DE102008013738A1 - Deacidifying gaseous liquid stream containing acid gases as impurities, comprises contacting liquid stream with detergent containing (aqueous) solution of alkanolamine and ionic liquid/hyperbranched polymers, and purifying liquid stream - Google Patents

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Abstract

Process for deacidification of a gaseous liquid stream containing acid gases as impurities, comprises contacting the liquid stream with a detergent in at least one absorption step, where the detergent contains an aqueous or non-aqueous solution containing one or more alkanolamines and ionic liquids or hyperbranched polymers; purifying the liquid stream by acid gases and separating the detergent loaded with acid gases. An independent claim is included for a detergent for deacidification of a gaseous liquid stream containing acid gases comprising the alkanolamine(s) and the ionic liquids or at least the hyperbranched polymer, where: the detergent further contains water and the ionic liquid is stable under the process conditions of the gas wash and the regeneration of the detergent, and the ionic liquid or the hyperbranched polymer in considerable mass dissolves the acid gas component to be removed.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entsäuern eines Gasstroms, der Sauergase als Verunreinigungen enthält, sowie ein Waschmittel zur Verwendung in einem derartigen Verfahren.The The present invention relates to a process for deacidification a gas stream containing acid gases as impurities, and a detergent for use in such a process.

In der Industrie treten eine Vielzahl von sauren Gasgemischen wie z. B. CO, CO2, H2S, SO2, CS2, HCN, COS oder Mercaptane auf, aus denen mit Hilfe eines geeigneten Waschmittels (auch Absorbens genannt) selektiv Komponenten des Gas- oder Dampfgemisches (das Absorptiv oder die Absorptive) entfernt werden. Bei diesen Fluidströmen kann es sich beispielsweise um Gasströme (wie Erdgas, Synthesegas, Raffineriegas, Biogas) oder um flüssige oder verflüssigte Kohlenwasserstoffströme oder NGL (Natural Gas Liquids)) oder um Abgasströme aus fossilen Kraftwerken handeln. CO2 muss beispielsweise aus Erdgas entfernt werden, da eine hohe Konzentrationen von CO2 den Brennwert des Gases reduziert. Ausserdem kann CO2 mit Wasser zu Korrosion an Leitungen führen. Die im Absorbens bevorzugt gelösten Gas- oder Dampfkomponente(n) werden Absorpt genannt. Das zu Grunde liegende Verfahren, die Absorption, wird zur Trennung oder Reinigung von Gasgemischen herangezogen. Der Stand der Technik ist von den Autoren Sattler sowie Gmehling und Brehm zusammengefasst [ Sattler, K., Thermische Trennverfahren, ISBN 3-527-28636-5, Kapitel 3 sowie Gmehling J., Brehm A., Grundoperationen, Lehrbuch der Technischen Chemie – Band 2, ISBN 3-13-687401-3 ].In industry, a variety of acidic gas mixtures such. B. CO, CO2, H2S, SO2, CS2, HCN, COS or mercaptans, from which using a suitable detergent (also called absorbent) selectively components of the gas or vapor mixture (the absorptive or the absorptive) are removed. These fluid streams may be, for example, gas streams (such as natural gas, synthesis gas, refinery gas, biogas) or liquid or liquefied hydrocarbon streams or NGL (natural gas liquids) or exhaust gas streams from fossil power plants. For example, CO2 has to be removed from natural gas because high concentrations of CO2 reduce the calorific value of the gas. In addition, CO2 can lead to corrosion on pipes with water. The preferred dissolved in the absorbent gas or vapor component (s) are called absorptive. The underlying process, absorption, is used to separate or purify gas mixtures. The state of the art is summarized by the authors Sattler and Gmehling and Brehm [ Sattler, K., Thermal Separation Methods, ISBN 3-527-28636-5, Chapter 3 and Gmehling J., Brehm A., Basic Operations, Textbook of Technical Chemistry - Volume 2, ISBN 3-13-687401-3 ].

In 1 wird eine typische Kombination aus Absorber (AS) und Desorber (DS) gezeigt. Das Rohgas oder zu reinigende gasförmige Fluid RG tritt in den Absorber ein und wird mit Hilfe des regnerierten Waschmittels oder Absorbens RL, das gegebenenfalls aufgrund von Verlusten mit dem Strom LE ergänzt werden muss, gereinigt und im Flüssigkeitsabscheider AB von mitgerissenen Flüssigkeitströpfchen befreit. Damit wird es zum Reingas GG. Zur Ökonomie werden die Wärmeübertrager WL1 und WL2 eingesetzt. Im Desorberteil DS wird das beladene Waschmittel BL von der Beladung mit Absorptiven befreit. In der Regel wird dabei Wärme unten im Absorber über den Wärmeübertrager WV zugeführt. Auch sind Schaltungen mit am Boden des Desorbers DS zugeführten Inertgasen bekannt oder durch Anlegen von Vakuum an DS. Eine Regeneration der Waschmittel in mehreren aufeinanderfolgenden Teilschritten wird beispielsweise in US 4336233 offenbart.In 1 a typical combination of absorber (AS) and desorber (DS) is shown. The raw gas or gaseous fluid RG to be purified enters the absorber and is purified by means of the regenerated detergent or absorbent RL, which may need to be supplemented due to losses with the stream LE, and freed of entrained liquid droplets in the liquid separator AB. This will be the clean gas GG. For economy, the heat exchangers WL1 and WL2 are used. In the Desorberteil DS the loaded detergent BL is freed from the loading with absorptive. As a rule, heat is supplied below in the absorber via the heat exchanger WV. Also, circuits with inert gases supplied at the bottom of the desorber DS are known or by applying vacuum to DS. A regeneration of the detergent in several successive substeps, for example, in US 4336233 disclosed.

Um die Waschmittelverluste in Grenzen zu halten, ist am Kopf von DS ein Teilkondensator WK installiert. Der Abgasstrom AG besteht aus den absorbierten Komponenten in BL und etwaigen Verlusten an Waschmittel. Das regenerierte Waschmittel RL wird zum Apparat AS zurückgeführt.Around Limiting detergent losses is at the head of DS a partial condenser WK installed. The exhaust gas flow AG consists of the absorbed components in BL and any losses of detergent. The regenerated detergent RL is returned to the apparatus AS.

