CN113491941A - 用于反应循环气脱除二氧化碳的水溶液 - Google Patents

用于反应循环气脱除二氧化碳的水溶液 Download PDF

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Abstract

本发明用于反应循环气脱除二氧化碳的水溶液，采用由元素周期表中s区金属增补原子的含氧酸或氧化物与元素周期表中p区杂原子如的含氧酸或氧化物反应制得的杂多酸为活化剂，在热碳酸钾溶液中加入上述杂多酸活化剂、微量腐蚀抑制剂硅酸钾或二氧化硅，用于从气固相催化反应循环气如费托合成循环气、烯烃氧化制环氧烯烃反应循环气、合成气一步反应制烯烃反应循环气、醋酸乙烯反应循环气中脱除二氧化碳。本发明同现有脱碳溶液相比，具有气源适应性强、脱碳性能好、烃损失少、抗氧化性能好、溶液稳定性强等优点，可采用各种材质的设备如碳钢、不锈钢、复合钢等，用于各种反应循环气及不同气体组成的气体脱除二氧化碳。

Description

用于反应循环气脱除二氧化碳的水溶液
技术领域
本发明用于反应循环气脱除二氧化碳的水溶液，属于气体净化技术领域，具体涉及一种从含有烃类、氧气的反应循环气中脱除二氧化碳的水溶液。
背景技术
对于单程不完全转化的气固相催化反应，如费托合成反应、乙烯在氧气作用下氧化为环氧乙烷、醋酸、乙烯和氧气反应生成醋酸乙烯等，反应后的气体中除含有一部分产品外，还含有未转化的原料气，因此工业上通常的做法是将这些气体脱除产品后循环压缩至反应器进口循环使用。部分反应过程会产生副产物CO2，为防止CO2在循环气中的积累，消耗压缩功及对催化剂活性造成不良影响，反应后的气体把合成产物分离后，需要将气体中CO2脱除再由循环气压缩机送回反应器进口。
对于含有烃和氧气的反应循环气，选择脱碳溶液时既要考虑尽可能减少烃损失，又要抗氧化，不能与反应循环气中的有机组分反应。因此，在脱碳溶液的选择上就不能采用物理法，必须采用由无机体系构成的化学脱碳法。热碳酸钾工艺是工业上通常使用的反应循环气脱碳技术，由于纯碳酸钾溶液吸收速率较慢，实际应用的水溶液通常是添加了活化剂的活化热碳酸钾水溶液。
国内外学者针对反应循环气脱碳溶液的开发领域有较多的研究报道，归纳起来可分为两类：一类为无机活化剂体系，一类为无机+有机活化剂体系。
CN200710041691公布的是一种由硼酸盐组成的脱碳溶液，用于从含氧混合气中脱除二氧化碳。CN100549000C公布的是以偏钒酸钾为添加剂用于环氧乙烷反应循环气脱除系统的适宜活化剂。CN201210123305.2公布的是醋酸、乙烯、氧气反应制醋酸乙烯循环气采用的脱碳溶剂，采用的是热碳酸钾溶液与无机活化剂，未公布活化剂类型。CN201210134232.7和 CN200810196779.3公布的是环氧乙烷/乙二醇反应循环气脱碳溶剂，采用的是碳酸钾溶液及无机活化剂硼酸、偏钒酸钾、硒酸、碲酸、锑酸等。US3932582公布的是从环氧乙烷循环气中脱除二氧化碳的水溶液体系，溶液组成除22%的碳酸钾外还含有硼酸钾、0.2~0.3%KVO3、微量催化组分二乙醇胺（DEA）或三乙醇胺（TEA）或乙二胺（EDA）或三乙烯四胺-环氧乙烷（TETA-EO），碳酸钾和硼酸钾作为吸收剂，KVO3作为腐蚀抑制剂，DEA、TEA、EDA、TETA-EO作为活化剂。
