用于从气态流出物中分离二氧化碳的含有碱和唑的吸收剂水性组合物的制作方法

本发明涉及气态流出物的脱碳，本发明更特别涉及用于捕获气态流出物中所含co2的吸收剂水性组合物。

背景技术：

0、现有技术

1、二氧化碳是由各种人类活动广泛产生的温室气体之一，并对大气污染有直接影响。

2、为了减少排放到大气中的二氧化碳的量，可以捕获气态流出物中所含的co2。

3、气态流出物如天然气、合成气、燃烧烟气、炼厂气、来自克劳斯工艺的尾气、生物质发酵气体、水泥厂气体和高炉煤气的脱碳通常通过用吸收剂溶液洗涤来进行。所用溶液的物理化学特性与待处理气体的性质密切相关：杂质的选择性去除、所处理气体的预期规格、溶剂相对于待处理气体中存在的各种化合物的热和化学稳定性。

4、目前常用的溶剂特别包括伯、仲或叔链烷醇胺以及任选的有机助溶剂如甲醇的水溶液。具体而言，吸收的co2根据本领域技术人员公知的可逆放热反应与存在于溶液中的链烷醇胺反应，导致形成氨基甲酸盐、碳酸氢盐或碳酸盐。可以根据图1中描绘的方案写出这些平衡反应：

5、对于伯链烷醇铵，例如对于单乙醇胺，所涉及的反应是图1(顶部)的反应，其涉及氨基甲酸根、碳酸氢根和碳酸根离子。

6、对于仲链烷醇胺，例如对于二乙醇胺，其根据图1(中心)写出。

7、对于叔链烷醇胺，例如对于甲基二乙醇胺，根据图1(底部)。

8、链烷醇胺水溶液的一种替代方案是使用碱金属碳酸盐的热溶液。该原理基于根据产生无机碳酸氢盐的反应通过无机碳酸盐吸收水溶液中的co2，以及基于通过将无机碳酸氢盐转化为无机碳酸盐的可逆反应来再生。

9、某些通过用吸收剂溶液如聚乙二醇或冷冻甲醇洗涤的脱碳方法基于co2的物理吸收。

10、法国专利申请fr 2909010和fr 2909011描述了将分别选自脒类和胍类或选自磷腈类的特定碱与包含至少一个硫醇或醇官能的化合物以及任选与非水性溶剂组合的吸收剂组合物用于吸收二氧化碳的用途。

11、法国专利申请fr 2934175描述了捕获气态流出物中所含二氧化碳的方法中使用的用于吸收二氧化碳的吸收剂组合物，其在水性介质中包含选自碳酸盐和/或碳酸氢盐的特定碱与选自硫醇的化合物的组合。

12、用于气体或烟气的溶剂处理的操作的一个重要方面仍然是分离剂的再生。根据吸收的类型(物理和/或化学)，通常设想通过膨胀、通过蒸馏和/或通过被称为“汽提气体”的汽化气体夹带来再生。

13、通常，使用所有上述吸收剂溶液需要相当大的能量消耗以便再生分离剂。例如，用于捕获烟气中的co2的乙醇胺水溶液的再生代表每吨捕获的co2大约4gj。此类能量消耗代表co2捕获方法的可观的运行成本。

14、申请人已经发现，使用在水性介质中包含选自碳酸盐和/或碳酸氢盐和/或氢氧化物的碱与唑化合物的组合的特定吸收剂组合物使得能够获得用于捕获气态流出物中所含co2的有利性能。

技术实现思路

0、发明概述

1、本发明涉及一种用于吸收气态流出物中所含二氧化碳的吸收剂组合物，其包含碱b或碱b的混合物与至少一种化合物r(nh)n在水性溶剂z中的组合和/或通过所述碱b或所述碱b的混合物与所述化合物r(nh)n在所述水性溶剂z中的反应获得的产物，其中：

