一类用于捕集混合气体中二氧化碳的新型非水甘油基脂肪胺吸收剂及应用

1.本发明属于碳中和技术领域，涉及一类用于捕集混合气体中二氧化碳的新型非水甘油基脂肪胺吸收剂及应用。


背景技术：

2.二氧化碳是主要的温室气体，其过量排放导致以气候变化为代表的自然灾害。人类文明赖以生存发展的工业生产建立在以化石燃料燃烧为主的能源工程基础上，其每年产生数量巨大的二氧化碳排放，因此如何削减工业二氧化碳排放进而抑制大气二氧化碳浓度增长成为当今全球社会共同关注的议题。作为全球气候治理的重要参与者和领导者，我国已经将以“碳中和”和“碳达峰”纳入国家总体发展战略规划，以引领国际社会共同努力应对温室效应带来的环境问题。在当前“双碳”目标背景下，学术和工业界在加速开拓新能源以替代传统化石能源的同时，积极发展高效、低成本的脱碳技术，以应对巨大的二氧化碳减排需求。另一方面，二氧化碳又是廉价易得且可再生的碳资源，以其做为c1合成子可以构建诸如尿素、碳酸酯、聚碳酸酯、甲醇、甲酰胺、羧酸和烯烃等化工原料和能源产品。因此，综合环境保护、国家政策导向和经济效益等多方面考虑，发展、完善并应用二氧2060化碳捕集技术均具有十分重要战略意义，既是解决环境问题的有效途径，又能够为其资源化利用提供物质基础。
3.二氧化碳含量约为5～20％的工业烟气是碳捕集技术的首要应用场景。当前工业界主要采用以醇胺(乙醇胺、二乙醇胺、甲基二乙醇胺、羟乙基乙二胺和哌嗪等)溶液为基础的化学吸收法。醇胺分子在水溶液中与二氧化碳发生可逆化学反应，生成氨基甲酸铵或碳酸氢铵，再通过加热解吸二氧化碳并再生吸收剂，从而将二氧化碳从烟气中分离(反应式1)。30wt％乙醇胺溶液稳定循环下的捕集容量为6～10wt％，解吸温度在120℃以上，解吸焓为70～90kj/mol。醇胺价格低廉、反应活性好，以醇胺溶液为基础的水基化学吸收法对现有工艺流程影响小、操作简便，是目前对烟气进行脱碳处理的成熟策略，已有多处工业示范项目落成运行。然而，醇胺溶液类吸收剂由于自身结构限制，具有以下三个无法克服的缺点：1)需要水作为溶剂稀释醇胺，以降低其工作粘度，而大量溶剂水的添加不但降低了体系质量捕集容量，还导致二氧化碳热解吸过程中能耗剧增；2)水溶液内部富含氢键给体，有利于氨基甲酸铵和碳酸氢铵的稳定，进而增加二氧化碳热解吸难度；3)醇胺溶液对金属设备和管道具有较强的腐蚀性。
4.反应式1
[0005][0006]
综上所述，常规醇胺类化学吸收剂虽然技术成熟，但由于自身结构所限，捕集容量无法进一步提升，同时其解吸温度高且能耗巨大，还对设备具有较强的腐蚀型。为此，学术
和工业界投入了大量资源进行针对性的新型二氧化碳捕集体系研发，并提出了非水吸收剂的概念，以便从源头上避免水相条件导致的诸多性能缺陷。然而，随着非水化学吸收技术相关的科研和应用日益深入，一些亟需解决的问题日趋凸现，尤其突出的是吸收过程中吸收剂粘度的骤然增大，造成体系内部传质恶化以及管道传输困难，进而限制了吸收和解吸过程的效率。因此，为了实现国家“碳中和”的目标，开发具有更高捕集容量、更低工作粘度和解吸能耗的非水吸收剂仍是当务之急。


技术实现要素：

[0007]
本发明的目的是提供一类用于捕集混合气体中二氧化碳的高效率、低能耗的新型非水甘油基脂肪胺吸收剂及应用，以解决现有醇胺溶液吸收体系存在的捕集容量低、解吸能耗高和腐蚀性强等问题。
[0008]
本发明的技术方案如下：
[0009]
一类用于捕集混合气体中二氧化碳的高效节能的新型非水甘油基脂肪胺吸收剂，所述吸收剂的结构骨架为1,3-甘油醚，同时在其2-位键联有2-胺基乙氧基、2-(2-胺基乙氧基)乙氧基或2-(2-(2-胺基乙氧基)乙氧基)-乙氧基，将吸收剂所含胺基功能化为仲胺；
[0010]
所述甘油基脂肪胺吸收剂为式(i)、式(ii)和式(iii)所示化合物中的一种或多种；
[0011][0012]
其中，r1为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、甲氧基乙基或2-羟基乙基；
[0013]
r2为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、甲氧基乙基或2-羟基乙基；