Die Wirtschaftlichkeit eines Absorptionsprozesses hängt wesentlich von den Eigenschaften des eingesetzten Waschmittels ab. So sollen Selektivität, Kapazität, Flammpunkt, thermische sowie chemische Stabilität des Absorbens möglichst hoch und Dampfdruck, Viskosität und Korrosivität möglichst gering sein [ Gmehling J., Brehm A., Grundoperationen, Lehrbuch der Technischen Chemie – Band 2, ISBN 3-13-687401-3 ]. Der Trennaufwand eines Absorptionsprozesses spiegelt sich im sogenannten Lösungsmittelverhältnis, dem Quotienten aus unbeladener Absorbensmenge und inerter Trägergasmenge, wider. Mit steigendem Lösungsmittelverhältnis wachsen die lösungsmittelbedingten Betriebskosten, während Absorberstufenzahl und Investitionskosten für den Absorber sinken [ Sattler, K., Thermische Trennverfahren, ISBN 3-527-28636-5, Kapitel 3 ]. Das Lösungsmittelverhältnis ist umso kleiner, je besser die Aufnahmefähigkeit eines Absorbens für die zu absorbierende Gaskomponente ist. Als Maß für diese Aufnahmefähigkeit kann die Henry-Konstante herangezogen werden. Diese ist umso kleiner, je größer die Gaslöslichkeit im betrachteten Waschmittels ist.The efficiency of an absorption process depends essentially on the properties of the detergent used. Thus, the selectivity, capacity, flash point, thermal and chemical stability of the absorbent should be as high as possible and the vapor pressure, viscosity and corrosiveness should be as low as possible [ Gmehling J., Brehm A., Basic Operations, Textbook of Technical Chemistry - Volume 2, ISBN 3-13-687401-3 ]. The separation cost of an absorption process is reflected in the so-called solvent ratio, the quotient of unloaded amount of absorbent and inert carrier gas. With increasing solvent ratio, the solvent-related operating costs increase, while the number of absorber stages and investment costs for the absorber decrease [ Sattler, K., Thermal Separation Methods, ISBN 3-527-28636-5, Chapter 3 ]. The better the absorption capacity of an absorbent for the gas component to be absorbed, the smaller the solvent ratio. As a measure of this capacity, the Henry constant can be used. This is the smaller, the greater the gas solubility in the considered detergent.

Daher ist eine kleine Henry-Konstante anzustreben. Zur Ermittlung der Henry-Konstante müssen experimentelle Phasengleichgewichtsdaten für das jeweilige Gas-/Absorbenssystem herangezogen werden. Die Henry-Konstante H1,2 des gelösten Stoffes 1 im Absorbens 2 ergibt sich aus der Steigung der Fugazität für einen gegen Null gehenden Molanteil der Komponente 1, d. h. vereinfacht am Sättigungsdampfdruck des Absorbens 2 [ Gmehling J., Kolbe B., Thermodynamik, ISBN 3-527-28547-4, Kapitel 4 ]. Die verschiedenen experimentellen Methoden zur Bestimmung der Henry-Konstante sind in [ Prausnitz J. M., Lichtenthaler R. N., de Azevedo E. G., Molecular Thermodynamics of Fluid-Phase Equilibria, ISBN 0-13-977745-8 ; Gmehling J., Kolbe B., Thermodynamik, ISBN 3-527-28547-4 und Stephan K., Mayinger F., Thermodynamik – Band 2 Mehrstoffsysteme und chemische Reaktionen, ISBN 3-540-54459-3 ] beschrieben und werden in diesem Patent angewendet.Therefore, a small Henry constant is desirable. To determine the Henry constant, experimental phase equilibrium data must be used for the respective gas / absorbent system. The Henry constant H 1,2 of the solute 1 in the absorbent 2 results from the slope of the fugacity for a molar fraction of the component 1 approaching zero, ie simplified at the saturation vapor pressure of the absorbent 2 [ Gmehling J., Kolbe B., Thermodynamics, ISBN 3-527-28547-4, Chapter 4 ]. The various experimental methods for determining the Henry constant are given in [ Prausnitz JM, Lichtenthaler RN, de Azevedo EG, Molecular Thermodynamics of Fluid-Phase Equilibria, ISBN 0-13-977745-8 ; Gmehling J., Kolbe B., Thermodynamics, ISBN 3-527-28547-4 and Stephan K., Mayinger F., Thermodynamics - Volume 2 multi-component systems and chemical reactions, ISBN 3-540-54459-3 ] and are used in this patent.

Es werden sowohl physikalische wie auch chemische Waschmittel eingesetzt.It Both physical and chemical detergents are used.

Ein Beispiel für die physikalische Absorption wird in US20060251558 beschrieben. Das Waschmittel ist eine Ionische Flüssigkeit.An example of the physical absorption is in US20060251558 described. The detergent is an ionic liquid.

Die Wirkungsweise chemischer Waschmittel beruht auf chemischen Reaktionen des Waschmittels, bei denen nach erfolgter Absorption die gelösten Sauergase in Form chemischer Verbindungen vorliegen. Beispielsweise werden bei den im industriellen Maßstab am häufigsten als chemische Lösungsmittel eingesetzten wässrigen Lösungen aus anorganischen Basen beim Lösen von Sauergasen praktisch nicht flüchtige Ionen gebildet. Heute werden zum Entfernen von Sauergasverunreinigungen aus gasförmigen Fluidströmen Alkanolamine wie Monoethanolamin (MEA, 2-Aminoethanol), Diethanolamin (DEA), Triethanolamin (TEA), Diethylethanolamin (DEEA), Diisopropylamin (DIPA), Aminoethoxyethanol (AEE), Methyldiethanolamin (MDEA), 2-(Aminoethyl) Ethanolamin (AEEA) und 2-Amino-2-Methyl-1-Propanol (AMP) verwendet.The mode of action of chemical detergents is based on chemical reactions of the detergent in which, after absorption, the dissolved acid gases are present in the form of chemical compounds. For example, the most commonly used as chemical solvents in the industrial scale aqueous solutions of inorganic rule bases when dissolving sour gases practically non-volatile ions formed. Today, alkanolamines such as monoethanolamine (MEA, 2-aminoethanol), diethanolamine (DEA), triethanolamine (TEA), diethylethanolamine (DEEA), diisopropylamine (DIPA), aminoethoxyethanol (AEE), methyldiethanolamine (MDEA), are used to remove acid gas contaminants from gaseous fluid streams. 2- (aminoethyl) ethanolamine (AEEA) and 2-amino-2-methyl-1-propanol (AMP).

