CN106237792B - 一种用于脱除酸性气体的具有抗氧化降解性能的吸收剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于脱除酸性气体的具有的抗氧化降解性能的吸收剂，所述吸收剂包含有机胺、醇及酚类抗氧剂，在脱除酸性气体的过程中，吸收剂会形成有机相和载体相。所述的酚类抗氧剂既能溶解在高碳醇类的载体相中，起抗氧化降解作用，同时，该抗氧剂又能溶解在有机相中，起到抗热降解的作用。所述的酚类抗氧剂是以含酚类基团的化合物为起始物，将酚类基团引入到聚酰胺—胺树枝状大分子的表面所得到的树状大分子酚类抗氧剂。

Description

一种用于脱除酸性气体的具有抗氧化降解性能的吸收剂
技术领域
本发明属于气体净化技术领域，具体涉及一种用于脱除酸性气体的具有抗氧化降解性能的吸收剂。
背景技术
化学吸收法用于脱除酸性气体技术是目前最为成熟的方法之一，但面临的一个普遍问题就是能耗较高。
近年来一些研究者转换思维方式，开始研究转极性吸收剂用于脱除酸性气体过程，以此来解决再生能耗较高的问题。该法与传统的化学吸收法相比，在相同的处理效果下，该工艺可以减少进入解吸塔的液量，从而降低再生能耗。但由于此体系为非水体系，吸收剂的氧化降解和热降解问题较为显著，导致系统溶液在进行酸性气体脱除后不久就变色，且颜色越来越深，同时，转极性吸收剂的吸收效果变差，溶液在吸收酸性气体后发生相变的能力越来越差，导致降低再生能耗的性能不显著。
针对此问题，目前主要从新吸收剂开发和工艺改进或新工艺研究两方面来开展工作。对新的吸收剂的研究思路主要为开发新型的化学吸收剂。
发明内容
发明目的：本发明目的在于提供一种具有抗氧化降解性能的吸收剂，主要特点在于向吸收剂中加入了抗氧剂，当相变吸收剂为均相时，该抗氧剂能较好地溶解其中，起到保护作用，当相变吸收剂脱除酸性气体后，溶液形成了载体相和有机相，该抗氧剂仍可以以相平衡的方式分别溶解在两相溶液中，对有机相和载体相都起到很好的保护作用。可极大程度地解决该类吸收剂降解的问题，提高有机相的再生效果，维持相变吸收剂的吸收性能，同时，提高操作的稳定性，延长吸收剂的使用寿命。
技术方案：本发明所提供的吸收剂，包含有机胺、醇及酚类抗氧剂。该酚类抗氧剂是通过迈克尔加成反应和酰胺化缩合反应合成以乙二胺为核的抗氧剂骨架聚酰胺—胺，根据聚酰胺—胺的端基可以进行功能基转化这一特点，设计将具有受阻酚结构单元的抗氧剂中间体引入到聚酰胺—胺大分子的表面，从而合成了一类新型的树枝状大分子酚类抗氧剂。
具体的，本发明所述的吸收剂包含有机胺、醇及酚类抗氧剂，在脱除酸性气体的过程中，吸收剂会形成有机相和载体相。
所述的酚类抗氧剂既能溶解在高碳醇类的载体相中，起抗氧化降解作用，同时，该抗氧剂又能溶解在有机相中，起到抗热降解的作用。
所述的酚类抗氧剂是以含酚类基团的化合物为起始物，将酚类基团引入到聚酰胺—胺树枝状大分子的表面所得到的树状大分子酚类抗氧剂。
所述酚类抗氧剂的引入方法为：将乙二胺与丙烯酸甲酯进行Michel加成反应，然后再与乙二胺进行酰胺化反应生成得到聚酰胺-胺树枝状大分子，最后与含酚类基团的化合物反应，得到的酚类抗氧剂。所述的含酚类基团的化合物为为2-甲基-2-对羟基苯基丙酰氯、3,4-二羟基苯基丙酰氯中的一种或两种。
具体的，所述的引入方法为：首先将1mol的乙二胺与4mol的丙烯酸甲酯进行Michel加成反应生成一个四元酯，即0.5G产品，0.5G产品再与4mol乙二胺进行酰胺化反应生成1.0G产品，同时释放出4mol甲醇。然后，结合树枝状大分子的结构特点，端基为胺基的有机化合物很容易与酰氯发生酰胺化反应。将1mol的1.0G聚酰胺-胺树枝状大分子与4mol2-甲基-2-对羟基苯基丙酰氯(或3,4-二羟基苯基丙酰氯)反应，生成一类新型的受阻酚抗氧剂。
合成后的抗氧剂用于转极性吸收剂中，当吸收剂为均相时，抗氧剂能较好地溶解其中，起到保护作用，当转极性吸收剂脱除酸性气体后，溶液形成了载体相和有机相，该抗氧剂仍可以以相平衡的方式分别溶解在两相溶液中，对有机相和载体相都起到很好的保护作用。
所述有机胺为一乙醇胺，二乙醇胺，三乙醇胺，3-丙醇胺，一异丙醇胺，二异丙醇胺，三异丙醇胺，N,N-二甲基乙醇胺，N,N-二乙基乙醇胺中的一种或几种。
所述的醇为C4-C12醇的一种或几种。
所述的酸性气体为二氧化碳、二氧化硫、硫化氢、氮氧化物、硫醇以及有机硫中的一种或几种。
所述的有机相为醇类，所述的载体相为有机胺与酸性气体反应后生成的盐类。
本发明的关键技术是针对目前相变吸收剂降解损耗大的问题，合成目前尚未报道的且无知识产权保护的一类树枝状大分子酚类抗氧剂，并将其应用于相变吸收剂中，对相变吸收剂在脱除酸性气体的整个过程中都起保护作用，为系统装置的平稳运行提供了关键性的技术保障。
有益效果：(1)转极性吸收剂用于脱除酸性气体，可大大降低溶液的再生能耗。
(2)该转极性吸收剂由于含有抗氧化降解组分，可有效抑制转极性吸收剂在脱除酸性气体过程中溶液降解，极大程度地解决该类现有吸收剂降解的问题，对有机相和载体相都起到很好的保护作用。
(3)可提高有机相的再生效果，维持转极性吸收剂的吸收性能，同时，提高操作的稳定性，延长吸收剂的使用寿命。
具体实施方式：
下面通过实例进一步说明本发明的特点，但本专利的保护范围并不受实施例的限制。
对比例1：
本对比例所用的转极性吸收剂1#包括一乙醇胺40g，正癸醇60g。将其加入200ml高压反应釜中并加热120℃后再充入氧气至1.5MPa，开动搅拌进行强化降解反应。当压力开始下降时表明降解反应开始进行，记录该时间，即为初始降解时间，将其作为抗氧化剂的能力评价指标。当反应5小时后，记录此时的压力表读数，结果见表1。
实施例1：
在与对比例1相同的条件下进行实验，只是在上述转极性吸收剂1#中加入了0.1g抗氧化剂A，其抗氧剂A为2-甲基-2-对羟基苯基丙酰氯与1.0G聚酰胺—胺反应的产物，如下式所示。记录初始降解时间，结果见表1。
实施例2：
在与对比例1相同的条件下进行实验，只是在上述转极性吸收剂1#中加入了0.05g抗氧化剂A，其抗氧剂A为2-甲基-2-对羟基苯基丙酰氯与1.0G聚酰胺—胺反应的产物。记录初始降解时间，结果见表1。
实施例3：
在与对比例1相同的条件下进行实验，只是在上述转极性吸收剂1#中加入了0.1g抗氧化剂B，其抗氧剂B为3,4-二羟基苯基丙酰氯与1.0G聚酰胺—胺反应的产物，如下式所示。记录初始降解时间，结果见表1。
表1转极性吸收剂的强化氧化降解实验结果
对比例2：
本对比例所用的转极性吸收剂1#包括一乙醇胺200g，正癸醇300g。将其进行连续吸收-再生装置中运行，烟气处理量为2L/min，烟气中二氧化碳含量为12.5％，吸收温度为40℃，溶液循环量为0.5L/h，连续稳定运行15天，捕集率从96.0％降低至87.1％。而当加入0.1g的抗氧剂A(或0.1g的抗氧剂B)，捕集率从96.3％降低至92.5％(或捕集率从96.7％降低至92.4％)。结果见表2。
表2转极性吸收剂在有无抗氧剂条件下的吸收效果

