shí)施方案，其使用包含水、2，3- ニ氫-2，2，4，6-四甲基吡啶和至少ー種水混溶性有機(jī)溶劑的吸收介質(zhì)，其中在吸收(X)2之后所述吸收介質(zhì)以單相的形式存在。在吸收ω2之后所述吸收介質(zhì)的單相性質(zhì)可能受與在吸收之前影響吸收介質(zhì)的單相性質(zhì)的因素相同的因素影響，并且可能還另外受在使氣體混合物與吸收介質(zhì)接觸過程中選擇的溫度和壓カ的影響。原則上可以使用任何包含(X)2的氣體混合物實(shí)施本發(fā)明的方法，所述氣體混合物特別是燃燒煙氣；來自生物學(xué)過程例如堆肥、發(fā)酵或水處理廠的廢氣；來自煅燒過程例如石灰煅燒或水泥生產(chǎn)的廢氣；來自用于鐵生產(chǎn)的高爐過程的殘余氣體；來自化學(xué)過程的殘余氣體，例如來自炭黑生產(chǎn)或通過蒸汽轉(zhuǎn)化制備氫的廢氣；包含(X)2的天然氣和生物氣；合成氣；和精煉廠過程中的含(X)2的氣流。優(yōu)選地，所述氣體混合物是燃燒煙氣，特別優(yōu)選包含1-60體積％ CO2的燃燒煙氣， 特別是包含2-20體積％ CO2的燃燒煙氣。在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述氣體混合物是來自發(fā)電廠エ藝的燃燒煙氣，特別是來自發(fā)電廠エ藝的脫硫的燃燒煙氣。在涉及來自發(fā)電廠 エ藝的脫硫的燃燒煙氣的特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，可以使用發(fā)電廠エ藝已知的所有脫硫方法，優(yōu)選使用石灰乳、使用氨水通過Walther方法或通過ffelImarm-Lord方法洗滌氣體。在本發(fā)明的方法中，優(yōu)選地，從包含少于10體積％ O2的氣體混合物吸收CO2，特別優(yōu)選從包含少于6體積％ O2的氣體混合物吸收CO2。在進(jìn)ー步優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述氣體混合物是除(X)2以外還包含甲烷作為主要成分的天然氣或生物氣，CO2和甲烷的總量優(yōu)選多于50體積％，特別是多于80體積％。在本發(fā)明的方法中，適于使氣相與液相接觸的所有設(shè)備都可以用于使氣體混合物與吸收介質(zhì)接觸。優(yōu)選使用現(xiàn)有技術(shù)已知的氣體洗滌器或吸收塔，例如膜接觸器、徑流式洗滌器、噴射洗滌器、Venturi洗滌器、旋轉(zhuǎn)噴霧洗滌器、填充床塔、填料塔和板式塔(tray column) 0特別優(yōu)選使用逆流操作的吸收塔。在本發(fā)明的方法中，(X)2的吸收優(yōu)選在吸收介質(zhì)的溫度為0-70°C的情況下進(jìn)行，特別優(yōu)選20-60°C。特別優(yōu)選地，當(dāng)使用逆流操作的吸收塔吋，吸收介質(zhì)的溫度在進(jìn)入塔時(shí)為 30-600C，且在離開塔時(shí)為35-70°C。CO2的吸收優(yōu)選在氣體混合物的壓カ為0. 8-50巴的情況下進(jìn)行，特別優(yōu)選0. 9-30 巴。在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，吸收在氣體混合物的總壓カ為0. 8-1. 5巴的情況下進(jìn)行，特別是0. 9-1. 1巴。這種特別優(yōu)選的實(shí)施方案使得可以從發(fā)電廠的燃燒煙氣吸收CO2,而不壓縮所述燃燒煙氣。