Primäre und sekundäre Alkanolamine sind insbesondere für Gaswäschen geeignet, bei denen das gereinigte Gas einen sehr niedrigen CO2-Gehalt aufweisen soll. Es werden lösliche Carbamate, also unterscheidbare chemische Spezies, gebildet. Das ist der Grund für den niedrigen erreichbaren Partialdruck.primary and secondary alkanolamines are especially for Gas washes suitable, in which the purified gas a very low CO2 content. It will be soluble Carbamate, so distinguishable chemical species, formed. This is the reason for the low achievable partial pressure.

Zum Regenerieren der Aminlösung wird im industriellen Einsatz häufig ein mehrstufiger Regenerationsprozess, das sind mehrere Apparate DS, eingesetzt, wobei man das beladene Lösungsmittel BL zunächst in Flash-Kolonnen entspannt, so dass ein Teil des absorbierten CO2 aus der Lösung verdampft. Restliches Kohlendioxid und gegebenenfalls weitere absorbierte Sauergase werden anschliessend durch Strippen mit Dampf in einem zweiten Apparat DS entfernt. Sollen Anteile der Aminlösung in dem desorbierten Sauergas nicht enthalten sein, ist ein dritter Apparat DS nötig. Lösungsmittel, die primäre und sekundäre Alkanolamine enthalten, erfordern zum Zersetzen des Carbamats eine Mindesttemperatur und eine grössere Wärmemenge als tertiäre Amine und insbesondere eine mehrfaches Wärmemenge verglichen mit physikalischen Waschmitteln.To the Regeneration of the amine solution is used in industrial applications often a multi-stage regeneration process, that is several apparatus DS, using the loaded solvent BL initially relaxed in flash columns, leaving a part the absorbed CO2 evaporates from the solution. remaining Carbon dioxide and possibly other absorbed acid gases then by stripping with steam in a second apparatus DS removed. Should portions of the amine solution in the desorbed Sour gas is not included, a third DS is needed. Solvents, the primary and secondary Alkanolamines require one to decompose the carbamate Minimum temperature and a larger amount of heat as tertiary amines and in particular a multiple amount of heat compared to physical detergents.

Die europäischen Patentanmeldung EP-A 0 322 924 offenbart eine wässrige Aminlösung, die tertiäre Alkanolamine, insbesondere MDEA, enthalten kann, zum Entsäuern von Gasströmen.The European patent application EP-A 0 322 924 discloses an aqueous amine solution which may contain tertiary alkanolamines, especially MDEA, for deacidifying gas streams.

Nachteilig an allen geschilderten Waschmitteln ist die Tatsache, dass sie mehr oder weniger flüchtig sind, das heisst, dass das Waschmittel mit dem gereinigten Fluidstrom GG teilweise aus dem Absorber AS ausgetragen wird. Gleiches passiert im Desorber DS. Auch hier muss aus naturwissenschaftlichen Gründen nach dem Stand vor Offenbarung dieser Erfindung das desorbierte Gas AG das Waschmittel enthalten. Dieses Waschmittel wird das primäre Waschmittel genannt. Die Nachteile sind: Verlust an primären Waschmittel und Kontaminierung beider Gasströme. Das Problem der Kontaminierung ist besonders gravierend, wenn einer der Gasströme, hier der Gasstrom aus dem Absorber, in die Umwelt geleitet wird. Dies ist regelmäßig bei der Entfernung von CO2 aus Rauchgasen fossiler Kraftwerke der Fall. Als Gegenmaßnahme wird ein weiterer Absorber nach dem eigentlichen Absorber bzw. Desorber installiert, der die Anteile des primären Waschmittels weitgehend mit einem weiteren Waschmittel, dem sekundären Waschmittel, reduziert. In 1 sind damit die Ströme GG und AG Fluidströme, die in einen weiteren Absorber eintreten. Im Falle der Rauchgaswasche ist das sekundäre Waschmittel Wasser, das mit dem gereinigten Fluidgasstrom aus dem weiteren Absorber an die Umwelt abgegeben werden kann. Das zugegebene sekundäre Waschmittel, das mit dem primären Waschmittel verunreinigt ist, muss jedoch wieder gereinigt werden, was einen erhöhten Wärmebedarf und apparativen Aufwand bedeutet.A disadvantage of all described detergents is the fact that they are more or less volatile, which means that the detergent with the purified fluid stream GG is partially discharged from the absorber AS. The same thing happens in the Desorber DS. Again, for scientific reasons prior to prior disclosure of this invention, the desorbed gas AG must contain the detergent. This detergent is called the primary detergent. The disadvantages are: loss of primary detergent and contamination of both gas streams. The problem of contamination is particularly serious when one of the gas streams, here the gas stream from the absorber, is discharged into the environment. This is regularly the case with the removal of CO2 from flue gases of fossil power plants. As a countermeasure, another absorber after the actual absorber or desorber is installed, which largely reduces the proportions of the primary detergent with another detergent, the secondary detergent. In 1 Thus, the flows GG and AG are fluid streams that enter another absorber. In the case of the flue gas scrubbing, the secondary scrubbing agent is water which can be released with the purified fluid gas stream from the further absorber to the environment. The added secondary detergent contaminated with the primary detergent, however, must be cleaned again, which means an increased heat demand and equipment.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, das diesen zusätzlichen Aufwand vermeidet, da es die Verwendung eines sekundären Waschmittels überflüssig macht. Zudem verhindert das neuartige Waschmittel Emissionen im Ab- und Desorber. Die Lösung des Problems besteht in einem neuartigen Waschmittel, welches neben den bekannten Alkanolaminen einen Zusatzstoff enthält, der die Flüchtigkeit des primären Waschmittels erheblich reduziert. Der Zusatzstoff selbst weist einen extrem niedrigen Dampfdruck auf. In einer Ausbildung des erfindungsgemäßen Waschmittels wird als Zusatzstoff eine Ionische Flüssigkeit oder ein Gemisch unterschiedlicher Ionischer Flüssigkeiten eingesetzt.The The invention relates to a method which has this additional Effort is avoided as it is the use of a secondary Makes detergent superfluous. Also prevented the novel detergent emissions in the desorber and. The solution the problem consists in a novel detergent, which in addition the known alkanolamines contains an additive, the volatility of the primary detergent considerably reduced. The additive itself has an extremely low Vapor pressure on. In an embodiment of the invention Detergent is an additive ionic liquid or a mixture of different ionic liquids used.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung wird eine erfindungsgemäße Waschflüssigkeit vorgeschlagen, die als nicht-flüchtigen Zusatzstoff ein hyperverzweigtes Polymer enthält. Nicht jede hochsiedende Flüssigkeit ist geeignet, denn es soll die notwendige Waschmittelmenge nicht oder nur unwesentlich erhöht werden. Dies kann an gleichen oder ähnlichen Henry-Konstanten abgelesen werden. Aufgrund des hohen Wärmebedarfs soll das erfindungsgemäße Waschmittel eine niedrigere Absorptionswärme haben als ohne Zusatz. Überraschend wurde gefunden, dass diese sich scheinbar widersprechenden Anforderungen durch hyperverzweigte Polymere oder Ionische Flüssigkeiten erfüllt werden können.In Another embodiment of the invention is an inventive Washing liquid proposed as non-volatile Additive contains a hyperbranched polymer. Not Any high-boiling liquid is suitable, because it should the necessary amount of detergent is not or only slightly increased become. This may be due to the same or similar Henry constants be read. Due to the high heat demand should the inventive detergent a lower Have absorption heat as without additive. Surprised It was found that these seemingly contradictory requirements by hyperbranched polymers or ionic liquids can be met.

