JP2011152542A - Absorbing liquid, and apparatus and method of removing co2 or h2s from gas using the same - Google Patents

Absorbing liquid, and apparatus and method of removing co2 or h2s from gas using the same Download PDF

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<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an absorbing liquid which can remove either one or both of CO<SB>2</SB>or/and H<SB>2</SB>S contained in a gas by a compact and energy-saving recovery unit, and an apparatus and a method of removing either one or both of CO<SB>2</SB>or/and H<SB>2</SB>S by using the absorbing liquid. <P>SOLUTION: The absorbing liquid absorbs either or both of CO<SB>2</SB>and H<SB>2</SB>S in the gas, and contains alkanolamine as a first compound component and a second component consisting of a nitrogen-containing compound having two or more of a primary nitrogen atom, a secondary nitrogen atom and a tertiary nitrogen atom in the molecule. As a result, the absorbing liquid can exhibit a more excellent absorptive capacity performance and absorption reaction heat performance compared to a single aqueous solution of the alkanolamine or nitrogen-containing compound having the same wt.% concentration and can recover either or both of CO<SB>2</SB>and H<SB>2</SB>S in the gas with low energy. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明はガス中に含まれるCO2 (二酸化炭素)又はH2S(硫化水素)又はその双方を除去する吸収液、該吸収液を用いたCO2又はH2S又はその双方の除去装置及び方法に関する。 The present invention relates to an absorption liquid for removing CO 2 (carbon dioxide) or H 2 S (hydrogen sulfide) or both contained in a gas, a CO 2 or H 2 S or both removal apparatus using the absorption liquid, and Regarding the method.

近年、地球の温暖化現象の原因の一つとして、CO2 による温室効果が指摘され、地球環境を守る上で国際的にもその対策が急務となってきた。CO2 の発生源としては、化石燃料を燃焼させるあらゆる人間の活動分野に及び、その排出抑制への要求が一層強まる傾向にある。これに伴い大量の化石燃料を使用する火力発電所などの動力発生設備を対象に、ボイラの燃焼排ガスをアルカノールアミン水溶液等と接触させ、ガス中のCO2 を除去し、回収する方法、及び回収されたCO2 を大気へ放出することなく貯蔵する方法が精力的に研究されている。また、アルカノールアミン水溶液はCO2 (二酸化炭素)以外にH2S(硫化水素)等の酸性ガスとも反応する為、化学工業においては、酸性ガス全般の除去・回収を目的として、各種ガスの精製プロセスにおいて広く用いられている。 In recent years, the greenhouse effect due to CO 2 has been pointed out as one of the causes of global warming, and countermeasures have become urgent internationally to protect the global environment. The source of CO 2 extends to all human activity fields where fossil fuels are burned, and there is a tendency to further demand for emission control. Along with this, for power generation facilities such as thermal power plants that use a large amount of fossil fuel, the boiler combustion exhaust gas is contacted with an alkanolamine aqueous solution, etc., and CO 2 in the gas is removed and recovered. A method for storing the produced CO 2 without releasing it to the atmosphere has been energetically studied. In addition, since the alkanolamine aqueous solution also reacts with acidic gases such as H 2 S (hydrogen sulfide) in addition to CO 2 (carbon dioxide), the chemical industry purifies various gases for the purpose of removing and recovering all acidic gases. Widely used in the process.

前記アルカノールアミンとしては、モノエタノールアミン(MEA)、エチルアミノエタノール(EAE)、トリエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン(MDEA)、ジイソプロパノールアミン、ジグリコールアミンなどを挙げることができるが、通常モノエタノールアミン(MEA)が好んで用いられる。   Examples of the alkanolamine include monoethanolamine (MEA), ethylaminoethanol (EAE), triethanolamine, N-methyldiethanolamine (MDEA), diisopropanolamine, and diglycolamine. Amine (MEA) is preferably used.

さらに、前記アルカノールアミンを複数種混合させることにより、それら単独では達成できない性能を具備出来る効果が開示されている(例えば、MEAとAMPの混合液の性能が開示されている。特許文献1)。また、アルカノールアミンの吸収性能向上のため、吸収助剤としてピペラジン等の環状アミン、エチレンジアミン等の直鎖状アミンを用いることが提案されている(特許文献2、特許文献3、特許文献4、特許文献5)。   Furthermore, the effect which can have the performance which cannot be achieved only by those by mixing multiple types of the said alkanolamine is disclosed (for example, the performance of the liquid mixture of MEA and AMP is disclosed. Patent Document 1). In order to improve the absorption performance of alkanolamines, it has been proposed to use cyclic amines such as piperazine and linear amines such as ethylenediamine as absorption aids (Patent Document 2, Patent Document 3, Patent Document 4, Patents). Reference 5).

特開平6-343858号公報JP-A-6-343858 米国特許第4336233号明細書U.S. Pat. No. 4,336,233 特開平1−231921号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-223121 特公昭61-19286号公報Japanese Examined Patent Publication No. 61-19286 米国特許第6436174号明細書US Pat. No. 6,436,174

大規模プラントにおいて大量のCO2を回収する場合には、できるだけ少ないエネルギーで回収できる装置が、望まれている。これを可能とする為には、吸収液循環量の低減と、吸収したCO2を解離させるのに必要な熱量の低減が必要である。吸収液循環量の低減の為には、吸収液の単位吸収液量あたりの吸収容量を増加させる必要があり、このためしばしば吸収液は、アミン化合物の高濃度化が図られる。 When a large amount of CO 2 is recovered in a large-scale plant, an apparatus capable of recovering with as little energy as possible is desired. In order to make this possible, it is necessary to reduce the circulating amount of the absorbing liquid and the amount of heat necessary for dissociating the absorbed CO 2 . In order to reduce the amount of absorption liquid circulating, it is necessary to increase the absorption capacity per unit absorption liquid amount of the absorption liquid. For this reason, the concentration of the amine compound is often increased in the absorption liquid.

しかしながら、アミン化合物の高濃度化においては、粘度および腐食性が上昇するという問題点が指摘されている(特許文献4)。このうち、腐食性に関しては、腐食防止剤の添加や配管材の選定により回避可能であるが、粘度に関しては通常のプロセス上、容易には回避できない問題となる。   However, it has been pointed out that when the concentration of the amine compound is increased, viscosity and corrosivity are increased (Patent Document 4). Among these, the corrosivity can be avoided by adding a corrosion inhibitor or selecting a piping material, but the viscosity is a problem that cannot be easily avoided in a normal process.

また、アミン化合物の種類によっては、溶媒に対する溶解度が低い為に高濃度化が困難なものもある。例えば特許文献3に記されるピペラジンは、水への溶解度が低い上、それがCO2との反応により生成するピペラジンカルバメートの液への溶解度が低い為、添加レベルは0、8モル/リットル以下の濃度に制限されている。 Also, depending on the type of amine compound, there are some which are difficult to increase in concentration due to low solubility in solvents. For example, piperazine described in Patent Document 3 has low solubility in water and low solubility of piperazine carbamate produced by reaction with CO 2 in the liquid, so the addition level is 0, 8 mol / liter or less. The concentration is limited.