在本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施方案中，通過升高溫度和/或降低壓カ使吸收介質(zhì)中吸收的(X)2再次解吸，并在(X)2的解吸之后，將吸收介質(zhì)重新用于吸收co2。使用這種吸收和解吸的循環(huán)方法，可以從氣體混合物部分地或完全地分離CO2,并且與氣體混合物的其他組分分別獲得co2。作為升高溫度或降低壓カ的可選方案，或除了升高溫度和/或降低壓カ以外，也可以通過使用氣體汽提負(fù)載(X)2的吸收介質(zhì)而實(shí)施解吸。當(dāng)在解吸期間除了 CO2以外同時(shí)也將水從吸收介質(zhì)除去吋，任選地，在重新使用吸收介質(zhì)之前可以向吸收介質(zhì)中加入水。解吸可以使用用于從液體解吸氣體的現(xiàn)有技術(shù)已知的所有設(shè)備。解吸優(yōu)選在解吸塔中進(jìn)行。作為可選方案，CO2的解吸也可以在ー個或多個閃蒸階段中進(jìn)行。在通過升高溫度實(shí)現(xiàn)的解吸中，CO2的解吸優(yōu)選在吸收介質(zhì)的溫度為50-200°C的溫度下進(jìn)行，特別優(yōu)選80-150°C。優(yōu)選地，解吸中的溫度比吸收中的溫度高至少20°C，特別優(yōu)選地，高至少50°C。在通過降低壓カ實(shí)現(xiàn)的解吸中，CO2的解吸優(yōu)選在氣相的總壓カ為0. 01-10巴的情況下進(jìn)行，特別是0. 1-5巴。優(yōu)選地，在此情況下，解吸中的壓カ比吸收中的壓カ低至少1. 5 巴，特別優(yōu)選低至少4巴。在通過升高溫度實(shí)現(xiàn)的解吸中，解吸CO2中的壓カ也可以比吸收CO2中的壓カ高。 優(yōu)選地，在此實(shí)施方案中，CO2解吸中的壓カ比CO2吸收中的壓カ高多至5巴，特別優(yōu)選高3 多至巴。該實(shí)施方案使得從氣體混合物中分離出的(X)2能夠被壓縮至比未使用機(jī)械能的氣體混合物的壓カ更高的壓力。吸收介質(zhì)的單相性質(zhì)可以通過解吸中的較高壓カ而確保。本發(fā)明的吸收介質(zhì)包括處于均勻相中的水、2，3-ニ氫-2，2，4，6-四甲基吡啶和至少ー種有機(jī)溶剤。優(yōu)選使用在1巴下沸點(diǎn)高于100°c的有機(jī)溶剤，特別優(yōu)選在1巴下沸點(diǎn)高于150°c的有機(jī)溶剤。優(yōu)選地，本發(fā)明的吸收介質(zhì)還包含C02。本發(fā)明的吸收介質(zhì)包含水和有機(jī)溶剤，其重量比優(yōu)選為10 1-1 1，特別優(yōu)選在5 1-2 1的范圍內(nèi)。有機(jī)溶劑與2，3-ニ氫-2，2，4，6-四甲基吡啶的重量比優(yōu)選在 3:1-1: 3的范圍內(nèi)，特別優(yōu)選在2 1-1 2的范圍內(nèi)。特別優(yōu)選包含10-80重量水、 5-50重量％ 2，3-ニ氫-2，2，4，6-四甲基吡啶和5_50重量％有機(jī)溶劑的吸收介質(zhì)。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明的吸收介質(zhì)包含CAS號為126-33-0的環(huán)丁砜作為有機(jī)溶剤，優(yōu)選地，環(huán)丁砜的比例為至少5重量％，特別優(yōu)選至少10重量％，特別是至少25重量％。在另ー個優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明的吸收介質(zhì)包含至少ー種離子液體作為有機(jī)溶剤，優(yōu)選地，離子液體的比例為至少5重量％，特別優(yōu)選至少10重量％，特別是至少25重量％。對于本發(fā)明的目的而言，所述離子液體是由陰離子和陽離子組成的鹽，或所述鹽的混合物，其中所述鹽或所述鹽的混合物的熔點(diǎn)低于100°c。優(yōu)選地，所述離子液體包括一種或多種有機(jī)陽離子與有機(jī)或無機(jī)陰離子的鹽。具有不同有機(jī)陽離子和相同陰離子的多種鹽的混合物是特別優(yōu)選的。特別適合的有機(jī)陽離子是通式(I)-(V)的陽離子R1R2R3R4N+(I)