Unter Ionischen Flüssigkeiten werden flüssige Salze verstanden, die Schmelzpunkte von unter 100°C aufweisen [ Wasserscheid, P.; Keim, W.; Angewandten Chemie 2000, 112, 3926–3945 ]. Durch die hohe Variationsbreite in der Struktur ihrer Kationen und Anionen können ihre physikalisch-chemischen Eigenschaften, insbesondere ihr Löslichkeits- und Mischungseigenschaften in weiten Bereichen variiert werden. Viele Ionische Flüssigkeiten besitzen eine sehr gute Löslichkeit für eine große Anzahl organischer, anorganischer und polymerer Substanzen. Darüber hinaus sind Ionische Flüssigkeiten in der Regel nicht brennbar, nicht korrosiv und wenig viskos und zeichnen sich durch einen äußerst geringen Dampfdruck aus.By ionic liquids are meant liquid salts having melting points below 100 ° C [ Wasserscheid, P .; Keim, W .; Angewandte Chemie 2000, 112, 3926-3945 ]. Due to the high variation in the structure of their cations and anions, their physico-chemical properties, in particular their solubility and mixing properties can be varied within wide limits. Many ionic liquids have very good solubility for a large number of organic, inorganic and polymeric substances. In addition, ionic liquids are usually non-flammable, non-corrosive and less viscous and are characterized by an extremely low vapor pressure.

Unter hyperverzweigten Polymeren werden die in der Anmeldung DE 10 2006 012 353 offenbarten Stoffe verstanden.Among hyperbranched polymers in the application DE 10 2006 012 353 understood substances understood.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann mit typischen zur Gaswäsche und anschliessender Regeneration der Waschmittel verwendeten Anlagenkonfigurationen wie in 1 gezeigt durchgeführt werden, wie sie beispielsweise in US 4,336,233 für einen einstufigen bzw. zweistufigen Waschprozess und besonders ausführlich in EP-A 0 322 924 für einen einstufigen Waschprozess mit Entspannungs- und Desorptionsschritt beschrieben sind. In einer beanspruchten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht das Waschmittel aus einem Alkanolamin oder einer Mischung mehrerer Alkanolamine und einer Ionischen Flüssigkeit, wobei das Waschmittel Wasser enthalten kann. Die Ionische Flüssigkeit ist unter den Prozessbedingungen der Gaswäsche und der Regeneration des Waschmittels stabil und besitzt selbst in erheblichem Maße die Fähigkeit, die abzutrennende Sauergaskomponente zu lösen. Daher ist, wie in Beispiel 2 indirekt nachgewiesen, die Kapazität deutlich erhöht. Eine erhöhte Kapazität bei gleicher Menge und Wärmetönung ergibt eine niedrigere Menge an benötigtem Waschmittel für eine gegebene Trennaufgabe.The inventive method can be used with typical for gas scrubbing and subsequent regeneration of the detergent system configurations as in 1 be performed as shown for example in US 4,336,233 for a single-stage or two-stage washing process and particularly detailed in EP-A 0 322 924 are described for a one-step washing process with relaxation and desorption step. In a claimed embodiment of the method according to the invention, the detergent consists of an alkanolamine or a mixture of several alkanolamines and an ionic liquid, wherein the detergent may contain water. The ionic liquid is stable under the process conditions of gas scrubbing and regeneration of the scrubbing agent and, in itself, has a considerable ability to dissolve the acid gas component to be separated. Therefore, as indirectly demonstrated in Example 2, the capacity is significantly increased. Increased capacity for the same amount and heat of reaction results in a lower amount of detergent needed for a given separation task.

