CN1381301A - 抑制回收低分压co2溶剂降解的抗氧化剂 - Google Patents

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毛松柏
叶宁
肖九高
丁雅萍
许勇
朱道平
黄晓燕
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Abstract

本发明属气体分析技术领域,提供了一种抑制低分压CO2回收溶剂的氧化降解的抗氧化剂,该抗氧化剂是金属氧化物及其盐类。本发明的抗氧化剂具有如下显著特点:添加量少;抗氧化性能显著;用于低分压CO2回收溶剂中,可最大限度地抑制胺的降解;保证了低分压CO2回收溶剂的稳定性及回收装置的连续运转;降低了溶剂对设备的腐蚀及胺降解损耗。

Description

抑制回收低分压CO2溶剂降解的抗氧化剂
技术领域：本发明属气体分析技术领域，具体涉及一种在回收低分压CO2溶剂中添加的抑制有机胺溶剂氧化降解的抗氧化剂。
背景技术：本发明的抗氧化剂主要用于低分压CO2回收工艺中。低分压CO2回收目前国内外主要采用MEA(一乙醇胺)法，其它还没有恰当的方法予以取代。MEA法采用的是以MEA为主要溶剂，其中添加各种不同的胺，包括甲基二乙醇胺(MDEA)、位阻胺等。
MEA法具有溶剂与CO2反应速度快、吸收能力高、设备投资小等优点。但也存在MEA降解损耗大、腐蚀设备严重等技术难题。
针对MEA的降解问题，US3,372,981在MEA溶液中添加了铜盐以解决设备腐蚀及降低胺降解问题。该专利中使用铜盐、铬盐。溶液只能用于脱除不含H2S的工艺气体中的CO2。
US3,137,654则认为加入N，N-二乙醇甘氨酸单钠盐可以破坏MEA降解发生时的氧化物，从而中断反应的连锁性，达到抑制MEA降解的作用。
US2,559,580提出了吸收溶液可以采用碘来抑制设备的腐蚀和降低胺的降解。
以上发明对MEA降解有一定的抑制作用，但效果不大。
发明内容：本发明采用一种新型抗氧化剂MS，加入以MEA为主的回收低分压CO2溶液中，可最大限度地抑制MEA的降解。
本发明的抗氧化剂MS为固体金属氧化物及其盐类，配入回收低分压CO2的溶液中，浓度为0.01％～0.5％(wt)，最好0.15％～0.3％(wt)。
本发明中的抗氧化剂是MS固体金属氧化物及其盐类，金属离子为第四周期和第五周期的元素。
MEA的氧化机理为：
Figure A0113800900041
MEA可以被氧化生成氨基乙醛、氨基乙酸、乙醇酸、草酸、蚁酸等，这类酸性物质可以造成设备的腐蚀，生成不溶性铁盐。这些设备腐蚀的副产物又会与MEA相互作用，形成氨基化合物，造成MEA的附加损失。因此，在这种情况下，溶液中的副产物会造成MEA降解的恶性循环，加速MEA的降解过程。
本发明中的抗氧化剂加入到溶液中，起到保护MEA并防止MEA氧化降解的作用，同时抑制了MEA与O2、CO2、硫化物等降解生成氨基乙醛、氨基乙酸、乙醇酸、草酸、恶唑烷酮、1-(2-羟乙基)-眯唑啉酮、N-(2-羟乙基)-乙二胺等杂质。由于抑制了MEA的降解，使得MEA的损耗降低。此外，由于抑制了降解，使得溶液中的降解产物消失，从而减少了溶液对设备的腐蚀作用。
本发明的抗氧化剂具有如下显著特点：添加量少；抗氧化性能显著；用于低分压CO2回收溶剂中，可最大限度地抑制胺的降解；保证了低分压CO2回收溶剂的稳定性及回收装置的连续运转；降低了溶剂对设备的腐蚀及胺降解损耗。
具体实施方式：下面结合实施例对本发明加以详细描述。
实施例一：
在MEA溶液中添加经过筛选的抗氧化作用较好的几种添加剂：二乙醇甘氨酸单钠盐(DEG)、二乙醇甘氨酸单钠盐与碳酸铜复合添加剂、偏钒酸钠以及本发明的抗氧化剂MS。溶液在110℃、氧气分压为0.6MPa的高压反应釜内强化降解试验，到达反应时间后测定MEA的降解率，实验结果见表1。
                   表1、不同添加剂的抗氧化实验结果
添加剂 0 0.15％DEG   0.15％DEG+0.07％CuCO 0.16％NaVO3 0.16％MS
  反应时间(分钟) 180 180 180 60 420*
  MEA降解率(％) 5.2 4.8 4.7 3.0 0
*开始发生氧化降解的时间
实施例二：
溶剂中添加抗氧化剂与未添加抗氧化剂的氧化降解情况对比。试验条件同实施例一，试验结果见表2。
   表2、抗氧化剂的加入情况对比
  抗氧化剂(％)     0     0.04
  反应时间(分钟)     60     60
  胺降解率(％)     3.5     0
实施例三：
不同浓度的抗氧化剂对于MEA的抗氧化效果也不同。试验条件为溶液保持在110℃、氧气分压为0.6MPa的高压反应釜内进行强化降解试验，测定胺开始降解所用的时间。试验结果见表3。
                         表3、溶液腐蚀速率比较
 抗氧化剂浓度(％)     0.04     0.08     0.12     0.16     0.20
 开始降解时间(分钟)     60     120     300     360     420

Claims (2)

1、一种抑制回收低分压CO2溶剂降解的抗氧化剂，其特征在于抗氧化剂为固体金属氧化物及其盐类，配入回收低分压CO2的溶液中，浓度为0.01％～0.5％(wt)，其金属离子为第四周期和第五周期的元素。
2、一种如权利要求1所述的抗氧化剂，其特征在于固体金属氧化物及其盐类浓度为0.15％～0.3％(wt)。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN100384513C (zh) * 2004-12-17 2008-04-30 南化集团研究院 防止一乙醇胺回收二氧化碳装置腐蚀的方法
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