R1R2R3R4P+(I)R1R2R3S+(III)R1R2N+ = C (NR3R4) (NR5R6) (IV)R1R2N+ = C (NR3R4) (XR5) (V)其中R1、R2、R3、R4、R5、R6相同或不同，且各自為氫、具有1_30個碳原子的直鏈的或支化的脂肪烴基或烯屬烴基、具有5-40個碳原子的環(huán)脂肪烴基或環(huán)烯屬烴基、具有6-40個碳原子的芳香烴基、具有7-40個碳原子的烷基芳基、具有2-30個碳原子并且被一個或多個-0-、-NH-、-NR，-、-O-C (0) _、- (0) C-O-、-NH-C (0) -、- (0) C-NH-、- (CH3) N-C (0) -、- (0) C-N (CH3) -、_S (O2) -0-、-0-S (O2) -、-S (O2) -NH-,-NH-S (O2) -、_S (O2) -N (CH3)-或-N (CH3) -S (O2)-基團(tuán)間隔的直鏈的或支化的脂肪烴基或烯屬烴基、具有1-30個碳原子并且被0H、0R’、NH2、N(H) R’或N(R’)2末端官能化的直鏈的或支化的脂肪烴基或烯屬烴基、或具有嵌段結(jié)構(gòu)或無規(guī)結(jié)構(gòu)的式-(R7-O)n-R8的聚醚基團(tuán)，其中在陽離子具有式(V)的的情況下R5不是氫，R’為具有1-30個碳原子的脂肪烴基或烯屬烴基，R7為含有2-4個碳原子的直鏈的或支化的亞烷基，η 為 1-200，優(yōu)選 2-60,R8為氫、具有1-30個碳原子的直鏈的或支化的脂肪烴基或烯屬烴基、具有5-40個碳原子的環(huán)脂肪烴基或環(huán)烯屬烴基、具有6-40個碳原子的芳香烴基、具有7-40個碳原子的烷基芳基、或-C(O)-R9基團(tuán)，R9為具有1-30個碳原子的直鏈的或支化的脂肪烴基或烯屬烴基、具有5-40個碳原子的環(huán)脂肪烴基或環(huán)烯屬烴基、具有6-40個碳原子的芳香烴基、或具有7-40個碳原子的
細(xì)基萬fe，X為氧原子或硫原子，其中基團(tuán)R1、R2、R3、R4、R5和R6中的至少ー個不是氫，優(yōu)選全部不是氫。其中基團(tuán)R1和R3 —起形成4元至10元，優(yōu)選5元至6元環(huán)的式⑴至(V)的陽離子同樣是適合的。在式(IV)的陽離子中，基團(tuán)R1至R5優(yōu)選為甲基且基團(tuán)R6優(yōu)選為乙基或正丙基。在式(V)的陽離子中，基團(tuán)R1至R4優(yōu)選為甲基。環(huán)中具有至少ー個季氮原子且所述氮原子具有如上所述的基團(tuán)R1的雜芳香陽離子同樣是適合的，優(yōu)選在氮原子上被取代的吡咯、吡咗、咪唑、噁唑、異噁唑、噻唑、異噻唑、 吡啶、嘧啶、吡嗪、吲哚、喹啉、異喹啉、噌啉、喹喔啉或酞嗪衍生物。具體而言，適合的無機(jī)陰離子為四氟硼酸根、六氟磷酸根、硝酸根、硫酸根、硫酸氫根、磷酸根、磷酸氫根、磷酸ニ氫根、氫氧根、碳酸根、碳酸氫根和鹵離子，優(yōu)選氯離子。具體而言，適合的有機(jī)陰離子為Ra0S03-、RaS03-、Ra0P032-、(RaO)2P02\RaP032\RaC00\ Ra0_、(RaCO) 2N_、(RaSO2) 2N_、NCN_、Rb3PF3-和 RbBF3-,其中 Ra 為具有 1-30 個碳原子的直鏈的或支化的脂肪烴基、具有5-40個碳原子的環(huán)脂肪烴基、具有6-40個碳原子的芳香烴基、具有 7-40個碳原子的烷基芳基，或具有1-30個碳原子的直鏈的或支化的全氟烷基，且Rb為具有 1-30個碳原子的全氟烷基，優(yōu)選具有1-3個碳原子。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述離子液體包括ー種或多種1，3-ニ烷基咪唑鐺鹽，其中所述烷基特別優(yōu)選地各自獨(dú)立地選自于甲基、乙基、正丙基、正丁基和正己基。在另一個優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述離子液體包括一種或多種具有單價(jià)陰離子和通式(I)的陽離子的季銨鹽，其中R1為具有1-20個碳原子的烷基，R2為具有1-4個碳原子的烷基，R3 為(CH2CHRO)n_H 基團(tuán)，其中 η 為 1 至 200 且 R = H 或 CH3,且R4為具有1-4個碳原子的烷基，或(CH2CHRO)n-H基團(tuán)，其中η為1-200且R = H或CH3。