[0014]
r3为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、甲氧基乙基或2-羟基乙基；
[0015]
r4为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、甲氧基乙基或2-羟基乙基；
[0016]
r5为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、甲氧基乙基或2-羟基乙基；
[0017]
r6为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、甲氧基乙基或2-羟基乙基；
[0018]
r7为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、甲氧基乙基或2-羟基乙基；
[0019]
r8为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、甲氧基乙基或2-羟基乙基；
[0020]
r9为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、甲氧基乙基或2-羟基乙基。
[0021]
所述新型非水甘油基脂肪胺吸收剂中含水量低于1wt％。
[0022]
本发明在分子层面对吸收剂结构进行针对性设计：1)吸收剂结构中含有具备低毒
和生物降解性的甘油醚基团，可提高非水吸收剂在二氧化碳捕集过程中的流动性，进而强化体系的内部传质，增加其捕集容量；2)吸收剂结构中的胺基进行烷基化，即将伯胺转化为仲胺，抑制分子间的氢键作用，以削减体系粘度并控制吸收剂与二氧化碳的反应热，从而提高解吸效率并降低解吸能耗。
[0023]
本发明还提供一种所述新型非水甘油基脂肪胺吸收剂的制备方法，包括如下步骤：
[0024]
s1将含有相应官能的氯代烷氧基-1,3-甘油二醚，记作组份1，含有相应官能的胺或胺溶液，记作组份2，依次加入高压反应釜，于70～80℃反应12h，得到反应混合液；所述组份1和组份2的摩尔比为1:5～30；
[0025]
s2以冰水浴浸泡高压釜后，将反应混合液转移至冰水浴冷却的烧杯中，搅拌下分批加入naoh，加入naoh与组份1的摩尔比为10～6:1；溶液搅拌20～40min后全部转移至分液漏斗内静置，白色含naoh乳浊水相(下层)和棕黄色含水有机相(上层)逐渐分开；
[0026]
s3收集棕黄色含水有机相并转移至冰水浴冷却的烧杯中，搅拌下分批加入naoh，加入naoh与组份1的摩尔比为1～3:1；室温搅拌20～40min后将混合溶液转移至分液漏斗中静置分层；将下层水相放出后，以二氯甲烷萃取上层的棕黄色含水有机相，二氯甲烷相合并后使用无水na2so4干燥过夜，利用旋转蒸发仪将溶剂二氯甲烷除净后，减压蒸馏得式(i)、式(ii)和式(iii)所示化合物中的一种或几种。
[0027]
步骤s3中所述加入二氯甲烷用量为100ml
×
3。
[0028]
所述新型非水甘油基脂肪胺吸收剂应用。应用于发电厂烟道气、炼油厂尾气、炼钢厂尾气、水泥厂尾气、化工厂尾气、水煤气、沼气、天然气和碳酸盐矿石分解气等含二氧化碳的工业废气的脱碳处理。
[0029]
进一步地，所述新型非水甘油基脂肪胺吸收剂的使用条件：混合气压力为0.05～0.50mpa，吸收温度为20.0～50.0℃，吸收时间为0.1～1.0h，解吸温度为60～90℃，解吸时间为0.1～1.0h。
[0030]
本发明的有益效果：
[0031]
与传统醇胺溶液吸收法相比，本发明采用了全新的非水吸收剂结构设计理念，具有如下优异性能；1)吸收体系无需溶剂水的添加，80℃加热条件下30min内即可实现二氧化碳完全解吸，大幅削减解吸能耗，并且可在一定程度上抑制吸收剂对设备的腐蚀作用；2)在分子层面引入具有低毒和生物降解性的甘油醚基团，可提高非水吸收剂在二氧化碳捕集过程中的流动性，进而强化体系的内部传质，大幅增加捕集容量，25℃时最高可达17wt％，40℃时最高可达16wt％；3)吸收剂结构中的氨基进行烷基化，即将伯胺转化为仲胺，抑制分子间的氢键作用，以削减体系粘度并控制吸收剂与二氧化碳的反应热，从而提高解吸效率并降低解吸能耗，所述各结构吸收剂在25℃、吸收饱和状态下的粘度为79～110cp，40℃、吸收饱和状态下的粘度为25～39cp，解吸焓为41～67kj/mol。