CN101456537B公布的是GTL合成循环气中二氧化碳的脱除方法，脱碳溶剂采用活化热钾碱溶液，活化剂是无机活化剂与有机活化剂的组合，无机活化剂有硼酸盐、钒酸盐，有机活化剂为空间位阻胺、烯胺及氮杂环化合物的一种或其混合物。CN200610166303.6公布的是一种费托合成反应循环气脱除二氧化碳的溶剂和方法，采用的热碳酸钾溶液，组成包括碳酸钾、缓蚀剂、活化剂，缓蚀剂为五氧化二钒，活化剂为无机活化剂和有机活化剂组合，无机活化剂有硼酸、亚硒酸、锑酸、碲酸中的一种，有机活化剂为氨基乙酸、乙二胺、二乙撑三胺、二羟基乙基乙二胺、咪唑、甲基咪唑、环丁砜、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、二甲基氨基-2-丙醇、2-哌啶乙醇、2-乙氨基乙醇中的一种。
从现有专利报道来看，针对不同的反应循环气组成，活化剂的筛选通常是需要经过繁琐、大量的实验确定，且不存在一种同时满足多种循环气气源条件的普适性脱碳活化剂。从报道的活化剂类型来看，任何反应循环气脱碳溶液中必须有无机活化剂组分，这也说明开发同时适应多种反应循环气脱碳溶液体系，必须采用无机活化剂。反应循环气所使用的无机活化剂主要有硼酸、钒酸盐、硒酸、锑酸、碲酸等，且工业上应用的反应循环气脱碳活化剂往往是两种及以上无机活化剂的组合。理论上来讲，从元素周期表中进行分析这些金属、非金属元素，这些金属-非金属的含氧化合物在碳酸钾溶液体系中协同作用，生成了中间态的多元素含氧化合物，同时促进吸收和解吸。如果能开发一种针对多种反应循环气普适性高性能脱碳活化剂，从理论上解决活化剂的筛选，将大大降低实验工作量，大幅提高脱碳性能。
杂多酸是由杂原子（p区元素）和多原子（s区元素）按一定的结构通过氧原子配位桥联组成的一类含氧多酸，具有很高的催化活性，是一种多功能的新型催化剂，杂多酸稳定性好，可作为均相及非均相反应，对环境无污染，是一类大有前途的绿色催化剂。从反应循环气脱碳采用的无机活化剂类型来看，硼、钒、锑、碲、硒均属于s区或p区元素，如若将这些元素的氧化物或无机酸制备成杂多酸加入到热碳酸钾体系中，必将大大提高溶液的脱碳性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于反应循环气脱除二氧化碳的水溶液，属于气体净化技术领域。
为了克服反应循环气脱碳溶液普适性不好、脱碳性能不高的缺点，本发明提出采用杂多酸替代传统的活化剂溶液体系。
本发明的思路是通过选择合适的p区杂原子元素、s区多原子元素，将二者的氧化物或其无机酸通过一定的反应条件进行桥联配合，制备出具有催化活化效应的杂多酸，将其添加到热碳酸钾溶液中，同时向溶液中加入微量硅酸钾，制备的脱碳溶液可同时用于从多种反应循环气中脱除二氧化碳，采用碳钢或不锈钢设备均可避免溶液腐蚀，有效克服了现有技术的不足。
本发明采用s区金属增补原子钛、钒、钼、钨、锰、锌的含氧酸或其氧化物与p区元素杂原子如硼、铝、硅、磷、砷、碲、锑、硒的含氧酸或其氧化物制备成具有一定结构的杂多酸，作为活化剂添加到热碳酸钾溶液中，同时添加微量硅酸钾作为腐蚀抑制剂，最终制备出脱碳溶液，可同时用于多种反应循环气中二氧化碳的脱除，具有气源适应性强、催化活性高、解吸速度快、再生彻底等优点。
本发明是这样实现的：一种用于反应循环气脱除二氧化碳的水溶液，其特征是溶液组成采用由碳酸钾、无机杂多酸、微量硅酸钾组成的复合水溶液，碳酸钾重量浓度为10%~35%，无机杂多酸重量浓度为2%~40%，硅酸钾重量体积浓度0.5g/L~3g/L，其余组分为水。
所述无机杂多酸包含由元素周期表s区金属增补原子钛、钒、钼、钨、锰、锌的含氧酸或其氧化物。
所述无机杂多酸还包含元素周期表中p区元素杂原子如硼、铝、硅、磷、砷、碲、锑、硒的含氧酸或其氧化物。
