一種用于脫除氣體中高濃度CO2的復配液體脫碳劑制造技術

本發明專利技術公開了一種用于脫除氣體中高濃度CO2的復配液體脫碳劑，包括以下重量百分比的原料：吸收劑40-45％、活化劑0.3-10％、消泡劑0.01-0.2％、pH緩蝕劑1-6％和余量的水，所述原料溶于水后，攪拌均勻即得所述的復配液體脫碳劑；吸收劑為MDEA，活化劑為一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、哌嗪、氨乙基哌嗪、N-羥乙基哌嗪，消泡劑為硅氧烷，pH緩蝕劑為AMP-95、Advantex愛旺德、AEPDTM??VOX?1000、乙二醇單乙醚、硼酸鈉/硼酸緩蝕劑或Na2CO3/NaHCO3緩蝕劑。該脫碳劑主要用于脫除天然氣、煤氣、沼氣、頁巖氣、煉廠氣和其他工業廢氣中高濃度的CO2，可將氣體中的CO2脫除至0.5％以下。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種用于脫除氣體中高濃度CO2的復配液體脫碳劑，具體涉及一種含有N-甲基二乙醇胺(MDEA)、活化劑和pH緩蝕劑的復配液體脫碳劑，主要用于脫除天然氣、煤層氣、煉廠氣、頁巖氣和沼氣等氣體中高濃度的CO2，屬于氣體凈化領域。
技術介紹
工業革命推動了人類的高速發展，同時也加劇了對煤、石油、天然氣、頁巖氣等化石燃料的使用量，導致CO2排放量逐年增加，大氣中的CO2濃度持續增長，使得大氣中碳循環失衡，溫室效應逐年嚴峻。根據美國地球系統研究實驗室研究數據，2013年大氣中CO2含量為395.11ppm，2014年大氣中CO2含量為397.13ppm。該研究預測人類活動所產生的CO2排放量將從1997年的271億噸增長到2100年的950億噸。因此，減少CO2排放量將直接關系到人類社會的可持續發展，如何高效地控制CO2的排放已經成為制約人類社會發展的關鍵性問題。減少CO2排放勢在必行，但作為高速發展的今天，化石燃料石油、煤炭作為主流的能源又不可能停止使用，這就使得我們尋找一種相對潔凈甲烷含量高的能源-----天然氣、煤層氣、沼氣等。天然氣氫碳比高、排放CO2和污染物量少的優勢，可對減輕地球的溫室效應和大氣污染做出突出貢獻。天然氣以其高效、優質、潔凈等優于煤炭和石油的優點在一次能源消費結構中占據越來越重要的地位。天然氣在我國能源結構中所占比例遠遠小于其在世界能源機構中的比例，煤炭在我國能源結構消費占比過半。為應對煤炭在使用過程中所帶來的環境問題，近年我國致力于轉變當前依靠煤炭為主的單一性能源結構，形成主要以煤炭為主，其他能源為輔的能源消費結構，并不斷加大對其他能源的開發利用，天然氣在我國將會有越來越大的發展空間。2014年我國與俄羅斯簽訂了總價值4000億美元的天然氣供應協定，這將大大推進中國天然氣工業的發展，進一步鞏固天然氣在我國居民燃氣中的地位，有利于加快城市清潔能源建設。天然氣的主要成分為烷烴，此外一般還含有H2S、CO2、有機硫、N2、水氣及微量的惰性氣體。天然氣中的CO2、H2S和有機硫通常被稱為酸性氣體組分，酸性氣體組分不僅降低天然氣品質和熱值，還會增加運輸成本，使催化劑中毒，腐蝕金屬設備等。CO2、H2S等酸性氣體對金屬管道的腐蝕是一種自發過程，在高溫、高壓條件下，管道長時間與酸性氣體等腐蝕介質接觸，極易使管壁腐蝕變薄和管線破裂，甚至會導致重大損失。因此，天然氣必須脫除酸性組分后才能進行輸送和使用1999年CO2體積濃度標準≤3.0％，2013年后的新技術指標中，一類天然氣中CO2體積濃度為≤2.0％，2015年后中石油的天然氣技術指標中，一類天然氣中CO2體積濃度可能為≤0.5％，可以看出國家對天然氣凈化氣中酸氣含量要求逐漸減低，即對天然氣凈化程度要求更為苛刻，這就迫切需要尋找一種高效的天然氣脫除CO2凈化溶劑。為適應新的國家天然氣凈化標準，研究一種高效天然氣脫除CO2的溶劑就顯得尤為重要。雖然各類烷醇胺在吸收CO2方面有著各自的優點，如目前工業上主要使用的MEA、DEA等醇胺都存在腐蝕性強、易降解變質、易發泡、再生能耗高等問題，還會對環境造成污染，使用MDEA脫碳溶劑隨可克服上述伯胺和仲胺的缺點，但MDEA的叔胺性質導致其與CO2的反應速率慢，碳容也較低。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是針對現有技術中存在的不足，而提供一種用于脫除氣體中高濃度CO2的復配液體脫碳劑，含有吸收劑N-甲基二乙醇胺(MDEA)、活化劑和pH緩蝕劑，具有高的CO2氣體的選吸和快吸能力，可將氣體中的CO2脫除至0.5％以下；該復配液體脫碳劑具有高效、污染小、性質穩定、酸氣負荷高、不易降解、可與常規MDEA脫碳溶劑兼容、再生能耗低的優點。本專利技術還提供一種上述復配液體脫碳劑的應用，主要用于脫除天然氣、煤氣、沼氣、頁巖氣、煉廠氣和含有大量CO2的工業廢氣等氣體中高濃度的CO2。