[0032]
以2-(2-甲胺基乙氧基)-1,3-甘油二甲醚为例，其优点包括：
[0033]
(1)2-(2-甲胺基乙氧基)-1,3-甘油二甲醚在25℃、0.1mpa条件下30min时的二氧化碳质量吸收容量为17wt％，在40℃、0.1mpa条件下30min时的二氧化碳质量吸收容量为16wt％。
[0034]
(2)2-(2-甲胺基乙氧基)-1,3-甘油二甲醚在25℃时吸收饱和状态下的动力粘度
为79cp，在40℃时吸收饱和状态下的动力粘度为29cp。
[0035]
(3)2-(2-甲胺基乙氧基)-1,3-甘油二甲醚在80℃条件下30min内能够实现二氧化碳的完全解吸，其解吸焓为67kj/mol。
具体实施方式
[0036]
以下结合附表和具体实例，对本发明作进一步的详细说明。
[0037]
实施例1
[0038]
2-(2-甲胺基乙氧基)-1,3-甘油二甲醚的合成
[0039][0040]
将2-(2-氯乙氧基)-1,3-甘油二甲醚(240mmol，43.83g)和甲胺水溶液(40wt％，240ml)依次加入500ml高压反应釜，密封后在80℃油浴中反应12h，磁力搅拌转速为800r/min。反应结束后，以冰水浴浸泡高压釜1h后，将反应溶液转移至冰水浴冷却的1l烧杯中，磁力搅拌(1000r/min)下分批加入naoh(80g)。溶液搅拌30min后全部转移至500ml分液漏斗内静置，白色含naoh乳浊水相(下层)和棕黄色含水有机相(上层)逐渐分开。收集棕黄色含水有机相并转移至冰水浴冷却的烧杯中，搅拌下分批加入naoh(20g)，室温搅拌30min后将混合溶液转移至分液漏斗中静置分层。将下层水相放出后，以二氯甲烷(100ml
×
3)萃取上层的棕黄色含水有机相，二氯甲烷相合并后使用无水na2so4干燥过夜。利用旋转蒸发仪将溶剂二氯甲烷除净后，减压蒸馏得2-(2-甲胺基乙氧基)-1,3-甘油二甲醚(60℃，0.5mm hg)，收率为90％。核磁表征数据：1h nmr(400mhz,cdcl3)δ＝4.05(dd,j＝14.6,9.3hz,2h),3.99(dd,j＝10.4,5.0hz,1h),3.93-3.76(m,4h),3.74(s,6h),3.11-3.00(m,2h),2.77(d,j＝22.6hz,3h),1.89(s,1h).
13
c nmr(100mhz,cdcl3)δ＝78.3,73.3,69.9,58.9,52.3,36.5.
[0041]
实施例2
[0042]
2-(2-甲胺基乙氧基)-1,3-甘油二乙醚的合成
[0043][0044]
将2-(2-氯乙氧基)-1,3-甘油二乙醚(240mmol，50.57g)和甲胺水溶液(40wt％，240ml)依次加入500ml高压反应釜，密封后在80℃油浴中反应12h，磁力搅拌转速为800r/min。反应结束后，以冰水浴浸泡高压釜1h后，将反应溶液转移至冰水浴冷却的1l烧杯中，磁力搅拌(1000r/min)下分批加入naoh(80g)。溶液搅拌30min后全部转移至500ml分液漏斗内静置，白色含naoh乳浊水相(下层)和棕黄色含水有机相(上层)逐渐分开。收集棕黄色含水有机相并转移至冰水浴冷却的烧杯中，搅拌下分批加入naoh(20g)，室温搅拌30min后将混合溶液转移至分液漏斗中静置分层。将下层水相放出后，以二氯甲烷(100ml
×
3)萃取上层的棕黄色含水有机相，二氯甲烷相合并后使用无水na2so4干燥过夜。利用旋转蒸发仪将溶剂二氯甲烷除净后，减压蒸馏得2-(2-甲胺基乙氧基)-1,3-甘油二乙醚(63～65℃，0.5mm hg)，收率为88％。核磁表征数据：1h nmr(400mhz,cdcl3)δ＝3.68-3.63(m,2h),3.54(dd,j＝10.3,5.0hz,1h),3.46-3.39(m,8h),2.71-2.61(m,2h),2.36(s,3h),1.12(t,j＝7.0hz,
6h).