所述的无机杂多酸，也可采用杂多酸盐替代，其制备方法是将10%重量浓度的碳酸钾水溶液，通蒸汽加热至90~120℃，在机械搅拌下加入所述s区杂原子组成的含氧酸或其金属氧化物，反应60min~90min，然后加入所述p区元素的氧化物或其含氧酸，机械搅拌下继续反应120min~150min，加热蒸干水分结晶即得到成品。
所述硅酸钾可以采用活性SiO2替代，替代之后溶液中SiO2的重量体积浓度为0.3g/L~1.0g/L。
本发明提供了用于反应循环气脱除二氧化碳的水溶液的制备方法：先配制一定浓度的K2CO3水溶液，通蒸汽加热至100℃，加入K2CO3至指定浓度，搅拌溶解后加入制备出的杂多酸及一定质量的硅酸钾或二氧化硅，机械搅拌溶解后，100℃静置150min。
所述一种用于反应循环气脱除二氧化碳的水溶液，在使用时首先需采用水洗法脱除反应循环气中大部分含氧有机物，然后将制备出的一种用于反应循环气脱除二氧化碳的水溶液加热至100℃，投料使用。
所述一种用于反应循环气脱除二氧化碳的水溶液，可用于由碳钢设备、不锈钢设备、复合钢材制造的吸收塔、再生塔、闪蒸槽、换热器、气液分离器及相应的管道系统。
本发明所述反应循环气包括烯烃氧化制环氧烯烃循环气如乙烯氧化制环氧乙烷循环气、丁二烯氧化制环氧丁烯循环气，费托合成反应循环气，乙酸乙烯与氧气反应循环气、合成气一步反应制烯烃反应循环气中的一种且不限于以上所提及的单程转化不完全的气固相催化反应循环气。
本发明可用于由碳钢设备、不锈钢设备、复合钢材制造的吸收塔、再生塔、闪蒸槽、换热器、气液分离器及相应的管道系统。
本发明的优点和达到的效果是：用于反应循环气脱除二氧化碳的水溶液，将由p区杂原子硼、铝、硅、磷、砷、碲、锑、硒的含氧酸或其氧化物及s区金属增补原子钛、钒、钼、钨、锰、锌的含氧酸或其氧化物，在重量浓度10%碳酸钾溶液中反应制得的杂多酸添加到制定浓度碳酸钾水溶液中，并添加微量浓度的硅酸钾腐蚀抑制剂，可用于从多种反应循环气中脱除二氧化碳，可适用于碳钢、不锈钢等多种材质的设备，具有吸收解吸速率快、吸收容量大、溶剂再生彻底、抗氧能力强、烃损失少、溶液稳定性好等优势。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明加以详细描述。
实施例1
配制10%碳酸钾水溶液，通蒸汽加热至90℃，机械搅拌下加入硼酸，反应80min，然后加入二氧化钛，机械搅拌下继续反应120min，其中加入的硼酸和二氧化钛的比例为硼：钛摩尔比为6:4，将上述反应液加热蒸干结晶即得到硼钛酸活化剂。按照重量浓度20%配制碳酸钾水溶液，通蒸汽加热至100℃，搅拌溶解后加入制得的硼钛酸活化剂、硅酸钾，机械搅拌溶解，于100℃静置150min，最终制得的溶液组成碳酸钾重量浓度20%、硼钛酸质量浓度10%、硅酸钾质量浓度1.0g/L。将上述制得的脱碳溶液用于脱除费托合成反应制取油品反应循环气中的二氧化碳，先由水洗去除大部分含氧有机物及部分重烃，将脱碳溶液加入到系统，蒸汽加热至100℃，投料使用。反应循环气中CO2含量14.7%（mol/mol），经过脱碳溶液的吸收作用，净化气中CO2含量1.8%，解吸能耗20 MJ/Nm3 CO2。
实施例2