本領(lǐng)域技術(shù)人員由現(xiàn)有技術(shù)已知制備離子液體的方法。在本發(fā)明的方法中，優(yōu)選使用本發(fā)明的上述吸收介質(zhì)。在本發(fā)明的方法中，除了上述組分之外，所述吸收介質(zhì)還可以含有添加劑，優(yōu)選為腐蝕抑制劑和/或促進(jìn)潤濕的添加劑。作為腐蝕抑制劑，可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的所有物質(zhì)作為適于使用烷醇胺吸收ω2的方法的腐蝕抑制劑，特別是US 4，714，597中描述的腐蝕抑制劑。作為促進(jìn)潤濕的添加劑，優(yōu)選使用選自以下組的一種或多種表面活性劑非離子表面活性劑、兩性離子表面活性劑和陽離子表面活性劑。適合的非離子表面活性劑為烷基胺烷氧基化物、酰胺基胺、烷醇酰胺、烷基氧膦、烷基N葡糖酰胺、烷基葡糖苷、膽汁酸、烷基烷氧基化物、脫水山梨糖醇酯、脫水山梨糖醇酯乙氧基化物、脂肪醇、脂肪酸乙氧基化物、酯乙氧基化物和聚醚硅氧烷。適合的兩性離子表面活性劑為甜菜堿、烷基甘氨酸、二甲基磺基甜菜堿(sultaine)、兩性丙酸鹽、兩性乙酸鹽、叔胺氧化物和硅甜菜堿(silicobetaine)。適合的陽離子表面活性劑是具有一個或兩個具有8-20個碳原子的取代基的季銨鹽，特別是相應(yīng)的四烷基銨鹽、烷基吡啶鐺鹽、酯季銨鹽、二酰胺基胺季銨鹽、咪唑鐺季銨鹽、烷氧基烷基季銨鹽、芐基季銨鹽和硅酮季銨鹽。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，促進(jìn)潤濕的添加劑包括一種或多種通式R(0CH2CHR，)m0H的非離子表面活性劑，其中m為4-40，R為具有8-20個碳原子的烷基、具有8_20個碳原子的烷基芳基或具有3-40個環(huán)氧丙烷單元的聚環(huán)氧丙烷基團(tuán)，并且R’為甲基或優(yōu)選地為氫。在另一個優(yōu)選的實(shí)施方案中，促進(jìn)潤濕的添加劑包括包含多于10重量％的[Si(CH3)2O]單元和多于10重量％的[CH2CHR-O]單元的聚醚-聚硅氧烷共聚物，其中R為氫或甲基。特別優(yōu)選通式(VI)至(VIII)的聚醚-聚硅氧烷共聚物(CH3) 3Si-0- [SiR1 (CH3) _0]n_Si (CH3) 3 (VI)R2O-Ap-[B-AJm-Aq-R2 (VII)R2O-[A-Z]p-[B-Si (CH3)2-Z_0-A-Z]m-B_Si (CH3) 2[Z_0_A],O1^qR2 (VIII)其中A 為式-[CH2CHR3-O]r_ 的二價(jià)基團(tuán)，B 為式- [Si (CH3)2-OJs-的二價(jià)基團(tuán)Z為具有2-20個碳原子的二價(jià)直鏈的或支化的亞烷基，且優(yōu)選地為-(CH2)3-,η = 1 M 30,m = 2 M 100,
口、口 = 0或1，r = 2 M 100,s = 2 M 100,基團(tuán)R1中的1-5個為通式-Z-O-A-R2的基團(tuán)，剩余的基團(tuán)R1各自為甲基，R2為氫或具有1-20個碳原子的脂肪族烷基或烯屬烷基或?；鶊F(tuán)，且R3為氫或甲基。本領(lǐng)域技術(shù)人員由現(xiàn)有技術(shù)已知用作水溶液的添加劑的促進(jìn)潤濕的添加劑，并且所述添加劑可以通過現(xiàn)有技術(shù)的已知方法制備。用于從氣體混合物分離(X)2的本發(fā)明的設(shè)備包括吸收單元、解吸單元、和本發(fā)明的循環(huán)吸收介質(zhì)。在本發(fā)明的方法中用于吸收的上述設(shè)備適于作為本發(fā)明的設(shè)備的吸收單元。在本發(fā)明的方法中用于解吸的上述設(shè)備適于作為本發(fā)明的設(shè)備的解吸單元。