また特許文献5には、さらに環内に窒素原子を含み分岐ヒドロキシル基あるいは分岐アルキル基を有する化合物を広い濃度範囲(0.1〜50%)で用いる吸収液が有用であることが示されているが、アルコール類の添加が必須条件となっている。   Patent Document 5 also shows that an absorption solution using a compound having a nitrogen atom in the ring and having a branched hydroxyl group or a branched alkyl group in a wide concentration range (0.1 to 50%) is useful. However, the addition of alcohols is an essential condition.

前記MEA、などの公知のアルカノールアミンは、水と任意の比率で混合が可能できるため高濃度化が容易なものが多い。しかしながらそれら1種類のみを含む水溶液においては、濃度を増加させた際に、吸収容量性能が濃度に比例しない場合がある。従ってアミンの種類によっては、高濃度化を図っても、期待された吸収液循環量の低減の効果が得られない場合がある。従って、CO2回収エネルギーの低減の為には、含窒素化合物の高濃度化によって、粘度の上昇が抑えられ、なおかつ、吸収容量性能・吸収反応熱性能が効果的に向上する、吸収液の開発が課題となっていた。 Known alkanolamines such as the MEA can be mixed with water at an arbitrary ratio, so that many of them can be easily concentrated. However, in an aqueous solution containing only one of them, the absorption capacity performance may not be proportional to the concentration when the concentration is increased. Therefore, depending on the type of amine, even if the concentration is increased, the expected effect of reducing the circulating amount of the absorbing solution may not be obtained. Therefore, in order to reduce CO 2 recovery energy, the development of an absorbing solution that suppresses the increase in viscosity by effectively increasing the concentration of nitrogen-containing compounds and effectively improves the absorption capacity performance and absorption reaction heat performance. Was an issue.

本発明は、前記問題に鑑み、含窒素化合物の高濃度化によっても、粘度の上昇が抑えられると共に、吸収容量性能・吸収反応熱性能が効果的に向上する吸収液、吸収液を用いたCO2又はH2S又はその双方の除去装置及び方法を提供することを課題とする。 In view of the above problems, the present invention is able to suppress an increase in viscosity even when the concentration of a nitrogen-containing compound is increased, and to effectively improve absorption capacity performance and absorption reaction heat performance. It is an object to provide an apparatus and method for removing 2 or H 2 S or both.

本発明者らは前記課題に鑑み、ガス中のCO2を除去する際に用いられる吸収液について鋭意検討した結果、アルカノールアミンと特定の構造を有する含窒素化合物の混合水溶液が、高濃度領域においても粘度上昇が抑えられ、同重量%濃度のアルカノールアミンおよび含窒素化合物単独の水溶液に比べて優れたCO2吸収容量性能・吸収反応熱性能を示すことを見出し、ガス中のCO2又はH2Sの除去を少ないエネルギーで除去できる、吸収液及び該吸収液を用いたCO2又はH2S除去装置及び方法を提供する本発明を完成させることが出来た。 In view of the above problems, the present inventors have made extensive studies on an absorbing solution used when removing CO 2 in a gas. As a result, a mixed aqueous solution of an alkanolamine and a nitrogen-containing compound having a specific structure is obtained in a high concentration region. It was found that the increase in viscosity was suppressed, and CO 2 absorption capacity performance / absorption reaction heat performance superior to an aqueous solution of the alkanolamine and nitrogen-containing compound having the same weight% concentration was exhibited, and CO 2 or H 2 in the gas The present invention was completed, which provides an absorbing solution and a CO 2 or H 2 S removing apparatus and method using the absorbing solution, which can remove S with less energy.

上述の課題を解決するための本発明の第1の発明は、ガス中のCO2又はH2S又はその双方を吸収する吸収液であって、モノエタノールアミン(MEA)、又はメチルジエタノールアミン(MDEA)の少なくとも一種からなる第1の化合物成分と、1−(2−アミノエチル)ピペラジン(AEPZ)、又は(1−メチル−アミノエチル)(4−メチル)ピペラジンの少なくとも一種からなる第2の化合物成分とを含み、第1の化合物成分が15重量%以上、45重量%以下の範囲で含むと共に、第2の化合物成分が15重量%以上、45重量%以下の範囲で含み、且つ全体で30重量%を超え、90重量%以下であることを特徴とする吸収液にある。 A first invention of the present invention for solving the above-mentioned problems is an absorption liquid that absorbs CO 2 and / or H 2 S in a gas, or both, and comprises monoethanolamine (MEA) or methyldiethanolamine (MDEA). And a second compound comprising at least one of 1- (2-aminoethyl) piperazine (AEPZ) or (1-methyl-aminoethyl) (4-methyl) piperazine. The first compound component is contained in the range of 15 wt% or more and 45 wt% or less, the second compound component is contained in the range of 15 wt% or more and 45 wt% or less, and 30 in total. The absorbent is characterized by being over 90% by weight and 90% by weight or less.

第2の発明は、CO2又はH2S又はその双方を含有するガスと吸収液とを接触させてCO2又はH2S又はその双方を除去する吸収塔と、CO2又はH2S又はその双方を吸収した溶液を再生する再生塔と、再生塔でCO2又はH2S又はその双方を除去して再生した溶液を吸収塔で再利用するCO2又はH2S又はその双方の除去装置であって、第1の発明の吸収液を用いてなることを特徴とするCO2又はH2S又はその双方の除去装置にある。 According to a second aspect of the invention, an absorption tower for removing CO 2 or H 2 S or both by bringing a gas containing CO 2 or H 2 S or both into contact with an absorbing solution, CO 2 or H 2 S or a regenerator for reproducing a solution which has absorbed the both regenerator in a CO 2 or H 2 S or CO 2 removal or H 2 S or both reusing solution was regenerated to remove both of the absorption tower An apparatus for removing CO 2 and / or H 2 S, or both, characterized by using the absorbent of the first invention.

第3の発明は、CO2又はH2S又はその双方を含有するガスと吸収液とを接触させてCO2又はH2S又はその双方を除去する吸収塔と、CO2又はH2S又はその双方を吸収した溶液を再生する再生塔と、再生塔でCO2又はH2S又はその双方を除去して再生した溶液を吸収塔で再利用するCO2又はH2S又はその双方の除去方法であって、第1の発明の吸収液を用いてCO2又はH2S又はその双方を除去することを特徴とするCO2又はH2S又はその双方の除去方法にある。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an absorption tower for removing CO 2 or H 2 S or both by bringing a gas containing CO 2 or H 2 S or both into contact with an absorbing solution, and CO 2 or H 2 S or a regenerator for reproducing a solution which has absorbed the both regenerator in a CO 2 or H 2 S or CO 2 removal or H 2 S or both reusing solution was regenerated to remove both of the absorption tower a method, in CO 2 or H 2 S or CO 2 or H 2 S or the method of removing its both and removing the both using the absorbing liquid of the first invention.

