一种分相型二氧化碳吸收剂及其制备方法与应用与流程

1.本发明涉及二氧化碳吸收剂合成技术领域，具体涉及一种分相型二氧化碳吸收剂及其制备方法与应用。


背景技术：

2.在碳中和背景下，ccus(carbon capture，utilization and storage)技术加速发展，而化学吸收法作为目前唯一能大规模商业化应用的碳捕集技术，备受关注，目前报道的化学吸收法中的二氧化碳吸收剂主要是有机胺类，大多是以小分子有机胺为主，目前工业界主要采用醇胺例如乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、甲基乙醇胺、甲基二乙醇胺和异丁醇胺等为主，其中最具代表性的是30wt％单乙醇胺水溶液。
3.基于乙醇胺(mea)的化学吸收法是目前最成熟广泛的燃烧后捕集技术，已建有商业运行示范工程，但mea吸收剂(20-30wt％)的吸收容量小、腐蚀和胺降解严重，且高含水量(70％-80％)导致富液相二氧化碳浓度较低，再生过程中消耗大量热用于水的蒸发和升温，增加再生能耗，造成mea工艺投资成本高和运行能耗高，极大限制了该技术的大规模应用。
4.近年来提出的液液两相吸收剂，在吸收二氧化碳后自发形成液液两层液相，且吸收二氧化碳的富集在下层，仅需将下层液相再生，能够实现大幅度地提高吸收剂的二氧化碳负荷、降低蒸发潜热和升温显热能耗，实现低能耗二氧化碳捕集，有望应用于大规模燃煤电厂烟气中二氧化碳捕集。
5.但是现有技术中的液液两相吸收剂在吸收二氧化碳后液相的上下层分相时间过长，而分相时间会影响分相器设计的最重要参数，分相时间越长，分相器需要的体积越大，投资越高。


技术实现要素：

6.本发明的目的是针对现有技术中液液两相吸收剂在吸收二氧化碳后液相的上下层分相时间过长从而导致投资成本较高的不足，从而提出了一种分相型二氧化碳吸收剂及其制备方法与应用。通过将碳酸酯与有机胺进行复配制备二氧化碳吸收剂，可以利用碳酸酯与有机胺的协同作用，使制备得到的二氧化碳吸收剂具有优异的二氧化碳快速吸收能力，提升二氧化碳的捕集效率，并且碳酸酯的极性较低，容易与水分层，可以快速形成稳定的分相体系。
7.本发明第一方面提出了一种分相型二氧化碳吸收剂，所述吸收剂含有有机胺和碳酸酯，其中，所述有机胺和碳酸酯的用量的重量比为0.1-4：1。
8.优选地，所述吸收剂还含有助剂和水。更优选地，以所述吸收剂的总重量为100重量％计，所述有机胺的含量为20-55重量％，所述碳酸酯的含量为10-45重量％，所述助剂的含量为0-5重量％，所述水的含量为5-30重量％。进一步优选地，以所述吸收剂的总重量为100重量％计，所述有机胺的含量为20-50重量％，所述碳酸酯的含量为20-45重量％，所述助剂的含量为0-5重量％，所述水的含量为15-30重量％。
9.优选地，所述碳酸酯为碳酸烯酯和/或烷基碳酸酯。更优选地，所述碳酸烯酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸丁烯酯中的一种或两种以上。进一步优选地，所述烷基碳酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯和碳酸二丁酯中的一种或两种以上。
10.优选地，所述有机胺为醇胺类化合物。更优选地，所述有机胺选自乙醇胺、n-甲基二乙醇胺、二乙醇胺、n-乙基乙醇胺、n,n-二甲基乙醇胺和羟乙基乙二胺中的一种或两种以上。
11.优选地，所述助剂选自乙二胺四乙酸、亚硫酸钠、柠檬酸钠和酒石酸氢钾中的一种或两种以上。
12.本发明第二方面提出了一种上述所述的分相型二氧化碳吸收剂的制备方法，所述方法包括将所述有机胺、所述碳酸酯以及可选的助剂和水进行混合。