2、-b是对应于通式m(hco3)x或m’y(co3)或m”(oh)w之一的碱或碱的混合物，其中m、m’、m”，其相同或不同，无差别地选自：

3、-一价阳离子，如锂、钠、钾、铷或铯，

4、-对应于通式r1r2r3r4n+的季铵阳离子，其中r1、r2、r3和r4独立地选自氢原子，含有1至20个碳原子的支链或非支链的、饱和或不饱和的脂族、取代或未取代的、饱和或不饱和的脂环族、取代或未取代的、饱和或不饱和的杂环、取代或未取代的单芳族或多芳族的烃基基团，r1、r2、r3和r4可以通过共价键成对键合以形成具有5至8个原子的杂环，

5、-二价阳离子，如镁、钙或钡，

6、且其中x、y、w等于1或等于2；

7、-r(nh)n是不饱和的杂环有机化合物或不饱和的杂环有机化合物的混合物，其中基团r是具有至少一个氮原子的脂环族、单芳族或多芳族、或杂环的基团，并且n为1至20、优选1至6，非常优选n等于2或3；

8、-z基本是水或包含水的溶剂的混合物。

9、碱b或碱b的混合物选自锂、钠、钾、铯、铷、镁、钙、钡、四甲基铵、四乙基铵、苄基三甲基铵和癸基三甲基铵的碳酸盐，锂、钠、钾、铯、铷、镁、钙、钡、四甲基铵、四乙基铵、苄基三甲基铵和癸基三甲基铵的重碳酸盐(或碳酸氢盐)，锂、钠、钾、铯和铷、镁、钙和钡的氢氧化物，单独或作为混合物。

10、所述化合物r(nh)n可以是在分别包含至少3、2或1个碳原子的5个或更多个原子的环中包含至少2、3或4个氮原子的不饱和杂环有机化合物，优选所述化合物r(nh)n是具有含5个原子的不饱和杂环的有机化合物，其中每四个碳原子具有至少一个氮原子。

11、所述基团r可含有一个或多个借助官能如醇、醚、硫醚、腈、酮、砜、亚砜、酰胺或胺存在的杂原子。

12、化合物r(nh)n可以选自唑，如咪唑、1,2,4-三唑、2-甲基咪唑、1,2,3-三唑、4(5)-甲基咪唑、3-氨基-1,2,4-三唑、2-异丙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-咪唑烷酮、3,5-二氨基-1,2,4-三唑、l-组氨酸、腺嘌呤、巴比妥酸、甲基-1h-1,2,4-三唑-3-甲酸酯、2-乙基咪唑、4-甲基-5-咪唑甲醛、2,4-二甲基咪唑，非常优选选自咪唑、1,2,3-三唑、2-甲基咪唑、1,2,3-三唑、4(5)-甲基咪唑和3-氨基-1,2,4-三唑。

13、优选地，化合物r(nh)n选自咪唑、2-甲基咪唑、4(5)-甲基咪唑、1,2,4-三唑、3-氨基-1,2,4-三唑。

14、在一个实施方案中，溶剂z基本是水。

15、在另一实施方案中，溶剂z是与另一溶剂或与水可混溶的溶剂的混合物组合的水。

16、在这种情况下，相对于溶剂z的总量计，水占至少30重量％、优选50重量％、非常优选60重量％。

17、所述其它溶剂可选自二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、乙二醇-丙二醇共聚物、二醇醚、硫代二醇、硫醇、砜、亚砜、醇、脲、内酰胺、n-烷基吡咯烷酮、n-烷基哌啶酮、环四亚甲基砜、n-烷基甲酰胺、n-烷基乙酰胺、醚酮、磷酸烷基酯、碳酸亚烷基酯、碳酸二烷基酯及其衍生物。