配制10%碳酸钾水溶液，通蒸汽加热至110℃，机械搅拌下加入磷酸钾，反应70min，然后加入偏钒酸钾，机械搅拌下继续反应140min，其中加入的磷酸钾和偏钒酸钾的比例为磷：钒摩尔比为5:3，将上述反应液加热蒸干结晶即得到磷钒酸活化剂。按照重量浓度25%配制碳酸钾水溶液，通蒸汽加热至100℃，搅拌溶解后加入制得的磷钒酸活化剂、二氧化硅，机械搅拌溶解，于100℃静置150min，最终制得的溶液组成碳酸钾重量浓度25%、磷钒酸质量浓度20%、二氧化硅质量浓度0.5g/L。将上述制得的脱碳溶液用于脱除合成气制烯烃合成反应制取油品反应循环气中的二氧化碳，先由水洗去除大部分含氧有机物及部分重烃，将脱碳溶液加入到系统，蒸汽加热至100℃，投料使用。反应循环气中CO2含量10.6%（mol/mol），经过脱碳溶液的吸收作用，净化气中CO2含量1.9%，解吸能耗18 MJ/Nm3 CO2。
实施例3
配制10%碳酸钾水溶液，通蒸汽加热至120℃，机械搅拌下加入硼酸，反应90min，然后加入偏钒酸钾，机械搅拌下继续反应140min，其中加入的硼酸和偏钒酸钾的比例为硼：钒摩尔比为5:3，将上述反应液加热蒸干结晶即得到硼钒酸活化剂。按照重量浓度30%配制碳酸钾水溶液，通蒸汽加热至100℃，搅拌溶解后加入制得的硼钒酸活化剂、硅酸钾，机械搅拌溶解，于100℃静置150min，最终制得的溶液组成碳酸钾重量浓度30%、硼钒酸质量浓度25%、硅酸钾质量浓度0.8g/L。将上述制得的脱碳溶液用于脱除丁烯氧化制环氧丁烯反应循环气中的二氧化碳，先由水洗去除大部分含氧有机物，将脱碳溶液加入到系统，蒸汽加热至100℃，投料使用。反应循环气中CO2含量2%（mol/mol），经过脱碳溶液的吸收作用，净化气中CO2含量0.25%，解吸能耗21 MJ/Nm3 CO2。
实施例4
配制10%碳酸钾水溶液，通蒸汽加热至115℃，机械搅拌下加入三氧化二铝，反应90min，然后加入钼酸钾，机械搅拌下继续反应150min，其中加入的三氧化二铝和钼酸钾的比例为铝：钼摩尔比为4:1，将上述反应液加热蒸干结晶即得到铝钼酸活化剂。按照重量浓度35%配制碳酸钾水溶液，通蒸汽加热至100℃，搅拌溶解后加入制得的铝钼酸活化剂、二氧化硅，机械搅拌溶解，于100℃静置150min，最终制得的溶液组成碳酸钾重量浓度35%、铝钼酸质量浓度5%、二氧化硅质量浓度0.3g/L。将上述制得的脱碳溶液用于脱除醋酸、乙烯、氧气反应制取醋酸乙烯反应循环气中的二氧化碳，先由水洗去除大部分含氧有机物及部分重烃，将脱碳溶液加入到系统，蒸汽加热至100℃，投料使用。反应循环气中CO2含量12%（mol/mol），经过脱碳溶液的吸收作用，净化气中CO2含量1.5%，解吸能耗15 MJ/Nm3 CO2。
实施例5
配制10%碳酸钾水溶液，通蒸汽加热至105℃，机械搅拌下加入锑酸，反应90min，然后加入三氧化钨，机械搅拌下继续反应140min，其中加入的锑酸和三氧化钨的比例为锑：钨摩尔比为3:1，将上述反应液加热蒸干结晶即得到钨锑酸活化剂。按照重量浓度15%配制碳酸钾水溶液，通蒸汽加热至100℃，搅拌溶解后加入制得的钨锑酸活化剂、硅酸钾，机械搅拌溶解，于100℃静置150min，最终制得的溶液组成碳酸钾重量浓度15%、钨锑酸质量浓度30%、硅酸钾质量浓度2.5g/L。将上述制得的脱碳溶液用于脱除乙烯氧化反应制取环氧乙烷反应循环气中的二氧化碳，先由水洗去除大部分含氧有机物，将脱碳溶液加入到系统，蒸汽加热至100℃，投料使用。反应循环气中CO2含量1.5%（mol/mol），经过脱碳溶液的吸收作用，净化气中CO2含量0.3%，解吸能耗20 MJ/Nm3 CO2。
实施例6
