LIU HELEI (CN)
NA YANQING (CN)
TONTIWACHWUTHIKUL PAITOON (CN)
| CN102794095A | 2012-11-28 | |||
| CN102652033A | 2012-08-29 | |||
| CN102596362A | 2012-07-18 | |||
| CN101657247A | 2010-02-24 | |||
| US3201472A | 1965-08-17 |
长沙正奇专利事务所有限责任公司 (CN)
| 权 利 要 求 1. 三（2-氨乙基）胺作为二氧化碳吸收剂方面的应用。 2. 根据权利要求 1所述三（2-氨乙基)胺作为二氧化碳吸收剂方面的应用， 其特征是，将三（2-氨乙基）胺配制成浓度为 0. 5mol/L-4mol/L的水溶液作 为二氧化碳吸收液， 并控制二氧化碳吸收液的温度为 20°C-90°C。 3. 根据权利要求 2所述应用， 其特征是， 所述二氧化碳吸收液中三（2-氨乙 基）胺的浓度为 lmol/L- 3 mol/Lo 4. 根据权利要求 2所述应用， 其特征是， 所述二氧化碳吸收液中三（2-氨乙 基）胺的浓度为 2mol/L。 5. 根据权利要求 2所述应用， 其特征是， 所述二氧化碳吸收液的温度为 20°C-60°C。 6. 根据权利要求 1所述应用，其特征是，被吸收的气体压力为 0. l-3MPa。 7. 根据权利要求 6所述应用， 其特征是， 所述气体中 C02的体积分数为 0. 5%- 99%。 8. 根据权利要求 6所述应用， 其特征是， 所述气体中 C02的体积分数为 5%— 60%。 |
本发明属于二氧化碳捕获与分离领域， 具体提供了三 (2-氨乙基:)胺作为二 氧化碳吸收剂方面的应用。
背景技术
近年来， 臭氧层的损耗、 温室效应的加剧和酸雨等全球性环境问题日趋 严 重， 使人类环境与经济可持续发展面临着严峻的挑 战。 特别是， 由大量化石燃 料燃烧导致排放的 co 2 增加引起的温室效应加剧是引起国际争论 的全球性环境 污染热门课题， 因而减排问题引起了全球范围的广泛关注； 同时， co 2 又是一 种潜在的化学资源， 在工业生产中有非常重要的应用。 如何能够高效、 经济地 回收 co 2 具有重要的经济和社会意义， 并已成为世界各国特别是发达国家十分 关注的问题。
有机胺化合物吸收法出现于 20世纪 30年代， 因其具有吸收速率较快、 吸收 容量较大、 经济成本较低等优点， 已成为工业气体净化的主要方法之一。
而现有的有机胺吸收剂要么是吸收速率快， 但吸收容量小， 解吸耗能高； 要么是吸收速率慢， 吸收容量大， 解吸耗能低。 比如伯胺 MEA 吸收速率快， 但其水溶液容易发泡、 降解； MEA 与 C0 2 反应生成的产物氨基甲酸盐较稳 定， 溶液再生温度较高， 蒸汽耗量大； 氨基甲酸盐的腐蚀性较强， C0 2 负荷较 高时腐蚀尤为严重。 叔胺 N-甲基二乙醇胺 （MDEA) ， 是叔醇胺， 分子中不存 在活泼氢原子， 因而化学稳定性好， 不易降解变质； MDEA 水溶液的发泡倾 向和腐蚀性均低于伯胺 (MEA) 和仲胺 (DEA); 与 C0 2 生成亚稳定的氨基甲酸氢 盐， 故再生容易， 能耗低。 但是 MDEA 溶液与 C0 2 反应速率较慢， 需要加入 某些添加剂才能提高其吸收 C0 2 的速率。 空间位阻胺与生产上常用的胺相比， 其缺点是蒸汽压高， 价格较贵。 因此现有的有机胺溶液并不能够满足工业化对 吸收溶剂的高速率、 高容量、 低成本的要求。 因此， 开发出具有高吸收速率， 高容量， 低解吸能耗的新溶剂未来 co 2 捕 获领域的一大研究趋势。
三 (2-氨乙基：)胺的分子式为 C 6 H 18 N 4 ， 目前主要应用于医药中间体， 其它用 途不明。
发明内容
针对现有技术的不足， 本发明旨在提供一种三 (2-氨乙基)胺的新用途， 也 就是三 (2-氨乙基)胺作为二氧化碳吸收剂方面的应用 与现有的吸收溶剂相 比， 本发明提出的三 (2-氨乙基)胺吸收 C0 2 性能优于现有的吸收溶剂如单乙醇 胺 （MEA); 具有较大的吸收容量， 较快的吸收速率。 为实现上述目的， 本发明的技术方案是： 三 (2-氨乙基：)胺 (TAEAM乍为二氧化碳吸收剂方面的应用。
三 (2-氨乙基：)胺 (TAEAM乍为二氧化碳吸收剂方面的应用， 将三 (2-氨乙基：)胺 配制成浓度为 0.5mol/L-4mol/L的水溶液作为二氧化碳吸收液， 并控制二氧化碳 吸收液的温度为 20°C-90°C。
所述二氧化碳吸收剂的浓度优先为 lmol/L-3 mol/L, 更优选为 2mol/L。
所述二氧化碳吸收剂的温度为 20°C-60°C。