Das erfindungsgemäße Waschmittel, ohne rechnerische Berücksichtigung des Wassers, enthält zwischen 0,1 und 90 Massenprozent der Ionischen Flüssigkeit, bevorzugt zwischen 10 und 85 Massenprozent der Ionischen Flüssigkeit, am geeignetsten jedoch zwischen 50 und 80 Massenprozent der Ionischen Flüssigkeit bezogen auf die Gesamtlösung. Die beanspruchte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Waschmittels und Verfahrens weiterbildend wird vorgeschlagen, dass die eingesetzte Ionische Flüssigkeit eine Verbindung der Formel [A]n+[Y]n– ist,
wobei n = 1 oder 2 und
das Anion [Y]n– ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend
aus Tetrafluoroborat ([BF4]), Hexafluorophosphat ([PF6]), Dicyanamid ([N(CN)2]), Tricyanomethid ([C(CN)3], Tetracyanoborat ([B(CN)4], Halogenide (Cl, Br, F, I), Hexafluoroantimonat ([SbF6]), Sulfat ([SO4]2–), Tosylat ([C7H7SO3]), Triperfluoroethyl-trifluorophosphat ([PF3(C2F5)3]), Thiocyanat ([SCN]–), Carbonat ([CO3]2–), Fluorosulfonat, [R'-COO]_, [R'-SO3], [R'PO4R''] oder [(R'-SO2)2N]–, und R' und R'' gleich oder ungleich, jeweils ein linearer oder verzweigter 1 bis 12 Kohlenstoffatome enthaltender aliphatischer oder alicyclischer Alkyl- oder ein C5-C18-Aryl-, C5-C18-Aryl-C1-C6-alkyl- oder C1-C6-Alkyl-C5-C18-Aryl-Rest ist, der durch Halogenatome, insbesondere Fluoratome, substituiert sein kann,
das Kation [A]+ ist ausgewählt aus

  • – quarternären Ammonium-Kationen der allgemeinen Formel [NR1R2R3R]+,
  • – Phosphonium-Kationen der allgemeinen Formel [PR1R2R3R]+,
  • – Imidazolium-Kationen der allgemeinen Formel
    Figure 00040001
    wobei der Imidazol-Kern substituiert sein kann mit wenigstens einer Gruppe, die ausgewählt ist aus C1-C6-Alkyl-, C1-C6-Alkoxy-, C1-C6-Aminoalkyl-, C5-C12-Aryl- oder C5-C12-Aryl-C1-C6-Alkylgruppen,
  • – Pyridinium-Kationen der allgemeinen Formel
    Figure 00050001
    wobei der Pyridin-Kern substituiert sein kann mit wenigstens einer Gruppe, die ausgewählt ist aus C1-C6-Alkyl-, C1-C6-Alkoxy-, C1-C6-Aminoalkyl-, C5-C12-Aryl- oder C5-C12-Aryl-C1-C6-Alkylgruppen,
  • – Pyrazolium-Kationen der allgemeinen Formel
    Figure 00050002
    wobei der Pyrazol-Kern substituiert sein kann mit wenigstens einer Gruppe, die ausgewählt ist aus C1-C6-Alkyl-, C1-C6-Alkoxy-, C1-C6-Aminoalkyl-, C5-C12-Aryl- oder C5-C12-Aryl-C1-C6-Alkylgruppen,
  • – und Triazolium-Kationen der allgemeinen Formel
    Figure 00050003
    wobei der Triazol-Kern substituiert sein kann mit wenigstens einer Gruppe, die ausgewählt ist aus C1-C6-Alkyl-, C1-C6-Alkoxy-, C1-C6-Aminoalkyl-, C5-C12-Aryl- oder C5-C12-Aryl-C1-C6-Alkylgruppen, und die Reste R1, R2, R3 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus
  • – Wasserstoff;
  • – linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen oder alicyclischen Alkylgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen;
  • – Heteroaryl-, Heteroaryl-C1-C6-Alkylgruppen mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen im Heteroaryl-Rest und wenigstens einem Heteroatom ausgewählt aus N, O und S, der mit wenigstens einer Gruppe ausgewählt aus C1-C6-Alkylgruppen und/oder Halogenatomen substituiert sein können;
  • – Aryl-, Aryl-C1-C6-Alkylgruppen mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen im Arylrest, die gegebenenfalls mit wenigstens einer C1-C6-Alkylgruppen und/oder einem Halogenatomen substituiert sein können; und der Rest R ausgewählt ist aus
  • – linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen oder alicyclischen Alkylgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen;
  • – Heteroaryl-C1-C6-Alkylgruppen mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen im Arylrest und wenigstens einem Heteroatom ausgewählt aus N, O und S, die mit wenigstens einer C1-C6-Alkylgruppen und/oder Halogenatomen substituiert sein können;
  • – Aryl-C1-C6-Alkylgruppen mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen im Arylrest, die gegebenenfalls mit wenigstens einer C1-C6-Alkylgruppe und/oder einem Halogenatomen substituiert sein können.
The detergent of the invention, without accounting for the water, contains between 0.1 and 90% by mass of the ionic liquid, preferably between 10 and 85% by mass of the ionic liquid, most suitably between 50 and 80% by mass of the ionic liquid relative to the total solution. The claimed embodiment of the detergent and method according to the invention is further proposed that the ionic liquid used is a compound of the formula [A] n + [Y] n-,
where n = 1 or 2 and
the anion [Y] n- is selected from the group
from tetrafluoroborate ([BF 4 ] - ), hexafluorophosphate ([PF 6 ] - ), dicyanamide ([N (CN) 2 ] - ), tricyanomethide ([C (CN) 3 ] - , tetracyano borate ([B (CN) 4 ] -, halides (Cl -, Br -, F -, I -), hexafluoroantimonate ([SbF 6] -), sulfate ([SO 4] 2-), tosylate ([C 7 H 7 SO 3] -), Triperfluoroethyl trifluorophosphate ([PF 3 (C 2 F 5 ) 3 ] - ), thiocyanate ([SCN] -), carbonate ([CO 3 ] 2- ), fluorosulfonate, [R'-COO] _, [R ' SO 3 ] - , [R'PO 4 R "'] or [(R'-SO 2 ) 2 N] -, and R' and R" are identical or different, each containing a linear or branched aliphatic 1 to 12 carbon atoms or alicyclic alkyl or C 5 -C 18 aryl, C 5 -C 18 aryl, C 1 -C 6 alkyl or C 1 -C 6 alkyl, C 5 -C 18 aryl which may be substituted by halogen atoms, in particular fluorine atoms,
