[发明专利]用于从胺吸收剂除去热稳定胺盐的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请按照35 U.S.C. §119(e)要求2011年3月18日提交的题为“METHOD FOR THE REMOVAL OF HEAT STABLE AMINE SALTS FROM AN AMINE ABSORBENT(用于从胺吸收剂除去热稳定胺盐的方法)”的临时专利申请序列号61/454,079的权益，其公开内容通过引用而以其全文结合到本文中。

发明领域

提出的本发明涉及一种用于从二氧化碳(CO₂)捕集过程所用的胺吸收剂除去热稳定胺盐的系统和方法。

背景

在燃烧设备(例如与用于为电厂提供蒸汽的锅炉系统相关的那些)中燃料(例如煤、油、天然气、泥煤、废弃物等)的燃烧中，产生热的过程气体(或烟道气)。这样的烟道气通常除了别的以外，还含有二氧化碳(CO₂)。向大气中释放二氧化碳的不利的环境影响已被广泛认识，并且已导致开发适于从产生于上述燃料燃烧的热过程气体中除去二氧化碳的过程。

在用于工业分离CO₂的过程中，包含胺化合物的液体溶液通常用作吸收剂。常用于从气体流吸收CO₂的胺化合物的实例包括单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、甲基二乙醇胺(MDEA)、二异丙基胺(DIPA)和氨基乙氧基乙醇(二甘醇胺) (DGA)。在工业设备中最常用的胺化合物为烷醇胺MEA、DEA和MDEA。

在吸收过程中，气体流中的CO₂在液体吸收剂溶液中被捕集。CO₂吸收器用于建立合适的条件(温度、压力、湍流等)，用于将CO₂从混合气体流化学吸收到胺吸收剂中。

随后使含有吸收的CO₂的胺吸收剂再生，从而使吸收的CO₂与吸收剂分离，并且再生的吸收剂随后再次用于CO₂吸收过程。因此，形成循环吸收剂流。通常通过将在汽提塔再沸器中的胺吸收剂加热至从吸收剂释放CO₂的温度而实现再生。

在再生器再沸器中，吸收剂经受高温(通常约115℃或更高)，而在吸收器中，吸收剂暴露于较高O₂的环境。暴露于高温和/或存在O₂的结果是，吸收剂的胺溶剂可经历降解，从而在液相中形成不期望的降解产物。这些降解产物，称为热稳定盐或热稳定胺盐(HSS)，可在循环吸收剂流中累积。HSS降低吸收剂的CO₂除去效力，因此可优选从吸收剂流中除去。HSS除去的常见方法是从循环吸收剂取出细分流（slipstream），在回收设备中使主体吸收剂与HSS分离，和使已分离的胺再循环返回至循环吸收剂回路作为回收的吸收剂。回收设备可由蒸馏、离子交换或电渗析单元组成。

发明概述

本发明的一个目的是提供一种用于从二氧化碳(CO₂)捕集过程所用的所用的胺吸收剂流中除去热稳定盐(HSS)的改进的系统和过程。

在基于胺的CO₂捕集系统中，分离步骤(例如，电渗析(ED))通常用于使胺吸收剂与不期望的HSS分离，以便再循环捕集过程中的吸收剂。然而，已发现，胺吸收剂中的CO₂可对分离过程(例如电渗析)有害。

基于胺的CO₂捕集系统有时通过一定方式操作，使得在离开汽提塔的贫溶剂中观察到相对高的CO₂载荷。已发现当将贫溶剂的细分流送至回收单元(电渗析或离子交换)时，进料至回收单元的相对高的贫载荷导致经由回收废物流的显著量的胺损失。降低的胺损失可显著降低系统的胺补充并且提供经济的优点。