【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于两相吸收剂，具体涉及一种少水型液-液两相吸收剂及其在捕集二氧化碳中的应用。
技术介绍
1、大气中co2浓度持续上升所引发的全球变暖、极端天气以及粮食危机等问题日益突出。化石燃料的使用是co2排放的主要来源，中国加快调整能源结构，减少煤炭消费、稳定油气供应、大幅增加清洁能源比重，在改善能源结构上取得了不少的成就。但传统燃料依然是我国的主要能源来源。碳捕集与封存(ccs)技术被认为是大规模减少温度气体排放的可靠措施。为此，我国也在大力发展碳捕集技术。
2、以有机胺吸收为代表的化学吸收法，由于具备选择性高、吸收速率快、吸收负荷高等优点，在众多的碳捕集技术中脱颖而出。虽然化学吸收法已经表现出优异的co2吸收性能，但在释放co2过程中需要提供大量的能量，例如30wt％mea的co2饱和溶液再生时需要约3.8gj/t co2的能量，吸收剂再生所带来高额的运行成本限制了化学吸收法的推广应用。两相吸收剂由于能自发分为co2贫相和co2富相两相，这能减少再生时所需加热的富相质量，进而降低再生能耗，受到研究人员的广泛关注。
3、与溶剂水相比，有机溶剂具有较低的比热容、汽化潜热以及介电常数，使用有机溶剂替代水溶剂可以降低再生所需要的显热、潜热，此外，较低的介电常数降低了吸收剂的腐蚀性。然而，有机溶剂的极性较低，对极性co2产物溶解性较差，易析出沉淀，因此，现有的少水型两相吸收剂中有机胺的浓度普遍较低。同时，有机溶剂的粘度高于水溶剂，粘度提高会增加了泵的功率，增加了碳捕集运行的成本。相比之下，少水型两相吸收剂仅用有
4、公布号为cn102974203a的中国专利申请文献，公开了一种捕集分离二氧化碳的新型吸收剂，采用一种具有特殊结构活性胺复配水溶液作为吸收剂，活性胺分子中含有伯胺和叔胺两种官能团，一级胺主要起加快吸收速率的作用，三级胺可提高吸收量，降低解吸温度，两类胺可以起到促进活化的作用。活性胺水溶液与被处理气体接触，达到净化气体的目的。吸收剂浓度按重量百分数计为5％～80％。该专利提供的吸收剂所用胺浓度范围广，co2吸收速率快，吸收量大，解吸温度低，对设备腐蚀小。但该专利的吸收剂对co2的吸收效果差、不可再生且对设备的腐蚀性较高。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于如何解决现有水溶剂的两相吸收剂所存在的、吸收效果差、再生能耗较高和腐蚀性较高的问题。
2、本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
3、一种少水型液-液两相吸收剂，由正戊醇、羟乙基乙二胺(aeea)、乙醇胺(mea)、二甲基亚砜(dmso)和水组成；所述正戊醇的质量百分比为20～40％；所述羟乙基乙二胺和乙醇胺的质量百分比总和为30％，所述二甲基亚砜和水的质量百分比总和为30～50％。
4、有益效果：本专利技术提出一种用于二氧化碳捕获的新型少水型液-液两相吸收剂，结合了羟乙基乙二胺(aeea)的co2产物极性高易沉淀析出，和乙醇胺(mea)的co2产物溶解性高的特点，将mea和aeea作为混合主吸收剂。该吸收剂在吸收co2前为均相溶液，吸收co2后的发生液-液分相，得到相分离性能优良且胺浓度较高的吸收剂。通过有机溶剂替换部分水，降低溶剂含水量，从而降低能耗和溶剂腐蚀性。
5、优选的，所述羟乙基乙二胺和乙醇胺的质量比为0.25-0.5：0.5-0.75。
6、优选的，所述二甲基亚砜和水的质量比为0.5-0.9：0.1-0.5。
7、优选的，所述吸收剂中胺的浓度为3.9～4.4mol/kg。
8、本专利技术的第二方面提出上述两相吸收剂在co2捕集领域中的应用。
9、优选的，包括以下步骤：将所述两相吸收剂与含co2的气体接触吸收co2，吸收co2后的吸收剂分为上下两层液相，co2富集在下层液相中。
10、说明：吸收前溶液为均相，在吸收过程中，产生co2极性产物导致溶液分为极性相(下层)和非极性相(上层)。上层液相为非极性的co2贫相，主要为正戊醇，下层液相为极性的co2富相，主要由co2产物、dmso、水组成。
11、优选的，在吸收co2过程中，吸收温度为30～50℃，吸收负荷为0.5mol co2/mol胺-0.61mol co2/mol胺。
12、优选的，含co2的气体中co2体积分数为5～20％。
13、优选的，还包括将吸收co2后的下层液相进行解吸再生。
14、说明：下层液相在加热过程中释放出co2，将再生后的下层液相与上层混合又得到液-液两相吸收剂。
15、优选的，所述再生温度为80～120℃，再生时间为20～40min。
16、本专利技术的优点在于：