優(yōu)選地，本發(fā)明的設(shè)備包括吸收單元和解吸單元，本領(lǐng)域技術(shù)人員從用于使用烷醇胺從氣體混合物分離(X)2的設(shè)備可知所述吸收單元和解吸單元。由于在吸收介質(zhì)中使用了 2，3- 二氫-2，2，4，6-四甲基吡啶，因此與已知的方法和吸收介質(zhì)相比較，特別是與通常用于工業(yè)中的烷醇胺相比較，本發(fā)明的方法和本發(fā)明的吸收介質(zhì)在低溫下的吸收中允許較高的吸收介質(zhì)的CO2負(fù)載度(degree of loading)，其中對于本發(fā)明的目的而言，負(fù)載度是指在吸收介質(zhì)中ω2與胺的摩爾比例。此外，本發(fā)明方法的吸收介質(zhì)腐蝕性較低，并且與含有烷醇胺的吸收介質(zhì)相比，顯示出較高的對于CO2的化學(xué)吸收率。在包括吸收和解吸的循環(huán)方法的實(shí)施方案中，與已知的方法和吸收介質(zhì)相比較，特別是與烷醇胺相比較，還獲得了改善的二氧化碳差異(carbon dioxide differential)，其中對于本發(fā)明的目的，二氧化碳差異是吸收(X)2之后吸收介質(zhì)負(fù)載(X)2的負(fù)載度和解吸(X)2之后吸收介質(zhì)負(fù)載(X)2的負(fù)載度之間的差。這些優(yōu)勢使得可以更有效地由具有低(X)2分壓的氣體混合物吸收CO2,并且還使得與現(xiàn)有技術(shù)已知的方法相比較降低設(shè)備的尺寸和降低能量消耗成為可能。由于較低的腐蝕性，與已知的方法相比較，在本發(fā)明的方法中需要較少量的腐蝕抑制劑。除了水和2，3- 二氫-2，2，4，6-四甲基吡啶以外，還包含至少一種離子液體的本發(fā)明的吸收介質(zhì)允許(X)2的解吸在較高的溫度和/或較低的壓力下實(shí)施，而在解吸過程中不會出現(xiàn)溶劑損失或者出現(xiàn)由于水分的蒸發(fā)而導(dǎo)致的吸收介質(zhì)的固體析出或相分離。以下實(shí)施例解釋說明本發(fā)明，但不限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例實(shí)施例1在具有壓力調(diào)節(jié)器的用于測量氣-液平衡的恒溫設(shè)備中，將15重量％的2，3- 二氫-2，2，4，6-四甲基吡啶、15重量％的環(huán)丁砜和70重量％的水的混合物置于常溫下，并與恒定壓力下的氣體二氧化碳接觸，改變壓力和溫度。在每種情況下，在已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)之后，確定負(fù)載的吸收介質(zhì)中被吸收的(X)2的量，并由此以負(fù)載的吸收介質(zhì)中(X)2與胺的摩爾比計(jì)算負(fù)載度。所研究的溫度和壓力以及測定的這些溫度和壓力下的負(fù)載度總結(jié)在表1中。在所研究的壓力和溫度下，在吸收0)2之前或之后，吸收介質(zhì)由單相組成并且是均勻的。實(shí)施例2 (比較例)
使用30重量％單乙醇胺(MEA)和70重量％水的混合物重復(fù)實(shí)施例1。由負(fù)載度的結(jié)果，在表2中列出在1.5巴下進(jìn)行吸收和解吸并且通過將溫度由40°C升至120°C進(jìn)行解吸的二氧化碳差異，并且在表3中顯示在120°C下進(jìn)行吸收和解吸并且通過將壓力由1. 5巴降低至0. 5巴進(jìn)行解吸的二氧化碳差異。表 權(quán)利要求
1.通過使氣體混合物與吸收介質(zhì)接觸而從氣體混合物吸收(X)2的方法，其特征在于所述吸收介質(zhì)包含水和2，3- ニ氫-2，2，4，6-四甲基吡啶。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述吸收介質(zhì)包含至少ー種水混溶性有機(jī)溶劑。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述吸收介質(zhì)以單相的形式存在。
