JP2017196547A - Acidic gas absorbent, acidic gas removal method and acidic gas removal device - Google Patents

Acidic gas absorbent, acidic gas removal method and acidic gas removal device Download PDF

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村井 伸次
Shinji Murai
伸次 村井
幸繁 前沢
Yukishige Maezawa
幸繁 前沢
大悟 村岡
Daigo Muraoka
大悟 村岡
武彦 村松
Takehiko Muramatsu
武彦 村松
斎藤 聡
Satoshi Saito
聡 斎藤
満 宇田津
Mitsuru Udatsu
満 宇田津
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an acidic gas absorbent having the high absorption amount of an acidic gas and high absorption rate and being prevented with the diffusion of an absorbent component.SOLUTION: An acidic gas absorbent containing an amino acid salt expressed as formula 1 and an amine compound expressed as formula 2 is provided (where, Me is an alkali metal; Rand Rare each independently a 1-4C alkylene chain or direct coupling substituted or unsubstituted by a carboxylate group or a 1-4C alkyl; the sum of carbon in the alkylene chain in Rand Ris 1-4; Rand Rare each independently a 1-4C alkyl substituted or unsubstituted or a hydroalkyl group; at least one of Rand Ris a hydroxyalkyl group; Ris H or a 1-4C alkyl; and Ris a 2-4C hydroxyalkyl).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明の実施形態は、酸性ガス吸収剤、酸性ガスの除去方法および酸性ガス除去装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to an acid gas absorbent, an acid gas removal method, and an acid gas removal apparatus.

近年、地球の温暖化現象の一因として二酸化炭素(CO)濃度の上昇による温室効果が指摘され、地球規模で環境を守る国際的な対策が急務となっている。COの発生は産業活動によるところが大きく、その環境への排出抑制の機運が高まっている。 In recent years, the greenhouse effect due to an increase in carbon dioxide (CO 2 ) concentration has been pointed out as a cause of global warming, and international measures to protect the environment on a global scale are urgently needed. The generation of CO 2 is largely due to industrial activities, and the momentum for suppressing emissions to the environment is increasing.

COをはじめとする酸性ガスの濃度の上昇を抑制するための技術として、省エネルギー製品の開発、酸性ガスの資源としての利用や隔離貯留させる技術、酸性ガスを排出しない自然エネルギーや原子力エネルギーなどの代替エネルギーへの転換などがあり、その一つとして、排出する酸性ガスの分離回収技術が知られている。 Technology to suppress the increase in the concentration of acid gas including CO 2 , development of energy saving products, technology to use and sequester acid gas as resources, natural energy and nuclear energy that does not emit acid gas, etc. There is a conversion to alternative energy, and as one of them, separation and recovery technology of acid gas discharged is known.

現在までに研究されてきた酸性ガス分離技術としては、吸収法、吸着法、膜分離法、深冷法などがある。中でも吸収法は、ガスを大量にかつ効率的に処理するのに適しており、工場や発電所への適用が検討されている。   Acid gas separation techniques that have been studied to date include absorption methods, adsorption methods, membrane separation methods, and cryogenic methods. In particular, the absorption method is suitable for efficiently processing a large amount of gas, and its application to factories and power plants is being studied.

主に、化石燃料を使用する火力発電所などを対象にした方法として、化石燃料(石炭、石油、天然ガス等)を燃焼する際に発生する排ガスを、化学吸収剤と接触させ、燃焼排ガス中のCOを除去して回収する方法、さらに回収されたCOを貯蔵する方法が知られている。また、化学吸収剤を用いてCO以外に硫化水素(HS)等の酸性ガスを除去することが提案されている。 As a method mainly for thermal power plants that use fossil fuels, exhaust gas generated when burning fossil fuels (coal, oil, natural gas, etc.) is brought into contact with chemical absorbents, resulting in combustion exhaust gas. how to recover by the CO 2 removal are known further recovered method of storing CO 2. Further, it has been proposed to remove an acidic gas such as hydrogen sulfide (H 2 S) in addition to CO 2 using a chemical absorbent.

一般に、吸収法において使用される化学吸収剤としてモノエタノールアミン(MEA)に代表されるアルカノールアミン類が1930年代ころから開発されており、現在も使用されている。この方法は、経済的であり、また除去装置の大型化が容易である。   In general, alkanolamines typified by monoethanolamine (MEA) have been developed since the 1930s as chemical absorbents used in the absorption method and are still in use. This method is economical, and the removal device can be easily increased in size.

吸収法に使用されるアルカノールアミンとしては、2−アミノ−2−メチルプロパノールアミン、メチルアミノエタノール、エチルアミノエタノール、プロピルアミノエタノール、ジエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノ−1−メチルエタノールなどがある。   Examples of the alkanolamine used in the absorption method include 2-amino-2-methylpropanolamine, methylaminoethanol, ethylaminoethanol, propylaminoethanol, diethanolamine, methyldiethanolamine, dimethylethanolamine, diethylethanolamine, triethanolamine, Examples include dimethylamino-1-methylethanol.

これらのアミンを単独で用いた場合、CO吸収速度が十分ではないため通常は反応促進効果のある化合物が併用されることがある。しかしながら、反応促進効果のある化合物として環状のジアミンが知られているが、これは蒸気圧が高くて放散しやすいという問題点がある。また、アミノ酸塩を用いることにより放散性が改善される場合があるが、本発明者が知る限りでは、上記したアミンと併用してもCO吸収特性が十分とは言えなかった。
このようなことから、CO吸収特性に優れ放散性を改善した新しい吸収液の開発が要求されている。
When these amines are used alone, the CO 2 absorption rate is not sufficient, and usually a compound having a reaction promoting effect may be used in combination. However, a cyclic diamine is known as a compound having a reaction promoting effect, but it has a problem that it has a high vapor pressure and is easily dissipated. In addition, the use of an amino acid salt may improve the dispersibility, but as far as the present inventor knows, CO 2 absorption characteristics cannot be said to be sufficient even when used in combination with the above-described amine.
For this reason, there is a demand for the development of a new absorbing solution that has excellent CO 2 absorption characteristics and improved dispersibility.

特開2011−194388号公報JP 2011-194388 A 特開2012−143760号公報JP 2012-143760 A 特開平07−246315号公報Japanese Patent Laid-Open No. 07-246315 特開2008−136989号公報JP 2008-136989 A 国際公開2013−118819号公報International Publication No. 2013-118819

本発明が解決しようとする課題は、酸性ガスの吸収量が多く、かつ放散性が低い酸性ガス吸収剤、およびこれを用いた酸性ガスの除去方法ならびに酸性ガス除去装置を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide an acid gas absorbent that absorbs a large amount of acid gas and has a low diffusibility, and a method for removing acid gas and an acid gas removal apparatus using the same.

本発明の実施形態の酸性ガス吸収剤は、下記の一般式(1)で表されるアミノ酸塩と、下記の一般式(2)で表されるアミン化合物とを含んでなるもの、である。

Figure 2017196547
The acidic gas absorbent according to an embodiment of the present invention includes an amino acid salt represented by the following general formula (1) and an amine compound represented by the following general formula (2).
Figure 2017196547

〔上記の一般式(1)において、COOMeはカルボン酸塩基を、Meはアルカリ金属を、表す。RおよびRは、各々独立に、炭素数0〜4のアルキレン鎖を表し、そのいずれかの炭素原子には、それぞれ、カルボン酸塩基または炭素数1〜4のアルキル基が結合していてもよい。ただし、RとRのアルキレン鎖の炭素数の合計は1以上4以下である。〕

Figure 2017196547
[In the above general formula (1), COOMe represents a carboxylate group, and Me represents an alkali metal. R 1 and R 2 each independently represents an alkylene chain having 0 to 4 carbon atoms, and any one of the carbon atoms is bonded to a carboxylate group or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Also good. However, the total carbon number of the alkylene chain of R 1 and R 2 is 1 or more and 4 or less. ]
Figure 2017196547

〔上記の一般式(2)において、RおよびRは、各々独立に、置換または非置換の炭素数1〜4のアルキル基またはヒドロキシアルキル基であって、RおよびRの少なくとも一方がヒドロキシアルキル基であり、Rは水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を、Rは炭素数2〜4のヒドロキシアルキル基を、表す。〕
そして、本発明の実施形態の酸性ガスの除去方法は、酸性ガスを含有するガスと、上述の本発明の実施形態の酸性ガス吸収剤とを接触させて、前記の酸性ガスを含むガスから酸性ガスを除去することからなるもの、である。
[In the above general formula (2), R 3 and R 4 are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a hydroxyalkyl group, and at least one of R 3 and R 4 Is a hydroxyalkyl group, R 5 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 6 represents a hydroxyalkyl group having 2 to 4 carbon atoms. ]
Then, the method for removing acidic gas according to the embodiment of the present invention is such that a gas containing acidic gas is brought into contact with the acidic gas absorbent according to the above-described embodiment of the present invention, and the acid gas is acidified from the gas containing the acidic gas. It consists of removing gas.

そして、本発明の実施形態の酸性ガス除去装置は、酸性ガスを含有するガスと酸性ガス吸収剤とを接触させ、この酸性ガス吸収剤に酸性ガスを吸収させることにより前記の酸性ガスを含有するガスから酸性ガスを除去する吸収器と、この酸性ガスを吸収した酸性ガス吸収剤から酸性ガスを脱離させて、この酸性ガス吸収剤を再生する再生器とを有し、前記の再生器で再生した前記の酸性ガス吸収剤を前記の吸収器にて再利用する酸性ガス除去装置であって、前記の酸性ガス吸収剤として、上述の本発明の実施形態の酸性ガス吸収剤を用いたもの、である。   And the acidic gas removal apparatus of embodiment of this invention contains the said acidic gas by making the acidic gas and the acidic gas absorbent contact the gas containing acidic gas, and making this acidic gas absorbent absorb acidic gas. An absorber that removes the acid gas from the gas, and a regenerator that regenerates the acid gas absorbent by desorbing the acid gas from the acid gas absorbent that has absorbed the acid gas. An acid gas removing device that reuses the regenerated acid gas absorbent in the absorber, wherein the acid gas absorbent according to the above-described embodiment of the present invention is used as the acid gas absorbent. .

