專(zhuān)利名稱(chēng)：一種抑制脫碳胺吸收劑降解的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬氣體分離技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抑制有機(jī)胺溶劑氧化降解的抗氧化劑。
背景技術(shù)：
捕集和分離天然氣，變換氣，合成氣和煙道氣等氣體中的二氧化碳(CO2)對(duì)工業(yè)原料氣的高效利用及緩解溫室效應(yīng)都具有重要意義。目前工業(yè)上捕集CO2的方法主要有吸附法，膜分離法，低溫分離法和吸收法等，應(yīng)用最廣泛的是溶劑吸收分離法。其中醇胺法具有吸收效率高，技術(shù)成熟，工藝簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)這種方法也具有容易引起醇胺的降解，腐蝕設(shè)備以及再生能耗聞等缺點(diǎn)。捕集分離CO2所用的醇胺容易被氧化生成醛，酸等物質(zhì)，這些氧化產(chǎn)物會(huì)對(duì)設(shè)備造成腐蝕，同時(shí)生產(chǎn)不溶性鐵鹽。這些副產(chǎn)物又與醇胺相互作用，形成氨基化合物，造成醇胺的附加損失，因此，在這種情況下，溶液中的副產(chǎn)物會(huì)造成醇胺降解的惡性循環(huán)，加速醇胺的降解過(guò)程。針對(duì)醇胺氧化降解的問(wèn)題，US3, 372，981在乙醇胺溶液中添加了銅鹽以解決設(shè)備腐蝕和降解帶來(lái)的問(wèn)題。溶液只能用于脫除不含H2S的工藝氣體中的CO2.US3, 137，654通過(guò)加入一種N，N-二乙醇甘氨酸單鈉鹽破壞MEA降解發(fā)生時(shí)的氧化物，從而中斷反應(yīng)鏈，起到抗氧化降解的作用。US2, 559，580提出了吸收溶液可以采用碘來(lái)抑制設(shè)備腐蝕和降低胺的降解。CN100352536C提出了用銻，鉀，鈉的含氧弱酸鹽或其復(fù)鹽，比如酒石酸鉀鈉做抗氧化劑，起到了相對(duì)較好的抗氧化效果。以上發(fā)明對(duì)醇胺降解都有一定的抑制作用，但仍不能從根本上解決醇胺氧化降解的問(wèn)題，抗氧化效果還有提升的空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明采用一種新型抗氧化劑，通過(guò)中斷氧化反應(yīng)鏈和分解氧化降解產(chǎn)物的原理，可以較大程度抑制胺水溶液的降解。本發(fā)明的抗氧化劑，配入到胺溶液中，抗氧化劑濃度為0.01 0. lmol/1，最好0. 01 0. 05mol/l。本發(fā)明的抗氧化劑是醇類(lèi)化合物，其結(jié)構(gòu)通式如下所示其中R 為 OH 或 SH;R/ 為 CH2 或 CH3CH 或(CH3)2C,(其中 m=0 10，n=l 10)
/(rV /(R1)ffl.
RZ '(CHOH)/ \r本發(fā)明中的抗氧化劑為木糖醇，蘇糖醇，二蘇糖醇，赤酰糖醇，乙二醇，丁二醇以及其它結(jié)構(gòu)類(lèi)似的醇類(lèi)化合物。該抗氧化劑可在胺的質(zhì)量濃度范圍10 80%，操作溫度范圍40 150°C，操作壓力范圍0.1 6MPa，氣體中O2濃度范圍為0 5%條件下具有顯著抗氧化的作用。本發(fā)明中的胺是指乙醇胺(MEA)，二乙醇胺(DEA)，N-甲基二乙醇胺(MDEA)，二異丙醇胺(DIPA)，二甘醇胺(DGA)，三乙醇胺(TEA)及其衍生物，二乙烯三胺，哌啶，N，N’，N"-三甲基二乙烯三胺，四甲基乙二胺，四甲基二丙烯三胺，五甲基二丙烯三胺，N-甲基-N-(2-羥乙基)-1，3_丙二胺(HMPDA)中的一種或幾種。本發(fā)明的抗氧化劑具有如下顯著特點(diǎn)添加量少，抗氧化性能顯著，能在較高溫度、較寬氧含量下使用，較大程度抑制胺水溶液的降解；保證了吸收溶劑的穩(wěn)定性及分離裝置的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，降低了吸收溶劑對(duì)設(shè)備的腐蝕程度同時(shí)又降低了吸收劑損耗。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述，但不僅限于以下實(shí)施例所述內(nèi)容。實(shí)施例1 :選擇5mol/l (質(zhì)量分?jǐn)?shù)約30%)的乙醇胺水溶液，加入本發(fā)明覆蓋范圍內(nèi)兩種典型的抗氧化劑蘇糖醇(C4HltlO4)和2-硫蘇糖醇(C4HltlO2S2)在反應(yīng)溫度為120°C，氧氣分壓