本発明によれば、ガス中のCO2又はH2S又はその双方を吸収する第1の含窒素化合物成分であるアルカノールアミンと、分子内に1級、2級、3級の窒素を2つ以上有する含窒素化合物、又は全て有する含窒素化合物からなる第2の成分とを含む吸収液を用いることにより、高濃度領域においても粘度の上昇を抑さえることができると共に、同重量%濃度のアルカノールアミンおよび含窒素化合物単独の水溶液に比べて優れたCO2又はH2S除去性能を有し、しかも吸収反応熱性能に優れたものを提供できる。 According to the present invention, alkanolamine, which is a first nitrogen-containing compound component that absorbs CO 2 and / or H 2 S in the gas, or both, and two primary, secondary, and tertiary nitrogen atoms in the molecule. By using an absorption liquid containing the nitrogen-containing compound having the above or the second component comprising all of the nitrogen-containing compound, an increase in viscosity can be suppressed even in a high concentration region, and an alkanol having the same weight% concentration can be suppressed. Compared to an aqueous solution of an amine and a nitrogen-containing compound alone, it has excellent CO 2 or H 2 S removal performance, and can also provide an excellent absorption reaction heat performance.

また、アミン濃度30重量%以上の高濃度の吸収液を用いる際、同濃度のアミン単独での使用に比べて優れた吸収容量性能・吸収反応熱性能を有する吸収液が提供される為、アミン単独での使用に比べて吸収液循環量の低減と、吸収したCO2又はH2S又はその双方を解離させるのに必要な熱量の低減が図れる。吸収液循環量が低減できると、措置がコンパクトになるだけでなく、解離させるのに必要な熱量が少なくて済み、また、解離熱そのものが低減できると、少ないエネルギーで回収が可能となる。 In addition, when using a high concentration absorption liquid having an amine concentration of 30% by weight or more, an absorption liquid having excellent absorption capacity performance and absorption reaction heat performance compared to the use of the same concentration of amine alone is provided. Compared with the use alone, it is possible to reduce the circulating amount of the absorbing liquid and to reduce the amount of heat necessary for dissociating the absorbed CO 2 and / or H 2 S. If the absorption liquid circulation amount can be reduced, not only can the measures be made compact, but the amount of heat required for dissociation can be reduced, and if the dissociation heat itself can be reduced, recovery can be achieved with less energy.

図1は、CO除去装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic view of a CO 2 removal apparatus.

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態、実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態、実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment and an Example. In addition, constituent elements in the following embodiments and examples include those that can be easily assumed by those skilled in the art or those that are substantially the same.

[発明の実施形態]
本発明にかかる吸収液は、ガス中のCO2又はH2S又はその双方を吸収する吸収液であって、第1の化合物成分と、分子内に1級、2級、3級の窒素を少なくとも2種類以上有する含窒素化合物、又は全て有する含窒素化合物からなる第2の化合物成分とを含むものである。
ここで、前記第1の化合物成分は、下記化合物または、これらの混合物である。

Figure 2011152542
Figure 2011152542
Figure 2011152542
ここで、式(I)〜(III)中、
x、yは、1≦x≦5、2≦y≦10であり、
1、R2、R3、R4は、−Cijkl(ここで、i=0〜10、j=1〜21、k=0〜5、l=0〜5である。)である。 [Embodiment of the Invention]
The absorbing liquid according to the present invention is an absorbing liquid that absorbs CO 2 and / or H 2 S in the gas, or both, and includes first compound component, primary, secondary, and tertiary nitrogen in the molecule. And a second compound component comprising at least two or more nitrogen-containing compounds or all nitrogen-containing compounds.
Here, the first compound component is the following compound or a mixture thereof.
Figure 2011152542
Figure 2011152542
Figure 2011152542
Here, in the formulas (I) to (III),
x and y are 1 ≦ x ≦ 5, 2 ≦ y ≦ 10,
R 1 , R 2 , R 3 , R 4 are —C i H j O k N l (where i = 0 to 10, j = 1 to 21, k = 0 to 5, l = 0 to 5 Yes.)

ここで、本発明で用いられる式(I)にかかる吸収液は、例えばモノエタノールアミン(MEA)、メチルジエタノールアミン(MDEA)、ジエタノールアミン(DEA)、トリエタノールアミン(TEA)、ジイソプロパノールアミン(DIPA)、3−アミノ−1−プロパノール(AP)、2−アミノ2−メチルプロパノール(AMP)、エチルジエタノールアミン(EDEA)、2−メチルアミノエタノール(MAE)、2−エチルアミノエタノール(EAE)、2−n−プロピルアミノエタノール、2−n−ブチルアミノエタノール(n−BAE)、2−n−ペンチルアミノエタノール、2−イソプロピルアミノエタノール、2−sec−ブチルアミノエタノール、2−イソブチルアミノエタノール(IBAE)、2−ジメチルアミノエタノール(DMAE)、2−ジエチルアミノエタノール(DEAE)等を例示することができる。   Here, for example, monoethanolamine (MEA), methyldiethanolamine (MDEA), diethanolamine (DEA), triethanolamine (TEA), diisopropanolamine (DIPA) are used as absorption liquids according to formula (I) used in the present invention. 3-amino-1-propanol (AP), 2-amino-2-methylpropanol (AMP), ethyldiethanolamine (EDEA), 2-methylaminoethanol (MAE), 2-ethylaminoethanol (EAE), 2-n -Propylaminoethanol, 2-n-butylaminoethanol (n-BAE), 2-n-pentylaminoethanol, 2-isopropylaminoethanol, 2-sec-butylaminoethanol, 2-isobutylaminoethanol (IBAE), 2 -Dimethyla Bruno ethanol (DMAE), can be exemplified 2-diethylaminoethanol (DEAE) or the like.

ここで、本発明で用いられる式(II)にかかる吸収液は、例えば2、3−ジアミノプロピオン酸(DAPA)、グリシン等を例示することができる。   Here, the absorption liquid concerning Formula (II) used by this invention can illustrate 2, 3- diamino propionic acid (DAPA), glycine, etc., for example.

ここで、本発明で用いられる下記式(III)にかかる吸収液は、例えば1,2−エチレンジアミン等を例示することができる。
なお、これら含窒素化合物は、2種以上を混合して用いてもよい。
Here, the absorption liquid concerning following formula (III) used by this invention can illustrate a 1, 2- ethylenediamine etc., for example.
In addition, you may use these nitrogen-containing compounds in mixture of 2 or more types.

また、本発明において、前記第2の化合物成分としては、1)環内に2級又は3級の窒素を有する含窒素化合物、2)環内に2級及び3級の窒素を有する含窒素化合物、3)前記2)又は3)において、環から分岐する置換基のいずれかに窒素を有する含窒素化合物、4)前記3)において、前記環から分岐する置換基に1級の窒素を有する含窒素化合物、5)前記第2の化合物成分が、分子内に少なくとも3つ以上の窒素を有する含窒素化合物、6)前記5)において、分子内に少なくとも異なる等級の窒素を有する含窒素化合物のいずれかを用いることができる。   In the present invention, the second compound component includes 1) a nitrogen-containing compound having secondary or tertiary nitrogen in the ring, and 2) a nitrogen-containing compound having secondary and tertiary nitrogen in the ring. 3) In the above 2) or 3), a nitrogen-containing compound having nitrogen in any of the substituents branched from the ring, and 4) In the above 3), the substituent branched from the ring has a primary nitrogen. A nitrogen compound, 5) a nitrogen-containing compound in which the second compound component has at least three or more nitrogen atoms in the molecule, and 6) a nitrogen-containing compound having at least a different grade of nitrogen in the molecule in 5) Can be used.