実施形態の酸性ガス吸収剤によれば、二酸化炭素等の酸性ガスの吸収量を高くすることができ、また反応促進剤の放散性を小さくすることができる。   According to the acidic gas absorbent of the embodiment, the absorption amount of acidic gas such as carbon dioxide can be increased, and the dispersibility of the reaction accelerator can be decreased.

実施形態の酸性ガス除去装置の概略図。Schematic of the acidic gas removal apparatus of embodiment.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明の実施形態の酸性ガス吸収剤は、下記の一般式(1)で表されるアミノ酸塩と、下記の一般式(2)で表されるアミン化合物とを含んでなるもの、である。

Figure 2017196547
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The acidic gas absorbent according to an embodiment of the present invention includes an amino acid salt represented by the following general formula (1) and an amine compound represented by the following general formula (2).
Figure 2017196547

〔上記の一般式(1)において、COOMeはカルボン酸塩基を、Meはアルカリ金属を、表す。RおよびRは、各々独立に、炭素数0〜4のアルキレン鎖を表し、そのいずれかの炭素原子には、それぞれ、カルボン酸塩基または炭素数1〜4のアルキル基が結合していてもよい。ただし、RとRのアルキレン鎖の炭素数の合計は1以上4以下である。〕

Figure 2017196547
[In the above general formula (1), COOMe represents a carboxylate group, and Me represents an alkali metal. R 1 and R 2 each independently represents an alkylene chain having 0 to 4 carbon atoms, and any one of the carbon atoms is bonded to a carboxylate group or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Also good. However, the total carbon number of the alkylene chain of R 1 and R 2 is 1 or more and 4 or less. ]
Figure 2017196547

〔上記の一般式(2)において、RおよびRは、各々独立に、置換または非置換の炭素数1〜4のアルキル基またはヒドロキシアルキル基であって、RおよびRの少なくとも一方がヒドロキシアルキル基であり、Rは水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を、Rは炭素数2〜4のヒドロキシアルキル基を、表す。〕
本発明の実施形態の酸性ガス吸収剤は、一般式(1)で表されるアミノ酸塩と一般式(2)で表されるアミン化合物を、例えば水等の溶媒と、必要に応じて酸化防止剤やpH調整剤等の補助資材等を混合したうえで、酸性ガスの吸収方法ならびに酸性ガス吸収装置の酸性ガス吸収剤として利用可能なものである。
[In the above general formula (2), R 3 and R 4 are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a hydroxyalkyl group, and at least one of R 3 and R 4 Is a hydroxyalkyl group, R 5 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 6 represents a hydroxyalkyl group having 2 to 4 carbon atoms. ]
The acidic gas absorbent according to the embodiment of the present invention includes an amino acid salt represented by the general formula (1) and an amine compound represented by the general formula (2), for example, a solvent such as water, and an antioxidant as necessary. After mixing auxiliary materials such as an agent and a pH adjuster, it can be used as an acid gas absorption method and an acid gas absorber of an acid gas absorber.

さらに低反応熱性を得られ、二酸化炭素吸収量が高められる。すなわち、上記一般式(2)のアミン化合物は、少なくともR、Rのどちらか一方のアルキル基に水酸基が結合した分岐状のアルキル基が窒素原子に結合している。 Furthermore, low reaction heat property can be obtained and the amount of carbon dioxide absorption can be increased. That is, in the amine compound of the general formula (2), a branched alkyl group in which a hydroxyl group is bonded to at least one of R 1 and R 2 is bonded to a nitrogen atom.

このように、分岐状のアルキル基が窒素原子に直接結合した上記一般式(2)のアミン化合物は、立体障害の大きい構造を有するため、二酸化炭素(CO)との反応では重炭酸イオンが生成し、反応熱が低減する。さらに、蒸気圧が低いために放散しにくい。 As described above, the amine compound of the above general formula (2) in which the branched alkyl group is directly bonded to the nitrogen atom has a structure having a large steric hindrance, and therefore, in the reaction with carbon dioxide (CO 2 ), bicarbonate ions are generated. Produced and the reaction heat is reduced. Furthermore, it is difficult to dissipate due to its low vapor pressure.

<アミノ酸塩>
従来より、アミノ酸塩を吸収液として使用することが知られている。しかし、酸性ガスの吸収量や放散性の更なる向上が求められている。
本発明者らは、特定の環状構造のアミノ酸塩がアミノアルコールを主剤とする吸収液の反応促進剤として作用することを見出した。
<Amino acid salt>
Conventionally, it is known to use an amino acid salt as an absorbing solution. However, there is a need for further improvements in the amount of acid gas absorbed and the dispersibility.
The present inventors have found that an amino acid salt having a specific cyclic structure acts as a reaction accelerator for an absorption liquid mainly composed of amino alcohol.

一般式(1)で示される特定のアミノ酸塩は、ピペラジンのような環状のジアミンに比べて蒸気圧が無視できるほど小さいので、酸性ガス吸収方法ならびに酸性ガス吸収装置の酸性ガス吸収剤として利用した際に、吸収剤の反応装置外への放散を抑制することができる。   Since the specific amino acid salt represented by the general formula (1) has a vapor pressure that is negligibly small compared to a cyclic diamine such as piperazine, it was used as an acid gas absorber for an acid gas absorption method and an acid gas absorption device. In this case, it is possible to suppress the diffusion of the absorbent to the outside of the reaction apparatus.

そして、上記の一般式(1)で示されるアミノ酸塩は、通常の鎖状のアミノ酸塩と構造が異なって、酸性ガス(例えば、二酸化炭素(CO)、硫化水素(HS)、硫化カルボニル(COS)に対して高い反応性を有しており、かつ水に対する溶解性に優れていることから、酸性ガス吸収時に析出しにくい。 The amino acid salt represented by the above general formula (1) is different in structure from a normal chain amino acid salt, and has an acidic gas (for example, carbon dioxide (CO 2 ), hydrogen sulfide (H 2 S), sulfide) Since it has high reactivity with carbonyl (COS) and is excellent in solubility in water, it is difficult to precipitate during absorption of acidic gas.

したがって、本発明の実施形態による酸性ガス吸収剤は、高い酸性ガス吸収量を有すると共に、酸性ガス吸収時の析出が抑制されている。同時に、吸収剤成分であるアミンの放散性が抑制されているので、大気中に放出されるアミンの量を著しく低減することができる。特に、一般式(1)の環状のαアミノ酸塩(即ち、RとRのアルキレン鎖の炭素数の合計は1の場合)は、特に溶解性が優れるために、酸性ガス吸収時に析出しにくい。 Therefore, the acid gas absorbent according to the embodiment of the present invention has a high amount of acid gas absorption, and precipitation during acid gas absorption is suppressed. At the same time, since the diffusibility of the amine that is the absorbent component is suppressed, the amount of amine released into the atmosphere can be significantly reduced. In particular, the cyclic α-amino acid salt of the general formula (1) (that is, when the total number of carbon atoms of the alkylene chain of R 1 and R 2 is 1) is particularly excellent in solubility, and thus precipitates upon absorption of acid gas. Hateful.

以下の実施態様では、酸性ガスが二酸化炭素である場合を例に説明するが、本発明の実施形態に係る酸性ガス吸収剤は、硫化水素等、その他の酸性ガスに関しても同様の効果を得ることができる。実施態様による酸性ガス吸収剤は、二酸化炭素、硫化水素等の酸化性ガスの吸収に特に適している。   In the following embodiments, the case where the acidic gas is carbon dioxide will be described as an example. However, the acidic gas absorbent according to the embodiment of the present invention obtains the same effect with respect to other acidic gases such as hydrogen sulfide. Can do. The acidic gas absorbent according to the embodiment is particularly suitable for absorbing oxidizing gases such as carbon dioxide and hydrogen sulfide.

一般式(1)で表されるアミノ酸塩において、RおよびRは、各々独立に、炭素数0〜4のアルキレン鎖であって、RとRのアルキレン鎖の炭素数の合計は1以上4以下という要件を満たすものである。ここで、炭素数0のアルキレン鎖とは、具体的には、R(あるいはR)が存在せず、CHの炭素原子とNHの窒素原子とが他の原子等が介在することなく結合していることを意味している。例えば、Rがこのように炭素数0のアルキレン鎖である場合、CHの炭素原子とNHの窒素原子とが他の原子等が介在することなく結合するとともに、Rとしてメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基のいずれかを介してCHの炭素原子とNHの窒素原子とが結合して、環が形成されているものとなる。 In the amino acid salt represented by the general formula (1), R 1 and R 2 are each independently an alkylene chain having 0 to 4 carbon atoms, and the total number of carbon atoms of the alkylene chain of R 1 and R 2 is It satisfies the requirement of 1 or more and 4 or less. Here, the alkylene chain having 0 carbons specifically means that R 1 (or R 2 ) does not exist, and a carbon atom of CH and a nitrogen atom of NH are bonded without any other atoms intervening. It means that For example, when R 1 is an alkylene chain having 0 carbon atoms as described above, a carbon atom of CH and a nitrogen atom of NH are bonded without any other atoms, and R 2 is a methylene group or an ethylene group. , A carbon atom of CH and a nitrogen atom of NH are bonded to each other through either a propylene group or a butylene group to form a ring.

