CN102451597A - 一种用于捕集二氧化碳的离子液体溶液 - Google Patents

一种用于捕集二氧化碳的离子液体溶液 Download PDF

Info

Publication number
CN102451597A
CN102451597A CN2010105169412A CN201010516941A CN102451597A CN 102451597 A CN102451597 A CN 102451597A CN 2010105169412 A CN2010105169412 A CN 2010105169412A CN 201010516941 A CN201010516941 A CN 201010516941A CN 102451597 A CN102451597 A CN 102451597A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solution
ion liquid
carbon dioxide
amino acid
liquid solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2010105169412A
Other languages
English (en)
Inventor
毛松柏
朱道平
汪洋洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Petrochemical Corp
Research Institute of Sinopec Nanjing Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Research Institute of Nanjing Chemical Industry Group Co Ltd
China Petrochemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Research Institute of Nanjing Chemical Industry Group Co Ltd, China Petrochemical Corp filed Critical Research Institute of Nanjing Chemical Industry Group Co Ltd
Priority to CN2010105169412A priority Critical patent/CN102451597A/zh
Publication of CN102451597A publication Critical patent/CN102451597A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2

Landscapes

  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Abstract

用于捕集二氧化碳的离子液体溶液，属于精细化工技术领域。该溶液中阳离子含量为5～40wt％，阴离子含量为5～40wt％，水的含量为20～90wt％；阴离子为具有氨基酸结构的阴离子，氨基酸的结构式为H2N-R-COOH(R＝CnH2n，n＝1～5)；阳离子为有机胺盐阳离子、有机醇胺类阳离子；也可加入缓蚀剂和抗氧剂，其用法和用量是本领域技术人员所公知的。该溶液具有良好的稳定性、不易挥发、毒性低、结构可设计等优势。同时，其合成过程较传统离子液体大大简化，原料来源广泛，成本低，因此在大规模二氧化碳捕集领域具有很好的前景。