其中， 被吸收的气体压力为 0.1-3MPa。 被吸收气体中 C0 2 的体积分数优先为 0.5%-99%。， 更优为所述气体中 C0 2 的体积分数为 5%-60%。
本发明的原理是： 本发明利用三 (2-氨乙基） （TAEA) 具有三个伯胺氮原子 和一个叔胺氮原子， 而且一个氮原子上连接了三个比较大基团， 具有一定的空 间位阻效应。 不但弥补了单一的有机胺溶液的不足， 同时会提高 C0 2 吸收效
与现有技术相比， 本发明的优势在于： 三 (2-氨乙基：)作为二氧化碳吸收剂具有较快的 收速率， 较大的吸收容量， 较高的循环利用率， 较低的解吸能耗。
附图说明
图 1是 0 2 吸收容量测定的实验装置图； 其中 1一 0 2 气体钢瓶气体， 2— N 2 气钢瓶， 3—质量流量计， 4一阀门， 5—电加热器， 6—饱和装置， 7—反应 装置， 8—控温仪， 9一冷凝器， 10—恒温水槽；
图 2为不同 C0 2 分压下三 (2-氨乙基） （TAEA) 的水溶液的 C0 2 吸收容量与 单乙醇胺 （MEA) 水溶液的 C0 2 吸收容量对比； 为^^ ， 國为 1 £ ； 图 3不同温度下三 (2-氨乙基） （TAEA) 的水溶液的 C0 2 吸收容量与单乙醇 胺 （MEA) 水溶液的 C0 2 吸收容量对比； *为^^ ， 令为1 。 下面结合具体实施方式， 对本发明做进一步的解释和发明， 但本发明并不 限于实施例所述的范围。
实施例 1 : 实验过程
所用装置如图 1所示。 其中饱和装置和反应装置均放入恒温水槽中。 将三 (2-氨乙基)胺配制成一定浓度的水溶液 （0.5mol/L-4mol/L) 作为二氧化碳吸收 液。
具体实验过程： N 2 ， C0 2 气体由钢瓶依次经减压阀、 质量流量计混合后进 入饱和装置进行饱和 （是将气体进行一定的润湿， 达到一定的饱和蒸汽压） 。 饱和之后的气体进入装有吸收液的反应装置， 之后经过冷凝器冷凝后放空。 通 过控温仪控制吸收过程的温度 （20°C-90°C ) ， 同时利用质量流量计来控制 C0 2 与^的配比 （也就是模拟被吸收的气体中。0 2 的浓度） 。 每隔 1-2小时用液相中 0 2 含量分析装置测量一次 TAEA的 C0 2 容量， 直到测得的相邻的 0 2 容量相同 或者相差 ± 0.05， 此时反应达到平衡， 完成吸收过程。
实施例 2: 吸收剂温度考察
用实施例 1 所述的方法， 将三 (2-氨乙基：)胺配制成浓度为 2mol/L 的水溶 液作为二氧化碳吸收液， 在常压 O.lMPa的条件下， 控制 C0 2 体积分数为 15% (即 C0 2 的分压为 15kPa)， 测量 TAEA 的吸收容量与温度之间的关系， 8-10 小时达到吸收平衡， 与相同条件下的 MEA的吸收容量的对比， 如图 3所示。
图 3为不同温度下 TAEA的水溶液的 C0 2 吸收容量与 MEA水溶液的 C0 2 吸收容量对比， *为 MEA, 令为 TAEA。 由图 3可见， TAEA作为 C0 2 吸收剂 时， 在 20°C-90°C下均是可行的， 且在不同的温度下， 与 MEA相比都具有较大 的吸收容量。 且在两者达到吸收平衡的时间差不多的条件下 ， TAEA 的吸收容 量大， 可见其吸收速率快。 实施例 3: 吸收剂浓度考察
用实施例 1所述的方法， 在常压 O.lMPa的条件下， 控制 C0 2 体积分数为 15% (即 0 2 的分压为 15kPa)， 吸收剂温度为 40°C， 配制不同摩尔浓度的三 (2-氨乙基)胺水溶液作为二氧化碳吸收液： 0.5 mol/L , lmol/L , 2mol/L， 3mol/L， 4mol/L测量 TAEA的吸收容量。 最终结果显示， 二氧化碳吸收液中的 TAEA 浓度越大， 单位体积吸收液的 0 2 吸收容量增加。 综合经济因素， 以 lmol/L -3mol/L较为适宜， 其中在上述其它条件下， 以 2mol/L更为适合。
实施例 4: 被吸收气体中 0 2 分压考察
用实施例 1所述的方法， 将三 (2-氨乙基：)胺配制成浓度为 2mol/L的水溶液 作为二氧化碳吸收液， 控制吸收剂的温度为 40°C， 在常压 O.lMPa 下， 测量 TAEA 的 C0 2 吸收容量与 C0 2 分压之间的关系， 并与相同条件下的 MEA 的 C0 2 吸收容量的对比， 如图 2所示。 图 2为不同分压下 TAEA的水溶液的 C0 2 吸收容量与 MEA水溶液的 0 2 吸收容量对比， 为^^入， 國为 1入£入。
由图 2可见， TAEA吸收剂可以适用于较宽的 C0 2 体积分数 （0.5%-99%均可 行， 优选 5%-60%)， 且在不同的 C0 2 分压的下， 与 MEA相比都具有较大的吸