13
c nmr(100mhz,cdcl3)δ＝78.2,70.7,69.6,66.9,51.7,36.4,15.3.
[0045]
实施例3
[0046]
2-(2-甲胺基乙氧基)-1,3-甘油二(2-甲氧基乙基)醚的合成
[0047][0048]
将2-(2-氯乙氧基)-1,3-甘油二(2-甲氧基乙基)醚(240mmol，64.98g)和甲胺水溶液(40wt％，240ml)依次加入500ml高压反应釜，密封后在80℃油浴中反应12h，磁力搅拌转速为800r/min。反应结束后，以冰水浴浸泡高压釜1h后，将反应溶液转移至冰水浴冷却的1l烧杯中，磁力搅拌(1000r/min)下分批加入naoh(80g)。溶液搅拌30min后全部转移至500ml分液漏斗内静置，白色含naoh乳浊水相(下层)和棕黄色含水有机相(上层)逐渐分开。收集棕黄色含水有机相并转移至冰水浴冷却的烧杯中，搅拌下分批加入naoh(20g)，室温搅拌30min后将混合溶液转移至分液漏斗中静置分层。将下层水相放出后，以二氯甲烷(100ml
×
3)萃取上层的棕黄色含水有机相，二氯甲烷相合并后使用无水na2so4干燥过夜。利用旋转蒸发仪将溶剂二氯甲烷除净后，减压蒸馏得2-(2-甲胺基乙氧基)-1,3-甘油二(2-甲氧基乙基)醚(130℃，0.5mm hg)，收率为86％。核磁表征数据：1h nmr(400mhz,cdcl3)δ＝3.67-3.44(m,16h),3.31(s,6h),2.66(t,j＝5.0hz,2h),2.36(s,3h).
13
c nmr(100mhz,cdcl3)δ＝78.1,72.0,71.4,70.9,69.6,59.2,51.7,36.4.
[0049]
实施例4
[0050]
2-[2-(2-甲胺基乙氧基)]-乙氧基]-1,3-甘油二甲醚的合成
[0051][0052]
将2-[2-(2-氯乙氧基)]-乙氧基]-1,3-甘油二甲醚(240mmol，54.41g)和甲胺水溶液(40wt％，240ml)依次加入500ml高压反应釜，密封后在80℃油浴中反应12h，磁力搅拌转速为800r/min。反应结束后，以冰水浴浸泡高压釜1h后，将反应溶液转移至冰水浴冷却的1l烧杯中，磁力搅拌(1000r/min)下分批加入naoh(80g)。溶液搅拌30min后全部转移至500ml分液漏斗内静置，白色含naoh乳浊水相(下层)和棕黄色含水有机相(上层)逐渐分开。收集棕黄色含水有机相并转移至冰水浴冷却的烧杯中，搅拌下分批加入naoh(20g)，室温搅拌30min后将混合溶液转移至分液漏斗中静置分层。将下层水相放出后，以二氯甲烷(100ml
×
3)萃取上层的棕黄色含水有机相，二氯甲烷相合并后使用无水na2so4干燥过夜。利用旋转蒸发仪将溶剂二氯甲烷除净后，减压蒸馏得2-[2-(2-甲胺基乙氧基)]-乙氧基]-1,3-甘油二甲醚(95℃，0.5mm hg)，收率为83％。核磁表征数据：1h nmr(400mhz,cdcl3)δ＝3.69(dd,j＝5.8,4.2hz,2h),3.59-3.50(m,5h),3.44-3.38(m,4h),3.33-3.27(m,6h),2.71-2.63(m,2h),2.37(s,3h).
13
c nmr(100mhz,cdcl3)δ＝77.2,71.7,69.6,69.4,68.6,58.2,50.4,35.4.