13.优选地，所述混合在搅拌条件下进行。更优选地，所述混合的条件包括：温度为0-60℃，时间为10-200min，搅拌速度为0-1000rpm。
14.本发明第三方面提出了一种上述所述的分相型二氧化碳吸收剂在二氧化碳捕集中的应用，捕集二氧化碳的工艺条件包括：吸收温度为20-80℃，吸收压力为0.1-20mpa。
15.本发明所述分相型二氧化碳吸收剂，至少具有以下有益效果：
16.(1)在本发明所述的分相型二氧化碳吸收剂中，由于碳酸酯的极性低，可以作为分相剂，且易于与水分层，可以快速形成稳定的分相体系，平均分相时间为60-100s，同时碳酸酯也具有优异的二氧化碳快速吸收能力，能够提升二氧化碳捕集效率；
17.(2)在本发明所述的分相型二氧化碳吸收剂中，碳酸酯与有机胺可共同吸收二氧化碳，碳酸酯吸收二氧化碳为物理吸收，具有吸收速率较高的优点，有机胺吸收二氧化碳为化学吸收，具有容量大的特点，二者相结合可产生快速稳定捕集二氧化碳的协同效应，使制备得到的二氧化碳吸收剂具有吸收速率较高，循环吸收性能优异的特点，同时可以有效降低解吸能耗和吸收成本。
具体实施方式
18.以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
19.在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
20.由于现有技术中的两相吸收剂在吸收二氧化碳后上下层分相时间过长而导致投资成本高，不利于工业化生产，因此，开发一种分相型二氧化碳吸收能力强、吸收速度快，分相快速稳定，易于工业化生产的新型两相吸收剂对碳中和、碳减排具有非常重要的理论和现实意义。基于此，本发明的发明人完成了本项发明。
21.本发明第一方面提出了一种分相型二氧化碳吸收剂，所述吸收剂含有有机胺和碳酸酯，其中，所述有机胺和碳酸酯的用量的重量比为0.1-4：1。
22.为了使吸收二氧化碳后的富液快速两相分离，形成稳定的分相体系，同时提升二氧化碳的脱除效率，在优选实施方式中，所述有机胺和碳酸酯的用量的重量比为0.1-2：1，
例如为0.1：1、0.16：1、0.5：1、1：1、1.5：1或2：1。
23.在本发明所述分相型二氧化碳吸收剂中，在具体实施方式中，所述吸收剂通常以溶液的形式存在，因此，在制备所述二氧化碳吸收剂时，所述吸收剂还含有助剂和水。
24.在本发明所述分相型二氧化碳吸收剂中，在具体实施方式中，以所述吸收剂的总重量为100重量％计，所述有机胺的含量为20-55重量％，例如可以为20重量％、40重量％、45重量％、48.5重量％、50重量％或55重量％；所述碳酸酯的含量为10-45重量％，例如可以为10重量％、20重量％、25重量％、30重量％、40重量％或45重量％；所述助剂的含量为0-5重量％，例如可以为0重量％、1重量％、1.5重量％、2重量％、3重量％或5重量％；所述水的含量为5-30重量％，例如可以为5重量％、10重量％、15重量％、18重量％、28重量％、28.5重量％、29重量％或30重量％。
25.在本发明所述分相型二氧化碳吸收剂中，在优选实施方式中，以所述吸收剂的总重量为100重量％计，所述有机胺的含量为20-50重量％，所述碳酸酯的含量为20-45重量％，所述助剂的含量为0-5重量％，所述水的含量为15-30重量％。
26.碳酸酯可以作为吸收剂，其具有优异的二氧化碳快速吸收能力，能够提升二氧化碳捕集效率，同时，碳酸酯也可以作为分相剂，容易与水分层，可以快速形成稳定的分相体系，而且将特定成分的碳酸酯作为吸收剂的有效组分，更能快速形成稳定的分相体系，同时提高二氧化碳的捕集效率。在本发明所述分相型二氧化碳吸收剂中，在具体实施方式中，所述碳酸酯为碳酸烯酯和/或烷基碳酸酯。