the cation [A] + is selected from
  • Quaternary ammonium cations of the general formula [NR 1 R 2 R 3 R] + ,
  • Phosphonium cations of the general formula [PR 1 R 2 R 3 R] + ,
  • - Imidazolium cations of the general formula
    Figure 00040001
    wherein the imidazole nucleus may be substituted with at least one group selected from C 1 -C 6 alkyl, C 1 -C 6 alkoxy, C 1 -C 6 aminoalkyl, C 5 -C 12 - Aryl or C 5 -C 12 -aryl-C 1 -C 6 -alkyl groups,
  • - Pyridinium cations of the general formula
    Figure 00050001
    wherein the pyridine nucleus may be substituted with at least one group selected from C 1 -C 6 alkyl, C 1 -C 6 alkoxy, C 1 -C 6 aminoalkyl, C 5 -C 12 - Aryl or C 5 -C 12 -aryl-C 1 -C 6 -alkyl groups,
  • - Pyrazolium cations of the general formula
    Figure 00050002
    wherein the pyrazole nucleus may be substituted with at least one group selected from C 1 -C 6 alkyl, C 1 -C 6 alkoxy, C 1 -C 6 aminoalkyl, C 5 -C 12 - Aryl or C 5 -C 12 -aryl-C 1 -C 6 -alkyl groups,
  • - And triazolium cations of the general formula
    Figure 00050003
    wherein the triazole nucleus may be substituted with at least one group selected from C 1 -C 6 alkyl, C 1 -C 6 alkoxy, C 1 -C 6 aminoalkyl, C 5 -C 12 - Aryl or C 5 -C 12 aryl-C 1 -C 6 alkyl groups, and the radicals R 1 , R 2 , R 3 are independently selected from the group consisting of
  • - hydrogen;
  • - linear or branched, saturated or unsaturated, aliphatic or alicyclic alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms;
  • - heteroaryl, heteroaryl-C 1 -C 6 alkyl groups having 3 to 8 carbon atoms in the heteroaryl radical and at least one heteroatom selected from N, O and S, which is at least one group out may be selected from C 1 -C 6 alkyl groups and / or halogen atoms;
  • - aryl, aryl-C 1 -C 6 -alkyl groups having 5 to 12 carbon atoms in the aryl radical, which may optionally be substituted by at least one C 1 -C 6 -alkyl group and / or one halogen atom; and the remainder R is selected
  • - linear or branched, saturated or unsaturated, aliphatic or alicyclic alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms;
  • - heteroaryl-C 1 -C 6 -alkyl groups having 4 to 8 carbon atoms in the aryl radical and at least one heteroatom selected from N, O and S, which may be substituted by at least one C 1 -C 6 -alkyl groups and / or halogen atoms;
  • - Aryl-C 1 -C 6 alkyl groups having 5 to 12 carbon atoms in the aryl radical, which may be optionally substituted with at least one C 1 -C 6 alkyl group and / or a halogen atom.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens löst sich die verwendete Ionische Flüssigkeit mit mehr als 10 Massenprozent im verwendeten Alkanolamin und bildet dabei eine Waschflüssigkeit, deren Viskosität unter 100 mPas bei 25°C liegt.In a preferred embodiment of the invention Method dissolves the ionic liquid used with more than 10% by mass in the alkanolamine used and forms while a washing liquid whose viscosity less than 100 mPas at 25 ° C.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Alkanolamin Monoethanolamin (MEA) und als Ionische Flüssigkeit ein Methylsulfonatsalz eingesetzt.In a particularly preferred embodiment of the invention Process is called alkanolamine monoethanolamine (MEA) and as ionic Liquid used a methylsulfonate salt.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Alkanolamin Monoethanolamin (MEA) und als Ionische Flüssigkeit ein Trifluoromethylsulfonat eingesetzt.In a further particularly preferred embodiment of the inventive method is called alkanolamine Monoethanolamine (MEA) and as an ionic liquid Trifluoromethylsulfonat used.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Alkanolamin Monoethanolamin (MEA) und als Ionische Flüssigkeit ein Dialkylphosphatsalz eingesetzt.In a further particularly preferred embodiment of the inventive method is called alkanolamine Monoethanolamine (MEA) and as an ionic liquid Dialkyl phosphate salt used.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Alkanolamin Monoethanolamin (MEA) und als Ionische Flüssigkeit ein Phosphoniumsalz eingesetzt.In a further particularly preferred embodiment of the inventive method is called alkanolamine Monoethanolamine (MEA) and as an ionic liquid Phosphonium salt used.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Alkanolamin Monoethanolamin (MEA) und als Ionische Flüssigkeit ein 1,3-Dialkylimidazoliumsalz eingesetzt.In a further particularly preferred embodiment of the inventive method is called alkanolamine Monoethanolamine (MEA) and as an ionic liquid 1,3-Dialkylimidazoliumsalz used.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Alkanolamin Monoethanolamin (MEA) und als Ionische Flüssigkeit ein 1,2,3-Trialkylimidazoliumsalz eingesetzt.In a further particularly preferred embodiment of the inventive method is called alkanolamine Monoethanolamine (MEA) and as an ionic liquid 1,2,3-Trialkylimidazoliumsalz used.

