论文部分内容阅读
为了解决C02大量排放带来的温室效应问题,有机醇胺等化学吸收剂被广泛应用于C02捕集和封存(CCS)技术,但能耗过高的技术瓶颈成为制约该技术大规模推广的障碍,寻找低能耗解吸的新型化学溶剂刻不容缓。本研究以聚乙二醇、苯磺酰氯和有机胺为起始物,经红外光谱和核磁氢谱表征并优化反应条件,合成了具有热致分相性质的端氨基聚醚(ATPE),测量其分相温度,并对最终产物吸收解吸C02的性能与分相温度间的关系进行了探究。具体研究内容和主要结论如下：1.在离去基团法合成ATPE的过程中,作为缚酸剂和有机溶剂三乙胺的效果要比吡啶好,但是产物与三乙胺难以分离影响谱图峰型的确定,选择吡啶作为反应溶剂；为确保聚乙二醇两端的羟基完全被苯磺酰基取代,聚乙二醇和苯磺酰氯的起始比例定为1：3,为确保中间产物的完全反应,中间产物与有机胺的起始比例也定为1：3。2.以不同分子量的聚乙二醇和有机胺为起始物合成的ATPE,热致分相温度会随乙氧基链长度的增加而升高；实验证明只有以聚乙二醇800和正丁胺为起始物合成的ATPE水溶液在80℃时会液液分相；杂质对ATPE水溶液的热致分相温度有一定影响,尽量避免。3.实验数据可靠性验证,将本实验装置获取的40℃和80℃下MEA的负载数据与Jong I. Lee和Alan E. Mather的文献经典数据相比较,证实本实验中所用到的反应釜装置在计算CO2在有机胺溶液中的负载是可靠的,通过该实验装置所得到的原始实验数据是准确的。4.用ATPE配制30%质量浓度的吸收剂测量在40～120℃时的CO2摩尔负载量,发现本文合成的具有热致分相性质的吸收剂在相同的温度和C02分压条件下,C02的解吸量要高于MEA吸收剂。5.温度升高溶解度降低导致含C02的D型ATPE水溶液浑浊,D-230和D-400都是带有氨基官能团的一级醇胺吸收剂,由于每摩尔带有的氨基数量比MEA多一倍,对应的C02摩尔负载量大于1,比MEA也要多一倍左右,实验合成的ATPE虽然带有双端氨基由于未纯化含有杂质导致其C02负载量仅与MEA相当。6.在测定吸收解吸C02性能的试验中,醇胺吸收剂在空气接触下易受温度影响导致降解失效,试验中所用溶剂均为隔绝空气避光条件下保存。