本發(fā)明涉及吸收劑，具體地，涉及一種混合有機(jī)胺吸收劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著溫室效應(yīng)不斷加劇，溫室氣體尤其是二氧化碳(co2)的排放受到越來越多的關(guān)注。目前co2捕集技術(shù)是減少co2排放的主要途徑，而基于有機(jī)胺的化學(xué)吸收法因其吸收速率高、吸收容量大、經(jīng)濟(jì)成本低，是燃煤電廠碳捕集應(yīng)用中最為成熟廣泛的捕集方法。

2、單組分有機(jī)胺雖然對(duì)co2具有一定親和作用，但仍然存在一定的局限性。具體而言，具有多個(gè)伯/仲氨基基團(tuán)的多胺具有較高的co2吸收速率，但吸收負(fù)荷較低，而且反應(yīng)生成的co2產(chǎn)物——氨基甲酸酯結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，解吸熱高。叔胺、位阻胺對(duì)co2的吸收負(fù)荷較高，且吸收產(chǎn)物碳酸氫鹽穩(wěn)定性較差，解吸熱需求較低，但co2吸收速率較低，傳質(zhì)受限。上述情況使得篩選出co2捕集性能優(yōu)良且具有工業(yè)應(yīng)用價(jià)值，尤其是循環(huán)負(fù)荷高、總再生能耗低的吸收劑的存在困難，為制約碳捕集規(guī)?；瘧?yīng)用的一個(gè)重大瓶頸。

3、因此，如何通過多種有機(jī)胺復(fù)配形成混合胺吸收體系，充分發(fā)揮不同結(jié)構(gòu)有機(jī)胺的協(xié)同作用，克服單組分有機(jī)胺吸收劑在碳捕集過程中的局限性，形成吸收性能強(qiáng)、循環(huán)容量高、再生能耗低、動(dòng)力學(xué)性能良好且可長周期運(yùn)行的混合胺吸收劑成為亟需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種混合有機(jī)胺吸收劑及其制備方法和應(yīng)用，該吸收劑吸收性能強(qiáng)、循環(huán)容量高、再生能耗低、動(dòng)力學(xué)性能良好且有機(jī)胺損耗少。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種混合有機(jī)胺吸收劑，該混合有機(jī)胺吸收劑主要包括主吸收劑、吸收促進(jìn)劑和調(diào)節(jié)劑；所述主吸收劑、所述吸收促進(jìn)劑和所述調(diào)節(jié)劑的質(zhì)量比為(0.5～5.0):(0.2～4.0):1.0；所述主吸收劑為二乙烯三胺，所述吸收促進(jìn)劑為n-甲基二乙醇胺，所述調(diào)節(jié)劑為2-氨基-2-甲基-1-丙醇。

3、可選地，所述主吸收劑、所述吸收促進(jìn)劑和所述調(diào)節(jié)劑的質(zhì)量比優(yōu)選為(1.0～4.0):(0.5～3.0):1.0。

4、可選地，該混合有機(jī)胺吸收劑還包括溶劑水，即該混合有機(jī)胺吸收劑由主吸收劑、吸收促進(jìn)劑、調(diào)節(jié)劑與溶劑組成，在所述混合有機(jī)胺吸收劑中，所述主吸收劑、所述吸收促進(jìn)劑和所述調(diào)節(jié)劑的總質(zhì)量濃度為30～50wt％。

5、可選地，所述混合有機(jī)胺吸收劑的吸收溫度為30～60℃。

6、可選地，所述混合有機(jī)胺吸收劑的再生溫度為100～140℃。

7、可選地，所述混合有機(jī)胺吸收劑的吸收負(fù)荷為0.45～0.65mol?co2·molabsorbents-1，再生效率為60.00％～86.00％。

8、可選地，所述混合有機(jī)胺吸收劑的循環(huán)容量為1.30～1.70mol?co2·kgsolutions-1，再生能耗為1.8～2.6gj·t?co2-1。

9、可選地，所述混合有機(jī)胺吸收劑的胺逃逸量為5～40mg?amine·nm-3，胺降解率為0.10～0.45kg?amine·t?co2-1。

10、本發(fā)明第二方面提供一種制備混合有機(jī)胺吸收劑的方法，該方法包括：

11、將主吸收劑、吸收促進(jìn)劑和調(diào)節(jié)劑于溫水浴中混合進(jìn)行第一次攪拌，得到混合溶液；將所述混合溶液置于冷水浴中并加入溶劑水進(jìn)行第二次攪拌，得到混合有機(jī)胺吸收劑；所述主吸收劑、所述吸收促進(jìn)劑和所述調(diào)節(jié)劑的質(zhì)量比為(0.5～5.0):(0.2～4.0):1.0；所述主吸收劑為二乙烯三胺，所述吸收促進(jìn)劑為n-甲基二乙醇胺，所述調(diào)節(jié)劑為2-氨基-2-甲基-1-丙醇；所述主吸收劑、所述吸收促進(jìn)劑和所述調(diào)節(jié)劑的總質(zhì)量濃度為30～50wt％。