27.在本发明所述分相型二氧化碳吸收剂中，在优选实施方式中，所述碳酸烯酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸丁烯酯中的一种或两种以上。
28.在本发明所述分相型二氧化碳吸收剂中，在优选实施方式中，所述烷基碳酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯和碳酸二丁酯中的一种或两种以上。
29.碳酸酯与有机胺可共同吸收二氧化碳，碳酸酯吸收二氧化碳为物理吸收，具有吸收速率较高的优点，有机胺吸收二氧化碳为化学吸收，具有容量大的特点，二者相结合可产生快速稳定捕集二氧化碳的协同效应，使制备得到的二氧化碳吸收剂具有吸收速率较高，循环吸收性能优异的特点，同时可以有效降低解吸能耗和吸收成本，而特定的碳酸酯与特定的有机胺相互作用，更能提高吸收剂的吸收速率和循环性能，在本发明所述分相型二氧化碳吸收剂中，在具体实施方式中，所述有机胺为醇胺类化合物。
30.在本发明所述分相型二氧化碳吸收剂中，在优选实施方式中，所述有机胺选自乙醇胺、n-甲基二乙醇胺、二乙醇胺、n-乙基乙醇胺、n,n-二甲基乙醇胺和羟乙基乙二胺中的一种或两种以上。
31.在本发明所述分相型二氧化碳吸收剂中，在具体实施方式中，所述助剂可以为本领域的常规选择，只要具备稳定的抗降解、抗氧化性能就行。在优选实施方式中，所述助剂选自乙二胺四乙酸、亚硫酸钠、柠檬酸钠和酒石酸氢钾中的一种或两种以上。
32.根据本发明所述分相型二氧化碳吸收剂的第一种具体实施方式，所述吸收剂含有有机胺和碳酸酯，其中，所述有机胺和碳酸酯的用量的重量比为0.1-4：1。
33.根据本发明所述分相型二氧化碳吸收剂的第二种具体实施方式，所述吸收剂含有有机胺和碳酸酯，其中，所述有机胺和碳酸酯的用量的重量比为0.1-4：1；所述吸收剂还含有助剂和水，以所述吸收剂的总重量为100重量％计，所述有机胺的含量为20-55重量％，所
述碳酸酯的含量为10-45重量％，所述助剂的含量为0-5重量％，所述水的含量为5-30重量％。
34.根据本发明所述分相型二氧化碳吸收剂的第三种具体实施方式，所述吸收剂含有有机胺和碳酸酯，其中，所述有机胺和碳酸酯的用量的重量比为0.1-4：1；所述吸收剂还含有助剂和水，以所述吸收剂的总重量为100重量％计，所述有机胺的含量为20-55重量％，所述碳酸酯的含量为10-45重量％，所述助剂的含量为0-5重量％，所述水的含量为5-30重量％；所述碳酸酯为碳酸烯酯和/或烷基碳酸酯。
35.根据本发明所述分相型二氧化碳吸收剂的第四种具体实施方式，所述吸收剂含有有机胺和碳酸酯，其中，所述有机胺和碳酸酯的用量的重量比为0.1-4：1；所述吸收剂还含有助剂和水，以所述吸收剂的总重量为100重量％计，所述有机胺的含量为20-55重量％，所述碳酸酯的含量为10-45重量％，所述助剂的含量为0-5重量％，所述水的含量为5-30重量％；所述碳酸酯为碳酸烯酯和/或烷基碳酸酯；所述碳酸烯酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸丁烯酯中的一种或两种以上，所述烷基碳酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯和碳酸二丁酯中的一种或两种以上。