18、所述其它溶剂尤其可以选自四乙二醇二甲基醚、环丁砜、二甲亚砜、乙醇、聚乙二醇-200/400/600、n-甲基吡咯烷酮、1,3-二氧杂环己烷-2-酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、甲酰胺、乙酰胺、2-甲氧基-2-甲基-3-丁酮、2-甲氧基-2-甲基-4-戊酮、四氢嘧啶酮、硫代二丙酸二甲酯、双(2-羟乙基)砜或磷酸三丁酯。

19、在根据本发明的吸收剂组合物中，α摩尔的r(nh)n可以与每摩尔b混合，α是为了满足键合到式r(nh)n中的n的至少一个氢原子必须与b提供的碱性官能组合的条件而限定的正数。

20、本发明还涉及捕获二氧化碳的方法，其包括使待处理的含有co2的气态流出物与根据前述变体中任一种的吸收剂组合物接触以贫化所述气态流出物的co2和使所述吸收剂组合物富含co2的步骤，以及再生所述吸收剂组合物并生成高度富含co2的气体的步骤。

21、富含co2的吸收剂组合物的再生可以通过借助在气相中夹带二氧化碳的气体的蒸汽夹带或通过加热或通过膨胀或通过选自借助在气相中夹带二氧化碳的气体的蒸汽夹带、膨胀和/或加热的步骤的组合来进行。

22、附图概述

23、图1显示了放热反应，其中吸收的co2根据可逆放热反应与存在于吸收剂溶液中的链烷醇胺反应，导致对伯链烷醇胺(1a)、仲链烷醇胺(1b)和叔链烷醇胺(1c)形成氨基甲酸盐、碳酸氢盐或碳酸盐。

24、图2显示了使用根据本发明的吸收剂组合物的吸收和再生的co2捕获方法的示意图。

25、图3显示了随测量温度下该体系的平衡压力而变的每单位量的根据本发明的吸收剂组合物1(咪唑和koh)中可用的捕获剂所捕获的co2的量(顺序为：×交叉40℃，三重交叉60℃，+符号70℃，虚线80℃和黑色正方形90℃)。

26、图4显示了每单位量的根据本发明的吸收剂组合物2(1,2,4-三唑和koh)中可用的捕获剂所捕获的co2的量，并示出了温度(以上述顺序：40℃、60℃、70℃、80℃和90℃)对达到的平衡压力和因此对捕获的co2的量的作用。

27、图5显示了随测量温度下该体系的平衡压力而变的每单位量的视为现有技术的参照的对比吸收剂组合物3(单乙醇胺)中可用的捕获剂所捕获的co2的量(以上述顺序：40℃、60℃、70℃、80℃和90℃)。

28、图6显示了在实验的co2平衡压力范围内每单位量的对比吸收剂组合物4(单独的koh)中可用的捕获剂所捕获的co2的量(吸收等温线，以上述顺序：40℃、60℃、70℃、80℃和90℃)。

29、图7显示了每单位量的根据本发明的吸收剂组合物5(2-甲基咪唑和koh)中可用的捕获剂所捕获的co2的量，并示出了温度(以上述顺序：40℃、60℃、70℃、80℃和90℃)对达到的平衡压力和因此对捕获的co2的量的作用。

30、图8显示了随测量温度(以上述顺序：40℃、60℃、70℃、80℃和90℃)下该体系的平衡压力而变的每单位量的根据本发明的吸收剂组合物6(4(5)-甲基咪唑和koh)中可用的捕获剂所捕获的co2的量。

31、图9显示了每单位量的根据本发明的吸收剂组合物7(3-氨基三唑和koh)中可用的捕获剂所捕获的co2的量，并示出了温度(以上述顺序：40℃、60℃、70℃、80℃和90℃)对达到的平衡压力和因此对捕获的co2的量的作用。

32、实施方案详述

33、本发明描述了一种在用于捕获气态流出物中所含二氧化碳的方法中使用的用于提取二氧化碳的介质，更具体为吸收剂组合物，其在水性介质中包含选自碳酸盐和/或碳酸氢盐和/或氢氧化物的特定碱与选自唑类化合物的化合物的组合。