12、可選地，所述第一次攪拌轉(zhuǎn)速為400～900r·min-1，時(shí)間為20～60min；所述第二次攪拌轉(zhuǎn)速為300～700r·min-1，時(shí)間為10～40min；所述溫水浴溫度為30～50℃；所述冷水浴溫度為10～20℃。

13、本發(fā)明第三方面提供本發(fā)明第一方面提供的混合有機(jī)胺吸收劑在co2捕集中的應(yīng)用。

14、通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明采用二乙烯三胺作為主吸收劑，n-甲基二乙醇胺作為吸收促進(jìn)劑，2-氨基-2-甲基-1-丙醇作為調(diào)節(jié)劑，形成混合有機(jī)胺吸收劑。通過復(fù)配及調(diào)控有機(jī)胺之間的比例，充分發(fā)揮不同種類有機(jī)胺的協(xié)同作用，克服單組分有機(jī)胺吸收劑在碳捕集過程中的局限性，獲得co2吸收性能強(qiáng)、循環(huán)容量高、再生能耗低、吸收劑損耗少、動(dòng)力學(xué)性能好的混合有機(jī)胺吸收劑。

15、本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分結(jié)合附圖予以詳細(xì)說明。

技術(shù)特征：

1.一種混合有機(jī)胺吸收劑，其特征在于，包括主吸收劑、吸收促進(jìn)劑、調(diào)節(jié)劑；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合有機(jī)胺吸收劑，其特征在于，所述主吸收劑、吸收促進(jìn)劑和調(diào)節(jié)劑的優(yōu)選質(zhì)量比為(1.0～4.0):(0.5～3.0):1.0。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合有機(jī)胺吸收劑，其特征在于，還包括溶劑水，在所述混合有機(jī)胺吸收劑中，所述主吸收劑、吸收促進(jìn)劑和調(diào)節(jié)劑三者的總質(zhì)量濃度為30～50wt％。

4.一種制備權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的混合有機(jī)胺吸收劑的方法，其特征在于，包括以下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的混合有機(jī)胺吸收劑的方法，其特征在于，所述第一次攪拌轉(zhuǎn)速為400～900r·min-1，時(shí)間為20～60min；

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的混合有機(jī)胺吸收劑的方法，其特征在于，所述溫水浴的溫度為30～50℃，所述冷水浴的溫度為10～20℃。

7.如權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的混合有機(jī)胺吸收劑在碳捕集中的應(yīng)用。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于，所述混合有機(jī)胺吸收劑的吸收溫度為30～60℃。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于，所述混合有機(jī)胺吸收劑的再生溫度為100～140℃。

10.根據(jù)權(quán)利要求7～9任一項(xiàng)所述的應(yīng)用，其特征在于，所述混合有機(jī)胺吸收劑的吸收負(fù)荷為0.45～0.65mol?co2·mol?absorbents-1，再生效率為60.00％～86.00％，循環(huán)容量為1.30～1.70mol?co2·kg?solutions-1，再生能耗為1.8～2.6gj·t?co2-1，胺逃逸量為5～40mg?amine·nm-3，胺降解率為0.10～0.45kg?amine·t?co2-1。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種混合有機(jī)胺吸收劑及其制備方法和應(yīng)用，吸收劑由主吸收劑、吸收促進(jìn)劑、調(diào)節(jié)劑與溶劑組成；所述主吸收劑、吸收促進(jìn)劑和調(diào)節(jié)劑的質(zhì)量比為(0.5～5.0):(0.2～4.0):1.0；所述主吸收劑、吸收促進(jìn)劑和調(diào)節(jié)劑的總質(zhì)量濃度為30～50wt％；所述主吸收劑為二乙烯三胺，所述吸收促進(jìn)劑為N?甲基二乙醇胺，所述調(diào)節(jié)劑為2?氨基?2?甲基?1?丙醇，所述溶劑為水。本發(fā)明通過復(fù)配及調(diào)控有機(jī)胺之間的比例，充分發(fā)揮不同種類有機(jī)胺的協(xié)同作用，使得混合有機(jī)胺吸收劑具備較高的循環(huán)容量、較低的再生能耗、較少的吸收劑損耗和較好的動(dòng)力學(xué)性能等良好的二氧化碳捕集性能。

技術(shù)研發(fā)人員：李素靜,宋濤,王濤,方夢(mèng)祥,董致遠(yuǎn),孔維鑫,鐘昕玲,李偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/22