36.根据本发明所述分相型二氧化碳吸收剂的第五种具体实施方式，所述吸收剂含有有机胺和碳酸酯，其中，所述有机胺和碳酸酯的用量的重量比为0.1-4：1；所述吸收剂还含有助剂和水，以所述吸收剂的总重量为100重量％计，所述有机胺的含量为20-55重量％，所述碳酸酯的含量为10-45重量％，所述助剂的含量为0-5重量％，所述水的含量为5-30重量％；所述碳酸酯为碳酸烯酯和/或烷基碳酸酯；所述碳酸烯酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸丁烯酯中的一种或两种以上，所述烷基碳酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯和碳酸二丁酯中的一种或两种以上；所述有机胺为醇胺类化合物，所述有机胺选自乙醇胺、n-甲基二乙醇胺、二乙醇胺、n-乙基乙醇胺、n,n-二甲基乙醇胺和羟乙基乙二胺中的一种或两种以上。
37.根据本发明所述分相型二氧化碳吸收剂的第六种具体实施方式，所述吸收剂含有有机胺和碳酸酯，其中，所述有机胺和碳酸酯的用量的重量比为0.1-4：1；所述吸收剂还含有助剂和水，以所述吸收剂的总重量为100重量％计，所述有机胺的含量为20-55重量％，所述碳酸酯的含量为10-45重量％，所述助剂的含量为0-5重量％，所述水的含量为5-30重量％；所述碳酸酯为碳酸烯酯和/或烷基碳酸酯；所述碳酸烯酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸丁烯酯中的一种或两种以上，所述烷基碳酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯和碳酸二丁酯中的一种或两种以上；所述有机胺为醇胺类化合物，所述有机胺选自乙醇胺、n-甲基二乙醇胺、二乙醇胺、n-乙基乙醇胺、n,n-二甲基乙醇胺和羟乙基乙二胺中的一种或两种以上；所述助剂选自乙二胺四乙酸、亚硫酸钠、柠檬酸钠和酒石酸氢钾中的一种或两种以上。
38.本发明第二方面提出了一种上述所述分相型二氧化碳吸收剂的制备方法，所述方法包括将所述有机胺、所述碳酸酯以及可选的助剂和水进行混合。
39.在本发明所述方法中，在具体实施方式中，所述有机胺为醇胺类化合物。在优选实施方式中，所述有机胺选自乙醇胺、n-甲基二乙醇胺、二乙醇胺、n-乙基乙醇胺、n,n-二甲基乙醇胺和羟乙基乙二胺中的一种或两种以上。
40.在本发明所述方法中，在具体实施方式中，所述碳酸酯为碳酸烯酯和/或烷基碳酸
酯。在优选实施方式中，所述碳酸烯酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸丁烯酯中的一种或两种以上，所述烷基碳酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯和碳酸二丁酯中的一种或两种以上。
41.在本发明所述方法中，在具体实施方式中，所述助剂可以为本领域的常规选择，只要具备抗氧化、抗降解性能就行。在优选实施方式中，所述助剂选自乙二胺四乙酸、亚硫酸钠、柠檬酸钠和酒石酸氢钾中的一种或两种以上。
42.在本发明所述方法中，在具体实施方式中，所述混合在搅拌条件下进行。在优选实施方式中，所述混合的条件包括：温度为0-60℃，时间为10-200min，搅拌速度为0-1000rpm。
43.本发明第三方面提出了一种上述所述二氧化碳吸收剂在二氧化碳捕集中的应用，包括以下步骤：含有二氧化碳的混合气体通过鼓泡器进入二氧化碳吸收反应瓶，与瓶内已配置好的二氧化碳吸收剂充分反应，生成含有二氧化碳的富液。其中，反应瓶中的温度为20-80℃，吸收压力为0.1-20mpa，在优选情况下，反应瓶中的温度为20-60℃，吸收压力为常压。含有二氧化碳的富液在反应瓶内逐渐发生分相，静置后含二氧化碳浓度高的富相与含二氧化碳浓度低的贫相发生分层，富相在下层，贫相在上层，将含有二氧化碳的富相进行再生。
