[发明专利]从燃烧废气中除去二氧化碳的方法

说明书

本发明涉及从燃烧废气中除去CO₂(二氧化碳)的方法，更具体地说，涉及用特殊胺的混合水溶液在大气压力下从燃烧废气中有效地除去CO₂的方法。

近年来，人们注意到CO₂的温室效应是全球变暖的一个原因，针对该问题的迅即举措已集中了国际关注，目的在于保护地球环境。CO₂的释放源可见于全部的人类活动，其中有矿物燃料的燃烧，有关释放CO₂的限制要求和规定正在进一步强化。因而，针对使用大量矿物燃料的发电设施如热电厂，人们已研究了通过使来自锅炉的燃烧废气与链烷醇胺水溶液或类似物接触从燃烧废气中除去和收集CO₂的方法，人们也集中研究了贮存所收集的CO₂而不将其排放至大气的方法。

这些链烷醇胺的实例包括单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、甲基二乙醇胺、二异丙醇胺和二甘醇胺，一般来说优选使用单乙醇胺(MEA)。然而，尽管使用以MEA为代表的上述链烷醇胺水溶液做为吸收溶液，用来从燃烧废气中吸收/除去CO₂，但考虑到如下问题这些链烷醇胺的使用并非总是令人满意的，所述的问题如每单位数量具有给定浓度的胺的水溶液所吸收的CO₂的数量，具有给定浓度的胺的水溶液中每单位摩尔的胺所吸收CO₂的数量，在给定浓度下CO₂的吸收速率，吸收后再生链烷醇胺水溶液所需的热能，以及类似的问题。

对于使用胺化合物从各种混合气体中分离酸性气体，许多技术已经公知。

日本特许公开NO.100180/1978公开了一种除去酸性气体的方法，它包括使正常为气态的混合物与胺-溶剂液体吸收剂接触，该吸收剂包括：(1)一种胺混合物，它含有至少50摩尔％的带位阻的胺和至少约10摩尔％的叔氨基-醇；所述的带位阻的胺具有至少一个仲氨基，该氨基是环的一部分或者它与仲碳原子或叔碳原子相连，或者所述的带位阻的胺具有一个连接至叔碳原子上的伯氨基；(2)上述胺混合物的一种溶剂，它是酸性气体的物理吸收剂。可使用的带位阻的胺的实例包括2-哌啶乙醇[或2-(2-羟基-乙基)-哌啶]和3-氨基-3-甲基-1-丁醇，所述溶剂的一个实例是亚砜化合物，它可含有25％(重量)或低于此数量的水。再有，做为要处理气体的实例，在该公开文献的11页左上栏提到“一种通常为气态的混合物，它含有高浓度的二氧化碳和硫化氢，例如35％的CO₂和10-12％的H₂S”。在实施例中使用了CO₂本身。

在日本特许公开No 71819/1986中，叙述了用于除去酸性气体的组合物，它含有一种非水溶剂例如带位阻的胺或环丁砜。做为带有空间位阻的伯单氨基醇的一个实例，提到并使用了2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)。在实施例中，使用了CO₂和氮气或CO₂和氦。再有，做为吸收剂，使用了胺和碳酸钾或类似物的一种水溶液。也使用了水。此外，该公开文献叙述了带位阻的胺用于吸收CO₂的优点，示出了反应方程式。

在化工科学(Chemical Engineering Science)41卷No 4，PP.997-1003中，叙述了2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)(它是一种位阻胺)的水溶液吸收二氧化碳气体的性能。做为接受吸收处理的气体，使用了处于大气压力下的CO₂以及CO₂与氮气的混合物。

在化工科学41卷NO.4，PP.405-408中，给出了在接近室温条件下位阻胺如AMP的水溶液和直链胺如MEA的水溶液对CO₂和H₂S的吸收速率的报告。根据该报告，当CO₂的分压是1atm且水溶液的浓度是0.1-0.3摩尔时，两种类型的水溶液未发现有大的差别。然而，当水溶液的浓度为0.1摩尔且CO₂的分压由1atm降至0.5和0.05atm时，在0.05atm下AMP比MEA吸收速率恶化大的多。

U.S.专利No.3,622,267公开了一种技术，其中使用含有甲基二乙醇胺的单乙基单乙醇胺的含水混合物来净化合成气，例如原油部分氧化的气体，所含的CO₂处于很高的分压下，例如在40atm下含有30％的CO₂。