配制10%碳酸钾水溶液，通蒸汽加热至120℃，机械搅拌下加入二氧化碲，反应90min，然后加入偏钒酸钾，机械搅拌下继续反应130min，其中加入的二氧化碲和偏钒酸钾的比例为碲：钒摩尔比为8:5，将上述反应液加热蒸干结晶即得到碲钒酸活化剂。按照重量浓度10%配制碳酸钾水溶液，通蒸汽加热至100℃，搅拌溶解后加入制得的碲钒酸活化剂、二氧化硅，机械搅拌溶解，于100℃静置150min，最终制得的溶液组成碳酸钾重量浓度10%、碲钒酸质量浓度35%、二氧化硅质量浓度0.6g/L。将上述制得的脱碳溶液用于脱除费托合成反应制取油品反应循环气中的二氧化碳，先由水洗去除大部分含氧有机物及部分重烃，将脱碳溶液加入到系统，蒸汽加热至100℃，投料使用。反应循环气中CO2含量9.02%（mol/mol），经过脱碳溶液的吸收作用，净化气中CO2含量1.6%，解吸能耗25 MJ/Nm3 CO2。
实施例7
配制10%碳酸钾水溶液，通蒸汽加热至110℃，机械搅拌下加入三氧化二砷，反应90min，然后加入钼酸钾，机械搅拌下继续反应150min，其中加入的三氧化二砷和钼酸钾的比例为砷：钼摩尔比为3:1，将上述反应液加热蒸干结晶即得到砷钼酸活化剂。按照重量浓度35%配制碳酸钾水溶液，通蒸汽加热至100℃，搅拌溶解后加入制得的砷钼酸活化剂、硅酸钾，机械搅拌溶解，于100℃静置150min，最终制得的溶液组成碳酸钾重量浓度35%、砷钼酸质量浓度2%、硅酸钾质量浓度1.8g/L。将上述制得的脱碳溶液用于脱除乙烯氧化制环氧乙烷反应循环气中的二氧化碳，先由水洗去除大部分含氧有机物，将脱碳溶液加入到系统，蒸汽加热至100℃，投料使用。反应循环气中CO2含量1.6%（mol/mol），经过脱碳溶液的吸收作用，净化气中CO2含量0.25%，解吸能耗18.5 MJ/Nm3 CO2。
实施例8
配制10%碳酸钾水溶液，通蒸汽加热至115℃，机械搅拌下加入二氧化硒，反应90min，然后加入二氧化锰，机械搅拌下继续反应150min，其中加入的二氧化锰和二氧化硒的比例为锰：硒摩尔比为8:5，将上述反应液加热蒸干结晶即得到锰硒酸活化剂。按照重量浓度35%配制碳酸钾水溶液，通蒸汽加热至100℃，搅拌溶解后加入制得的，锰硒酸活化剂、二氧化硅，机械搅拌溶解，于100℃静置150min，最终制得的溶液组成碳酸钾重量浓度35%、锰硒酸质量浓度15%、二氧化硅质量浓度0.5g/L。将上述制得的脱碳溶液用于脱除费托合成反应制取油品反应循环气中的二氧化碳，先由水洗去除大部分含氧有机物及部分重烃，将脱碳溶液加入到系统，蒸汽加热至100℃，投料使用。反应循环气中CO2含量11.86%（mol/mol），经过脱碳溶液的吸收作用，净化气中CO2含量1.9%，解吸能耗17 MJ/Nm3 CO2。
实施例9
配制10%碳酸钾水溶液，通蒸汽加热至108℃，机械搅拌下加入二氧化硅，反应90min，然后加入钼酸钾，机械搅拌下继续反应150min，其中加入的二氧化硅和钼酸钾的比例为硅：钼摩尔比为1:4，将上述反应液加热蒸干结晶即得到硅钼酸活化剂。按照重量浓度25%配制碳酸钾水溶液，通蒸汽加热至100℃，搅拌溶解后加入制得的硅钼酸活化剂、硅酸钾，机械搅拌溶解，于100℃静置150min，最终制得的溶液组成碳酸钾重量浓度25%、硅钼酸质量浓度2%、硅酸钾质量浓度2.8g/L。将上述制得的脱碳溶液用于脱除合成气一步反应制取烯烃反应循环气中的二氧化碳，先由水洗去除大部分含氧有机物及部分重烃，将脱碳溶液加入到系统，蒸汽加热至100℃，投料使用。反应循环气中CO2含量12.5%（mol/mol），经过脱碳溶液的吸收作用，净化气中CO2含量2.0%，解吸能耗21 MJ/Nm3 CO2。
实施例10