34、更特别地，在用于捕获气态流出物中所含二氧化碳的方法中使用的根据本发明的用于吸收co2的吸收剂组合物包含碳酸(氢)盐或氢氧化物类型的碱b或碱b的混合物与至少一种化合物r(nh)n在水性溶剂z中的组合和/或通过所述碱b或所述碱b的混合物与所述化合物r(nh)n在所述溶剂z中的反应获得的产物。

35、此外，本发明涉及二氧化碳捕获方法，其包括进行以下步骤：a)使待处理的含有co2的气体与所述吸收剂组合物接触以获得贫含co2的气体和富含co2的吸收剂组合物，b)再生富含co2的吸收剂组合物以获得可以再次使用的吸收剂组合物并生成高度富含co2的气体。

36、根据本发明的吸收剂组合物能够捕获气态流出物中所含的二氧化碳。一旦载有二氧化碳，该吸收剂介质可以在比现有技术的吸收剂溶液更容易的条件下附加地再生。

37、根据本发明的用于吸收co2的吸收剂组合物包含对应于通式m(hco3)x或m’y(co3)或m”(oh)ww之一的碳酸(氢)盐或氢氧化物类型的碱b或碱b的混合物与化合物r(nh)n在水性溶剂z中的组合和/或通过所述碱b或所述碱b的混合物与所述化合物r(nh)n在所述溶剂z中的反应获得的产物，其中：

38、-b可以是对应于通式m(hco3)x或m’y(co3)之一的碳酸(氢)盐类型的碱b或碱b的混合物，其中m和m’，其相同或不同，无差别地选自：

39、-一价阳离子，如锂、钠、钾、铷或铯，

40、-对应于通式r1r2r3r4n+的季铵阳离子，r1、r2、r3和r4独立地选自氢原子，含有1至20个碳原子的支链或非支链的、饱和或不饱和的脂族、取代或未取代的、饱和或不饱和的脂环族、取代或未取代的、饱和或不饱和的杂环、取代或未取代的单芳族或多芳族的烃基基团，r1、r2、r3和r4可以通过共价键成对键合以形成具有5至8个原子的杂环，

41、-二价阳离子，如镁、钙或钡，

42、且其中x和y等于1或等于2；

43、和/或b可以是对应于通式m”(oh)w的氢氧化物类型的碱b或碱b的混合物，其中m”以与m或m’相同的方式来定义，且w等于1或2。

44、-r(nh)n是不饱和的杂环有机化合物或不饱和的杂环有机化合物的混合物，其中基团r是脂环族基团、单芳族或多芳族基团、或含氮(基包含至少一个氮原子)的杂环基团，n为1至20。

45、-水性溶剂z基本是水或主要包含水的溶剂的混合物。

46、根据有机化学规则，基团r键合到n个-nh单元上。

47、优选地，-nh单元的数量(n)为1至6，非常优选n等于2或3。

48、基团r可含有一个或多个借助官能如醇、醚、硫醚、腈、酮、砜、亚砜、酰胺或胺存在的杂原子。

49、当环中存在(nh)时，该环可包含烷基和/或附加的官能团。

50、在一个实施方案中，r(nh)n是在分别包含至少3、2或1个碳原子的5个或更多个原子的环中包含至少2、3或4个氮原子的杂环有机化合物或杂环有机化合物的混合物。

51、优选地，化合物r(nh)n是具有含5个原子的不饱和杂环的有机化合物，其中每四个碳原子具有至少一个氮原子。

52、r非常优选表示包含3、2或1个碳原子的环。

53、有利地，所述环包含至少2个氮原子、或甚至至少3或至少4个氮原子。

54、有利地，根据本发明的吸收剂组合物包含容易获得且易于使用的组分。

55、获得在水性介质中有效的吸收剂组合物的事实具有若干优点。具体而言，水是无毒、廉价且容易获得的溶剂。

56、此外，在水的情况下，例如当溶剂是有机化合物如甲醇时，可以省去通常必需的气体纯化操作。具体而言，在分离二氧化碳之后，少量溶剂不可避免地夹带在气体中，并且需要昂贵的附加纯化步骤。