In einer Variante des erfindungsmäßigen Verfahrens enthält das Waschmittel eine Ionische Flüssigkeit, die selbst eine Alkanolaminfunktion enthält.In a variant of the inventive method the detergent contains an ionic liquid, which itself contains an alkanolamine function.

In einer weiteren beanspruchten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht das Waschmittel aus einem Alkanolamin oder einem Gemisch mehrerer Alkanolamine und einem hyperverzweigten Polymer, wobei das Waschmittel Wasser enthalten kann.In a further claimed embodiment of the invention Procedure, the detergent consists of an alkanolamine or a Mixture of several alkanolamines and one hyperbranched polymer, wherein the detergent may contain water.

Das erfindungsgemäße Waschmittel enthält zwischen 0,1 und 90 Massenprozent des hyperverzweigten Polymers, bevorzugt zwischen 10 und 85 Massenprozent des hyperverzweigten Polymers, am geeignetsten jedoch zwischen 50 und 80 Massenprozent des hyperverzweigten Polymers.The Detergent according to the invention contains between 0.1 and 90% by mass of the hyperbranched polymer, preferred between 10 and 85% by mass of the hyperbranched polymer, most suitably, however, between 50 and 80% by mass of the hyperbranched Polymer.

In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform des erfindungsmäßigen Verfahrens besitzt das eingesetzte hyperverzweigte Polymer eine Mischbarkeit mit dem verwendeten Alkanolamin von über 10 Massenprozent Polymer an Alkanolamin. Das hyperverzweigte Polymer ist unter den Prozessbedingungen der Gaswäsche und der Regeneration des Waschmittels stabil und besitzt selbst in erheblichem Maße die Fähigkeit, die abzutrennende Sauergaskomponente zu lösen. Die Waschflüssigkeit bestehend aus hyperverzweigtem Polymer und Alkanolamin weist eine Viskosität von unter 100 mPas bei 25°C auf.In a preferred variant of this embodiment of the invention Method, the hyperbranched polymer used has miscibility with the alkanolamine used of more than 10 percent by mass Polymer on alkanolamine. The hyperbranched polymer is among the Process conditions of gas scrubbing and regeneration of the Detergent stable and owns itself to a considerable extent the ability to segregate the sour gas component to solve. The washing liquid consisting of hyperbranched Polymer and alkanolamine has a viscosity of below 100 mPas at 25 ° C.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen und Vergleichsbeispielen näher erläutert.in the The invention will now be described by way of examples and comparative examples explained in more detail.

Vergleichsbeispiel 1Comparative Example 1

In diesem Beispiel wird die hohe Flüchtigkeit des Alkanolamins anhand von Messungen belegt. Reines MEA zeigt bei 79°C einen Dampfdruck von 21 mbar. Das bedeutet, dass in einem Abgasstrom GG, der einen Druck von beispielhaft 1000 mbar bei 79°C hat und der der Zustandsgleichung des idealen Gases folgt, der Strom GG bei reinem MEA als Waschmittel RL aus 2,1 Mol-% MEA und 97,9% Reingas bestehen würde. Dies ist ein hoher Verlust, wenn man mit Rauchgaswäschen mit 1000 kg/s Abgasstrom GG vergleicht. In einem Gasstrom, der an die Umwelt abgegeben wird, ist dieser Anteil an Alkanolamin zu hoch.In This example illustrates the high volatility of the alkanolamine based on measurements. Pure MEA shows at 79 ° C a vapor pressure of 21 mbar. That means that in an exhaust stream GG, which has a pressure of exemplarily 1000 mbar at 79 ° C and that follows the equation of state of the ideal gas, the current GG with pure MEA as detergent RL from 2.1 mol% MEA and 97.9% Clean gas would exist. This is a big loss, though one compares with flue gas scrubbing with 1000 kg / s exhaust gas flow GG. In a gas stream that is released to the environment, this is Proportion of alkanolamine too high.

Beispiel 1example 1

Zur Demonstration der Partialdruckabsenkung des erfindungsgemäßen Waschmittels enthaltend als nicht-flüchtigen Zusatzstoff eine Ionische Flüssigkeit wurde eine Mischung aus 32 Ma-% MEA und 68 Ma-% der Ionischen Flüssigkeit [EMIM][CH3SO3] hergestellt. Da die Ionische Flüssigkeit im Experiment keinen messbaren Dampfdruck hatte, ist der gemessene Druck erneut bei 79°C der Partialdruck von MEA. Es wurden 6,4 mbar, also weniger als 1/3 relativ zum Vergleichsbeispiel 1 gemessen. Damit ist der Waschmittelverlust in einer Absorption/Desorption um etwa 1/3 niedriger.To demonstrate the partial pressure reduction of the detergent according to the invention containing as non-volatile additive an ionic liquid, a mixture of 32% by mass of MEA and 68% by mass of the ionic liquid [EMIM] [CH 3 SO 3 ]. Since the ionic liquid had no measurable vapor pressure in the experiment, the measured pressure at 79 ° C is again the partial pressure of MEA. There were measured 6.4 mbar, that is less than 1/3 relative to Comparative Example 1. Thus, the loss of detergent in absorption / desorption is about 1/3 lower.

Vergleichsbeispiel 2Comparative Example 2

Die Löslichkeit einer Sauergaskomponente, hier CO2, wird in einem typischen wässrigen Alkanolamin, hier eine Lösung aus 29 Ma-% MEA und 71 MA-% Wasser, bestimmt. Das Ergebnis wird in Form von Henrykonstanten in der physikalischen Einheit MPa mitgeteilt. Temperatur Henry Konstante 50 1,2 65 1,4 79,5 1,6 The solubility of an acid gas component, in this case CO 2 , is determined in a typical aqueous alkanolamine, here a solution of 29% by mass of MEA and 71% by mass of water. The result is reported in the form of Henry's constants in the physical unit MPa. temperature Henry Constant 50 1.2 65 1.4 79.5 1.6

Die Löslichkeit erklärt sich auch aus der chemischen Reaktion des Monoethanolamins mit CO2 im wässrigen Medium gemäß OH-CH2-CH2-NH2 + CO2 + H2O ⇔ OH-CH2-CH2-NH + / 3 + HCO – / 3 The solubility is also explained by the chemical reaction of monoethanolamine with CO 2 in the aqueous medium according to OH-CH 2 -CH 2 -NH 2 + CO 2 + H 2 O⇔OH-CH 2 -CH 2 -NH + / 3 + HCO- / 3

Beispiel 2Example 2

Zum Nachweis der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde die Löslichkeit einer Sauergaskomponente, hier CO2, in einem erfindungsgemäßen Waschmittel bestehend aus 30 Massen-% MEA und 70 Massen-% der Ionischen Flüssigkeit [EMIM][CH3SO3] bestimmt. Temperatur Henry Konstante 51 1,2 66 1,4 78,4 1,6 To demonstrate the advantages of the process according to the invention, the solubility of an acid gas component, here CO 2 , in a detergent according to the invention consisting of 30 mass% MEA and 70 mass% of the ionic liquid [EMIM] [CH 3 SO 3 ] was determined. temperature Henry Constant 51 1.2 66 1.4 78.4 1.6

Es ist klar zu erkennen, dass die Vorteile des Vergleichsbeispiels 2 erhalten bleiben, dabei ist aber nach der Lehre des Beispiels 1 der Partialdruck des Alkanolamins im Reingas um etwa 1/3 reduziert.It it is clear that the advantages of the comparative example 2 are preserved, but it is according to the teaching of the example 1, the partial pressure of alkanolamine in the clean gas reduced by about 1/3.