[0053]
实施例5
[0054]
2-(2-(2-(2-甲胺基乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)-1,3-甘油二甲醚的合成
[0055][0056]
将2-(2-(2-(2-氯乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)-1,3-甘油二甲醚(240mmol，64.98g)和甲胺水溶液(40wt％，240ml)依次加入500ml高压反应釜，密封后在80℃油浴中反应12h，磁力搅拌转速为800r/min。反应结束后，以冰水浴浸泡高压釜1h后，将反应溶液转移至冰水浴冷却的1l烧杯中，磁力搅拌(1000r/min)下分批加入naoh(80g)。溶液搅拌30min后全部转移至500ml分液漏斗内静置，白色含naoh乳浊水相(下层)和棕黄色含水有机相(上层)逐渐分开。收集棕黄色含水有机相并转移至冰水浴冷却的烧杯中，搅拌下分批加入naoh(20g)，室温搅拌30min后将混合溶液转移至分液漏斗中静置分层。将下层水相放出后，以二氯甲烷(100ml
×
3)萃取上层的棕黄色含水有机相，二氯甲烷相合并后使用无水na2so4干燥过夜。利用旋转蒸发仪将溶剂二氯甲烷除净后，减压蒸馏得2-(2-(2-(2-甲胺基乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)-1,3-甘油二甲醚(130～132℃，0.5mm hg)，收率为82％。核磁表征数据：1h nmr(400mhz,cdcl3)δ＝3.70(t,j＝4.6hz,2h),3.64-3.47(m,10h),3.44-3.38(m,4h),3.30(s,6h),2.68(t,j＝4.7hz,2h),2.37(s,3h).
13
c nmr(100mhz,cdcl3)δ＝78.2,72.7,70.8,70.8,70.5,70.4,69.7,59.3,51.4,36.5.
[0057]
实施例6
[0058]
在25ml圆底烧瓶内加入2-(2-甲胺基乙氧基)-1,3-甘油二甲醚3ml，随后在磁力搅拌下缓慢通入二氧化碳，流量为100ml/min，压力为0.1mpa，控制油浴温度为25℃或40℃，以精密电子天平测量二氧化碳的吸收量，以流变仪测量吸收饱和状态下的动力粘度。2-(2-甲胺基乙氧基)-1,3-甘油二甲醚在25℃条件下30min时的二氧化碳质量吸收容量为17wt％，粘度为79cp；在40℃条件下30min时的二氧化碳质量吸收容量为16wt％，粘度为29cp。
[0059]
实施例7
[0060]
在25ml圆底烧瓶内加入实施例2-5所得甘油基脂肪胺吸收剂3ml，随后在磁力搅拌下缓慢通入二氧化碳，控制二氧化碳气体流量为100ml/min，压力为0.1mpa，油浴温度为25℃或40℃，以精密电子天平测量二氧化碳的吸收量，以流变仪测量吸收饱和状态下的动力粘度，获取到的25℃或40℃条件下的二氧化碳捕集性能如下表(表1)。
[0061]
表1甘油基脂肪胺吸收剂的二氧化碳捕集性能
[0062][0063]
实施例8
[0064]
在25ml圆底烧瓶内，加入实施例6中二氧化碳吸收饱和的2-(2-甲胺基乙氧基)-1,3-甘油二甲醚3ml，磁力搅拌情况下将油浴温度升至80℃，以精密电子天平测量二氧化碳解吸量，以差示扫描量热仪测量二氧化碳解吸焓。2-(2-甲胺基乙氧基)-1,3-甘油二甲醚在30min时的二氧化碳解吸比例为100％，解吸焓为67kj/mol。
[0065]
实施例9
[0066]
在25ml圆底烧瓶内，加入实施例7中二氧化碳吸收饱和的甘油基脂肪胺吸收剂，控制油浴温度为80℃，以精密电子天平测量二氧化碳解吸量，以差示扫描量热仪测量二氧化碳解吸焓，获取到的80℃条件下30min时的二氧化碳解吸性能如下表(表2)。
[0067]
实验结果表明，本专利提出的二氧化碳非水吸收剂分子功能化策略，能够有效提升吸收剂解吸效率：所有吸收剂(以序号1-5为例)在30min内均可实现二氧化碳完全解吸，解吸焓在41～67kj/mol之间。
[0068]
表2甘油基脂肪胺吸收剂的二氧化碳解吸性能
[0069][0070]
以上举例仅为本发明的部分具体实施例。显然，本发明所述的实施例可存在多种变体，因此本领域的研究技术人员从本发明公开内容中直接或间接推导出的所有变体，都应该认为是本发明的保护范围。

技术特征：