これらのアルキレン鎖R(即ち、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基)は、水素原子の一部が炭素数1〜3のアルキル基で置換されていてもよい。
アルキレン鎖Rとアルキレン鎖Rの炭素数の合計が4以上であるものより、炭素数が3以下のものである方が反応促進効果の点では好ましい。
溶解性の観点からは、RとRの炭素数の合計が1〜3であるものが好ましく、とりわけ炭素数が3のものが特に好ましい。
Meは、アルカリ金属である。Meは、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等の任意のアルカリ金属でありえるが、本発明の実施形態では、ナトリウムおよびカリウムが、アミノ酸塩の分子量が大きくなりすぎない点で特に好ましい。
In these alkylene chains R 2 (that is, a methylene group, an ethylene group, a propylene group, and a butylene group), a part of hydrogen atoms may be substituted with an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
From the viewpoint of the reaction promoting effect, it is preferable that the total number of carbon atoms of the alkylene chain R 1 and the alkylene chain R 2 is 3 or less than that of 4 or more.
From the viewpoint of solubility, those having a total of 1 to 3 carbon atoms of R 1 and R 2 are preferred, and those having 3 carbon atoms are particularly preferred.
Me is an alkali metal. Me can be any alkali metal such as lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, etc., but in the embodiments of the present invention, sodium and potassium are particularly preferred in that the molecular weight of the amino acid salt does not become too large.

本発明の実施形態において、好ましいではアミノ酸塩の具体例としては、以下の化合物を挙げることができる。例えば、エチレンイミン−2−カルボン酸ナトリウム塩、アゼチジン−2−カルボン酸ナトリウム塩、アゼチジン−3−カルボン酸ナトリウム塩、ピロリジン−2−カルボン酸ナトリウム塩、ピロリジン−3−カルボン酸ナトリウム塩、ピペリジン−2−カルボン酸ナトリウム塩、ピペリジン−3−カルボン酸ナトリウム塩、ピペリジン−4−カルボン酸ナトリウム塩、およびこれらのカルボン酸のカリウム塩などを挙げることができる。これらの化合物の一種を単独で、あるいは二種以上を併用することができる。   In the embodiment of the present invention, preferred examples of the amino acid salt include the following compounds. For example, ethyleneimine-2-carboxylic acid sodium salt, azetidine-2-carboxylic acid sodium salt, azetidine-3-carboxylic acid sodium salt, pyrrolidine-2-carboxylic acid sodium salt, pyrrolidine-3-carboxylic acid sodium salt, piperidine- Examples thereof include 2-carboxylic acid sodium salt, piperidine-3-carboxylic acid sodium salt, piperidine-4-carboxylic acid sodium salt, and potassium salts of these carboxylic acids. One of these compounds can be used alone, or two or more can be used in combination.

これらの中でも、特にピロリジン誘導体、ピペリジン誘導体は、酸性ガス吸収剤の二酸化炭素吸収量および吸収速度向上の観点から望ましい。
本発明の実施形態の酸性ガス吸収剤は、上記の一般式(1)で表されるアミノ酸塩の少なくとも1種を含んでなる。
Among these, pyrrolidine derivatives and piperidine derivatives are particularly desirable from the viewpoint of improving the carbon dioxide absorption amount and absorption rate of the acidic gas absorbent.
The acidic gas absorbent according to an embodiment of the present invention comprises at least one amino acid salt represented by the above general formula (1).

酸性ガス吸収剤に含まれる、一般式(1)で表されるアミノ酸塩化合物の量は、好ましくは0.1〜20質量%、特に好ましくは5〜15質量%、である(酸性ガス吸収剤の全量を100質量%とする)。酸性ガス吸収剤に含まれる一般式(1)のアミノ酸塩の含有量が0.1質量%未満であると、酸性ガスの吸収速度を向上させる効果を十分に得られないおそれがある。上記の特定のアミン酸の含有量が20質量%を超えると、吸収剤の粘度が過度に高くなり、かえって反応性が低下するおそれがある。   The amount of the amino acid salt compound represented by the general formula (1) contained in the acid gas absorbent is preferably 0.1 to 20% by mass, particularly preferably 5 to 15% by mass (acid gas absorbent Of 100% by mass). If the content of the amino acid salt of the general formula (1) contained in the acid gas absorbent is less than 0.1% by mass, the effect of improving the acid gas absorption rate may not be sufficiently obtained. When content of said specific amine acid exceeds 20 mass%, there exists a possibility that the viscosity of an absorber may become high too much and the reactivity may fall on the contrary.

このように、一般式(1)のアミノ酸塩化合物と、一般式(2)のアミン化合物(詳細後記)と含む本発明の実施形態の酸性ガス吸収剤は、単位モル当たり酸性ガス(特に、二酸化炭素)の吸収量や、酸性ガス吸収剤の単位体積当たりの酸性ガス吸収量および酸性ガス吸収速度がより一層向上したものである。かつ、酸性ガスを分離するエネルギー(酸性ガスの脱離エネルギー)が低下されているので、酸性ガス吸収剤を再生させる際のエネルギーを低減することができる。   As described above, the acidic gas absorbent according to the embodiment of the present invention including the amino acid salt compound of the general formula (1) and the amine compound of the general formula (2) (detailed below) is an acidic gas (particularly, dioxide dioxide) per unit mole. Carbon) absorption amount, acid gas absorption amount per unit volume of the acid gas absorbent, and acid gas absorption rate are further improved. And since the energy (desorption energy of acidic gas) which isolate | separates acidic gas is reduced, the energy at the time of regenerating an acidic gas absorbent can be reduced.

<アミン化合物>
本発明の実施形態の酸性ガス吸収剤は、必須成分の一つとして、下記の一般式(2)で表されるアミン化合物を含んでなるものである。

Figure 2017196547
<Amine compound>
The acidic gas absorbent according to the embodiment of the present invention includes an amine compound represented by the following general formula (2) as one of essential components.
Figure 2017196547

〔上記の一般式(2)において、RおよびRは、各々独立に、置換または非置換の炭素数1〜4のアルキル基またはヒドロキシアルキル基であって、RおよびRの少なくとも一方がヒドロキシアルキル基であり、Rは水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を、Rは炭素数2〜4のヒドロキシアルキル基を、表す。〕
上記一般式(2)中、RおよびRは、置換あるいは非置換の炭素数1〜4の好ましくは鎖状のアルキル基であって、RおよびRの少なくとも一方に水酸基を含む。置換あるいは非置換の炭素数1〜4の鎖状アルキル基としては、好ましくは、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基を用いることができる。特に好ましくはメチル基またはエチル基である。
[In the above general formula (2), R 3 and R 4 are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a hydroxyalkyl group, and at least one of R 3 and R 4 Is a hydroxyalkyl group, R 5 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 6 represents a hydroxyalkyl group having 2 to 4 carbon atoms. ]
In the general formula (2), R 3 and R 4 are substituted or unsubstituted, preferably a chain alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a hydroxyl group is included in at least one of R 3 and R 4 . As the substituted or unsubstituted chain alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or a butyl group can be preferably used. Particularly preferred is a methyl group or an ethyl group.

あるいはRの水酸基を有するアルキル基としては、好ましくは、例えば、ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基、1−ヒドロキシプロピル基、2−ヒドロキシプロピル基、1−ヒドロキシブチル基、2−ヒドロキシブチル基、3−ヒドロキシブチル基、4−ヒドロキシブチル基などが挙げられる。また、これらの鎖状アルキル基は、Si、O、N、S等のヘテロ原子を含有していてもよい。 The alkyl group having a hydroxyl group of R 3 or R 4 is preferably, for example, a hydroxymethyl group, a 1-hydroxyethyl group, a 2-hydroxyethyl group, a 1-hydroxypropyl group, a 2-hydroxypropyl group, or a 1-hydroxy group. A butyl group, 2-hydroxybutyl group, 3-hydroxybutyl group, 4-hydroxybutyl group and the like can be mentioned. These chain alkyl groups may contain heteroatoms such as Si, O, N, and S.

、Rの少なくとも一方に水酸基を有していることで、一般式(2)のアミン化合物の揮発性が抑えられているため、一般的な鎖状のアルカノールアミンに比べて酸性ガスを処理する過程で大気に放出されるアミン成分の量が低減された酸性ガス吸収剤となっている。そして、主として、RおよびRが、これらを分岐鎖とする分岐状アルキル基の一部となることで、上記一般式(2)のアミン化合物の酸性ガスとの反応時の反応熱が低減されている。 By having a hydroxyl group in at least one of R 3 and R 4 , the volatility of the amine compound of the general formula (2) is suppressed, so that an acidic gas is used compared to a general chain alkanolamine. The acid gas absorbent is reduced in the amount of amine component released into the atmosphere during the treatment. And, mainly, R 3 and R 4 become part of a branched alkyl group having these as branched chains, so that the heat of reaction during the reaction of the amine compound of the general formula (2) with the acidic gas is reduced. Has been.