以下、前記1)乃至6)の含窒素化合物の一例を下記式(III)乃至式(XX)に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
ここで、式(IV)及び(V)で示される含窒素化合物は、式中に直鎖含窒素化合物で、1級、2級、3級の窒素を全て有するものである。
Hereinafter, examples of the nitrogen-containing compounds 1) to 6) are shown in the following formulas (III) to (XX), but the present invention is not limited thereto.
Here, the nitrogen-containing compounds represented by the formulas (IV) and (V) are linear nitrogen-containing compounds in the formula and have all of primary, secondary, and tertiary nitrogen.

また、式(VI)乃至(XIII)で示される含窒素化合物は、環状含窒素化合物で、1級、2級、3級の窒素を全て有するものである。   Further, the nitrogen-containing compounds represented by the formulas (VI) to (XIII) are cyclic nitrogen-containing compounds having all primary, secondary, and tertiary nitrogen.

また、式(XIV)乃至(XIX)で示される含窒素化合物は、環状含窒素化合物であると共に、環状部分と分岐部分に窒素の等級が異なるものを有するものである。   In addition, the nitrogen-containing compounds represented by the formulas (XIV) to (XIX) are cyclic nitrogen-containing compounds and have different nitrogen grades in the cyclic portion and the branched portion.

また、式(XX)で示される含窒素化合物は、環状含窒素化合物であると共に、少なくとも3以上の窒素を含み、しかも分子内に少なくとも窒素の等級が異なるものを有するものである。   Further, the nitrogen-containing compound represented by the formula (XX) is a cyclic nitrogen-containing compound, and contains at least 3 or more nitrogens, and has at least nitrogen grades different in the molecule.

ここで、本発明で用いられる下記式(IV)にかかる吸収液は、例えば4,7−ジアザ−2−アミノ−2−エチル−7−メチルオクタン等を例示することができる。   Here, examples of the absorbing solution according to the following formula (IV) used in the present invention include 4,7-diaza-2-amino-2-ethyl-7-methyloctane.

Figure 2011152542
ここで、式(IV)中、
5、R6は、−Cijkl(ここで、i=0〜10、j=0〜26、k=0〜5、l=0〜5である。)である。
7、R8は、−Cijkl(ここで、i=1〜10、j=0〜26、k=0〜5、l=0〜5である。)である。
Figure 2011152542
Here, in formula (IV),
R 5 and R 6 are —C i H j O k N l (where i = 0 to 10, j = 0 to 26, k = 0 to 5, l = 0 to 5).
R 7 and R 8 are —C i H j O k N l (where i = 1 to 10, j = 0 to 26, k = 0 to 5, l = 0 to 5).

ここで、本発明で用いられる下記式(V)にかかる吸収液は、例えば4,7−ジアザ−
2−アミノ−2,4−ジエチルオクタン等を例示することができる。
Here, the absorption liquid according to the following formula (V) used in the present invention is, for example, 4,7-diaza-
Examples include 2-amino-2,4-diethyloctane.

Figure 2011152542
ここで、式(V)中、
5、R6は、−Cijkl(ここで、i=0〜10、j=0〜26、k=0〜5、l=0〜5である。)である。
7、R8は、−Cijkl(ここで、i=1〜10、j=0〜26、k=0〜5、l=0〜5である。)である。
Figure 2011152542
Here, in the formula (V),
R 5 and R 6 are —C i H j O k N l (where i = 0 to 10, j = 0 to 26, k = 0 to 5, l = 0 to 5).
R 7 and R 8 are —C i H j O k N l (where i = 1 to 10, j = 0 to 26, k = 0 to 5, l = 0 to 5).

ここで、本発明で用いられる下記式(VI)にかかる吸収液は、例えば1−(2−アミノエチル)ピペラジン(AEPZ)などを例示することができる。   Here, examples of the absorbing solution according to the following formula (VI) used in the present invention include 1- (2-aminoethyl) piperazine (AEPZ).

Figure 2011152542
ここで、式(VI)中、
9、R11は、−Cijkl(ここで、i=0〜10、j=0〜26、k=0〜5、l=0〜5である。)である。
10は、−Cijkl(ここで、i=1〜10、j=0〜26、k=0〜5、l=0〜5である。)である。
Figure 2011152542
Here, in formula (VI),
R 9 and R 11 are —C i H j O k N l (where i = 0 to 10, j = 0 to 26, k = 0 to 5, l = 0 to 5).
R 10 is —C i H j O k N l (where i = 1 to 10, j = 0 to 26, k = 0 to 5, l = 0 to 5).

ここで、本発明で用いられる下記式(VII)にかかる吸収液は、例えば1−メチル−2−アミノメチルピペラジン等を例示することができる。   Here, the absorption liquid concerning the following formula (VII) used by this invention can illustrate 1-methyl-2-aminomethyl piperazine etc., for example.

Figure 2011152542
ここで、式(VII)中、
9、R11は、−Cijkl(ここで、i=0〜10、j=0〜26、k=0〜5、l=0〜5である。)である。
10、R12は、−Cijkl(ここで、i=1〜10、j=0〜26、k=0〜5、l=0〜5である。)である。
Figure 2011152542
Here, in the formula (VII),
R 9 and R 11 are —C i H j O k N l (where i = 0 to 10, j = 0 to 26, k = 0 to 5, l = 0 to 5).
R 10 and R 12 are —C i H j O k N l (where i = 1 to 10, j = 0 to 26, k = 0 to 5, l = 0 to 5).

ここで、本発明で用いられる下記式(VIII)にかかる吸収液は、例えば(2−アミノ)−(5ジメチルアミノ)ピロリジン等を例示することができる。   Here, the absorption liquid concerning the following formula (VIII) used by this invention can illustrate (2-amino)-(5 dimethylamino) pyrrolidine etc., for example.

Figure 2011152542
ここで、式(VIII)中、
9は、−Cijkl(ここで、i=0〜10、j=0〜26、k=0〜5、l=0〜5である。)である。
13、R14、R15、R16は、−Cijkl(ここで、i=1〜10、j=0〜26、k=0〜5、l=0〜5である。)である。
Figure 2011152542
Here, in the formula (VIII),
R 9 is —C i H j O k N l (where i = 0 to 10, j = 0 to 26, k = 0 to 5, l = 0 to 5).
R 13 , R 14 , R 15 , R 16 are —C i H j O k N l (where i = 1 to 10, j = 0 to 26, k = 0 to 5, l = 0 to 5 Yes.)

ここで、本発明で用いられる下記式(IX)にかかる吸収液は、例えば2−(アミノエチル(メチルアミノ))ピロリジン等を例示することができる。   Here, examples of the absorbing solution according to the following formula (IX) used in the present invention include 2- (aminoethyl (methylamino)) pyrrolidine.