1.一类用于捕集混合气体中二氧化碳的新型非水甘油基脂肪胺吸收剂，其特征在于：所述吸收剂的结构骨架为1,3-甘油醚，同时在其2-位键联有2-胺基乙氧基、2-(2-胺基乙氧基)乙氧基或2-(2-(2-胺基乙氧基)乙氧基)-乙氧基，将吸收剂所含胺基功能化为仲胺；所述甘油基脂肪胺吸收剂为式(i)、式(ii)和式(iii)所示化合物中的一种或多种；其中，r1为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、甲氧基乙基或2-羟基乙基；r2为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、甲氧基乙基或2-羟基乙基；r3为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、甲氧基乙基或2-羟基乙基；r4为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、甲氧基乙基或2-羟基乙基；r5为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、甲氧基乙基或2-羟基乙基；r6为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、甲氧基乙基或2-羟基乙基；r7为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、甲氧基乙基或2-羟基乙基；r8为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、甲氧基乙基或2-羟基乙基；r9为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、甲氧基乙基或2-羟基乙基。2.一种根据权利要求1所述的新型非水甘油基脂肪胺吸收剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：s1将含有相应官能的氯代烷氧基-1,3-甘油二醚，记作组份1，含有相应官能的胺或胺溶液，记作组份2，依次加入高压反应釜，于70～80℃反应12h，得到反应混合液；所述组份1和组份2的摩尔比为1:5～30；s2以冰水浴浸泡高压釜30min后，将反应混合液转移至冰水浴冷却的烧杯中，搅拌下分批加入naoh，加入naoh与组份1的摩尔比为10～6:1；溶液搅拌20～40min后全部转移至分液漏斗内静置，白色含naoh乳浊水相和棕黄色含水有机相逐渐分开；s3收集棕黄色含水有机相并转移至冰水浴冷却的烧杯中，搅拌下分批加入naoh，加入naoh与组份1的摩尔比为1～3:1；室温搅拌20～40min后将混合溶液转移至分液漏斗中静置分层；将下层水相放出后，以二氯甲烷萃取上层的棕黄色含水有机相，二氯甲烷相合并后使用无水na2so4干燥过夜，利用旋转蒸发仪将溶剂二氯甲烷除净后，减压蒸馏得式(i)、式(ii)和式(iii)所示化合物中的一种或几种。3.一种根据权利要求1所述的新型非水甘油基脂肪胺吸收剂在捕集混合气体中二氧化
碳的应用。4.根据权利要求3所述的新型非水甘油基脂肪胺吸收剂在捕集混合气体中二氧化碳的应用，其特征在于：该新型非水甘油基脂肪胺吸收剂应用于发电厂烟道气、炼油厂尾气、炼钢厂尾气、水泥厂尾气、化工厂尾气、水煤气、沼气、天然气和碳酸盐矿石分解气含二氧化碳的工业废气的脱碳处理。5.根据权利要求4所述的新型甘油基脂肪胺吸收剂在捕集混合气体中二氧化碳的应用，其特征在于：新型非水甘油基脂肪胺非水吸收剂的使用条件为：混合气体压力为0.05～0.50mpa，吸收温度为20.0～50.0℃，吸收时间为0.1～1.0h，解吸温度为60～90℃，解吸时间为0.1～1.0h。

技术总结
本发明公开一类用于捕集混合气体中二氧化碳的新型非水甘油基脂肪胺吸收剂及应用，属于碳中和技术领域。本发明吸收体系无需溶剂水，80oC加热条件下30min内即可实现二氧化碳完全解吸，大幅削减解吸能耗；通过向吸收剂分子结构内引入具有低毒和生物降解性的甘油醚基团，提高非水吸收剂在二氧化碳捕集过程中的流动性，进而强化体系的内部传质，增加其捕集容量；同时对吸收剂结构中的胺基进行烷基化，抑制分子间的氢键作用，以削减体系粘度并控制吸收剂与二氧化碳的反应热，从而提高解吸效率并降低解吸能耗。本发明通过分子层面的针对性低粘度功能化处理，在增加吸收剂二氧化碳捕集容量的同时，提高其解吸效率并降低解吸能耗。提高其解吸效率并降低解吸能耗。


技术研发人员：刘安华 毕林祝 吕小兵
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：2023.05.17
技术公布日：2023/7/22