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一种CO2复合吸收液及其制备方法和应用


技术摘要:
本发明属于气体吸收液制备技术领域,具体涉及一种CO2复合吸收液及其制备方法和应用。该吸收液包括亚乙基胺和空间位阻胺;所述空间位阻胺包括孟烷二胺和/或2‑哌啶乙醇。该CO2复合吸收液的吸收速率高、吸收量大且再生速度快,重复利用性高;这是因为空间位阻胺与胺基相  全部
背景技术:
近年来,温室效应导致的全球变暖对人类生活产生了不可忽视的影响,如海平面 升高、阶段性极热天气频发、区域性干旱等。2018年,联合国政府间气候变化专门委员会发 布《全球升温1.5℃》特别报告,指出人类活动造成的温室气体排放是全球变暖的根源。而温 室气体中CO2占比高达60%,因此实现CO2减排是控制温室效应最有效的手段。CO2捕集、利用 和封存(CCUS)是实现CO2减排的主要途径。 化学吸收法是CO2燃烧后捕集最成熟的工艺之一,已经在烟气碳捕集领域得到大 规模应用。碳酸钾水溶液、醇胺水溶液、氨水等是化学吸收法常用的吸收剂。其中,钾碱法是 通过利用K2CO3水溶液吸收CO2,该工艺对碳钢设备具有强烈的腐蚀作用,其腐蚀速率岁碳酸 氢盐浓度的增加而增加;氨水具有吸收速率低,易挥发的缺点;单乙醇胺(MEA)是最常用的 吸收液,但单一的MEA作为吸收液有着明显的缺点,如溶剂损失大、再生能耗高、腐蚀容器 等。因此,开发新一代吸收液成为CO2吸收领域的研究重点。 中国专利文献CN107106967A,公开了一种具有醇和胺的碳捕获溶剂,该溶剂包括 氨基位阻醇、多胺和碳酸盐缓冲液;其中氨基位阻醇包括2-甲基氨基-2-甲基-1-丙醇和2- 氨基-2-甲基丙醇,但是该溶剂的CO2捕获速率仍较慢,在实际应用不能满足要求,同时CO2吸 收量仍较小。
技术实现要素:
因此,本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中CO2吸收液的吸收速率低、吸 收量小、再生速率慢等缺陷,从而提供一种CO2复合吸收液及其制备方法和应用。 为此,本发明提供了以下技术方案。 本发明提供了一种CO2复合吸收液,包括亚乙基胺和空间位阻胺; 所述空间位阻胺包括孟烷二胺和/或2-哌啶乙醇。 所述空间位阻胺还包括2-氨基-2-甲基-1-丙醇。 空间位阻胺是具有空间位阻效应的胺类物质的总称。 所述2-氨基-2-甲基-1-丙醇和所述孟烷二胺的质量比为(1-3):1;和/或, 所述2-氨基-2-甲基-1-丙醇和所述2-哌啶乙醇的质量比为(1-3):1。 所述亚乙基胺和空间位阻胺的总量在所述CO2复合吸收液中的含量为5-30wt%。 所述亚乙基胺和空间位阻胺的质量比为(1-5):1。 所述CO2复合吸收液还包括抗氧化剂。 所述抗氧化剂在所述CO2复合吸收液中的含量为1-5wt%。 所述抗氧化剂可以是但不限于四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇 3 CN 111603893 A 说 明 书 2/6 页 酯、丁酮肟、乙醛肟和丙酮肟。 所述亚乙基胺为二亚乙基三胺、三亚乙基四胺和四亚乙基五胺中的至少一种。 本发明还提供了一种制备上述CO2复合吸收液的方法,包括,将各个组分混合均匀 后得到CO2复合吸收液。 此外,本发明还提供了一种上述CO2复合吸收液或上述方法制备得到的CO2复合吸 收液在捕集燃煤电厂排放气体中的CO2中的应用。 本发明技术方案,具有如下优点: 1.本发明提供的CO2复合吸收液,包括亚乙基胺和空间位阻胺;所述空间位阻胺包 括孟烷二胺和/或2-哌啶乙醇。该CO2复合吸收液的吸收速率高、吸收量大且再生速度快,重 复利用性高;这是因为空间位阻胺与胺基相连的碳源是带有支链的取代基,能够产生明显 的空间位阻效应,吸收二氧化碳后,同其他吸收二氧化碳的物质相比,本发明提供的CO2复 合吸收液与二氧化碳间的作用力较弱,有助于二氧化碳从吸收液中解吸出来,使CO2复合吸 收液具有较好的再生效率、重复利用性和易解吸性,有助于降低CO2复合吸收液的解吸能 耗,加快CO2复合吸收液的解吸;该二CO2复合吸收液中的亚乙基胺为多聚胺类物质,具有多 个胺基官能团,为CO2的吸收提供了多个潜在的吸收功能位点,有助于提高CO2复合吸收液的 吸收容量。空间位阻胺和亚乙基胺协同作用可以同时提高CO2复合吸收液的吸收速率、吸收 能力以及再生利用率。 该CO2复合吸收液可以捕集燃煤电厂排放气体中的CO2。 2 .本发明提供的CO2复合吸收液,该吸收液中的空间位阻胺还包括2-氨基-2-甲 基-1-丙醇,2-氨基-2-甲基-1-丙醇吸收CO2后与CO2间作用力较弱,但是对CO2可以达到1:1 吸收,将其添加到CO2复合吸收液中,有利于二氧化碳从吸收液中解吸出来,提高了CO2复合 吸收液的再生速度和吸收容量。 通过控制亚乙基胺和空间位阻胺的质量比以及亚乙基胺和空间位阻胺在吸收液 中的含量,可以同时实现高吸收量和低解吸能耗。 3.本发明提供的CO2复合吸收液,在该吸收液中加入抗氧化剂,可以防止吸收液中 的胺被氧气,减缓吸收性能损耗。 附图说明 为了更清楚地说明本发明
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