は、水素原子あるいは炭素数1〜4のアルキル基(具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基)である。
は、炭素数が2〜4のヒドロキシアルキル基である。このことにより、二酸化炭素との反応性が向上される。より好ましくは、2−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシプロピル基である。
このようなアミン化合物は、立体障害の大きい構造を有するため、二酸化炭素(CO)との反応では、低反応熱を示す重炭酸イオンが生成する。このために、酸性ガスとの反応時に発生する熱量が少なく、酸性ガスの吸収量が高い。そして、このようなアルキル基が窒素原子に直接結合したアミン化合物は、揮発性が非常に低いものである。このことから、アミン化合物の装置外への漏出が極めて少ない。
R 5 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms (specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or a butyl group).
R 6 is a hydroxyalkyl group having 2 to 4 carbon atoms. This improves the reactivity with carbon dioxide. More preferred are a 2-hydroxyethyl group and a 2-hydroxypropyl group.
Since such an amine compound has a structure having a large steric hindrance, a bicarbonate ion exhibiting a low heat of reaction is generated in the reaction with carbon dioxide (CO 2 ). For this reason, there is little calorie | heat amount generated at the time of reaction with acidic gas, and the absorbed amount of acidic gas is high. And the amine compound which such an alkyl group couple | bonded directly with the nitrogen atom is a thing with very low volatility. For this reason, leakage of the amine compound out of the apparatus is extremely small.

上記の一般式(2)のアミン化合物の好ましい具体例としては、例えば、N−(1−ヒドロキシ−2−プロピル)エタノールアミン、N−(4−ヒドロキシ−2−ブチル)エタノールアミン、N−(5−ヒドロキシ−2−ペンチル)エタノールアミン、N−(1−ヒドロキシ−2−ブチル)エタノールアミン、ビス(2−プロパノール)アミン、N−(1−ヒドロキシ−2−プロピル)−2−プロパノールアミン、N−(4−ヒドロキシ−2−ブチル)−2−プロパノールアミン、N−(5−ヒドロキシ−2−ペンチル)−2−プロパノールアミン、N−(1−ヒドロキシ−2−ブチル)−2−プロパノールアミンなどを挙げることができる。これらの化合物の一種を単独で、あるいは二種以上を併用することができる。   Preferable specific examples of the amine compound of the general formula (2) include, for example, N- (1-hydroxy-2-propyl) ethanolamine, N- (4-hydroxy-2-butyl) ethanolamine, N- ( 5-hydroxy-2-pentyl) ethanolamine, N- (1-hydroxy-2-butyl) ethanolamine, bis (2-propanol) amine, N- (1-hydroxy-2-propyl) -2-propanolamine, N- (4-hydroxy-2-butyl) -2-propanolamine, N- (5-hydroxy-2-pentyl) -2-propanolamine, N- (1-hydroxy-2-butyl) -2-propanolamine And so on. One of these compounds can be used alone, or two or more can be used in combination.

酸性ガス吸収剤に含まれる、一般式(2)で表されるアミン化合物の含有量は、好ましくは10〜60質量%、特に好ましくは20〜50質量%、である(酸性ガス吸収剤の全量を100質量%とする)。一般に、アミン成分の濃度が高い方が単位容量当たりの酸性ガス吸収量、脱離量が多く、また二酸化炭素の吸収速度、脱離速度が速い。このため、二酸化炭素の回収を効率的に行える点で有利であって、エネルギー消費の面やプラント設備の大きさ、処理効率の面において好ましい。しかし、吸収液中のアミン成分の濃度が高すぎると、吸収液に含まれる水が、酸性ガス吸収に対する活性剤としての機能を十分に発揮できなくなる。また、吸収液中のアミン成分の濃度が高すぎると、吸収液の粘度が上昇するなどが無視できなくなる。   The content of the amine compound represented by the general formula (2) contained in the acid gas absorbent is preferably 10 to 60% by mass, particularly preferably 20 to 50% by mass (total amount of the acid gas absorbent Is 100% by mass). In general, the higher the concentration of the amine component, the greater the amount of acid gas absorbed and desorbed per unit volume, and the higher the rate of absorption and desorption of carbon dioxide. For this reason, it is advantageous in that carbon dioxide can be efficiently recovered, which is preferable in terms of energy consumption, size of plant equipment, and processing efficiency. However, if the concentration of the amine component in the absorption liquid is too high, the water contained in the absorption liquid cannot sufficiently exhibit the function as an activator for acid gas absorption. In addition, if the concentration of the amine component in the absorbing solution is too high, the viscosity of the absorbing solution increases and cannot be ignored.

一般式(2)で表されるアミン化合物の含有量が60質量%以下の場合、吸収液の粘度の上昇などの現象は見られない。また、この特定のアミン化合物の含有量を10質量%以上とすることで、十分な二酸化炭素の吸収量、吸収速度を得ることができ、優れた処理効率を得ることができる。   When the content of the amine compound represented by the general formula (2) is 60% by mass or less, phenomena such as an increase in the viscosity of the absorbing liquid are not observed. In addition, by setting the content of the specific amine compound to 10% by mass or more, a sufficient amount of carbon dioxide absorbed and absorption rate can be obtained, and excellent processing efficiency can be obtained.

<他の成分(任意成分等)>
本発明の実施形態による酸性ガス吸収剤は、一般式(1)で表されるアミノ酸塩化合物と、一般式(2)のアミンとを含むものであって、例えば水等の溶媒と、必要に応じて各種の補助材料等と混合したうえで、例えば酸性ガス吸収方法ないし酸性ガス吸収装置の酸性ガス吸収剤として好適なものである。ここで、補助材料の具体例には、例えば、酸化防止剤、pH調整剤、消泡剤、防食剤等が包含される。
<Other components (optional components)>
An acidic gas absorbent according to an embodiment of the present invention includes an amino acid salt compound represented by the general formula (1) and an amine represented by the general formula (2), for example, a solvent such as water, and the like. Accordingly, after being mixed with various auxiliary materials and the like, it is suitable as an acid gas absorbent for an acid gas absorption method or an acid gas absorber, for example. Here, specific examples of the auxiliary material include, for example, an antioxidant, a pH adjuster, an antifoaming agent, an anticorrosive and the like.

溶媒として水を用いる時、その含有量は、好ましくは20〜60質量%、特に好ましくは30〜60質量%、である(酸性ガス吸収剤の全量を100質量%とする)。水の含有量がこの範囲内である場合、吸収液の粘度の上昇を抑制し、また二酸化炭素を吸収する際における泡立ちを抑制する点で好ましい。   When water is used as the solvent, the content is preferably 20 to 60% by mass, particularly preferably 30 to 60% by mass (the total amount of the acid gas absorbent is 100% by mass). When the content of water is within this range, it is preferable from the viewpoint of suppressing an increase in the viscosity of the absorbing solution and suppressing foaming when absorbing carbon dioxide.

酸化防止剤の好ましい具体例としては、例えばジブチルヒドロキシトルエン(BHT)、ブチルヒドロキシアニソール(BHA)、エリソルビン酸ナトリウム、亜硝酸ナトリウム、二酸化硫黄、2−メルカプトイミダゾール、2−メルカプトベンズイミダゾール等を挙げることができる。酸化防止剤を用いる場合、その含有量は、好ましくは0.01〜1質量%、特に好ましくは0.1〜0.5質量%、である(酸性ガス吸収剤の全量を100質量%とする)。酸化防止剤は、酸性ガス吸収剤の劣化を防止し、耐久性を向上させることができる。   Specific examples of preferred antioxidants include, for example, dibutylhydroxytoluene (BHT), butylhydroxyanisole (BHA), sodium erythorbate, sodium nitrite, sulfur dioxide, 2-mercaptoimidazole, 2-mercaptobenzimidazole and the like. Can do. When the antioxidant is used, the content is preferably 0.01 to 1% by mass, particularly preferably 0.1 to 0.5% by mass (the total amount of the acid gas absorbent is 100% by mass). ). The antioxidant can prevent deterioration of the acid gas absorbent and improve durability.

消泡剤の好ましい具体例としては、例えばシリコーン系消泡剤、有機系消泡剤を挙げることができる。消泡剤を用いる場合、その含有量は、好ましくは0.00001〜0.001質量%、特に好ましくは0.0005〜0.001質量%、である(酸性ガス吸収剤の全量を100質量%とする)。消泡剤は、酸性ガス吸収剤の泡立ちを防止し、酸性ガスの吸収効率や離脱効率の低下を抑制し、酸性ガス吸収剤の流動性ないし循環効率の低下等を防止することができる。   Preferable specific examples of the antifoaming agent include, for example, a silicone antifoaming agent and an organic antifoaming agent. When using an antifoamer, the content is preferably 0.00001 to 0.001% by mass, particularly preferably 0.0005 to 0.001% by mass (the total amount of the acid gas absorbent is 100% by mass). And). The antifoaming agent prevents foaming of the acidic gas absorbent, suppresses a decrease in the absorption efficiency and separation efficiency of the acidic gas, and prevents a decrease in fluidity or circulation efficiency of the acidic gas absorbent.

防食剤の好ましい具体例としては、例えばリン酸エステル類、トリルトリアゾール類、ベンゾトリアゾール類を挙げることができる。防食剤を用いる場合、その含有量は、好ましくは0.00003〜0.0008質量%、特に好ましくは0.00005〜0.005質量%、である(酸性ガス吸収剤の全量を100質量%とする)。このような防食剤は、プラント設備の腐を防止し、耐久性を向上させることができる。   Preferable specific examples of the anticorrosive include, for example, phosphate esters, tolyltriazoles, and benzotriazoles. When the anticorrosive agent is used, the content thereof is preferably 0.00003 to 0.0008 mass%, particularly preferably 0.00005 to 0.005 mass% (the total amount of the acid gas absorbent is 100 mass%). To do). Such an anticorrosive can prevent the plant equipment from decaying and improve durability.

また、本発明の実施形態による酸性ガス吸収剤においては、必要に応じて、アミノアルコールを適宜混合して用いることができる。アミノアルコールの使用によって、酸性ガス吸収剤の例えば吸収量、放出量、吸収速度等の改良ないし向上を図ることが可能となる。   Moreover, in the acidic gas absorbent according to the embodiment of the present invention, amino alcohol can be appropriately mixed and used as necessary. By using amino alcohol, it is possible to improve or improve the absorption amount, release amount, absorption rate, etc. of the acidic gas absorbent.