57、不同于通常用作溶剂的有机分子，水还具有不降解的优点。

58、水还具有能够在富含co2的吸收剂组合物的再生步骤中原位汽化的优点。由此生成的水蒸气使得可以加热该吸收剂组合物和/或进行co2的汽提(蒸汽夹带)。

59、对应于通式m(hco3)x或m’y(co3)或m”(oh)w之一的碳酸(氢)盐或氢氧化物类型的碱b或碱b的混合物，其中m、m’、m”，其相同或不同，无差别地选自：

60、-一价阳离子，如锂、钠、钾、铷或铯，

61、-对应于通式r1r2r3r4n+的季铵阳离子，r1、r2、r3和r4独立地选自氢原子，含有1至20个碳原子的支链或非支链的、饱和或不饱和的脂族、取代或未取代的、饱和或不饱和的脂环族、取代或未取代的、饱和或不饱和的杂环、取代或未取代的单芳族或多芳族的烃基基团，r1、r2、r3和r4可以通过共价键成对键合以形成具有5至8个原子的杂环，

62、-二价阳离子，如镁、钙或钡，

63、并且其中x、y、w独立地等于1或等于2。

64、在用于根据本发明的吸收剂组合物的碳酸盐或碳酸氢盐类型的碱b或碱b的混合物中，例如可以非穷举地提及：锂、钠、钾、铯和铷、镁、钙、钡、四甲基铵、四乙基铵、苄基三甲基铵和癸基三甲基铵的碳酸盐和锂、钠、钾、铯和铷、镁、钙、钡、四甲基铵、四乙基铵、苄基三甲基铵和癸基三甲基铵的重碳酸盐(或碳酸氢盐)，单独或作为混合物。

65、在这种情况下，碱b选自碳酸钾或碳酸钠。

66、在用于根据本发明的吸收剂组合物的氢氧化物类型的碱b或碱b的混合物中，例如可以非穷举地提及：锂、钠、钾、铯和铷、镁、钙、钡的氢氧化物，单独或作为混合物。优选地，碱b是氢氧化钠或氢氧化钾，非常优选地，碱b是氢氧化钾。

67、式r(nh)n的化合物例如可以非穷举地选自唑，如咪唑、1,2,4-三唑、2-甲基咪唑、1,2,3-三唑、4(5)-甲基咪唑、3-氨基-1,2,4-三唑、2-异丙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-咪唑烷酮、3,5-二氨基-1,2,4-三唑、l-组氨酸、腺嘌呤、巴比妥酸、甲基-1h-1,2,4-三唑-3-甲酸酯、2-乙基咪唑、4-甲基-5-咪唑甲醛和2,4-二甲基咪唑。

68、优选地，该化合物r(nh)n可以选自咪唑、1,2,3-三唑、2-甲基咪唑、1,2,3-三唑、4(5)-甲基咪唑和3-氨基-1,2,4-三唑。

69、非常优选地，该化合物r(nh)n是咪唑或1,2,4-三唑或2-甲基咪唑或4(5)-甲基咪唑或3-氨基-1,2,4-三唑，因为这些化合物可以在负载比与吸收焓之间获得好的折衷。

70、甚至更优选地，该化合物r(nh)n可选自咪唑、2-甲基咪唑、4(5)-甲基咪唑。

71、溶剂z可以基本为水。对本发明而言，术语“基本”理解为是指在这种情况下，该溶剂仅由水组成，但不从本发明中排除还具有可能包含在水中的某些固有杂质的可能性。

72、溶剂z还可以是包含水的溶剂的混合物。

73、优选地，在其中溶剂z由溶剂混合物组成的情况下，水仍然是主要成分。优选地，取决于溶剂z的成分数量，水由此可以相对于溶剂的总量以至少30重量％的含量存在。非常优选地，该溶剂混合物可以包含至少50重量％的水、并且甚至非常优选至少60重量％的水。

