專利名稱：一種用于捕集或分離二氧化碳的吸收劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及二氧化碳捕集與分離領(lǐng)域，具體涉及一種用于捕集或分離二氧化碳的吸收劑。
背景技術(shù)：
全球氣候變暖已成為人類面臨的最嚴(yán)重的環(huán)境問題，作為溫室效應(yīng)氣體的二氧化碳(CO2)被普遍認(rèn)為是導(dǎo)致全球氣候變化的主要原因之一。據(jù)IPCC第四次評估報告指出， 2005年大氣中C02 (3 79ppm)和CH4 (1774ppb)的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了過去650，000年的自然變化的范圍。國際能源署所頒布的《世界能源展望2007》預(yù)測，若不采取有效的減排措施，2005 年到2030年的全球CO2排放量將上升57%。因此，各種高效低能耗且可行的分離和捕集 CO2技術(shù)受到各國的高度重視。實現(xiàn)二氧化碳減排的關(guān)鍵技術(shù)之一就是如何捕集大規(guī)模排放的C02。用來分離和捕集CO2的技術(shù)包括各種物理和化學(xué)處理方法，如溶劑吸收、變壓吸附、深冷分離和膜分離等。目前工業(yè)中廣泛采用的是有機胺吸收法捕集煙氣中的CO2，該法利用CO2與有機胺發(fā)生可逆的化學(xué)反應(yīng)，吸收與解吸交替進行，從而實現(xiàn)二氧化碳從煙氣中的分離回收；吸收溫度一般保持在40°C -60°c，吸收劑一般在100°C -140°c下得到再生。一乙醇胺(MEA)和二乙醇胺(DEA)溶液回收CO2法是有機胺法中研究最早、工業(yè)應(yīng)用最普遍的一類方法?；谟袡C胺溶液吸收過程，國內(nèi)外學(xué)者就其反應(yīng)機理、傳質(zhì)和反應(yīng)動力學(xué)等作了大量的研究。MEA與CO2反應(yīng)速率較快，具有吸收迅速、吸收能力強的特點。但其缺點是MEA水溶液容易發(fā)泡、降解；MEA與CO2反應(yīng)生成的產(chǎn)物氨基甲酸鹽較穩(wěn)定，溶液再生溫度較高，蒸汽耗量大；氨基甲酸鹽的腐蝕性較強，CO2負(fù)荷較高時腐蝕猶為嚴(yán)重；此外在與空氣接觸或原料氣中含氧時，MEA發(fā)生降解，生成草酸、蟻酸或少量的醋酸，以及草酸、蟻酸和少量的醋酸結(jié)合的有機酸類，更增大了其溶液的腐蝕性；當(dāng)原料氣中含有S02、CF等時，MEA與S02、 Cl_等反應(yīng)生成不能再生的化合物，這些化合物蒸氣壓高，因而其溶劑的損失較大。雖然可以通過一些輔助的技術(shù)來緩解MEA法存在的問題，若向溶劑中加入抗氧化劑、防腐劑等，但都無法完全克服MEA法的缺陷，同時還會帶來新的問題。離子液體(IL)是21世紀(jì)新興的綠色溶劑，具有極性強、溶解性好、低蒸汽壓、結(jié)構(gòu)可設(shè)計等獨特的性質(zhì)。自1999年Blanchard等發(fā)現(xiàn)CO2在離子液體1_ 丁基_3_甲基咪唑六氟磷酸鹽([bmim]PF6)中具有很高的溶解度，離子液體應(yīng)用于分離煙道氣中CO2成為研究熱點之一。但離子液體吸收CO2是物理吸收過程，存在吸收速度較慢、吸收容量低等缺陷。Dean Camper等人，將室溫離子液體1-丁基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽([Bmim] TF2N)與MEA、DEA混合，研究混合溶液對C02的吸收情況，取得了一定的成效；申請公布號為CN101804286A的中國專利申請公開了一種從氣體混合物中捕集或分離二氧化碳的混合吸收劑，其主要包括以下重量百分?jǐn)?shù)的組分3_ 二甲基氨基-1-丙醇10wt% 50wt%、伯胺和/或仲胺5wt% 10wt%以及水余量；申請公布號為CN101804287A的中國專利申請公開了一種從氣體混合物中捕集或分離二氧化碳的吸收劑，主要包括以下重量百分?jǐn)?shù)的組分N-乙基乙醇胺IOwt % 50wt %、環(huán)丁砜IOwt % 40wt %以及水余量；這些方法將有機胺與離子液體混合，結(jié)合有機胺高吸收速率、吸收容量的特點，以及離子液體低蒸汽壓，穩(wěn)定性良好等性質(zhì)，相輔相成，以改善CO2處理能力。可見，如何通過合理途徑開發(fā)出環(huán)境友好、經(jīng)濟高效的新型吸收劑，成為未來CO2 捕集工藝研發(fā)的趨勢之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種高效、穩(wěn)定性良好且解析容易的用于捕集或分離二氧化碳的混合吸收劑。一種用于捕集或分離二氧化碳的吸收劑，為一乙醇胺(MEA)和1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽([Bmim] BF4)的水溶液。所述的一乙醇胺的化學(xué)式為
權(quán)利要求
1.一種用于捕集或分離二氧化碳的吸收劑，為一乙醇胺和1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽的水溶液；所述的吸收劑中一乙醇胺的濃度為100 300g/L，一乙醇胺與1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽的質(zhì)量比為0. 5 3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于捕集或分離二氧化碳的吸收劑，其特征在于，所述的吸收劑中一乙醇胺的濃度為300g/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于捕集或分離二氧化碳的吸收劑，其特征在于，所述的一乙醇胺與1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽的質(zhì)量比為0. 6 3。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于捕集或分離二氧化碳的吸收劑，其特征在于，所述的一乙醇胺與1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鈉鹽的質(zhì)量比為1. 5 3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4任一項所述的吸收劑在捕集或分離氣體中二氧化碳中的應(yīng)用。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征在于，所述的氣體的溫度為30°C 60°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征在于，所述的吸收劑的體積與氣體的流量之比為0. 5 2 1 ；所述的吸收劑的體積以毫升計，所述的氣體的流量以ml · miiT1計。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于捕集或分離二氧化碳的吸收劑，為一乙醇胺和1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鈉鹽的水溶液；所述的吸收劑中一乙醇胺的濃度為100g/L～300g/L，一乙醇胺與1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鈉鹽的質(zhì)量比為0.5～3。該吸收劑不僅具有高效的CO2吸收能力，如具有較高的二氧化碳吸收效率及吸收容量，同時具有高的抗氧化、抗高溫及抗沖擊負(fù)荷能力，即很好的穩(wěn)定性，且容易再生，具有經(jīng)濟性、易于工業(yè)化的優(yōu)點。
文檔編號B01D53/14GK102179132SQ201110072540
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月24日
發(fā)明者呂碧洪, 張莉, 李偉, 金佳佳 申請人:浙江大學(xué)