Figure 2011152542
ここで、式(IX)中、
9、R18は、−Cijkl(ここで、i=0〜10、j=0〜26、k=0〜5、l=0〜5である。)である。
10、R15、R17は、−Cijkl(ここで、i=1〜10、j=0〜26、k=0〜5、l=0〜5である。)である。
Figure 2011152542
Here, in formula (IX),
R 9 and R 18 are —C i H j O k N l (where i = 0 to 10, j = 0 to 26, k = 0 to 5, and l = 0 to 5).
R 10 , R 15 , and R 17 are —C i H j O k N l (where i = 1 to 10, j = 0 to 26, k = 0 to 5, l = 0 to 5). It is.

ここで、本発明で用いられる下記式(X)にかかる吸収液は、例えば(1−メチル)(2
−アミノ)−(5メチルアミノ)ピロリジン等を例示することができる。
Here, the absorption liquid according to the following formula (X) used in the present invention is, for example, (1-methyl) (2
-Amino)-(5 methylamino) pyrrolidine and the like can be exemplified.

Figure 2011152542
ここで、式(X)中、
9は、−Cijkl(ここで、i=0〜10、j=0〜26、k=0〜5、l=0〜5である。)である。
13、R14、R16、R19は、−Cijkl(ここで、i=1〜10、j=0〜26、k=0〜5、l=0〜5である。)である。
Figure 2011152542
Here, in the formula (X),
R 9 is —C i H j O k N l (where i = 0 to 10, j = 0 to 26, k = 0 to 5, l = 0 to 5).
R 13 , R 14 , R 16 , and R 19 are —C i H j O k N l (where i = 1 to 10, j = 0 to 26, k = 0 to 5, l = 0 to 5 Yes.)

ここで、本発明で用いられる下記式(XI)にかかる吸収液は、例えば(1−メチル)(2
−アミノエチルアミノ)ピロリジン等を例示することができる。
Here, the absorption liquid according to the following formula (XI) used in the present invention is, for example, (1-methyl) (2
-Aminoethylamino) pyrrolidine and the like can be exemplified.

Figure 2011152542
ここで、式(XI)中、
9、R18は、−Cijkl(ここで、i=0〜10、j=0〜26、k=0〜5、l=0〜5である。)である。
14、R17、R20は、−Cijkl(ここで、i=1〜10、j=0〜26、k=0〜5、l=0〜5である。)である。
Figure 2011152542
Here, in formula (XI),
R 9 and R 18 are —C i H j O k N l (where i = 0 to 10, j = 0 to 26, k = 0 to 5, and l = 0 to 5).
R 14 , R 17 and R 20 are —C i H j O k N l (where i = 1 to 10, j = 0 to 26, k = 0 to 5, l = 0 to 5). It is.

ここで、本発明で用いられる下記式(XII)にかかる吸収液は、例えば(1−アミノメチル)(4−メチルアミノ)ピペリジン等を例示することができる。   Here, examples of the absorbing liquid according to the following formula (XII) used in the present invention include (1-aminomethyl) (4-methylamino) piperidine.

Figure 2011152542
ここで、式(XII)中、
9、R21は、−Cijkl(ここで、i=0〜10、j=0〜26、k=0〜5、l=0〜5である。)である。
14、R16、R17は、−Cijkl(ここで、i=1〜10、j=0〜26、k=0〜5、l=0〜5である。)である。
Figure 2011152542
Here, in the formula (XII),
R 9 and R 21 are —C i H j O k N l (where i = 0 to 10, j = 0 to 26, k = 0 to 5, l = 0 to 5).
R 14 , R 16 and R 17 are —C i H j O k N l (where i = 1 to 10, j = 0 to 26, k = 0 to 5, l = 0 to 5). It is.

ここで、本発明で用いられる下記式(XIII)にかかる吸収液は、例えば(1−メチル
アミノエチル)4−アミノピペリジン等を例示することができる。
Here, examples of the absorbing liquid according to the following formula (XIII) used in the present invention include (1-methylaminoethyl) 4-aminopiperidine.

Figure 2011152542
ここで、式(XIII)中、
9、R18は、−Cijkl(ここで、i=0〜10、j=0〜26、k=0〜5、l=0〜5である。)である。
14、R16、R17は、−Cijkl(ここで、i=1〜10、j=0〜26、k=0〜5、l=0〜5である。)である。
Figure 2011152542
Here, in formula (XIII),
R 9 and R 18 are —C i H j O k N l (where i = 0 to 10, j = 0 to 26, k = 0 to 5, and l = 0 to 5).
R 14 , R 16 and R 17 are —C i H j O k N l (where i = 1 to 10, j = 0 to 26, k = 0 to 5, l = 0 to 5). It is.

ここで、本発明で用いられる下記式(XIV)にかかる吸収液は、例えば4−アミノピ
ペリジン等を例示することができる。
Here, the absorption liquid concerning the following formula (XIV) used by this invention can illustrate 4-amino piperidine etc., for example.

Figure 2011152542
ここで、式(XIV)中、
22は、−Cijkl(ここで、i=0〜10、j=0〜26、k=0〜5、l=0〜5である。)である。
23、R24は、−Cijkl(ここで、i=1〜10、j=0〜26、k=0〜5、l=0〜5である。)である。
Figure 2011152542
Here, in formula (XIV):
R 22 is —C i H j O k N l (where i = 0 to 10, j = 0 to 26, k = 0 to 5, l = 0 to 5).
R 23 and R 24 are —C i H j O k N l (where i = 1 to 10, j = 0 to 26, k = 0 to 5, l = 0 to 5).

ここで、本発明で用いられる下記式(XV)にかかる吸収液は、例えば(1−アミノメ
チル)ピペリジン等を例示することができる。
Here, examples of the absorbing solution according to the following formula (XV) used in the present invention include (1-aminomethyl) piperidine.

Figure 2011152542
ここで、式(XV)中、
25は、−Cijkl(ここで、i=0〜10、j=0〜26、k=0〜5、l=0〜5である。)である。
23、R26は、−Cijkl(ここで、i=1〜10、j=0〜26、k=0〜5、l=0〜5である。)である。
Figure 2011152542
Here, in the formula (XV),
R 25 is —C i H j O k N l (where i = 0 to 10, j = 0 to 26, k = 0 to 5, l = 0 to 5).
R 23 and R 26 are —C i H j O k N l (where i = 1 to 10, j = 0 to 26, k = 0 to 5, l = 0 to 5).

ここで、本発明で用いられる下記式(XV1)にかかる吸収液は、例えばN−メチル−2アミノピペリジン等を例示することができる。   Here, the absorption liquid concerning the following formula (XV1) used by this invention can illustrate N-methyl- 2 amino piperidine etc., for example.

Figure 2011152542
ここで、式(XVI)中、
23、R27、R28は、−Cijkl(ここで、i=1〜10、j=0〜26、k=0〜5、l=0〜5である。)である。
Figure 2011152542
Here, in the formula (XVI),
R 23 , R 27 and R 28 are —C i H j O k N l (where i = 1 to 10, j = 0 to 26, k = 0 to 5, l = 0 to 5). It is.