配制10%碳酸钾水溶液，通蒸汽加热至110℃，机械搅拌下加入硼酸，反应90min，然后加入钼酸钾、钒酸钾，机械搅拌下继续反应150min，其中加入的硼酸和钼酸钾-钒酸钾的比例为硼：钼：钒摩尔比为1:3:4，将上述反应液加热蒸干结晶即得到硼钒钼杂多酸活化剂。按照重量浓度25%配制碳酸钾水溶液，通蒸汽加热至100℃，搅拌溶解后加入制得的硼钒钼杂多酸活化剂、硅酸钾，机械搅拌溶解，于100℃静置150min，最终制得的溶液组成碳酸钾重量浓度25%、硼钒钼杂多酸质量浓度2%、硅酸钾质量浓度2.8g/L。将上述制得的脱碳溶液用于脱除合成气一步反应制取烯烃反应循环气中的二氧化碳，先由水洗去除大部分含氧有机物及部分重烃，将脱碳溶液加入到系统，蒸汽加热至100℃，投料使用。反应循环气中CO2含量12.5%（mol/mol），经过脱碳溶液的吸收作用，净化气中CO2含量1.4%，解吸能耗15 MJ/Nm3 CO2。
实施例11
配制10%碳酸钾水溶液，通蒸汽加热至115℃，机械搅拌下加入硼酸，反应90min，然后加入钼酸钾、钨酸钾，机械搅拌下继续反应150min，其中加入的硼酸、钼酸钾、钨酸钾的比例为硼：钼：钨摩尔比为3:4:5，将上述反应液加热蒸干结晶即得到硼钼钨杂多酸活化剂。按照重量浓度35%配制碳酸钾水溶液，通蒸汽加热至100℃，搅拌溶解后加入制得的，硼钼钨酸活化剂、二氧化硅，机械搅拌溶解，于100℃静置150min，最终制得的溶液组成碳酸钾重量浓度35%、硼钼钨酸质量浓度15%、二氧化硅质量浓度0.5g/L。将上述制得的脱碳溶液用于脱除费托合成反应制取油品反应循环气中的二氧化碳，先由水洗去除大部分含氧有机物及部分重烃，将脱碳溶液加入到系统，蒸汽加热至100℃，投料使用。反应循环气中CO2含量11.86%（mol/mol），经过脱碳溶液的吸收作用，净化气中CO2含量1.6%，解吸能耗16 MJ/Nm3 CO2。
实施例12
配制10%碳酸钾水溶液，通蒸汽加热至108℃，机械搅拌下加入磷酸钾，反应90min，然后加入三氧化钨、钒酸钾，机械搅拌下继续反应140min，其中加入的磷酸钾、三氧化钨、钒酸钾的比例为磷、钨：钒摩尔比为2:3:4，将上述反应液加热蒸干结晶即得到磷钨钒酸活化剂。按照重量浓度15%配制碳酸钾水溶液，通蒸汽加热至100℃，搅拌溶解后加入制得的磷钨钒酸活化剂、硅酸钾，机械搅拌溶解，于100℃静置150min，最终制得的溶液组成碳酸钾重量浓度15%、磷钨钒酸质量浓度30%、硅酸钾质量浓度2.5g/L。将上述制得的脱碳溶液用于脱除乙烯氧化反应制取环氧乙烷反应循环气中的二氧化碳，先由水洗去除大部分含氧有机物，将脱碳溶液加入到系统，蒸汽加热至100℃，投料使用。反应循环气中CO2含量1.5%（mol/mol），经过脱碳溶液的吸收作用，净化气中CO2含量0.25%，解吸能耗19 MJ/Nm3 CO2。
实施例13
配制10%碳酸钾水溶液，通蒸汽加热至118℃，机械搅拌下加入硼酸，反应90min，然后加入锑酸钾、钼酸钾，机械搅拌下继续反应135min，其中加入的硼酸、锑酸钾、钼酸钾的比例为硼：锑：钼摩尔比为5:2:1，将上述反应液加热蒸干结晶即得到硼锑钼酸活化剂。按照重量浓度30%配制碳酸钾水溶液，通蒸汽加热至100℃，搅拌溶解后加入制得的硼锑钼杂多酸活化剂、硅酸钾，机械搅拌溶解，于100℃静置150min，最终制得的溶液组成碳酸钾重量浓度30%、硼锑钼酸质量浓度25%、硅酸钾质量浓度0.8g/L。将上述制得的脱碳溶液用于脱除丁烯氧化制环氧丁烯反应循环气中的二氧化碳，先由水洗去除大部分含氧有机物，将脱碳溶液加入到系统，蒸汽加热至100℃，投料使用。反应循环气中CO2含量2%（mol/mol），经过脱碳溶液的吸收作用，净化气中CO2含量0.28%，解吸能耗19 MJ/Nm3 CO2。
实施例14