為了實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：一種用于脫除氣體中高濃度CO2的復配液體脫碳劑，包括以下重量百分比的原料：吸收劑40-45％、活化劑0.3-10％、消泡劑0.01-0.2％、pH緩蝕劑1-6％和余量的水，吸收劑、活化劑、消泡劑、pH緩蝕劑溶于水后，攪拌均勻即得所述的液體復合物；所述的吸收劑為N-甲基二乙醇胺(MDEA)，分子量為119.16；所述的活化劑為伯胺類化合物、仲胺類化合物、雜環胺類化合物、醇胺類化合物、醇醚類化合物中的任意一種，或兩種及以上以任意比例混合而成的混合物；所述的消泡劑為硅氧烷；所述的pH緩蝕劑為有機pH緩蝕劑、無機pH緩蝕劑中的任意一種或兩種以任意比例混合而成的混合物。上述技術方案中，所述的活化劑優選為一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、哌嗪、氨乙基哌嗪、N-羥乙基哌嗪中的任意一種，或兩種及以上以任意比例混合而成的混合物。上述技術方案中，所述的消泡劑優選為甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基苯基硅油或甲基乙氧基硅油中的任意一種，或兩種及以上以任意比例混合而成的混合物。上述技術方案中，所述的有機pH緩蝕劑優選為：2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP-95)、丁基乙醇胺(Advantex愛旺德)、2-氨基-2-乙基-1，3-丙二醇(AEPDTMVOX1000)、乙二醇單乙醚中的任意一種，或兩種及以上以任意比例混合而成的混合物；所述的無機pH緩蝕劑為硼酸鈉/硼酸緩蝕劑、Na2CO3/NaHCO3緩蝕劑中的任意一種或兩種以任意比例混合而成的混合物。本專利技術還提供一種上述復配液體脫碳劑的應用，主要用于脫除原料氣體中高濃度的CO2，所述的原料氣體為天然氣、煤氣、沼氣、頁巖氣、煉廠氣和其他含有大量CO2的工業廢氣。上述技術方案中，用于脫除高濃度CO2時，將所述的液體復合物與所述的原料氣體通入傳統的脫硫脫碳裝置中，在常壓—7.0MPa的條件下進行脫CO2，液體復合物與原料氣體中CO2的體積比為100：1-8，液體復合物與原料氣體中CO2的重量比為100：0.5-7.0，液體復合物與原料氣體的氣液比為1m3：500-1000m3。本專利技術技術方案的優點在于，該復配液體脫碳劑含有吸收劑N-甲基二乙醇胺、活化劑和pH緩蝕劑，具有高的CO2氣體的選吸和快吸能力，可將氣體中的CO2脫除至0.5％以下；該復配液體脫碳劑具有高效、污染小、性質穩定、酸氣負荷高、不易降解、可與常規MDEA脫碳溶劑兼容、再生能耗低的優點。附圖說明圖1：本專利技術實施例1制備的復配液體脫碳劑用于脫除原料氣體中高濃度CO2時的流程圖；本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于脫除氣體中高濃度CO2的復配液體脫碳劑，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：吸收劑40?45％、活化劑0.3?10％、消泡劑0.01?0.2％、pH緩蝕劑1?6％和余量的水，將吸收劑、活化劑、消泡劑、pH緩蝕劑溶于水后，攪拌均勻即得所述的復配液體脫碳劑。

【技術特征摘要】
1.一種用于脫除氣體中高濃度CO2的復配液體脫碳劑，其特征在于，包括以下重量百分
比的原料：吸收劑40-45％、活化劑0.3-10％、消泡劑0.01-0.2％、pH緩蝕劑1-6％和余量的水，
將吸收劑、活化劑、消泡劑、pH緩蝕劑溶于水后，攪拌均勻即得所述的復配液體脫碳劑。
2.根據權利要求1所述的復配液體脫碳劑，其特征在于，所述的吸收劑為N-甲基二乙
醇胺。
3.根據權利要求1所述的復配液體脫碳劑，其特征在于，所述的活化劑為伯胺類化合物、
仲胺類化合物、雜環胺類化合物、醇胺類化合物、醇醚類化合物中的任意一種，或兩種及以
上以任意比例混合而成的混合物。
4.根據權利要求3所述的復配液體脫碳劑，其特征在于，所述的活化劑為一乙醇胺、二
乙醇胺、三乙醇胺、哌嗪、氨乙基哌嗪、N-羥乙基哌嗪中的任意一種，或兩種及以上以任意
比例混合而成的混合物。
5.根據權利要求1所述的復配液體脫碳劑，其特征在于，所述的消泡劑為硅氧烷。
6.根據權利要求5所述的復配液體脫碳劑，其特征在于，所述的消泡劑為甲基硅油、乙
基硅油、苯基硅油、甲基苯基硅油或甲基乙氧基硅油中的任意一種，或兩種及以上以任意比
例混合而成的混合物。
7.根...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李春虎，黃黎明，陳東，
申請(專利權)人：江蘇大海能源科技有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32