74、在这种情况下，溶剂是与可与水混溶的另一溶剂或溶剂的混合物组合的水。这些溶剂选自二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、乙二醇-丙二醇共聚物、二醇醚、硫代二醇、硫醇、砜、亚砜、醇、脲、内酰胺、n-烷基吡咯烷酮、n-烷基哌啶酮、环四亚甲基砜、n-烷基甲酰胺、n-烷基乙酰胺、醚酮、磷酸烷基酯、碳酸亚烷基酯、碳酸二烷基酯及其衍生物。

75、作为实例且非限制性地，可以非穷举地提及四乙二醇二甲基醚、二甲亚砜、乙醇、聚乙二醇-200/400/600、n-甲基吡咯烷酮、1,3-二氧杂环己烷-2-酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、甲酰胺、乙酰胺、2-甲氧基-2-甲基-3-丁酮、2-甲氧基-2-甲基-4-戊酮、四氢嘧啶酮、硫代二丙酸二甲酯、双(2-羟乙基)砜或磷酸三丁酯。

76、通常，吸收剂组合物可含有1重量％至90重量％的水、优选20重量％至80重量％的水、更优选至少50％的水。

77、已经发现，因它们的性质以及它们的比例，表示为[b+αr(nh)n]aq的在水性介质中的[b+αr(nh)n]形式的两种物类的合理组合构成有利的用于二氧化碳的吸收剂组合物。α摩尔的r(nh)n与每摩尔b组合，并且由此形成的物类具有根据以下一般方案与co2在水性介质中反应的性质：

78、化学式1

79、

80、其中γ表示与吸收剂组合物[b+αr(nh)n]aq中所含反应性物类化学组合的co2的摩尔数。

81、系数α的值取决于涉及的两种化学物类的性质。α为正数。优选地，a必须满足以下条件：键合到式r(nh)n中的n的至少一个氢原子必须与b提供的碱性官能组合。例如，在与rnh化合物组合的单碱基b＝m”oh的情况下，α优选大于或等于1。

82、以这种方式，待处理的含有co2的气体在与该吸收剂组合物接触后将贫含co2。

83、二氧化碳可以相对于[b+αr(nh)n]aq过量或不足，这意味着在捕获co2之后该吸收剂组合物除含有co2捕获产物[b,αr(nh)n,γ(co2)]aq外还可以含有过量的co2或过量的[b+αr(nh)n]aq。

84、该反应是可逆的。逆反应可以由以下一般方案表示：

85、化学式2

86、

87、因此，对该吸收剂组合物进行旨在恢复[b+αr(nh)n]aq和co2的操作。该操作能够生成高度富含co2的气体并再生该吸收剂组合物。

88、与根据本领域技术人员已知(图1)且常规用于捕获co2的先前呈现的平衡反应使用一种或多种伯胺、仲胺或叔胺或其组合物提取co2时需要再生相同量的co2的操作(其生成氨基甲酸盐、碳酸氢盐或碳酸盐)相比，再生该吸收剂组合物的操作可以在几乎不需要能量和需要少得多的能量的条件下进行。

89、类似地，与在水性介质中在不存在r(nh)n的情况下使用单独使用的碱b提取co2时需要再生相同量的co2的操作，再生该吸收剂组合物的操作可以在几乎不需要能量和需要少得多的能量的条件下进行。

90、已经观察到，在水性介质中仅使用r(nh)n不能捕获如混合物[b+αr(nh)n]aq那么多的存在于气体中的co2。但是，根据明智的选择和优选优化的比例的碱b或碱b的混合物与化合物r(nh)n在水性介质中的组合可以进行根据本发明的提取co2和再生该吸收剂组合物的步骤。