ここで、本発明で用いられる下記式(XVII)にかかる吸収液は、例えばN,Nジアルキル-4アミノピペリジン等を例示することができる。   Here, examples of the absorbing solution according to the following formula (XVII) used in the present invention include N, N dialkyl-4 aminopiperidine.

Figure 2011152542
ここで、式(XVII)中、
22は、−Cijkl(ここで、i=0〜10、j=0〜26、k=0〜5、l=0〜5である。)である。
23、R24、R27、R29は、−Cijkl(ここで、i=1〜10、j=0〜26、k=0〜5、l=0〜5である。)である。
Figure 2011152542
Here, in the formula (XVII),
R 22 is —C i H j O k N l (where i = 0 to 10, j = 0 to 26, k = 0 to 5, l = 0 to 5).
R 23 , R 24 , R 27 , R 29 are —C i H j O k N l (where i = 1 to 10, j = 0 to 26, k = 0 to 5, l = 0 to 5 Yes.)

ここで、本発明で用いられる下記式(XVIII)にかかる吸収液は、例えば(Nアルキルアミノメチル)ピペリジン等を例示することができる。   Here, examples of the absorbing solution according to the following formula (XVIII) used in the present invention include (N alkylaminomethyl) piperidine.

Figure 2011152542
ここで、式(XVIII)中、
25は、−Cijkl(ここで、i=0〜10、j=0〜26、k=0〜5、l=0〜5である。)である。
23、R26、R29は、−Cijkl(ここで、i=1〜10、j=0〜26、k=0〜5、l=0〜5である。)である。
Figure 2011152542
Here, in the formula (XVIII),
R 25 is —C i H j O k N l (where i = 0 to 10, j = 0 to 26, k = 0 to 5, l = 0 to 5).
R 23 , R 26 and R 29 are —C i H j O k N l (where i = 1 to 10, j = 0 to 26, k = 0 to 5, l = 0 to 5). It is.

ここで、本発明で用いられる下記式(XIX)にかかる吸収液は、例えば(Nアルキル
−4アミノアルキル)ピペリジン等を例示することができる。
Here, the absorbing liquid according to the following formula (XIX) used in the present invention can be exemplified by (N alkyl-4aminoalkyl) piperidine and the like.

Figure 2011152542
ここで、式(XIX)中、
23、R27、R28、R29は、−Cijkl(ここで、i=1〜10、j=0〜26、k=0〜5、l=0〜5である。)である。
Figure 2011152542
Here, in the formula (XIX),
R 23 , R 27 , R 28 and R 29 are —C i H j O k N l (where i = 1 to 10, j = 0 to 26, k = 0 to 5, l = 0 to 5 Yes.)

ここで、本発明で用いられる下記式(XX)にかかる吸収液は、例えば(1−メチル-アミノエチル)(4−メチル)ピペラジン等を例示することができる。   Here, examples of the absorbing solution according to the following formula (XX) used in the present invention include (1-methyl-aminoethyl) (4-methyl) piperazine.

Figure 2011152542
ここで、式(XX)中、
30、R32、R33、R34は、−Cijkl(ここで、i=0〜10、j=0〜26、k=0〜5、l=0〜5である。)である。
31は、−Cijkl(ここで、i=1〜10、j=0〜26、k=0〜5、l=0〜5である。)である。
Figure 2011152542
Here, in formula (XX),
R 30 , R 32 , R 33 , R 34 are —C i H j O k N l (where i = 0-10, j = 0-26, k = 0-5, l = 0-5 Yes.)
R 31 is —C i H j O k N l (where i = 1 to 10, j = 0 to 26, k = 0 to 5, l = 0 to 5).

ここで、本発明のガスとの接触に用いる吸収液中のアミン成分の濃度としては、第1の化合物成分が15重量%以上、45重量%以下の範囲で含むと共に、第2の化合物成分が15重量%以上、45重量%以下の範囲で含み、且つ全体で30重量%を超え、90重量%以下とするのが好ましい。また、両者の配合量は、より好ましくは40〜70重量%の範囲とするのが好ましい。   Here, as the concentration of the amine component in the absorbing liquid used for contact with the gas of the present invention, the first compound component is contained in the range of 15 wt% to 45 wt%, and the second compound component is It is preferable that it is contained in the range of 15% by weight or more and 45% by weight or less, and more than 30% by weight and 90% by weight or less as a whole. The blending amount of both is more preferably in the range of 40 to 70% by weight.

これは、後述する実施例に示すように、これらの範囲外であると、粘度の上昇が抑えられないからである。また、吸収容量性能・吸収反応熱性能における飛躍的な向上に寄与しないからである。   This is because an increase in viscosity cannot be suppressed if the content is outside these ranges, as shown in the examples described later. Moreover, it is because it does not contribute to the dramatic improvement in absorption capacity performance and absorption reaction heat performance.

一方、アミン以外の成分は、通常、水であるが、他の溶媒でも良く、またそれらの混合物でも良い。さらに、必要に応じて腐食防止剤、劣化防止剤などが加えられる。   On the other hand, the component other than the amine is usually water, but may be another solvent or a mixture thereof. Furthermore, a corrosion inhibitor, a deterioration inhibitor, etc. are added as needed.

本発明において、ガスとの接触時の吸収液の温度は、通常30〜70℃の範囲である。   In the present invention, the temperature of the absorbing liquid at the time of contact with the gas is usually in the range of 30 to 70 ° C.

本発明が適用できるガス条件は、全圧が大気圧近傍でCO2濃度が10%のものに代表されるが、これに限定されるものではない。 The gas conditions to which the present invention can be applied are typified by a total pressure near atmospheric pressure and a CO 2 concentration of 10%, but are not limited thereto.

本発明により処理されるガスとしては、例えば石炭ガス化ガス、合成ガス、コークス炉ガス、石油ガス、天然ガス等を挙げることができるが、これらの限定されるものではなく、CO2又はH2S等の酸性ガスを含むガスであれば、いずれのガスでもよい。 Examples of the gas to be treated according to the present invention include coal gasification gas, synthesis gas, coke oven gas, petroleum gas, natural gas and the like, but are not limited thereto, and CO 2 or H 2 Any gas may be used as long as it contains an acid gas such as S.

本発明のガス中のCO2又はH2S又はその双方を除去する方法で採用できるプロセスは、特に限定されないが、CO2を除去する除去装置の一例について図1を参照しつつ説明する。 The process that can be employed in the method for removing CO 2 and / or H 2 S in the gas of the present invention is not particularly limited, but an example of a removal apparatus for removing CO 2 will be described with reference to FIG.