0.25Mpa的反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行120h強(qiáng)化降解試驗(yàn)，與常見(jiàn)的抗氧化劑亞硫酸鈉(Na2SO3)和鑰酸鈉(Na2MoO4)進(jìn)行對(duì)比，以乙醇胺(MEA)的降解率作為評(píng)價(jià)抗氧化劑效果的指標(biāo)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表I。由表I可以看出，2-硫蘇糖醇和蘇糖醇的抗氧化效果相對(duì)于亞硫酸鈉來(lái)說(shuō)分別提高了 58. 3%和105. 8%，相對(duì)于鑰酸鈉來(lái)說(shuō)分別提高了 18. 0%和53. 4%。連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)和硫代硫酸鈉(Na2S2O3)幾乎沒(méi)有抗氧化效果。表1、不同添加劑的抗氧化實(shí)驗(yàn)結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種抑制脫碳胺吸收劑降解的方法，其特征是一定濃度的抗氧化劑加入到一定濃度的胺溶液中，在一定溫度和壓力下捕集和分離原料氣中的CO2,具有抑制胺水溶液氧化降解的作用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中抗氧化劑為木糖醇，蘇糖醇，二蘇糖醇，赤酰糖醇，乙二醇，丁二醇以及其它結(jié)構(gòu)類(lèi)似的醇類(lèi)化合物； 本發(fā)明的抗氧化劑是醇類(lèi)化合物，其結(jié)構(gòu)通式如下 其中 R 為 OH 或 SH; R'為 CH2 或 CH3CH 或(CH3)2C,(其中 m=0 10，n=l 10)
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中抗氧化劑配入到胺浴液中，其濃度范圍為O.01 ·O.lmol/1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中胺是指乙醇胺(MEA)，二乙醇胺(DEA)，N-甲基二乙醇胺(MDEA)，二異丙醇胺(DIPA)，二甘醇胺(DGA)，三乙醇胺(TEA)及其衍生物，二乙烯三胺，哌啶，N，N’，N"-三甲基二乙烯三胺，四甲基乙二胺，四甲基二丙烯三胺，五甲基二丙烯三胺，N-甲基-N-(2-羥乙基)-1，3_丙二胺(HMPDA)中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法，胺溶液是其中一種或幾種胺復(fù)配的水溶液，胺濃度是指上述胺的水溶液中溶質(zhì)胺的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，范圍為10 80%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，抗氧化劑使用溫度范圍40 150°C，壓力范圍O.1 6MPa, O2濃度范圍為O 5%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，原料氣是指天然氣，變換氣，煙道氣或合成氣。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抑制脫碳胺吸收劑降解的方法，具體是指通過(guò)在胺吸收劑中加入一定量的抗氧化劑來(lái)抑制胺吸收劑降解。所用抗氧化劑是指木糖醇，蘇糖醇，二蘇糖醇，赤酰糖醇，乙二醇，丁二醇以及其它結(jié)構(gòu)類(lèi)似的醇類(lèi)化合物，此類(lèi)抗氧化劑通過(guò)中斷氧化反應(yīng)鏈和分解氧化降解產(chǎn)物的原理，具有顯著抗氧化效果能在添加量少，較高溫度、較寬氧含量下使用，較大程度抑制胺水溶液的降解；保證了回收溶劑的穩(wěn)定性及分離裝置的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，降低了吸收溶劑對(duì)設(shè)備的腐蝕程度同時(shí)又降低了吸收劑損耗。可用于捕集和分離天然氣，變換氣，合成氣和煙道氣等工業(yè)原料氣的二氧化碳(CO2)胺類(lèi)吸收溶劑的抗氧化。
文檔編號(hào)C10L3/10GK103007687SQ20121052353
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
發(fā)明者張香平, 趙志軍, 董海峰, 曹領(lǐng)帝, 高紅帥, 曾少娟, 高巨寶, 張鎖江 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所