44.在本发明所述应用中，在具体实施方式中，所述混合气体中含有1-100体积％二氧化碳。在优选实施方式中，所述混合气体中含有5-30体积％二氧化碳。
45.下面通过实施例来进一步说明本发明所述的分相型二氧化碳吸收剂及其制备方法与应用。实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
46.以下实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为本领域常规方法。下述实施例中所用的实验材料，如无特殊说明，均可商购得到。
47.实施例1
48.按吸收剂的总重量百分比含量计，分别称取50重量％乙醇胺、20重量％碳酸二甲酯、2重量％乙二胺四乙酸和28重量％水，然后将所述乙醇胺、碳酸二甲酯、乙二胺四乙酸和水在25℃，搅拌速度为600rpm下混合30min，得到所述二氧化碳吸收剂。
49.应用实施例1
50.将实施例1中得到的二氧化碳吸收剂50g放入二氧化碳吸收反应瓶内，并与流量为100ml/min的含有15体积％二氧化碳的混合气体通过鼓泡器与吸收剂发生反应，300min后完成对二氧化碳的吸收，所述反应瓶中的温度为40℃，吸收压力为常压，吸收二氧化碳后的富液在瓶内发生相分离，即含二氧化碳浓度高的富相与含二氧化碳浓度低的贫相分离。经检测，分相时间为95s，富相与贫相的体积比为82：18，分离后的富相中二氧化碳的含量为2.05mol/kg，二氧化碳的脱除效率为92％。
51.实施例2
52.按吸收剂的总重量百分比含量计，分别称取40重量％n-甲基二乙醇胺、30重量％碳酸乙烯酯、1.5重量％亚硫酸钠和28.5重量％水，然后将所述n-甲基二乙醇胺、碳酸乙烯酯、亚硫酸钠和水在30℃，搅拌速度为400rpm下混合60min，得到所述二氧化碳吸收剂。
53.应用实施例2
54.将实施例2中得到的二氧化碳吸收剂50g放入二氧化碳吸收反应瓶内，并与流量为
100ml/min的含有15体积％二氧化碳的混合气体通过鼓泡器与吸收剂发生反应，300min后完成对二氧化碳的吸收，所述反应瓶中的温度为40℃，吸收压力为常压，吸收二氧化碳后的富液在瓶内发生相分离，即含二氧化碳浓度高的富相与含二氧化碳浓度低的贫相分离。经检测，分相时间为83s，富相与贫相的体积比为72：28，分离后的富相中二氧化碳的含量为1.69mol/kg，二氧化碳的脱除效率为84％。
55.实施例3
56.按吸收剂的总重量百分比含量计，分别称取45重量％n,n-二甲基乙醇胺、25重量％碳酸二丁酯、1重量％柠檬酸钠和29重量％水，然后将所述n,n-二甲基乙醇胺、碳酸二丁酯、柠檬酸钠和水在25℃，搅拌速度为400rpm下混合30min，得到所述二氧化碳吸收剂。
57.应用实施例3
58.将实施例3中得到的二氧化碳吸收剂50g放入二氧化碳吸收反应瓶内，并与流量为100ml/min的含有15体积％二氧化碳的混合气体通过鼓泡器与吸收剂发生反应，300min后完成对二氧化碳的吸收，所述反应瓶中的温度为40℃，吸收压力为常压，吸收二氧化碳后的富液在瓶内发生相分离，即含二氧化碳浓度高的富相与含二氧化碳浓度低的贫相分离。经检测，分相时间为68s，富相与贫相的体积比为69：31，分离后的富相中二氧化碳的含量为1.65mol/kg，二氧化碳的脱除效率为84％。
59.实施例4
60.按吸收剂的总重量百分比含量计，分别称取55重量％乙醇胺、25重量％碳酸丙烯酯、2量％乙二胺四乙酸和18重量％水，然后将所述乙醇胺、碳酸二甲酯、乙二胺四乙酸和水在45℃，搅拌速度为280rpm下混合60min，得到所述二氧化碳吸收剂。
61.应用实施例4