好適なアミノアルコールとしては、例えば、モノエタノールアミン、2−アミノ−2−メチルプロパノールアミン、2−アミノ−2−メチル−1,3−ジプロパノールアミン、メチルアミノエタノール、エチルアミノエタノール、プロピルアミノエタノール、ジエタノールアミン、ビス(2−ヒドロキシ−1−メチルエチル)アミン、メチルジエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノ−1−メチルエタノール、2−メチルアミノエタノール、2−エチルアミノエタノール、2−プロピルアミノエタノール、n−ブ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、3−エチルアミノプロパノール、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン等が挙げられる。これらの化合物の一種を単独で、あるいは二種以上を併用することができる。   Suitable amino alcohols include, for example, monoethanolamine, 2-amino-2-methylpropanolamine, 2-amino-2-methyl-1,3-dipropanolamine, methylaminoethanol, ethylaminoethanol, propylaminoethanol , Diethanolamine, bis (2-hydroxy-1-methylethyl) amine, methyldiethanolamine, dimethylethanolamine, diethylethanolamine, triethanolamine, dimethylamino-1-methylethanol, 2-methylaminoethanol, 2-ethylaminoethanol 2-propylaminoethanol, n-butylaminoethanol, 2- (isopropylamino) ethanol, 3-ethylaminopropanol, triethanolamine, diethanolamine and the like. It is. One of these compounds can be used alone, or two or more can be used in combination.

これらの中でも、アルカノールアミン類としては、一般式(2)のアミン化合物と酸性ガスとの反応性をより向上させる観点から、2−(イソプロピルアミノ)エタノール、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノールからなる群より選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。
これらのアミノアルコールを用いる場合、その使用量は、一般式(2)で表されるアミン化合物の100体積%に対して、1〜30体積%が好ましい。
Among these, alkanolamines include 2- (isopropylamino) ethanol, 2-amino-2-methyl-1-, from the viewpoint of further improving the reactivity between the amine compound of the general formula (2) and the acidic gas. It is preferably at least one selected from the group consisting of propanol.
When these amino alcohols are used, the amount used is preferably 1 to 30% by volume with respect to 100% by volume of the amine compound represented by the general formula (2).

以上のとおり、本実施形態の酸性ガス吸収剤によれば、二酸化炭素等の酸性ガスの吸収量を高くすることができ、また反応促進剤の放散性を小さくすることができる。そして、酸性ガスの回収に必要とするエネルギーが少ない。さらに、極性基である水酸基を分子中に複数個有するアミン化合物を用いており、放散性が抑制されているので、反応装置外への放散が抑制されている。このことから、蒸気圧が低い反応促進剤を組み合わせて用いた際にも、長期間にわたって安定的に酸性ガスの処理を行うことができる。そして、酸性ガス(例えば、二酸化炭素(CO)、硫化水素(HS)、硫化カルボニル(COS)に対して高い反応性を有しており、かつ水に対する溶解性に優れていることから、酸性ガス吸収時に析出しにくい。 As described above, according to the acidic gas absorbent of the present embodiment, the absorption amount of acidic gas such as carbon dioxide can be increased, and the dispersibility of the reaction accelerator can be reduced. And less energy is required to recover the acid gas. Furthermore, since the amine compound which has multiple hydroxyl groups which are polar groups in a molecule | numerator is used and the dispersibility is suppressed, the emission to the exterior of a reactor is suppressed. Therefore, even when a reaction accelerator having a low vapor pressure is used in combination, the acidic gas can be stably treated over a long period of time. And it has high reactivity with respect to acidic gas (for example, carbon dioxide (CO 2 ), hydrogen sulfide (H 2 S), carbonyl sulfide (COS), and is excellent in solubility in water. In addition, it is difficult to precipitate when absorbing acid gas.

<酸性ガスの除去方法>
本発明の実施形態による酸性ガスの除去方法は、酸性ガスを含有するガスと、上述の実施形態による酸性ガス吸収剤とを接触させて、前記の酸性ガスを含むガスから酸性ガスを除去するもの、である。
<Method for removing acid gas>
An acid gas removal method according to an embodiment of the present invention is a method in which an acid gas is removed from a gas containing the acid gas by bringing the gas containing the acid gas into contact with the acid gas absorbent according to the above-described embodiment. .

本発明の実施形態による酸性ガスの除去方法は、上述の本発明の実施形態による酸性ガス吸収剤へ対して酸性ガスを吸収させる工程(吸収工程)、およびこの酸性ガスを吸収した上述の本発明の実施形態による酸性ガス吸収剤から酸性ガスを脱離させる工程を、基本的な構成とする。   The method for removing acid gas according to the embodiment of the present invention includes a step of absorbing the acid gas to the acid gas absorbent according to the above-described embodiment of the present invention (absorption step), and the above-described present invention that has absorbed the acid gas. The step of desorbing the acidic gas from the acidic gas absorbent according to the embodiment has a basic configuration.

即ち、本発明の実施形態による酸性ガスの除去方法の基本的な構成は、酸性ガス吸収剤に、酸性ガスを含有するガス(例えば、排ガス等)を接触させて、酸性ガス吸収剤に、酸性ガスを吸収させる工程(酸性ガス吸収工程)と、上記の酸性ガス吸収工程で得られた、酸性ガスが吸収された酸性ガス吸収剤を加熱して、酸性ガスを脱離して、除去する工程(酸性ガス分離工程)とを含む。   That is, the basic configuration of the acid gas removal method according to the embodiment of the present invention is to bring an acid gas absorbent into contact with a gas containing an acid gas (for example, exhaust gas), so that the acid gas absorbent is acidic. A step of absorbing the gas (acid gas absorption step) and a step of heating and removing the acid gas absorbed in the acid gas obtained in the acid gas absorption step to remove and remove the acid gas ( Acid gas separation step).

酸性ガスを含むガスを、上記の酸性ガス吸収剤を含む水溶液に接触させる方法は、特に限定されないが、例えば、酸性ガス吸収剤中に酸性ガスを含むガスをバブリングさせて、吸収剤に酸性ガスを吸収させる方法、酸性ガスを含むガス気流中に酸性ガス吸収剤を霧状に降らす方法(噴霧ないしスプレー方式)、あるいは磁製や金属網製の充填材の入った吸収器内で酸性ガスを含むガスと酸性ガス吸収剤とを向流接触させる方法などによって行うことができる。   The method of bringing the gas containing the acid gas into contact with the aqueous solution containing the acid gas absorbent is not particularly limited. For example, the gas containing the acid gas is bubbled into the acid gas absorbent to cause the absorbent to contain the acid gas. The method of absorbing acid, the method of dropping the acid gas absorbent into a gas stream containing acid gas (a spray or spray method), or the acid gas in an absorber containing a magnetic or metal mesh filler It can be carried out by a method in which the gas to be contained and the acidic gas absorbent are brought into countercurrent contact.

酸性ガスを含むガスを水溶液に吸収させる時の酸性ガス吸収剤の温度は、通常、室温から60℃以下で行うことができる。好ましくは50℃以下、より好ましくは20〜45℃程度で行うことができる。低温度で行うほど、酸性ガスの吸収量は増加するが、処理温度の下限値は、プロセス上のガス温度や熱回収目標等によって決定することができる。酸性ガス吸収時の圧力は、通常、ほぼ大気圧である。吸収性能を高めるためより高い圧力まで加圧することもできるが、圧縮のために要するエネルギー消費を抑えるため大気圧下で行うのが好ましい。   The temperature of the acidic gas absorbent when the gas containing the acidic gas is absorbed in the aqueous solution can be usually from room temperature to 60 ° C. or less. Preferably it is 50 degrees C or less, More preferably, it can carry out at about 20-45 degreeC. The lower the temperature, the greater the amount of acid gas absorbed, but the lower limit of the treatment temperature can be determined by the process gas temperature, the heat recovery target, and the like. The pressure at the time of acid gas absorption is usually about atmospheric pressure. Although it is possible to pressurize to a higher pressure in order to enhance the absorption performance, it is preferable to carry out under atmospheric pressure in order to suppress energy consumption required for compression.

酸性ガスを吸収した酸性ガス吸収剤から酸性ガスを分離し、純粋なあるいは高濃度の二酸化炭素を回収する方法としては、蒸留と同じく酸性ガス吸収剤を加熱して釜で泡立てて脱離する方法、棚段塔、スプレー塔、磁製や金属網製の充填材の入った再生塔内で液界面を広げて加熱する方法などが挙げられる。これにより、カルバミン酸アニオンや重炭酸イオンから酸性ガスが遊離して放出される。   The method of separating acid gas from the acid gas absorbent that has absorbed the acid gas and recovering pure or high-concentration carbon dioxide is the same as distillation, in which the acid gas absorbent is heated and bubbled in a kettle and desorbed. And a heating method in which a liquid interface is expanded in a regenerator tower containing a plate tower, a spray tower, or a magnetic or metal mesh filler. Thereby, acidic gas is liberated and released from carbamate anions and bicarbonate ions.