図1はCO2除去装置の概略図である。図1に示すように、ガスは、CO2含有ガス供給口4を通って、吸収塔1へ導かれる。吸収塔1に押し込められた該ガスは、ノズル7から供給されるCO2吸収液と充填部2で向流接触させられ、ガス中のCO2は、吸収液により吸収除去され、ガスは、脱CO2ガス排出口5から排出される。吸収塔1に供給される吸収液は、CO2を吸収し、熱交換器14、加熱器8に送られ、加熱されて再生塔15に送られる。該再生塔15では、吸収液は、ノズル16より充填部17を経て、下部に流れる。この間にCO2が脱離して吸収液が再生する。再生した吸収液は、ポンプ9によって熱交換器14、吸収液冷却器26を経て、吸収液供給口6から吸収塔1に戻される。一方、再生塔15の上部において、吸収液から分離されたCO2は、ノズル18から供給される還流水と接触し、再生塔還流冷却器23により冷却され、還流ドラム21にてCO2に同伴した水蒸気が凝縮した還流水と分離し、回収CO2ライン22よりCO2回収工程に導かれる。還流水は、還流水ポンプ20で再生塔15に送られる。なお、この実施の形態では、あくまでその概要を説明するものであり、付属する機器を一部省略して説明している。 FIG. 1 is a schematic view of a CO 2 removal apparatus. As shown in FIG. 1, the gas is guided to the absorption tower 1 through the CO 2 -containing gas supply port 4. The gas pushed into the absorption tower 1 is brought into countercurrent contact with the CO 2 absorbing solution supplied from the nozzle 7 in the filling unit 2, and CO 2 in the gas is absorbed and removed by the absorbing solution, and the gas is desorbed. It is discharged from the CO 2 gas outlet 5. The absorbing solution supplied to the absorption tower 1 absorbs CO 2 , is sent to the heat exchanger 14 and the heater 8, is heated, and is sent to the regeneration tower 15. In the regeneration tower 15, the absorption liquid flows from the nozzle 16 to the lower part through the filling part 17. During this time, CO 2 is desorbed and the absorbing solution is regenerated. The regenerated absorption liquid is returned to the absorption tower 1 from the absorption liquid supply port 6 through the heat exchanger 14 and the absorption liquid cooler 26 by the pump 9. On the other hand, in the upper part of the regeneration tower 15, the CO 2 separated from the absorption liquid comes into contact with the reflux water supplied from the nozzle 18, is cooled by the regeneration tower reflux cooler 23, and is entrained with CO 2 by the reflux drum 21. The water vapor separated from the condensed water is led to the CO 2 recovery step through the recovery CO 2 line 22. The reflux water is sent to the regeneration tower 15 by the reflux water pump 20. In this embodiment, the outline is only described, and a part of the attached devices is omitted.

本発明にかかる吸収液を上述したCO2除去装置の吸収液として用いることにより、効率的なCO2の吸収除去を行うことができる。 By using the absorption liquid according to the present invention as the absorption liquid of the above-described CO 2 removal device, efficient absorption and removal of CO 2 can be performed.

以下、実施例に基づき、本発明についてさらに詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples.

反応熱計測装置(カルベ型熱量計)のサンプル側、参照側の各ガラス製反応容器に、第1の化合物成分として1級アミノ基を有するモノエタノールアミン(MEA)を30重量%、並びに第2の化合物成分として、1級、2級、3級アミノ基を有する1−(2−アミノエチル)ピペラジン(AEPZ)を30重量%含む水溶液を混合して吸収液とした(実施例1)。   30% by weight of monoethanolamine (MEA) having a primary amino group as the first compound component in each glass reaction vessel on the sample side and the reference side of the reaction heat measuring device (Kalbe calorimeter), and second An aqueous solution containing 30% by weight of 1- (2-aminoethyl) piperazine (AEPZ) having primary, secondary, and tertiary amino groups as a compound component was mixed to obtain an absorbing solution (Example 1).

また、第1の化合物成分として、2級アミノ基を有する2−エチルアミノエタノール(EAE) を30重量%、並びに第2の化合物成分としてAEPZを30重量%含む水溶液を混合して吸収液とした(実施例2)。   Also, an absorption solution was prepared by mixing 30% by weight of 2-ethylaminoethanol having a secondary amino group (EAE) as the first compound component and 30% by weight of AEPZ as the second compound component. (Example 2).

また、第1の化合物成分として、3級アミノ基を有するメチルジエタノールアミン(MDEA) を30重量%、並びに第2の化合物成分としてAEPZを30重量%含む水溶液を混合して吸収液とした(実施例3)。   Further, an absorption solution was prepared by mixing an aqueous solution containing 30% by weight of methyldiethanolamine (MDEA) having a tertiary amino group as the first compound component and 30% by weight of AEPZ as the second compound component (Examples). 3).

これらの実施例1乃至3にかかる吸収液を各々5g入れ、恒温槽温度を40℃に設定した。そして温度を40℃に保持しながら、試験ガスを大気圧下で50ml/分の流速でサンプル側、参照側の吸収液にバブリングにより接触させた。
ここで、試験ガスとしては、サンプル側にはCO2:10モル%、N2:90モル%の組成を有する40℃のモデルガスを、参照側にはN2:100モル%の40℃のガスを用いた。
5 g of each of the absorbents according to Examples 1 to 3 was added, and the thermostatic chamber temperature was set to 40 ° C. Then, while maintaining the temperature at 40 ° C., the test gas was brought into contact with the absorbing solution on the sample side and the reference side by bubbling at a flow rate of 50 ml / min under atmospheric pressure.
Here, as a test gas, a 40 ° C. model gas having a composition of CO 2 : 10 mol% and N 2 : 90 mol% is provided on the sample side, and 40 ° C. of N 2 : 100 mol% is provided on the reference side. Gas was used.

試験ガスを通気し続け、サンプル側と参照側で発生する熱量の時間微分値(W)を測定し、それらの差(ヒートフロー)の時間変化からCO2吸収反応に伴う発熱量(kJ)を算出した。ヒートフロー値がピークの2%以下の値まで収束した時点をCO2吸収反応の終了(飽和)点と判断し、通気開始から終了までの時間を反応時間(分)とした。反応終了後のCO2吸収液に含まれるCO2について、CO2分析計(全有機体炭素計)を用いて測定し、吸収液のCO2飽和吸収量(molCO2/kg吸収液)を算出した。 Continue to vent the test gas, measure the time differential value (W) of the amount of heat generated on the sample side and the reference side, and calculate the calorific value (kJ) associated with the CO 2 absorption reaction from the time variation of the difference (heat flow). Calculated. The time at which the heat flow value converged to a value of 2% or less of the peak was judged as the end (saturation) point of the CO 2 absorption reaction, and the time from the start to the end of the aeration was taken as the reaction time (minutes). Calculated for CO 2 contained in the CO 2 absorbing solution after the completion of the reaction, was measured using a CO 2 analyzer (total organic carbon meter), CO 2 saturated absorption amount of the absorbent solution (molCO 2 / kg absorbing solution) did.

反応終了までの発熱量、反応時間、CO2飽和吸収量から、CO2吸収反応速度(molCO2/min)、CO2吸収反応熱(kJ/molCO2)を算出した。 The CO 2 absorption reaction rate (molCO 2 / min) and the CO 2 absorption reaction heat (kJ / mol CO 2 ) were calculated from the calorific value until the end of the reaction, the reaction time, and the CO 2 saturated absorption amount.