62.将实施例4中得到的二氧化碳吸收剂50g放入二氧化碳吸收反应瓶内，并与流量为100ml/min的含有15体积％二氧化碳的混合气体通过鼓泡器与吸收剂发生反应，300min后完成对二氧化碳的吸收，所述反应瓶中的温度为40℃，吸收压力为常压，吸收二氧化碳后的富液在瓶内发生相分离，即含二氧化碳浓度高的富相与含二氧化碳浓度低的贫相分离。经检测，分相时间为89s，富相与贫相的体积比为79：21，分离后的富相中二氧化碳的含量为2.24mol/kg，二氧化碳的脱除效率为93％。
63.实施例5
64.按吸收剂的总重量百分比含量计，分别称取48.5重量％羟乙基乙二胺、20重量％碳酸丁烯酯、1.5重量％乙二胺四乙酸和30重量％水，然后将所述乙醇胺、碳酸丁烯酯、乙二胺四乙酸和水在35℃，搅拌速度为180rpm下混合40min，得到所述二氧化碳吸收剂。
65.应用实施例5
66.将实施例5中中得到的二氧化碳吸收剂50g放入二氧化碳吸收反应瓶内，并与流量为100ml/min的含有15体积％二氧化碳的混合气体通过鼓泡器与吸收剂发生反应，300min后完成对二氧化碳的吸收，所述反应瓶中的温度为40℃，吸收压力为常压，吸收二氧化碳后的富液在瓶内发生相分离，即含二氧化碳浓度高的富相与含二氧化碳浓度低的贫相分离。经检测，分相时间为63s，富相与贫相的体积比为80：20，分离后的富相中二氧化碳的含量为3.08mol/kg，二氧化碳的脱除效率为94％。
67.对比例1
68.按吸收剂的总重量百分比含量计，分别称取40重量％乙醇胺、30重量％n,n-二甲基甲酰胺、1.5重量％乙二胺四乙酸和28.5重量％水，然后将所述乙醇胺、n,n-二甲基甲酰胺、乙二胺四乙酸和水在25℃，搅拌速度为600rpm下混合30min，得到所述二氧化碳吸收剂。
69.应用对比例1
70.将对比例1中得到的二氧化碳吸收剂50g放入二氧化碳吸收反应瓶内，并与流量为100ml/min的含有15体积％二氧化碳的混合气体通过鼓泡器与吸收剂发生反应，300min后完成对二氧化碳的吸收，所述反应瓶中的温度为40℃，吸收压力为常压，吸收二氧化碳后的富液在瓶内没有发生分相。
71.对比例2
72.按照实施例1的方式实施，所不同的是，将碳酸二甲酯替换为环丁砜，得到二氧化碳吸收剂。
73.应用对比例2
74.将对比例2中得到的二氧化碳吸收剂50g放入二氧化碳吸收反应瓶内，并与流量为100ml/min的含有15体积％二氧化碳的混合气体通过鼓泡器与吸收剂发生反应，300min后完成对二氧化碳的吸收，所述反应瓶中的温度为40℃，吸收压力为常压，吸收二氧化碳后的富液在瓶内发生相分离，即含二氧化碳浓度高的富相与含二氧化碳浓度低的贫相分离。经检测，分相时间为386s，富相与贫相的体积比为85：15，分离后的富相中二氧化碳的含量为1.83mol/kg，二氧化碳的脱除效率为91％。
75.对比例3
76.按吸收剂的总重量百分比含量计，分别称取3重量％乙醇胺、57重量％碳酸二甲酯、10重量％乙二胺四乙酸和30重量％水，然后将所述乙醇胺、碳酸二甲酯、乙二胺四乙酸和水在50℃，搅拌速度为200rpm下混合40min，仍然存在分相，没有得到均相的二氧化碳吸收剂。
77.对比例4
78.按吸收剂的总重量百分比含量计，分别称取56.5重量％乙醇胺、12.5重量％碳酸二甲酯、1重量％乙二胺四乙酸和30重量％水，然后将所述乙醇胺、碳酸二甲酯、乙二胺四乙酸和水在50℃，搅拌速度为150rpm下混合25min，得到所述二氧化碳吸收剂。
79.应用对比例4
80.将对比例4得到的二氧化碳吸收剂50g放入二氧化碳吸收反应瓶内，并与流量为100ml/min的含有15体积％二氧化碳的混合气体通过鼓泡器与吸收剂发生反应，300min后完成对二氧化碳的吸收，所述反应瓶中的温度为40℃，吸收压力为常压，吸收二氧化碳后的富液在瓶内没有发生相分离。