配制10%碳酸钾水溶液，通蒸汽加热至90℃，机械搅拌下加入磷酸钾，反应80min，然后加入钒酸钾、钼酸钾，机械搅拌下继续反应120min，其中加入的磷酸钾、钒酸钾、钼酸钾的比例为磷：钒：钼摩尔比为4:2:3，将上述反应液加热蒸干结晶即得到磷钒钼杂多酸活化剂。按照重量浓度20%配制碳酸钾水溶液，通蒸汽加热至100℃，搅拌溶解后加入制得的磷钒钼杂多酸活化剂、硅酸钾，机械搅拌溶解，于100℃静置150min，最终制得的溶液组成碳酸钾重量浓度20%、磷钒钼杂多酸质量浓度12%、硅酸钾质量浓度1.0g/L。将上述制得的脱碳溶液用于脱除费托合成反应制取油品反应循环气中的二氧化碳，先由水洗去除大部分含氧有机物及部分重烃，将脱碳溶液加入到系统，蒸汽加热至100℃，投料使用。反应循环气中CO2含量14.7%（mol/mol），经过脱碳溶液的吸收作用，净化气中CO2含量1.6%，解吸能耗16 MJ/Nm3 CO2。

Claims (10)

1.一种用于反应循环气脱除二氧化碳的水溶液，其特征是溶液组成采用由碳酸钾、无机杂多酸、微量硅酸钾组成的复合水溶液，碳酸钾重量浓度为10%~35%，无机杂多酸重量浓度为2%~40%，硅酸钾重量体积浓度0.5g/L~3g/L，其余为水。
2.根据权利要求1所述用于反应循环气脱除二氧化碳的水溶液，其特征在于无机杂多酸包含由元素周期表s区金属增补原子钛、钒、钼、钨、锰、锌的含氧酸或其氧化物。
3.根据权利要求1所述用于反应循环气脱除二氧化碳的水溶液，其特征在于无机杂多酸包含元素周期表中p区元素杂原子硼、铝、硅、磷、砷、碲、锑、硒的含氧酸或其氧化物。
4.根据权利要求1、2或3所述用于反应循环气脱除二氧化碳的水溶液，其特征在于无机杂多酸采用杂多酸盐替代，其制备方法是将10%重量浓度的碳酸钾水溶液，通蒸汽加热至90~120℃，在机械搅拌下加入权利要求2所述s区杂原子组成的含氧酸或其金属氧化物，反应60min~90min，然后加入权利要求3所述p区元素的氧化物或其含氧酸，机械搅拌下继续反应120min~150min，加热蒸干水分结晶即得到成品。
5.根据权利要求1所述用于反应循环气脱除二氧化碳的水溶液，其特征在于硅酸钾采用活性SiO2替代，替代之后溶液中SiO2的重量体积浓度为0.3g/L~1.0g/L。
6.根据权利要求1所述用于反应循环气脱除二氧化碳的水溶液，其特征在于该水溶液的配制方法：配制K2CO3水溶液，通蒸汽加热，搅拌溶解后加入无机杂多酸及硅酸钾或二氧化硅，机械搅拌溶解后，静置。
7.根据权利要求6所述用于反应循环气脱除二氧化碳的水溶液，其特征在于该水溶液的配制方法：先配制K2CO3水溶液，通蒸汽加热至100℃，搅拌溶解后加入无机杂多酸及硅酸钾或二氧化硅，机械搅拌溶解后，100℃静置150min。
8.根据权利要求1所述用于反应循环气脱除二氧化碳的水溶液，其特征是在使用时首先采用水洗法脱除反应循环气中大部分含氧有机物，然后将水溶液加热至100℃，投料使用。
9.根据权利要求1所述用于反应循环气脱除二氧化碳的水溶液，其特征在于所述反应循环气包括烯烃氧化制环氧烯烃循环气如乙烯氧化制环氧乙烷循环气、丁二烯氧化制环氧丁烯，费托合成反应循环气，乙酸乙烯反应循环气，合成气一步反应制烯烃反应循环气中的一种且不限于以上所提及的单程转化不完全的气固相催化反应循环气。
10.根据权利要求1所述用于反应循环气脱除二氧化碳的水溶液，其特征是用于由碳钢设备、不锈钢设备、复合钢材制造的吸收塔、再生塔、闪蒸槽、换热器、气液分离器及相应的管道系统。
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