Description

一种用于捕集二氧化碳的离子液体溶液
技术领域
本发明属于精细化工技术领域，涉及一种捕集气体混合物中的二氧化碳的离子液体溶液。
技术背景
随着人类对能源需求的不断加大，大量煤、石油等化石燃料被开采利用，越来越多的CO2排放到大气中，由此导致的空气污染和温室效应正严重威胁着人类赖以生存的环境。因此，CO2的捕集、利用与封存已成为全球关注的“热点”问题。
CO2的捕集技术包括溶剂吸收法、吸附法、低温分离法、膜分离法等。其中溶剂吸收法是应用最为广泛的CO2捕集方法，但目前存在着过程能耗高、设备腐蚀严重、吸收液变质速度快、挥发性强造成吸收剂损失等问题。因此，开发更加有效的、环境友好地捕集CO2的方法和分离材料是目前亟待解决的问题。
离子液体，又称为室温离子液体或室温熔盐，是由特定的有机阳离子和有机或无机阴离子组成的在室温或近室温下呈液态的熔盐体系，具有良好的热稳定性和化学稳定性、蒸汽压极低，不易挥发、毒性很低、结构可设计等优势，是一类新型的绿色介质。
近年来，采用离子液体捕集酸性气体的研究越来越受到人们的重视。例如Bates等[Bates E D，Mayton R D，Ntai I，Davis J H J.CO2 Capture by a Task-Specific IonicLiquid.J.Am.Chem.Soc.，2002，124(6)：926-927]合成了含有氨基(-NH2)官能团的功能化离子液体1-(3-氨丙基)-3-丁基咪唑四氟硼酸盐，发现其对CO2的吸收较不含-NH2官能团的常规离子液体显著提高。Chinn等[Chinn D，Vu D，Driver M S，Boudreau L C.US Patent 0 129 598，2005]研究了离子液体1-乙基-3-甲基咪唑乙酸盐+14wt％H2O体系对CO2的吸收情况，发现羧酸根离子液体对CO2的吸收类似于化学吸收过程。Zhang等[Zhang J M，Zhang S J，Dong K，Zhang Y Q，Shen Y Q，Lu X M.Supported Absorptionof CO2 by Tetrabutylphosphonium，Amino Acid Ionic Liquids.Chem.Eur.J.，2006，12：4021-4026]开发了同时具有氨基和羧酸根的阴离子为氨基酸的离子液体四丁基季鏻丙氨酸盐、四丁基季鏻β-丙氨酸盐、四丁基季鏻甘氨酸盐。由于氨基酸离子液体的粘度较大，将其负载于多孔硅胶载体表面进行CO2吸收。但是，离子液体的合成过程复杂，成本高，极大的限制了其大规模的应用。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于捕集气体混合物中二氧化碳的新型离子液体溶液。
本发明溶液具有良好的稳定性、不易挥发、毒性低、结构可设计等优势。其吸收二氧化碳的摩尔分率大于文献报道的离子液体对二氧化碳的摩尔分率，吸收达平衡的时间更短。同时，其合成过程较传统离子液体大大简化，原料来源广泛，成本低，因此在大规模二氧化碳捕集领域具有很好的前景。
本发明的捕集溶液包含阳离子5～40wt％，阴离子含量为5～40wt％，水20～90wt％。本捕集溶液还包含缓蚀剂和抗氧剂，其用法和用量是本领域技术人员所公知的。
一般地，所述的阴离子为具有氨基酸结构的阴离子，氨基酸的结构式为H2N-R-COOH(R＝CnH2n，n＝1～5)；阳离子为有机胺盐阳离子、有机醇胺类阳离子；而且阴阳离子都不限于上述几种，可以是其中的任意一种或多种。
所述的有机胺盐阳离子可以为伯胺、仲胺或叔胺。
在温度为223K～523K、压力为80个大气压以内，本发明离子液体溶液可用于捕集烟道气、天然气、各种合成气、汽车尾气等各种气体混合物中的二氧化碳。
使气流中的二氧化碳通过与本发明的离子液体溶液接触而被除去，本领域任何公知的设备都可以用于吸收、再生和其它的步骤。
具体实施方式
本发明用以下实例说明，但本发明并不限于下述实施例。在不脱离前后所述宗旨的范围下，变化实施都包含在本发明的技术范围内。
实施例1
将37.537g甘氨酸(0.5mol)与36.570g正丁胺(0.5mol)混合后以去离子水定容至500mL。
量取吸收剂10mL至于一吸收瓶中，吸收瓶至于30℃恒温水浴中，以10mL/min的速度向吸收瓶中通入CO2气体，每隔一段时间称量吸收瓶重量，吸收瓶重量不再变化可视为吸收达到平衡，大约0.5小时达到平衡。最终所吸收的CO2为0.261g，吸收率为0.593molCO2/mol离子液体。
实施例2
将37.537g甘氨酸(0.5mol)溶解于200mL去离子水中，向其中加入50.595g三乙胺(0.5mol)，将体系于室温下搅拌反应24h，然后将体系采用去离子水定容至500mL。
量取吸收剂10mL至于一吸收瓶中，吸收瓶至于30℃恒温水浴中，以10mL/min的速度向吸收瓶中通入CO2气体，每隔一段时间称量吸收瓶重量，吸收瓶重量不再变化可视为吸收达到平衡，大约0.5小时达到平衡。最终所吸收的CO2为0.248g，吸收率为0.564molCO2/mol离子液体。
实施例3
将44.545g丙氨酸(0.5mol)与36.570g正丁胺(0.5mol)加入500mL容量瓶，以去离子水定容至500mL。
量取吸收剂10mL至于一吸收瓶中，吸收瓶至于30℃恒温水浴中，以10mL/min的速度向吸收瓶中通入CO2气体，每个一段时间称量吸收瓶重量，吸收瓶重量不再变化可视其吸收达到平衡，约0.5小时达到平衡。最终所吸收的CO2为0.237g，吸收率为0.538molCO2/mol离子液体。
实施例4
将37.537g甘氨酸(0.5mol)与36.570g正丁胺(0.5mol)加入500mL容量瓶，以去离子水定容至500mL。
量取吸收剂10mL至于一吸收瓶中，吸收瓶至于50℃恒温水浴中，以10mL/min的速度向吸收瓶中通入CO2气体，每个一段时间称量吸收瓶重量，指吸收瓶重量不再变化视其吸收达到平衡，约0.4小时达到平衡。最终所吸收的CO2为0.228g，吸收率为0.518molCO2/mol离子液体。
实施例5
将100.100g甘氨酸(1.33mol)与97.520g正丁胺(1.33mol)加入500mL容量瓶，以去离子水定容至500mL。
量取吸收剂10mL至于一吸收瓶中，吸收瓶至于30℃恒温水浴中，以10mL/min的速度向吸收瓶中通入CO2气体，每个一段时间称量吸收瓶重量，吸收瓶重量不再变化可视其吸收达到平衡，约1小时达到平衡。最终所吸收的CO2为0.692g，吸收率为0.59lmolCO2/mol离子液体。
实施例6
将12.600g甘氨酸(0.167mol)与12.525g正丙醇胺(0.167mol)加入500mL容量瓶，以去离子水定容至500mL。
量取吸收剂50mL至于一吸收瓶中，吸收瓶至于30℃恒温水浴中，以10mL/min的速度向吸收瓶中通入CO2气体，每个一段时间称量吸收瓶重量，吸收瓶重量不再变化可视其吸收达到平衡，约0.5小时达到平衡。最终所吸收的CO2为0.384g，吸收率为0.523molCO2/mol离子液体。