酸性ガス分離時の酸性ガス吸収剤の温度は、通常70℃以上で行われ、好ましくは80℃以上、より好ましくは90〜120℃程度、で行うことができる。温度が高いほど、酸性ガスの脱離量は増加するが、温度を上げると吸収液の加熱に要するエネルギーが増すため、その温度はプロセス上のガス温度や熱回収目標等によって決定することができる。酸性ガス脱離時の圧力は、通常ほぼ大気圧で行われる。脱離性能を高めるためより低い圧力まで減圧することもできるが、減圧のために要するエネルギー消費を抑えるため大気圧下で行うのが好ましい。   The temperature of the acidic gas absorbent during the acidic gas separation is usually 70 ° C or higher, preferably 80 ° C or higher, more preferably about 90 to 120 ° C. The higher the temperature, the greater the amount of acid gas desorption, but the higher the temperature, the greater the energy required to heat the absorbent, so the temperature can be determined by the process gas temperature, heat recovery target, etc. . The pressure at the time of acid gas desorption is usually about atmospheric pressure. Although the pressure can be reduced to a lower pressure in order to enhance the desorption performance, it is preferably performed under atmospheric pressure in order to suppress energy consumption required for the pressure reduction.

酸性ガスを分離した後の酸性ガス吸収剤は、再び酸性ガス吸収工程に送られて循環使用(リサイクル)することができる。また、酸性ガス吸収の際に生じた熱は、一般的には水溶液のリサイクル過程において再生器に注入される水溶液の予熱のために熱交換器で熱交換されて冷却される。   The acidic gas absorbent after separating the acidic gas can be sent again to the acidic gas absorption step and recycled (recycled). In addition, the heat generated during acid gas absorption is generally cooled by heat exchange in a heat exchanger in order to preheat the aqueous solution injected into the regenerator during the aqueous solution recycling process.

このようにして回収された酸性ガスの純度は、通常、95〜99体積%程度と極めて純度が高いものである。この純粋な酸性ガスあるいは高濃度の酸性ガスは、化学品、あるいは高分子物質の合成原料、食品冷凍用の冷剤等として用いることができる。その他、回収した酸性ガスを、現在技術開発されつつある地下等へ隔離貯蔵することも可能である。   The purity of the acid gas recovered in this way is usually as high as about 95 to 99% by volume. This pure acid gas or high-concentration acid gas can be used as a chemical, a synthetic raw material for a polymer substance, a cooling agent for freezing foods, or the like. In addition, it is possible to store the collected acid gas in the basement where technology is currently being developed.

上述した工程のうち、酸性ガス吸収剤から酸性ガスを分離して酸性ガス吸収剤を再生する工程が最も多量のエネルギーを消費する部分であり、この工程で、全体工程の約50〜80%程度のエネルギーが消費されることがある。従って、酸性ガス吸収剤の再生工程における消費エネルギーを低減することにより、酸性ガスの吸収分離工程のコストを低減でき、排気ガスからの酸性ガス除去を、経済的に有利に行うことができる。   Of the above-described steps, the step of separating the acidic gas from the acidic gas absorbent and regenerating the acidic gas absorbent is the portion that consumes the most amount of energy, and in this step, about 50 to 80% of the entire process. Energy may be consumed. Therefore, by reducing the energy consumption in the regeneration process of the acidic gas absorbent, the cost of the acidic gas absorption and separation process can be reduced, and the acidic gas removal from the exhaust gas can be performed economically advantageously.

本実施形態によれば、上記の実施形態の酸性ガス吸収剤を用いることで、酸性ガス脱離(再生工程)のために必要なエネルギーを低減することができる。このため、二酸化炭素の吸収分離工程を、経済的に有利な条件で行うことができる。   According to the present embodiment, by using the acidic gas absorbent of the above-described embodiment, energy required for acidic gas desorption (regeneration process) can be reduced. For this reason, the absorption separation process of carbon dioxide can be performed on economically advantageous conditions.

また、上述した実施形態に係るアミン化合物は、従来より酸性ガス吸収剤として用いられてきた2−アミノエタノール等のアルカノールアミン類と比較して、炭素鋼などの金属材料に対し、著しく高い腐食防止性を有している。したがって、このような酸性ガス吸収剤を用いた酸性ガス除去方法とすることで、例えばプラント建設において、高コストの高級耐食鋼を用いる必要がなくなり、コスト面で有利である。   In addition, the amine compound according to the above-described embodiment is significantly higher in corrosion prevention than metal materials such as carbon steel as compared with alkanolamines such as 2-aminoethanol that have been conventionally used as an acid gas absorbent. It has sex. Therefore, the acid gas removal method using such an acid gas absorbent eliminates the need to use high-cost high-grade corrosion-resistant steel in, for example, plant construction, which is advantageous in terms of cost.

<酸性ガス除去装置>
本発明の実施形態による酸性ガス除去装置は、酸性ガスを含有するガスと酸性ガス吸収剤とを接触させ、この酸性ガス吸収剤に酸性ガスを吸収させることにより前記の酸性ガスを含有するガスから酸性ガスを除去する吸収器と、この酸性ガスを吸収した酸性ガス吸収剤から酸性ガスを脱離させて、この酸性ガス吸収剤を再生する再生器と、を有し、前記の再生器で再生した前記の酸性ガス吸収剤を前記の吸収器にて再利用する酸性ガス除去装置であって、前記の酸性ガス吸収剤として、前述した特定の本発明の実施形態による酸性ガス吸収剤を用いてなるもの、である。
<Acid gas removal device>
The acidic gas removing device according to the embodiment of the present invention is configured to contact the gas containing the acidic gas with the acidic gas absorbent, and absorb the acidic gas in the acidic gas absorbent from the gas containing the acidic gas. An absorber that removes the acid gas; and a regenerator that regenerates the acid gas absorbent by desorbing the acid gas from the acid gas absorbent that has absorbed the acid gas, and regenerates with the regenerator. An acidic gas removal apparatus that reuses the acidic gas absorbent that has been used in the absorber, wherein the acidic gas absorbent according to the specific embodiment of the present invention described above is used as the acidic gas absorbent. It will be.

図1は、実施形態の酸性ガス除去装置の概略図である。
この酸性ガス除去装置1は、酸性ガスを含むガス(例えば、排気ガス)と酸性ガス吸収剤とを接触させ、この酸性ガスを含むガスから酸性ガスを吸収させて除去する吸収器2と、酸性ガスを吸収した酸性ガス吸収剤から酸性ガスを分離し、酸性ガス吸収剤を再生する再生器3と、を備えている。以下、酸性ガスが二酸化炭素である場合を例に説明する。
FIG. 1 is a schematic view of an acidic gas removal apparatus according to an embodiment.
The acidic gas removing device 1 includes a gas absorber (for example, exhaust gas) containing an acidic gas and an acidic gas absorbent, an absorber 2 that absorbs and removes the acidic gas from the acidic gas, and an acidic gas. A regenerator 3 that separates the acid gas from the acid gas absorbent that has absorbed the gas and regenerates the acid gas absorbent. Hereinafter, the case where the acidic gas is carbon dioxide will be described as an example.

図1に示すように、火力発電所等から排出される燃焼排ガス等の、二酸化炭素を含む排気ガスが、ガス供給口4を通って吸収器2下部へ導かれる。この排気ガスは、吸収器2に押し込められ、吸収器2上部の酸性ガス吸収剤供給口5から供給された酸性ガス吸収剤と接触する。酸性ガス吸収剤としては、上述した実施形態に係る酸性ガス吸収剤を使用する。   As shown in FIG. 1, exhaust gas containing carbon dioxide such as combustion exhaust gas discharged from a thermal power plant or the like is guided to the lower part of the absorber 2 through a gas supply port 4. The exhaust gas is pushed into the absorber 2 and comes into contact with the acidic gas absorbent supplied from the acidic gas absorbent supply port 5 at the top of the absorber 2. As the acidic gas absorbent, the acidic gas absorbent according to the above-described embodiment is used.

酸性ガス吸収剤のpH値は、少なくとも9以上に調整すればよいが、排気ガス中に含まれる有害ガスの種類、濃度、流量等によって、適宜最適条件を選択することがよい。   The pH value of the acid gas absorbent may be adjusted to at least 9 or more, but the optimum conditions may be appropriately selected depending on the type, concentration, flow rate, etc. of harmful gas contained in the exhaust gas.

また、この酸性ガス吸収剤には、上記のアミン系化合物、および水などの溶媒の他に、二酸化炭素の吸収性能を向上させる含窒素化合物、酸化防止剤、pH調整剤等、その他化合物を任意の割合で含有していてもよい。   In addition to the above amine compound and a solvent such as water, the acidic gas absorbent may be any other compound such as a nitrogen-containing compound that improves the absorption performance of carbon dioxide, an antioxidant, and a pH adjuster. You may contain in the ratio.

このように、排気ガスが酸性ガス吸収剤と接触することで、この排気ガス中の二酸化炭素が酸性ガス吸収剤に吸収され除去される。二酸化炭素が除去された後の排気ガスは、ガス排出口6から吸収器2外部に排出される。   Thus, when the exhaust gas comes into contact with the acidic gas absorbent, carbon dioxide in the exhaust gas is absorbed by the acidic gas absorbent and removed. The exhaust gas after the carbon dioxide is removed is discharged from the gas discharge port 6 to the outside of the absorber 2.

二酸化炭素を吸収した酸性ガス吸収剤は、熱交換器7、加熱器8に送液され、加熱された後、再生器3に送液される。再生器3内部に送液された酸性ガス吸収剤は、再生器3の上部から下部に移動し、この間に、酸性ガス吸収剤中の酸性ガスが脱離し、酸性ガス吸収剤が再生される。   The acidic gas absorbent that has absorbed carbon dioxide is fed to the heat exchanger 7 and the heater 8, heated, and then fed to the regenerator 3. The acidic gas absorbent sent into the regenerator 3 moves from the upper part to the lower part of the regenerator 3, and during this time, the acidic gas in the acidic gas absorbent is desorbed and the acidic gas absorbent is regenerated.

