包含离子液体和醇溶剂的二氧化碳吸收剂及利用该二氧化碳吸收剂分离二氧化碳的方法与流程

本发明涉及一种包含离子液体和醇溶剂的二氧化碳吸收剂及利用该二氧化碳吸收剂分离二氧化碳的方法。

背景技术：

1、由于全球范围内经济发展及产业化的快速推进，能源的使用正在增加，因此作为能源的主要供应源的化石燃料的使用也正在增加。与能源利用密切相关的全球变暖问题是全世界关注的领域。在主要温室气体中占最大比重的二氧化碳(carbon dioxide，co2)大部分在燃烧化石燃料并转化为能源的过程中产生。

2、在这样产生的二氧化碳的情况下，可以进行控制，因此去除二氧化碳的技术备受关注。作为在二氧化碳的捕集工艺中应用于燃烧废气的方法，根据分离特性主要有吸收法、吸附法、膜分离法等。其中，最积极使用的方法为吸收法，吸收法分为物理吸收法和化学吸收法。

3、所述化学吸收法的代表性吸收剂包括单乙醇胺(mea)、二乙醇胺(dea)、n-甲基二乙醇胺(mdea)等烷醇胺基化合物等。特别地，在属于伯胺类的mea的情况下，以30重量％的水溶液使用，并且具有与二氧化碳的反应速度快的优点，但缺点在于，由于水的高热容(4.20kj/kg℃)，在吸收二氧化碳之后的解吸过程中需要高再生能量(regenerationenergy)。此外，胺基吸收剂具有容易因热和氧气而劣化或者腐蚀装置的缺点，并且具有低沸点的分解产物释放到大气中，从而可能发生环境问题。

4、因此，需要开发一种吸收剂，所述吸收剂具有高沸点，从而不存在释放到大气中的可能性，并且具有化学稳定性，从而可以降低分解产物释放到大气中，并且可以以低再生能量解吸二氧化碳。

技术实现思路

1、要解决的技术问题

2、一个具体实施方案的目的在于提供一种二氧化碳吸收剂，所述二氧化碳吸收剂可以以高性能捕集二氧化碳，并且在容易的条件下可以有效地解吸二氧化碳。

3、一个具体实施方案的另一个目的在于提供一种二氧化碳供应剂，所述二氧化碳供应剂包含通过使所述二氧化碳吸收剂与二氧化碳反应形成的化合物。

4、一个具体实施方案的另一个目的在于提供一种分离二氧化碳的方法，所述方法包括使所述二氧化碳吸收剂反应的步骤。

5、技术方案

6、为了实现上述目的，一个具体实施方案提供一种二氧化碳吸收剂，所述二氧化碳吸收剂包含：含有咪唑基阴离子的离子液体；以及脂肪族醇。

7、另一个具体实施方案提供一种二氧化碳供应剂，所述二氧化碳供应剂包含通过使所述二氧化碳吸收剂与二氧化碳反应形成的化合物以及脂肪族碳酸酯。

8、另一个具体实施方案提供一种分离二氧化碳的方法，所述方法包括以下步骤：在20-80℃的温度条件下，使二氧化碳吸收剂与包含二氧化碳的混合物接触，其中，所述二氧化碳吸收剂包含含有咪唑基阴离子的离子液体以及脂肪族醇。

9、有益效果

10、本发明涉及一种二氧化碳吸收剂，所述二氧化碳吸收剂包含含有咪唑基阴离子的离子液体以及脂肪族醇，根据一个实施方案的二氧化碳吸收剂中包含的醇溶剂具有低毒性和非常高的沸点，因此不存在释放到大气中和由此造成的环境污染的问题，并且具有化学稳定性，从而可以显著降低分解产物释放到大气中的可能性。此外，可以吸收比吸收剂的加入当量更高的当量的二氧化碳，并且由于再生能量低而容易解吸二氧化碳，因此有效。

技术特征：

1.一种二氧化碳吸收剂，其包含：

2.根据权利要求1所述的二氧化碳吸收剂，其中，所述咪唑基阴离子为由以下化学式1表示的化合物：

3.根据权利要求2所述的二氧化碳吸收剂，其中，所述r1、r2和r3各自独立地为氢、取代或未取代的c1-5烷基、取代或未取代的c1-5烷基羰基或者取代或未取代的c1-5烷氧基，或者

4.根据权利要求1所述的二氧化碳吸收剂，其中，所述离子液体包含选自铵、鏻、吡啶鎓、咪唑鎓、锍、吡咯烷鎓、哌啶鎓、吡唑鎓、胍鎓、吗啉鎓及它们的衍生物中的一种以上的阳离子。

5.根据权利要求1所述的二氧化碳吸收剂，其中，所述脂肪族醇为脂肪族一元醇或脂肪族多元醇。

6.根据权利要求1所述的二氧化碳吸收剂，其中，所述脂肪族醇为c2-10的脂肪族醇。

7.根据权利要求1所述的二氧化碳吸收剂，其中，所述脂肪族醇的沸点为130℃以上。

8.根据权利要求1所述的二氧化碳吸收剂，其中，所述脂肪族醇的热容为4.0kj/kg℃以下。

9.根据权利要求1所述的二氧化碳吸收剂，其中，由以下式1表示的二氧化碳吸收当量为0.7以上：

10.一种二氧化碳供应剂，其包含通过使权利要求1所述的二氧化碳吸收剂与二氧化碳反应形成的化合物以及脂肪族碳酸酯。

11.根据权利要求10所述的二氧化碳供应剂，其中，通过使所述二氧化碳吸收剂与二氧化碳反应形成的化合物为由以下化学式2表示的化合物：

12.一种分离二氧化碳的方法，其包括以下步骤：在20-80℃的温度条件下，使二氧化碳吸收剂与包含二氧化碳的混合物接触，其中，所述二氧化碳吸收剂包含含有咪唑基阴离子的离子液体以及脂肪族醇。

13.根据权利要求12所述的分离二氧化碳的方法，其中，所述方法进一步包括以下步骤：在70-150℃的温度条件下，将所述二氧化碳吸收剂进行热处理30-250分钟，以使附着在吸收剂上的二氧化碳解吸。

14.根据权利要求13所述的分离二氧化碳的方法，其中，依次重复接触步骤和解吸步骤，以连续分离二氧化碳。

技术总结
本发明涉及一种二氧化碳吸收剂，所述二氧化碳吸收剂包含含有咪唑基阴离子的离子液体以及脂肪族醇，根据一个实施方案的二氧化碳吸收剂中包含的醇溶剂具有低毒性和非常高的沸点，因此不存在释放到大气中和由此造成的环境污染的问题，并且具有化学稳定性，从而可以显著降低分解产物释放到大气中的可能性。此外，可以吸收比吸收剂的加入当量更高的当量的二氧化碳，并且由于再生能量低而容易解吸二氧化碳，因此有效。

技术研发人员：郑溢九,片壬玉,闵星何娜,李晶娥,郑智水
受保护的技术使用者：SK新技术株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14