Claims (4)

1.一种用于捕集二氧化碳的离子液体溶液，其特征是溶液包含重量百分含量5～40％的阴离子、5～40％的阳离子、20～90％的水，所述阴离子为具有氨基酸结构的阴离子，氨基酸的结构式为H2N-R-COOH，R＝CnH2n，n＝1～5，所述阳离子为有机胺盐阳离子、有机醇胺类阳离子的任意一种或多种。
2.根据权利要求1所述的溶液，其特征在于溶液还包含缓蚀剂和抗氧剂，其用法和用量是本领域技术人员所公知的。
3.根据权利要求1所述的溶液，其特征在于所述有机胺盐阳离子为伯胺、仲胺或叔胺。
4.根据权利要求1所述溶液，其特征在于该离子液体溶液吸收二氧化碳的压力在80个大气压以内，温度为223K～523K。
CN2010105169412A 2010-10-22 2010-10-22 一种用于捕集二氧化碳的离子液体溶液 Pending CN102451597A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010105169412A CN102451597A (zh) 2010-10-22 2010-10-22 一种用于捕集二氧化碳的离子液体溶液

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010105169412A CN102451597A (zh) 2010-10-22 2010-10-22 一种用于捕集二氧化碳的离子液体溶液

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102451597A true CN102451597A (zh) 2012-05-16

Family

ID=46035528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010105169412A Pending CN102451597A (zh) 2010-10-22 2010-10-22 一种用于捕集二氧化碳的离子液体溶液

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102451597A (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102895844A (zh) * 2012-10-10 2013-01-30 南昌航空大学 液态的二氧化碳吸收剂及其制备方法
CN103316566A (zh) * 2013-06-21 2013-09-25 绍兴文理学院 一种醇胺和三氟甲磺酸碱金属盐复配溶液、制备方法与应用
CN103721530A (zh) * 2012-10-10 2014-04-16 中国石油化工股份有限公司 采用离子液体作为膜吸收捕集二氧化碳的捕集溶剂的方法
CN106540660A (zh) * 2015-09-18 2017-03-29 中国石油化工股份有限公司 用于吸收co2气体的离子液体吸附材料及其应用
CN107754557A (zh) * 2016-08-19 2018-03-06 中国石油化工股份有限公司 一种低浓度co2的离子液体捕集溶液及捕集方法
CN108883393A (zh) * 2016-03-30 2018-11-23 大阪瓦斯株式会社 气体吸收剂、二氧化碳分离回收系统、二氧化碳分离回收方法
CN110064365A (zh) * 2019-04-18 2019-07-30 河北科技大学 离子液体在制备改性活性炭中的应用、改性活性炭及其制备方法
CN113491934A (zh) * 2020-04-08 2021-10-12 中石化南京化工研究院有限公司 一种离子液体二氧化碳吸收剂

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4761164A (en) * 1985-03-01 1988-08-02 Air Products And Chemicals, Inc. Method for gas separation
CN1709553A (zh) * 2005-06-02 2005-12-21 中国科学院过程工程研究所 氨基酸类离子液体用于酸性气体吸收
CN101486661A (zh) * 2009-02-27 2009-07-22 南京大学 一种四烃基季铵型氨基酸离子液体的制法
CN101700454A (zh) * 2009-11-25 2010-05-05 南京大学 一种绿色二氧化碳吸收剂
CN101804292A (zh) * 2010-03-25 2010-08-18 南京大学 专用于co2气体吸收分离的由功能化离子液体活化的mdea配方溶液

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4761164A (en) * 1985-03-01 1988-08-02 Air Products And Chemicals, Inc. Method for gas separation
CN1709553A (zh) * 2005-06-02 2005-12-21 中国科学院过程工程研究所 氨基酸类离子液体用于酸性气体吸收
CN101486661A (zh) * 2009-02-27 2009-07-22 南京大学 一种四烃基季铵型氨基酸离子液体的制法
CN101700454A (zh) * 2009-11-25 2010-05-05 南京大学 一种绿色二氧化碳吸收剂
CN101804292A (zh) * 2010-03-25 2010-08-18 南京大学 专用于co2气体吸收分离的由功能化离子液体活化的mdea配方溶液