4.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于在吸收(X)2之后所述吸收介質(zhì)以單相的形式存在。
5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述氣體混合物為燃燒煙氣、天然氣或生物氣。
6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于通過升高溫度和/或降低壓カ使吸收介質(zhì)中吸收的(X)2再次解吸，并且在解吸(X)2之后，將所述吸收介質(zhì)重新用于吸收co2。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述吸收在0-70°C的溫度下進(jìn)行，所述解吸在50-200°C的較高的溫度下進(jìn)行。
8.如權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于所述吸收在0.8-50巴的壓カ下進(jìn)行，所述解吸在0. 01-10巴的較低的壓カ下進(jìn)行。
9.2，3-ニ氫_2，2，4，6-四甲基吡啶用于從氣體混合物吸收CO2的用途。
10.用于從氣體混合物吸收(X)2的吸收介質(zhì)，其包含處于均勻相中的水、2，3_ニ氫-2， 2，4，6-四甲基吡啶和至少ー種有機(jī)溶剤。
11.如權(quán)利要求10所述的吸收介質(zhì)，其特征在于其還包含C02。
12.如權(quán)利要求10或11所述的吸收介質(zhì)，其特征在于水和有機(jī)溶劑的重量比在 10 :1-1:1的范圍內(nèi)。
13.如權(quán)利要求10-12任一項(xiàng)所述的吸收介質(zhì)，其特征在于有機(jī)溶劑與2，3-ニ氫-2， 2，4，6-四甲基吡啶的重量比在3 1-1 3的范圍內(nèi)。
14.如權(quán)利要求10-13任一項(xiàng)所述的吸收介質(zhì)，其特征在于其包含10-80重量％的水、 5-50重量％的2，3- ニ氫-2，2，4，6-四甲基吡啶和5-50重量%的有機(jī)溶劑。
15.如權(quán)利要求10-14任一項(xiàng)所述的吸收介質(zhì)，其特征在于其含有環(huán)丁砜作為有機(jī)溶劑。
16.如權(quán)利要求10-15任一項(xiàng)所述的吸收介質(zhì)，其特征在于其含有離子液體作為有機(jī)溶剤。
17.如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于使用如權(quán)利要求11-16任一項(xiàng)所述的吸收介質(zhì)。
18.用于從氣體混合物分離CO2的設(shè)備，其包括吸收單元、解吸単元和循環(huán)吸收介質(zhì)，其特征在于其包括如權(quán)利要求10-16任一項(xiàng)所述的吸收介質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過使氣體混合物與吸收介質(zhì)接觸而從氣體混合物吸收CO2，其中所述吸收介質(zhì)包含水和2，3-二氫-2，2，4，6-四甲基吡啶。本發(fā)明的吸收介質(zhì)包含處于均勻相中的水、2，3-二氫-2，2，4，6-四甲基吡啶和至少一種有機(jī)溶劑。用于從氣體混合物除去CO2的本發(fā)明的設(shè)備包括吸收單元、解吸單元和本發(fā)明的循環(huán)吸收介質(zhì)。
文檔編號C10L3/10GK102574046SQ201080025015
公開日2012年7月11日 申請日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月5日
發(fā)明者A·科布斯, D·登布科夫斯基, D·維特豪特, H·溫克勒, J·羅爾克, J·賴希, M·塞勒, M·科伊普, M·諾伊曼, R·施奈德, T·里特曼, W·貝內(nèi)施 申請人:贏創(chuàng)德固賽有限公司