Claims (6)

1.一种用于脱除酸性气体的具有抗氧化降解性能的吸收剂，其特征在于该吸收剂包含有机胺、醇及酚类抗氧剂，在脱除酸性气体的过程中，吸收剂会形成有机相和载体相；其中，所述的酚类抗氧剂既能溶解在高碳醇类的载体相中，起抗氧化降解作用，同时，该抗氧剂又能溶解在有机相中，起到抗热降解的作用；所述的酚类抗氧剂是以含酚类基团的化合物为起始物，将酚类基团引入到聚酰胺—胺树枝状大分子的表面所得到的树状大分子酚类抗氧剂；酚类抗氧剂的引入方法为：将乙二胺与丙烯酸甲酯进行Michel加成反应，然后再与乙二胺进行酰胺化反应生成得到聚酰胺-胺树枝状大分子，最后与含酚类基团的化合物反应，得到的酚类抗氧剂。
2.如权利要求1所述的吸收剂，其特征在于所述的含酚类基团的化合物为2-甲基-2-对羟基苯基丙酰氯、3,4-二羟基苯基丙酰氯中的一种或两种。
3.如权利要求1所述的吸收剂，其特征在于所述有机胺为一乙醇胺，二乙醇胺，三乙醇胺，3-丙醇胺，一异丙醇胺，二异丙醇胺，三异丙醇胺，N,N-二甲基乙醇胺，N,N-二乙基乙醇胺中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的吸收剂，其特征在于所述的醇为C4～C12醇的一种或几种。
5.如权利要求1所述的吸收剂，其特征在于所述的酸性气体为二氧化碳、二氧化硫、硫化氢、氮氧化物、硫醇以及有机硫中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的吸收剂，其特征在于所述的有机相为醇类，所述的载体相为有机胺与酸性气体反应后生成的盐类。
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