81.从实施例1-5和对比例1-4的数据对比可以看出，采用本发明所述分相型二氧化碳吸收剂捕集二氧化碳，可以在吸收二氧化碳后快速形成稳定的二氧化碳富液/贫液分相体系，平均分相时间为60-100s，同时具有较高的吸收速率，使二氧化碳的脱除效率达到80％以上，是一类新型的两相吸收剂。
82.以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于
本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种分相型二氧化碳吸收剂，其特征在于，所述吸收剂含有有机胺和碳酸酯，其中，所述有机胺和碳酸酯的用量的重量比为0.1-4：1。2.根据权利要求1所述的吸收剂，其特征在于，所述吸收剂还含有助剂和水；优选地，以所述吸收剂的总重量为100重量％计，所述有机胺的含量为20-55重量％，所述碳酸酯的含量为10-45重量％，所述助剂的含量为0-5重量％，所述水的含量为5-30重量％。3.根据权利要求2所述的吸收剂，其特征在于，以所述吸收剂的总重量为100重量％计，所述有机胺的含量为20-50重量％，所述碳酸酯的含量为20-45重量％，所述助剂的含量为0-5重量％，所述水的含量为15-30重量％。4.根据权利要求1或3所述的吸收剂，其特征在于，所述碳酸酯为碳酸烯酯和/或烷基碳酸酯。5.根据权利要求4所述的吸收剂，其特征在于，所述碳酸烯酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸丁烯酯中的一种或两种以上；优选地，所述烷基碳酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯和碳酸二丁酯中的一种或两种以上。6.根据权利要求1或5所述的吸收剂，其特征在于，所述有机胺为醇胺类化合物；优选地，所述有机胺选自乙醇胺、n-甲基二乙醇胺、二乙醇胺、n-乙基乙醇胺、n,n-二甲基乙醇胺和羟乙基乙二胺中的一种或两种以上。7.根据权利要求1或5所述的吸收剂，其特征在于，所述助剂选自乙二胺四乙酸、亚硫酸钠、柠檬酸钠和酒石酸氢钾中的一种或两种以上。8.一种权利要求1-7中任意一项所述的分相型二氧化碳吸收剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括将所述有机胺、所述碳酸酯以及可选的助剂和水进行混合。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述混合在搅拌条件下进行；优选地，所述混合的条件包括：温度为0-60℃，时间为10-200min，搅拌速度为0-1000rpm。10.一种权利要求1-7中任意一项所述的分相型二氧化碳吸收剂在二氧化碳捕集中的应用，其特征在于，捕集二氧化碳的工艺条件包括：吸收温度为20-80℃，吸收压力为0.1-20mpa。

技术总结
本发明属于二氧化碳吸收剂合成技术领域，具体涉及一种分相型二氧化碳吸收剂及其制备方法与应用。本发明所述吸收剂含有有机胺和碳酸酯，其中，所述有机胺和碳酸酯的用量的重量比为0.1-4：1。采用本发明所述二氧化碳吸收剂捕集二氧化碳，在吸收二氧化碳后可以自发快速形成稳定的二氧化碳富液/贫液的分相体系。形成稳定的二氧化碳富液/贫液的分相体系。


技术研发人员：徐冬 杜庶铭 高凯 余学海 韩涛 孟瑞红 史晓宏 张帅 周墨坤 杨阳 王志勇
受保护的技术使用者：国家能源集团新能源技术研究院有限公司
技术研发日：2023.06.26
技术公布日：2023/10/8