17、1、本专利技术选用伯胺醇mea和aeea作为混合主吸收剂，调节co2产物极性并得到极性适中的co2产物，解决了产物极性过低不易分相和产物极性过高难以溶解的问题。正戊醇较强的疏水性提高了溶剂间极性的差异，即增强了相分离性能，羟基基团又有利于溶液吸收co2前的均相状态。使用低比热容、高沸点、高极性以及非质子溶剂dmso，可以达到降低富相再生能耗，降低对设备腐蚀性的目的。因此，本专利技术的新型少水型两相吸收剂有着优良的吸收速率、相分离性能，与传统的两相溶剂相比，大幅度降低富相再生能耗和腐蚀性，具有推广意义。
18、2、本专利技术使用了混合主吸收剂羟乙基乙二胺(aeea)和乙醇胺(mea)，总胺浓度为3.9～4.4mol/kg。由于两者均为伯醇胺，伯胺对co2的反应性高，同时羟基基团增强了有机胺与混合溶剂的作用力，有助于提升吸收剂相分离性能。aeea与co2反应产物极性高于mea与co2反应的产物，在少水和非水吸收剂中，高浓度aeea与co2形成的产物易析出沉淀。与aeea相比，高浓度mea的吸收产物在少水和非水溶剂中溶解性较好，但相分离性能差不易发生分相。将mea与aeea混合作为主吸收剂，可以获得相分离良好的两相溶剂且产物不易析出沉淀。
19、3、本专利技术使用有机溶剂dmso取代部分溶剂水，得到新型少水型两相吸收剂少水型液-液两相吸收剂。有机溶剂dmso与水溶剂相比，具有更低的汽化潜热和比热容，能够降低吸收剂再生所需显热和潜热。dmso也是非质子溶剂，不易发生电化学腐蚀，对设备的腐蚀性低。与其他有机溶剂如正丁醇、环丁砜、n-甲基吡咯烷酮相比，dmso的极性更高，对极性co2产物的溶解性更好，因此，在相同胺浓度条件下，理论上dmso比其他有机溶剂可以替换更多的含水量而不会析出沉淀。
20、4、本专利技术所提供的一种少水型两相吸收剂少水型液-液两相吸收剂的分相剂为正戊醇。醇的羟基基团与有机胺和溶剂dmso可以形成氢键作用，确保了co2吸收前吸收剂中各组分间的溶解。而正戊醇较长的碳链也有着较强的疏水性，与正丁醇、正丙醇相比，正戊醇与混合溶剂有着更大的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种少水型液-液两相吸收剂，其特征在于，由正戊醇、羟乙基乙二胺(AEEA)、乙醇胺(MEA)、二甲基亚砜(DMSO)和水组成；所述正戊醇的质量百分比为20～40％；所述羟乙基乙二胺和乙醇胺的质量百分比总和为30％，所述二甲基亚砜和水的质量百分比总和为30～50％。
2.根据权利要求1所述的少水型液-液两相吸收剂，其特征在于，所述羟乙基乙二胺和乙醇胺的质量比为0.25-0.5：0.5-0.75。
3.根据权利要求2所述的少水型液-液两相吸收剂，其特征在于，所述二甲基亚砜和水的质量比为0.5-0.9：0.1-0.5。
4.根据权利要求1所述的少水型液-液两相吸收剂，其特征在于，所述吸收剂中胺的浓度为3.9～4.4mol/kg。
5.权利要求1-4任一项所述的少水型液-液两相吸收剂在CO2捕集领域中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：将所述两相吸收剂与含CO2的气体接触吸收CO2，吸收CO2后的吸收剂分为上下两层液相，CO2富集在下层液相中。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在
8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，含CO2的气体中CO2体积分数为5～20％。
9.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，还包括将吸收CO2后的下层液相进行解吸再生。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述再生温度为80～120℃，再生时间为20～40min。
...【技术特征摘要】
1.一种少水型液-液两相吸收剂，其特征在于，由正戊醇、羟乙基乙二胺(aeea)、乙醇胺(mea)、二甲基亚砜(dmso)和水组成；所述正戊醇的质量百分比为20～40％；所述羟乙基乙二胺和乙醇胺的质量百分比总和为30％，所述二甲基亚砜和水的质量百分比总和为30～50％。
2.根据权利要求1所述的少水型液-液两相吸收剂，其特征在于，所述羟乙基乙二胺和乙醇胺的质量比为0.25-0.5：0.5-0.75。
3.根据权利要求2所述的少水型液-液两相吸收剂，其特征在于，所述二甲基亚砜和水的质量比为0.5-0.9：0.1-0.5。
4.根据权利要求1所述的少水型液-液两相吸收剂，其特征在于，所述吸收剂中胺的浓度为3.9～4.4mol/kg。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：侯大伟，钱新凤，汪鑫，慕晓炜，张达光，杨林军，金理健，古李娜，
申请(专利权)人：中国大唐集团科学技术研究总院有限公司华东电力试验研究院，
类型：发明
国别省市：
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