再生器3で再生した酸性ガス吸収剤は、ポンプ9によって熱交換器7、吸収液冷却器10に送液され、酸性ガス吸収剤供給口5から吸収器2に戻される。
一方、酸性ガス吸収剤から分離された酸性ガスは、再生器3上部において、還流ドラム11から供給された還流水と接触し、再生器3外部に排出される。
二酸化炭素が溶解した還流水は、還流冷却器12で冷却された後、還流ドラム11において、二酸化炭素を伴う水蒸気が凝縮した液体成分と分離される。この液体成分は、回収酸性ガスライン13により酸性ガス回収工程に導かれる。一方、酸性ガスが分離された還流水は、還流水ポンプ14で再生器3に送液される。
The acid gas absorbent regenerated by the regenerator 3 is sent to the heat exchanger 7 and the absorption liquid cooler 10 by the pump 9 and returned to the absorber 2 from the acid gas absorbent supply port 5.
On the other hand, the acidic gas separated from the acidic gas absorbent comes into contact with the reflux water supplied from the reflux drum 11 at the top of the regenerator 3 and is discharged to the outside of the regenerator 3.
The reflux water in which carbon dioxide is dissolved is cooled by the reflux cooler 12 and then separated from the liquid component in which the water vapor accompanied with carbon dioxide is condensed in the reflux drum 11. This liquid component is guided to the acid gas recovery step by the recovery acid gas line 13. On the other hand, the reflux water from which the acid gas has been separated is sent to the regenerator 3 by the reflux water pump 14.

本実施形態の酸性ガス除去装置1によれば、酸性ガスの吸収特性および脱離特性に優れた酸性ガス吸収剤を用いることで、効率の高い酸性ガスの吸収除去を行うことが可能となる。   According to the acidic gas removal device 1 of the present embodiment, it is possible to perform highly efficient absorption and removal of acidic gas by using an acidic gas absorbent excellent in acidic gas absorption characteristics and desorption characteristics.

以下、本発明の実施形態について実施例、比較例を参照して更に詳細な説明を行う。
<実施例1>
N−(1−ヒドロキシ−2−プロピル)エタノールアミンを45質量%、ピロリジン−2−カルボン酸ナトリウム塩を5質量%となるように水に溶解させ、50mlの水溶液(以下、吸収液と示す。)とした。この吸収液を試験管に充填して40℃に加熱し、二酸化炭素(CO)10体積%、窒素(N)ガス90体積%含む混合ガスを流速400mL/minで通気して、試験管出口でのガス中の二酸化炭素(CO)濃度を赤外線式ガス濃度測定装置(株式会社島津製作所製、商品名「CGT−700」)を用いて測定し、吸収性能を評価した。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples.
<Example 1>
N- (1-hydroxy-2-propyl) ethanolamine is dissolved in water to 45% by mass and pyrrolidine-2-carboxylic acid sodium salt to 5% by mass, and 50 ml of an aqueous solution (hereinafter referred to as an absorbing solution). ). The absorption liquid is filled in a test tube and heated to 40 ° C., and a mixed gas containing 10% by volume of carbon dioxide (CO 2 ) and 90% by volume of nitrogen (N 2 ) gas is vented at a flow rate of 400 mL / min. The carbon dioxide (CO 2 ) concentration in the gas at the outlet was measured using an infrared gas concentration measuring apparatus (manufactured by Shimadzu Corporation, trade name “CGT-700”) to evaluate the absorption performance.

反応熱は以下のようにして測定した。恒温槽中に設置された同一形状のガラス製反応槽およびリファレンス槽からなる示差熱型反応熱量計「DRC Evolution」(製品名、SETARAM社製)を用いて吸収液による二酸化炭素吸収の反応熱を測定した。   The heat of reaction was measured as follows. The reaction heat of carbon dioxide absorption by the absorption liquid is measured using a differential thermal reaction calorimeter “DRC Evolution” (product name, manufactured by SETARAM) consisting of a glass reaction tank of the same shape and a reference tank installed in a thermostat. It was measured.

反応槽およびリファレンス槽にそれぞれ140mLの吸収液を充填し、槽のジャケット部分に40℃の恒温水を循環させる。この状態で反応槽の吸収液に100%濃度の二酸化炭素ガスを200ml/分で吹込み、液の温度上昇を二酸化炭素吸収が終了するまで温度記録計にて連続的に記録し、事前に測定された反応槽とジャケット水間の総括伝熱係数を用いて反応熱を算出した。   Each of the reaction tank and the reference tank is filled with 140 mL of absorbing solution, and constant temperature water at 40 ° C. is circulated through the jacket of the tank. In this state, 100% carbon dioxide gas was blown into the absorption liquid in the reaction tank at 200 ml / min, and the temperature rise of the liquid was continuously recorded with a temperature recorder until the carbon dioxide absorption was completed, and measured in advance. The reaction heat was calculated using the overall heat transfer coefficient between the reaction vessel and the jacket water.

吸収液の放散性は、以下のように評価した。すなわち、冷却管付のフラスコ内に吸収液を投入した後、オイルバスでフラスコを加熱し吸収液を還流させた。この間、吸収液に100ml/minの速度で窒素ガスを通気した。そして、冷却管で冷却されて回収される液体が100ml得られた時点で試験を停止し、回収された液体100ml中に含まれるアミンの量を測定した(放散性試験)。   The dispersibility of the absorbing solution was evaluated as follows. That is, after the absorbent was put into a flask with a cooling tube, the flask was heated in an oil bath to reflux the absorbent. During this time, nitrogen gas was passed through the absorbing solution at a rate of 100 ml / min. Then, the test was stopped when 100 ml of the liquid cooled and recovered by the cooling pipe was obtained, and the amount of amine contained in 100 ml of the recovered liquid was measured (dissipative test).

40℃での吸収液の二酸化炭素吸収量は、吸収液中のアミン化合物1mol当り0.53mol、反応熱は77kJ/mol−COであった。なお、放散性は0.1重量%以下であった。 The amount of carbon dioxide absorbed by the absorbing solution at 40 ° C. was 0.53 mol per mol of amine compound in the absorbing solution, and the reaction heat was 77 kJ / mol-CO 2 . The dispersibility was 0.1% by weight or less.

<実施例2>
ピロリジン−2−カルボン酸ナトリウム塩に代えてピペリジン−2−カルボン酸ナトリウム塩を用いたこと以外は、実施例1と同様にして吸収液を調製し、実施例1と同様の装置を用い、同条件下で二酸化炭素吸収量、二酸化炭素吸収速度、反応熱及びアミン化合物の回収量を測定した。
吸収液中のアミン化合物1mol当り、40℃での二酸化炭素吸収量は0.52mol、反応熱は76kJ/mol−COであった。なお、放散性は0.1重量%以下であった。
<Example 2>
An absorbent solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that piperidine-2-carboxylic acid sodium salt was used instead of pyrrolidine-2-carboxylic acid sodium salt, and the same apparatus as in Example 1 was used. Under the conditions, the carbon dioxide absorption amount, the carbon dioxide absorption rate, the heat of reaction, and the recovery amount of the amine compound were measured.
The amount of carbon dioxide absorbed at 40 ° C. was 0.52 mol and the heat of reaction was 76 kJ / mol-CO 2 per mol of amine compound in the absorbing solution. The dispersibility was 0.1% by weight or less.

<実施例3>
N−(1−ヒドロキシ−2−プロピル)エタノールアミンの代わりにビス(2−プロパノール)アミンを用いた以外は、実施例1と同様にして吸収液を調製し、実施例1と同様の装置を用い、同条件下で二酸化炭素吸収量、二酸化炭素吸収速度、反応熱及びアミン化合物の回収量を測定した。
吸収液中のアミン化合物1mol当り、40℃での二酸化炭素吸収量は0.53mol、反応熱は76kJ/mol−COであった。なお、放散性は0.1重量%以下であった。
<Example 3>
An absorbent solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that bis (2-propanol) amine was used instead of N- (1-hydroxy-2-propyl) ethanolamine. The carbon dioxide absorption amount, the carbon dioxide absorption rate, the reaction heat, and the recovery amount of the amine compound were measured under the same conditions.
The amount of carbon dioxide absorbed at 40 ° C. was 0.53 mol and the heat of reaction was 76 kJ / mol-CO 2 per mol of amine compound in the absorbing solution. The dispersibility was 0.1% by weight or less.

<実施例4>
ピロリジン−2−カルボン酸ナトリウム塩に代えてピペリジン−2−カルボン酸ナトリウム塩を用いたこと以外は、実施例3と同様にして吸収液を調製し、実施例1と同様の装置を用い、同条件下で二酸化炭素吸収量、二酸化炭素吸収速度、反応熱及びアミン化合物の回収量を測定した。
吸収液中のアミン化合物1mol当り、40℃での二酸化炭素吸収量は0.52mol、反応熱は76kJ/mol−COであった。なお、放散性は0.1重量%以下であった。
<Example 4>
An absorbent solution was prepared in the same manner as in Example 3 except that piperidine-2-carboxylic acid sodium salt was used instead of pyrrolidine-2-carboxylic acid sodium salt, and the same apparatus as in Example 1 was used. Under the conditions, the carbon dioxide absorption amount, the carbon dioxide absorption rate, the heat of reaction, and the recovery amount of the amine compound were measured.
The amount of carbon dioxide absorbed at 40 ° C. was 0.52 mol and the heat of reaction was 76 kJ / mol-CO 2 per mol of amine compound in the absorbing solution. The dispersibility was 0.1% by weight or less.