91、根据本发明的用于捕获co2的系统可用在用于处理含有co2的气体的方法中。

92、捕获二氧化碳的方法示意性包括以下步骤：a)使待处理的含有co2的气体与吸收剂组合物接触，以获得贫含co2的气体和富含co2的吸收剂组合物，b)再生富含co2的吸收剂组合物，以获得可以再次使用的再生的吸收剂组合物，并生成高度富含co2的气体。

93、更具体而言，如图2中所述，在捕获二氧化碳的方法中，将待处理的气体(1)引入气-液接触器(a)中，在那里其与再生的液体吸收剂组合物(10)接触。这产生了贫含co2的处理气体(2)和富含co2的分离介质(11)。将富含co2的吸收剂组合物引入热交换装置(e)以产生加热的富含co2的吸收剂组合物(12)。通过冷却热的贫含co2的吸收剂组合物(13)来提供热量。这也产生了冷却的贫含co2的吸收剂组合物(10)的料流。外部热源和冷源(未示出)可用于将料流(10)和(12)的温度分别调节至组分(a)和(c)的操作条件。将加热的富含co2的吸收剂组合物(12)引入气-液分离设备(c)中，在那里再生该分离介质。这种分离的驱动力是由热源(20)通过热交换装置(d)提供的热量。这导致了冷却的热源(21)。或者，该热源可以全部或部分由汽提气体(未示出)补充。分离介质的再生产生了贫含co2的热分离介质(13)和富含co2的气体料流(3)。根据选择的再生方法，料流(3)的co2可以与汽提气体混合。或者，该料流(3)可以连接到意在引起富含co2的分离介质膨胀的装置，并由此完全或部分构成该再生的驱动力。贫含co2的热分离料流(13)将其热量转移至上述装置(e)，以便在适于(a)的操作条件的温度下向装置(a)提供冷却的贫含co2的分离介质(10)。

94、步骤(a)过程中的温度可以有利地为20℃至80℃和优选30℃至70℃。

95、根据本发明，根据本发明的吸收剂组合物的再生：

96、化学式2

97、

98、可以通过以下方法进行：

99、-通过借助在蒸气相中夹带要再生的溶剂中所含二氧化碳的气体的蒸汽夹带(或汽提)。该汽提气体可以例如通过汽化存在于吸收剂组合物中的一种或多种化合物来原位形成：其可以是根据本发明定义的化合物之一，但其也可以是源于已吸收co2的待处理气体的化合物，例如在烟气的情况下的水。该汽提气体也可以添加至该再生步骤：其例如可以是氮气、水蒸气或来自吸收步骤的处理气体的一部分。

100、-或通过加热；

101、-或通过膨胀；

102、-或通过这些提到的再生方法的各种组合。

103、实施例

104、下面给出的实施例说明了本发明的技术优点，而不限制其范围。它们特别给出了各种吸收介质的co2吸收能力以及在实施例的实施条件下各种吸收剂组合物的相关物类的吸收能量。

105、各种吸收剂组合物中co2的吸收试验根据以下程序进行：

106、吸收剂组合物由化合物的混合物形成。该混合物首先在真空中在受控的搅拌和受控的温度下脱气以解吸残余气体，包括co2。随后将已知质量的混合物在惰性气氛下注入封闭反应器中，以避免环境co2的污染。随后在反应器中产生真空，直到达到该混合物在相关温度下的饱和蒸气压。

107、接着，在40℃、60℃、70℃、80℃和90℃下，通过校准的压载物排放将多种体积的纯co2注入反应器中，以达到由自动装置限定的0至3巴的各种压力设定点。在注入co2之后在反应器中达到的每个压力设定点下，保持40分钟以获得液-气平衡。由此，通过监测随时间而变的反应器内的压力，对于每个温度，获得对应于注入反应器中的co2的量的一系列点。在知晓真空反应器的体积和注入的混合物的体积的情况下，可以计算气相的体积，并因此可以由此推导气相中的co2的摩尔数和捕获的co2的摩尔数。当co2吸收步骤结束时，确定负载比。负载比由本领域技术人员定义为捕获的co2的摩尔数除以存在于吸收剂组合物中的碱性化合物(碱或碱的混合物)b的摩尔数。