また、上記の複数アミン混合液のほか、比較例としてMEA、EAE、MDEA、AEPZの各30重量%及び60重量%水溶液に対しても同様の試験を行った。   Further, in addition to the above-mentioned mixed solution of plural amines, the same test was performed on 30% by weight and 60% by weight aqueous solutions of MEA, EAE, MDEA, and AEPZ as comparative examples.

前記実施例及び比較例にかかるCO2飽和吸収量、CO2吸収反応速度、CO2吸収反応熱の結果を、下記「表1」に示す。 The results of CO 2 saturation absorption amount, CO 2 absorption reaction rate, and CO 2 absorption reaction heat according to the examples and comparative examples are shown in “Table 1” below.

Figure 2011152542
Figure 2011152542

「表1」に示すように、MEA、EAE、MDEA、AEPZ各々の30重量%の吸収液(比較例1−1、2−1、3−1、4−1)と60重量%の吸収液(比較例1−2、2−2、3−2、4−2)の性能を比較すると、CO2飽和吸収量性能およびCO2反応熱性能はアミン濃度に比例しておらず、アミン1種類のみを含む水溶液では、アミン濃度増加による性能向上は十分には見込めないことが明らかである。 As shown in Table 1, 30% by weight of each of MEA, EAE, MDEA, and AEPZ (Comparative Examples 1-1, 2-1, 3-1, 4-1) and 60% by weight of the absorbent Comparing the performance of (Comparative Examples 1-2, 2-2, 3-2, 4-2), the CO 2 saturated absorption capacity performance and the CO 2 reaction heat performance are not proportional to the amine concentration, and one kind of amine It is clear that the performance improvement due to the increase in the amine concentration cannot be sufficiently expected in the aqueous solution containing only the salt.

一方、MEAとAEPZとの混合吸収液(実施例1)、EAEとAEPZとの混合吸収液(実施例2)、及びMDEAとAEPZとの吸収液(実施例3)では、同重量%濃度のアルカノールアミンおよびアミン化合物単独の水溶液(比較例1−2、2−2、3−2、4−2)に比べてCO2吸収容量性能・CO2吸収反応熱性能ともに優れた結果を示した。 On the other hand, the mixed absorbent of MEA and AEPZ (Example 1), the mixed absorbent of EAE and AEPZ (Example 2), and the absorbent of MDEA and AEPZ (Example 3) have the same weight% concentration. Compared to an aqueous solution of alkanolamine and an amine compound alone (Comparative Examples 1-2, 2-2, 3-2, 4-2), both CO 2 absorption capacity performance and CO 2 absorption reaction heat performance were excellent.

例えば、実施例2のEAE30重量%+AMPZ30重量%は、その構成成分単独から成る比較例2−2のEAE60重量%に対してCO2吸収容量が20%増でかつCO2吸収反応熱が10%減であり、比較例4−2のAEPZ60重量%に対してCO2吸収容量が15%増でかつCO2吸収反応熱が7%減と、混合効果による顕著な性能向上を実現した。 For example, 30% by weight of EAE in Example 2 + 30% by weight of AMPZ has a CO 2 absorption capacity increased by 20% and a CO 2 absorption reaction heat of 10% compared to 60% by weight of EAE in Comparative Example 2-2 consisting of the constituents alone. As a result, the CO 2 absorption capacity increased by 15% and the CO 2 absorption reaction heat decreased by 7% with respect to 60% by weight of AEPZ in Comparative Example 4-2.

CO2の回収に要するエネルギーの大部分は、CO2吸収容量性能が寄与する因子とCO2吸収反応熱性能が寄与する因子に支配されるため、本発明による上記の性能向上により、大幅な省エネルギーが可能となる。 Most of the energy required for CO 2 recovery is dominated by the factors contributed by the CO 2 absorption capacity performance and the factors contributed by the CO 2 absorption reaction heat performance. Is possible.

1 吸収塔
15 再生塔
1 Absorption tower 15 Regeneration tower

Claims (3)

ガス中のCO2又はH2S又はその双方を吸収する吸収液であって、
モノエタノールアミン(MEA)、又はメチルジエタノールアミン(MDEA)の少なくとも一種からなる第1の化合物成分と、
1−(2−アミノエチル)ピペラジン(AEPZ)、又は(1−メチル−アミノエチル)(4−メチル)ピペラジンの少なくとも一種からなる第2の化合物成分とを含み、
第1の化合物成分が15重量%以上、45重量%以下の範囲で含むと共に、第2の化合物成分が15重量%以上、45重量%以下の範囲で含み、且つ全体で30重量%を超え、90重量%以下であることを特徴とする吸収液。
An absorbent that absorbs CO 2 or H 2 S or both in the gas,
A first compound component comprising at least one of monoethanolamine (MEA) or methyldiethanolamine (MDEA);
1- (2-aminoethyl) piperazine (AEPZ), or a second compound component consisting of at least one of (1-methyl-aminoethyl) (4-methyl) piperazine,
The first compound component is contained in the range of 15% by weight or more and 45% by weight or less, the second compound component is contained in the range of 15% by weight or more and 45% by weight or less, and the total exceeds 30% by weight, An absorption liquid characterized by being 90% by weight or less.
CO2又はH2S又はその双方を含有するガスと吸収液とを接触させてCO2又はH2S又はその双方を除去する吸収塔と、CO2又はH2S又はその双方を吸収した溶液を再生する再生塔と、再生塔でCO2又はH2S又はその双方を除去して再生した溶液を吸収塔で再利用するCO2又はH2S又はその双方の除去装置であって、請求項1の吸収液を用いてなることを特徴とするCO2又はH2S又はその双方の除去装置。 An absorption tower for removing CO 2 or H 2 S or both by bringing a gas containing CO 2 or H 2 S or both into contact with an absorbing solution, and a solution that has absorbed CO 2 or H 2 S or both Play and regenerator, a regenerator in a CO 2 or H 2 S or apparatus for removing CO 2 or H 2 S or both reusing solution was regenerated to remove both of the absorption tower, wherein An apparatus for removing CO 2 or H 2 S or both, characterized by using the absorbing liquid according to Item 1. CO2又はH2S又はその双方を含有するガスと吸収液とを接触させてCO2又はH2S又はその双方を除去する吸収塔と、CO2又はH2S又はその双方を吸収した溶液を再生する再生塔と、再生塔でCO2又はH2S又はその双方を除去して再生した溶液を吸収塔で再利用するCO2又はH2S又はその双方の除去方法であって、請求項1の吸収液を用いてCO2又はH2S又はその双方を除去することを特徴とするCO2又はH2S又はその双方の除去方法。 An absorption tower for removing CO 2 or H 2 S or both by bringing a gas containing CO 2 or H 2 S or both into contact with an absorbing solution, and a solution that has absorbed CO 2 or H 2 S or both Play and regenerator, a regenerator in a CO 2 or H 2 S or CO 2 or H 2 S or the method of removing its both reuse in the absorption tower the solution was regenerated to remove both, wherein A method for removing CO 2 and / or H 2 S or both, wherein CO 2 and / or H 2 S or both are removed using the absorbing liquid according to Item 1.
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