<実施例5>
実施例1の吸収液にピペラジンを1重量%追加する以外は実施例1と同様の装置を用い、同条件下で二酸化炭素吸収量、二酸化炭素吸収速度、反応熱及びアミン化合物の回収量を測定した。
収液中のアミン化合物1mol当り、40℃での二酸化炭素吸収量は0.56mol、反応熱は78kJ/mol−COであった。なお、放散性は0.1重量%であった。
<Example 5>
Using the same apparatus as in Example 1 except that 1% by weight of piperazine was added to the absorption liquid in Example 1, the carbon dioxide absorption amount, the carbon dioxide absorption rate, the reaction heat, and the recovery amount of the amine compound were measured under the same conditions. did.
The amount of carbon dioxide absorbed at 40 ° C. was 0.56 mol and the heat of reaction was 78 kJ / mol-CO 2 per mol of amine compound in the collected liquid. The dispersibility was 0.1% by weight.

<比較例1>
N−ブチルエタノールアミンを45質量%、ピペラジンを5質量%となるように水に溶解させ、50mlの水溶液(以下、吸収液と示す。)とした。その後、実施例1と同様の装置を用い、実施例1と同条件下で二酸化炭素吸収量、二酸化炭素吸収速度、反応熱及びアミン化合物の回収量を測定した。
吸収液中のアミン化合物1mol当り、40℃での二酸化炭素吸収量は0.35mol、反応熱は75kJ/mol−COであった。なお、放散性は0.9重量%であった。
<Comparative Example 1>
N-butylethanolamine was dissolved in water at 45 mass% and piperazine at 5 mass% to obtain 50 ml of an aqueous solution (hereinafter referred to as an absorbing solution). Thereafter, using the same apparatus as in Example 1, the carbon dioxide absorption amount, the carbon dioxide absorption rate, the reaction heat, and the recovery amount of the amine compound were measured under the same conditions as in Example 1.
The amount of carbon dioxide absorbed at 40 ° C. was 0.35 mol and the heat of reaction was 75 kJ / mol-CO 2 per mol of amine compound in the absorbing solution. The dispersibility was 0.9% by weight.

表1に、実施例1〜5および比較例1について、40℃での二酸化炭素吸収量、反応熱、及び放散性試験におけるアミン化合物の回収量の測定結果を示す。

Figure 2017196547
Table 1 shows the measurement results of the amount of carbon dioxide absorbed at 40 ° C., the heat of reaction, and the recovery amount of the amine compound in the emission test for Examples 1 to 5 and Comparative Example 1.
Figure 2017196547

表1から明らかなように、本発明の実施形態による環状のアミノ酸塩を用いた実施例1〜5の吸収液では、二酸化炭素吸収量が高く、また二酸化炭素吸収時の反応熱が低く、二酸化炭素の吸収性能に優れていた。一方、立体障害の小さいアルキル基を有するアミン化合物を用いた比較例の吸収液の場合、反応熱は比較的小さいものの二酸化炭素吸収量が少なかった。   As is clear from Table 1, in the absorbing liquids of Examples 1 to 5 using the cyclic amino acid salt according to the embodiment of the present invention, the carbon dioxide absorption amount is high, the reaction heat at the time of carbon dioxide absorption is low, Excellent carbon absorption performance. On the other hand, in the case of the absorption liquid of the comparative example using an amine compound having an alkyl group having a small steric hindrance, the amount of carbon dioxide absorbed was small although the reaction heat was relatively small.

また、本発明の実施形態によるアミノ酸塩を用いた実施例1〜5の吸収液では、放散性試験において、吸収液から放散するアミン化合物が殆ど確認されなかった。これに対し、ピペラジンを用いた比較例1では、放散性試験において、0.5質量%程度のアミン化合物が回収された。   In addition, in the absorbing liquids of Examples 1 to 5 using the amino acid salt according to the embodiment of the present invention, almost no amine compound released from the absorbing liquid was confirmed in the dispersibility test. On the other hand, in Comparative Example 1 using piperazine, about 0.5% by mass of the amine compound was recovered in the radiation test.

以上述べた少なくともひとつの実施形態の酸性ガス吸収剤、酸性ガス除去方法および酸性ガス除去装置によれば、二酸化炭素等の酸性ガスの吸収量を高くすることができ、また反応促進剤の放散性を小さくすることができる。   According to the acidic gas absorbent, the acidic gas removal method, and the acidic gas removal device of at least one embodiment described above, the amount of absorption of acidic gas such as carbon dioxide can be increased, and the dispersibility of the reaction accelerator is increased. Can be reduced.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1…酸性ガス除去装置、2…吸収器、3…再生器、4…ガス供給口、5…酸性ガス吸収剤供給口、6…ガス排出口、7…熱交換器、8…加熱器、9…ポンプ、10…吸収液冷却器、11…還流ドラム、12…還流冷却器、13…回収酸性ガス炭素ライン、14…還流水ポンプ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Acid gas removal apparatus, 2 ... Absorber, 3 ... Regenerator, 4 ... Gas supply port, 5 ... Acid gas absorbent supply port, 6 ... Gas discharge port, 7 ... Heat exchanger, 8 ... Heater, 9 ... Pump, 10 ... Absorbent liquid cooler, 11 ... Reflux drum, 12 ... Reflux cooler, 13 ... Recovered acid gas carbon line, 14 ... Reflux water pump

Claims (7)

下記の一般式(1)で表されるアミノ酸塩と、下記の一般式(2)で表されるアミン化合物とを含んでなる、酸性ガス吸収剤。
Figure 2017196547
〔上記の一般式(1)において、COOMeはカルボン酸塩基を、Meはアルカリ金属を、表す。RおよびRは、各々独立に、炭素数0〜4のアルキレン鎖を表し、そのいずれかの炭素原子には、それぞれ、カルボン酸塩基または炭素数1〜4のアルキル基が結合していてもよい。ただし、RとRのアルキレン鎖の炭素数の合計は1以上4以下である。〕
Figure 2017196547
〔上記の一般式(2)において、RおよびRは、各々独立に、置換または非置換の炭素数1〜4のアルキル基またはヒドロキシアルキル基であって、RおよびRの少なくとも一方がヒドロキシアルキル基であり、Rは水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を、Rは炭素数2〜4のヒドロキシアルキル基を、表す。〕
An acidic gas absorbent comprising an amino acid salt represented by the following general formula (1) and an amine compound represented by the following general formula (2).
Figure 2017196547
[In the above general formula (1), COOMe represents a carboxylate group, and Me represents an alkali metal. R 1 and R 2 each independently represents an alkylene chain having 0 to 4 carbon atoms, and any one of the carbon atoms is bonded to a carboxylate group or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Also good. However, the total carbon number of the alkylene chain of R 1 and R 2 is 1 or more and 4 or less. ]
Figure 2017196547
[In the above general formula (2), R 3 and R 4 are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a hydroxyalkyl group, and at least one of R 3 and R 4 Is a hydroxyalkyl group, R 5 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 6 represents a hydroxyalkyl group having 2 to 4 carbon atoms. ]
前記の一般式(1)において、RおよびRがメチレン基である、請求項1記載の酸性ガス吸収剤。 The acidic gas absorbent according to claim 1, wherein in the general formula (1), R 1 and R 2 are methylene groups. 前記一般式(2)のアミン化合物が、N−(1−ヒドロキシ−2−プロピル)エタノールアミンである、請求項1または2に記載の酸性ガス吸収剤。   The acidic gas absorbent according to claim 1 or 2, wherein the amine compound of the general formula (2) is N- (1-hydroxy-2-propyl) ethanolamine. 前記一般式(2)のアミン化合物が、ビス(2−プロパノール)アミンである請求項1〜3のいずれか1項に記載の酸性ガス吸収剤。   The acidic gas absorbent according to any one of claims 1 to 3, wherein the amine compound of the general formula (2) is bis (2-propanol) amine. 前記一般式(1)のアミノ酸塩の含有量が0.1〜20質量%、前記一般式(2)のアミン化合物の含有量が10〜60質量%である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の酸性ガス吸収剤。   The content of the amino acid salt of the general formula (1) is 0.1 to 20% by mass, and the content of the amine compound of the general formula (2) is 10 to 60% by mass. The acidic gas absorbent according to Item 1. 酸性ガスを含有するガスと、請求項1〜5のいずれか1項記載の酸性ガス吸収剤とを接触させて、前記の酸性ガスを含むガスから酸性ガスを除去することからなる、酸性ガスの除去方法。   A gas containing acid gas is brought into contact with the acid gas absorbent according to any one of claims 1 to 5, and the acid gas is removed from the gas containing the acid gas. Removal method. 酸性ガスを含有するガスと酸性ガス吸収剤とを接触させ、この酸性ガス吸収剤に酸性ガスを吸収させることにより前記の酸性ガスを含有するガスから酸性ガスを除去する吸収器と、
この酸性ガスを吸収した酸性ガス吸収剤から酸性ガスを脱離させて、この酸性ガス吸収剤を再生する再生器とを有し、
前記の再生器で再生した前記の酸性ガス吸収剤を前記の吸収器にて再利用する酸性ガス除去装置であって、
前記の酸性ガス吸収剤として、請求項1〜5のいずれか1項に記載の酸性ガス吸収剤を用いてなる、酸性ガス除去装置。
An absorber that removes the acid gas from the gas containing the acid gas by contacting the gas containing the acid gas with the acid gas absorbent and absorbing the acid gas in the acid gas absorbent;
A regenerator that regenerates the acidic gas absorbent by desorbing the acidic gas from the acidic gas absorbent that has absorbed the acidic gas,
An acid gas removing device that reuses the acid gas absorbent regenerated by the regenerator in the absorber,
The acidic gas removal apparatus which uses the acidic gas absorbent of any one of Claims 1-5 as said acidic gas absorbent.
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