108、经由40℃至90℃的一系列等温线，可以通过应用本领域技术人员已知的gibbs-helmotz等式作为混合物温度、co2分压和反应焓之间的关系来确定随负载比α而变的混合物中co2的反应焓。

109、此外，可以报道在排放工厂(例如：pco2＝10kpa的燃煤发电厂)出口处发现的该比例的典型分压处测得的负载比以观察混合物可以实现的负载比。

110、评价了以下混合物：

111、吸收剂组合物1(本发明)通过混合0.14摩尔koh与0.14摩尔咪唑和70克水来获得。

112、吸收剂组合物2(本发明)通过混合0.14摩尔koh与0.14摩尔1,2,4-三唑和70克水来获得。

113、吸收剂组合物3(对比)通过混合30克(0.49摩尔)单乙醇胺(mea)与40克水来获得。该吸收剂组合物对应于乙醇胺(mea)的30重量％水溶液，其是本领域技术人员已知用于捕获烟气中的co2的参比溶剂。

114、吸收剂组合物4(对比)通过混合0.14摩尔koh与70克水来获得。该吸收剂组合物含有氢氧化物碱，但是不含化合物r(nh)n。

115、吸收剂组合物5(本发明)通过混合0.14摩尔koh与0.14摩尔2-甲基咪唑和70克水来获得。

116、吸收剂组合物6(本发明)通过混合0.14摩尔koh与0.14摩尔4(5)-甲基咪唑和70克水来获得。

117、吸收剂组合物7(本发明)通过混合0.14摩尔koh与0.14摩尔3-氨基-1,2,4-三唑和70克水来获得。

118、图3、4、5、6、7、8和9示出了混合物1、2、3、4、5、6和7的co2在40、60、70、80和90℃下的吸收等温线。

119、如在图3、4和8中可见，与图5相比，在低分压如5kpa(40℃)co2处在平衡时达到的容量大于或至少等于在提取介质3的吸收剂组合物中来自现有技术的化合物的那些容量，其中[α:介质1:5kpa]＝0.48摩尔co2/摩尔b，[α:介质2:5kpa]＝0.58摩尔co2/摩尔b和[α:介质7:5kpa]＝0.56摩尔co2/摩尔b vs.[α:介质3:5kpa]＝0.48摩尔co2/摩尔b。对于10kpa的co2并在热力学平衡下，达到的容量均大于代表现有技术的混合物3所达到的容量(参见表1)。

120、可以特别注意用提取介质5和6的吸收剂组合物获得的甚至更高的性能，其中对于5kpa(40℃)的低压在平衡时的co2分压，达到的容量甚至更高：[α:介质5:5kpa]＝0.67摩尔co2/摩尔b，[α:介质6:5kpa]＝0.65摩尔co2/摩尔b和[α:介质7:5kpa]＝0.56摩尔co2/摩尔bvs.[α:介质3:5kpa]＝0.48摩尔co2/摩尔b。

121、下表1给出了不同吸收剂组合物根据用于对比的相同负载比的吸收焓和在40℃下在10kpa下吸收后的co2负载比。

122、表1

123、

124、这些实施例表明，因为co2的吸收焓较低，根据本发明的吸收剂组合物1和2以及5、6和7比根据现有技术的吸收剂组合物3捕获更多的co2且更容易再生。相对于不包含化合物r(nh)n的混合物4，尤其促进了再生。

125、此外，吸收剂组合物4与根据本发明的吸收剂组合物1、2、5、6和7的结果的比较清楚地表明，对于相等量的吸收的co2，根据本发明的化合物r(nh)n与化合物b在水性介质中的组合能够更容易地再生该吸收剂组合物，而不是在水溶液中单独使用的化合物b。