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
彭璟，等: "高浓度甘氨酸离子液体水溶液的降膜特性研究", 《南京大学学报（自然科学）》 *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103721530A (zh) * 2012-10-10 2014-04-16 中国石油化工股份有限公司 采用离子液体作为膜吸收捕集二氧化碳的捕集溶剂的方法
CN103721530B (zh) * 2012-10-10 2016-05-11 中国石油化工股份有限公司 采用离子液体作为膜吸收捕集二氧化碳的捕集溶剂的方法
CN102895844A (zh) * 2012-10-10 2013-01-30 南昌航空大学 液态的二氧化碳吸收剂及其制备方法
CN103316566A (zh) * 2013-06-21 2013-09-25 绍兴文理学院 一种醇胺和三氟甲磺酸碱金属盐复配溶液、制备方法与应用
CN103316566B (zh) * 2013-06-21 2015-06-17 绍兴文理学院 一种醇胺和三氟甲磺酸碱金属盐复配溶液、制备方法与应用
CN106540660B (zh) * 2015-09-18 2019-06-04 中国石油化工股份有限公司 用于吸收co2气体的离子液体吸附材料及其应用
CN106540660A (zh) * 2015-09-18 2017-03-29 中国石油化工股份有限公司 用于吸收co2气体的离子液体吸附材料及其应用
CN108883393A (zh) * 2016-03-30 2018-11-23 大阪瓦斯株式会社 气体吸收剂、二氧化碳分离回收系统、二氧化碳分离回收方法
CN107754557A (zh) * 2016-08-19 2018-03-06 中国石油化工股份有限公司 一种低浓度co2的离子液体捕集溶液及捕集方法
CN107754557B (zh) * 2016-08-19 2020-12-22 中国石油化工股份有限公司 一种低浓度co2的离子液体捕集溶液及捕集方法
CN110064365A (zh) * 2019-04-18 2019-07-30 河北科技大学 离子液体在制备改性活性炭中的应用、改性活性炭及其制备方法
CN110064365B (zh) * 2019-04-18 2022-02-11 河北科技大学 离子液体在制备改性活性炭中的应用、改性活性炭及其制备方法
CN113491934A (zh) * 2020-04-08 2021-10-12 中石化南京化工研究院有限公司 一种离子液体二氧化碳吸收剂

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102451597A (zh) 一种用于捕集二氧化碳的离子液体溶液
Zhang et al. Evaluating CO2 desorption performance in CO2-loaded aqueous tri-solvent blend amines with and without solid acid catalysts
Ochedi et al. Carbon dioxide capture using liquid absorption methods: a review
CN102527192A (zh) 含有离子液体的二氧化碳吸收剂
Jiang et al. Advances in applications of ionic liquids for phase change CO2 capture
Huang et al. Dual alkali approaches for the capture and separation of CO2
Huang et al. Method to regenerate ammonia for the capture of carbon dioxide
Davy Development of catalysts for fast, energy efficient post combustion capture of CO2 into water; an alternative to monoethanolamine (MEA) solvents
KR101239380B1 (ko) 복수의 아민기를 갖는 아미노산 및 금속 수화물을 포함하는 이산화탄소 포집용 흡수제
CN103221114A (zh) 从气流中俘获二氧化碳和/或二氧化硫的方法和系统
Tiwari et al. A strategy of development and selection of absorbent for efficient CO2 capture: an overview of properties and performance
CN115253599B (zh) 一种用于碳捕集的弱相互作用的氨基功能化离子液体相变吸收剂
CN104492226A (zh) 一种用于捕集混合气体中二氧化碳的非水脱碳溶液及其应用
Yu et al. Integration of a diamine solvent based absorption and coal fly ash based mineralisation for CO2 sequestration
CN101537304B (zh) 一种环胺类二氧化硫气体吸收剂及其制备方法
CN104415642A (zh) 用于二氧化碳捕集的双氨基离子液体-mdea复合吸收剂
KR20130069650A (ko) 이산화탄소의 포집 방법
CN102284227A (zh) 一种用复合脱碳溶液捕集混合气体中二氧化碳的方法
CN102794095B (zh) 三(2-氨乙基)胺作为二氧化碳吸收剂方面的应用
Peu et al. A comprehensive review on recent advancements in absorption-based post combustion carbon capture technologies to obtain a sustainable energy sector with clean environment
CN103432868B (zh) 一种利用熵效应实现高效节能碳捕集的方法
CN109529555B (zh) 基于非质子有机物的低共熔溶剂及利用其高效吸收二氧化硫的方法
JP4763009B2 (ja) Ｃｏ２吸収剤およびｃｏ２回収方法
CN109569194B (zh) 一种用于捕集二氧化碳的离子液体
US20150056114A1 (en) Compound including oxalate, carbon dioxide absorbent including the same, method of preparing carbon dioxide absorbent and method of removing carbon dioxide

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120516