In dem untersuchten nicht-wässrigen System ist das Reaktionsgleichgewicht verglichen mit Vergleichsbeispiel 2 verschieden: 2OH-CH2-CH2-NH2 + CO2 ⇔ OH-CH2-CH2-NH + / 3 + OH-CH2-CH2-NH-COO In the non-aqueous system studied, the reaction equilibrium is different compared to Comparative Example 2: 2OH-CH 2 -CH 2 -NH 2 + CO 2 ⇔OH-CH 2 -CH 2 -NH + / 3 + OH-CH 2 -CH 2 -NH-COO -

In dieser Reaktion werden 2 Moleküle Alkanolamin pro absorbiertem Molekül CO2 benötigt. Dennoch ist die Henry-Konstante und damit die Kapazität zu Vergleichsbeispiel 2 überraschenderweise identisch. Die Existenz der Carbamat-Verbindung wurde durch NMR-Spektroskopie nachgewiesen.In this reaction, 2 molecules of alkanolamine per absorbed molecule of CO 2 are needed. Nevertheless, the Henry constant and thus the capacity for Comparative Example 2 is surprisingly identical. The existence of the carbamate compound was confirmed by NMR spectroscopy.

Beispiel 3Example 3

Zur Verdeutlichung, dass das erfindungsgemäße Waschmittel auch andere, nach oben genannten Merkmalen ausgesuchte Ionische Flüssigkeiten enthalten kann, wurde das Beispiel 2 mit der Ionischen Flüssigkeit [EMIM][CF3SO3] wiederholt. Dazu wurde die Löslichkeit einer Sauergaskomponente, hier CO2, in einem erfindungsgemäßen Waschmittel bestehend aus 30 Ma-% MEA und 70 Ma-% der Ionischen Flüssigkeit [EMIM][CF3SO3] bestimmt. Temperatur Henry Konstante 51 1,8 64,5 1,9 79,4 2,2 To clarify that the detergent according to the invention may also contain other ionic liquids selected according to the above-mentioned features, Example 2 was repeated with the ionic liquid [EMIM] [CF 3 SO 3 ]. For this purpose, the solubility of an acid gas component, in this case CO 2 , in a detergent according to the invention consisting of 30% by mass of MEA and 70% by mass of the ionic liquid [EMIM] [CF 3 SO 3 ] was determined. temperature Henry Constant 51 1.8 64.5 1.9 79.4 2.2

Dieses Beispiel zeigt, dass nach oben genannter Regel die Ionische Flüssigkeit so auszusuchen ist, dass sie als Reinsubstanz eine möglichst hohe Sauergas-Löslichkeit hat.This Example shows that the above-mentioned rule is the ionic liquid is to be chosen so that they as pure substance as high as possible Has acid gas solubility.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • - EP 0322924 A [0012, 0018] - EP 0322924 A [0012, 0018]
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - Sattler, K., Thermische Trennverfahren, ISBN 3-527-28636-5, Kapitel 3 sowie Gmehling J., Brehm A., Grundoperationen, Lehrbuch der Technischen Chemie – Band 2, ISBN 3-13-687401-3 [0002] - Sattler, K., Thermal Separation Methods, ISBN 3-527-28636-5, Chapter 3 and Gmehling J., Brehm A., Basic Operations, Textbook of Technical Chemistry - Volume 2, ISBN 3-13-687401-3 [0002]
  • - Gmehling J., Brehm A., Grundoperationen, Lehrbuch der Technischen Chemie – Band 2, ISBN 3-13-687401-3 [0005] - Gmehling J., Brehm A., Basic Operations, Textbook of Technical Chemistry - Volume 2, ISBN 3-13-687401-3 [0005]
  • - Sattler, K., Thermische Trennverfahren, ISBN 3-527-28636-5, Kapitel 3 [0005] - Sattler, K., Thermal Separation Methods, ISBN 3-527-28636-5, Chapter 3 [0005]
  • - Gmehling J., Kolbe B., Thermodynamik, ISBN 3-527-28547-4, Kapitel 4 [0006] - Gmehling J., Kolbe B., Thermodynamics, ISBN 3-527-28547-4, Chapter 4 [0006]
  • - Prausnitz J. M., Lichtenthaler R. N., de Azevedo E. G., Molecular Thermodynamics of Fluid-Phase Equilibria, ISBN 0-13-977745-8 [0006] Prausnitz JM, Lichtenthaler RN, de Azevedo EG, Molecular Thermodynamics of Fluid-Phase Equilibria, ISBN 0-13-977745-8 [0006]
  • - Gmehling J., Kolbe B., Thermodynamik, ISBN 3-527-28547-4 [0006] - Gmehling J., Kolbe B., Thermodynamics, ISBN 3-527-28547-4 [0006]
  • - Stephan K., Mayinger F., Thermodynamik – Band 2 Mehrstoffsysteme und chemische Reaktionen, ISBN 3-540-54459-3 [0006] - Stephan K., Mayinger F., Thermodynamics - Volume 2 multi-component systems and chemical reactions, ISBN 3-540-54459-3 [0006]
  • - Wasserscheid, P.; Keim, W.; Angewandten Chemie 2000, 112, 3926–3945 [0016] - Wasserscheid, P .; Keim, W .; Angewandte Chemie 2000, 112, 3926-3945 [0016]

Claims (25)

Verfahren zum Entsäuern eines gasförmigen Fluidstroms, der Sauergase als Verunreinigungen enthält, wobei man in wenigstens einem Absorptionsschritt den Fluidstrom mit einem Waschmittel in innigen Kontakt bringt, bei dem es sich um eine wässrige oder nicht wässrige Lösung enthaltend a) ein oder mehrere Alkanolamine, b) Ionische Flüssigkeiten handelt, und man den von Sauergasen weitgehend gereinigten Fluidstrom und das mit Sauergasen beladene Waschmittel voneinander trennt.Method for deacidifying a gaseous fluid stream, contains the acid gases as impurities, wherein in at least one absorption step, the fluid flow with a detergent brings into intimate contact, which is an aqueous or non-aqueous solution containing a) one or more Alkanolamines, b) ionic liquids, and man the largely purified of acid gases fluid stream and with Acid gases laden detergent separated from each other. Verfahren zum Entsäuern eines Fluidstroms, der Sauergase als Verunreinigungen enthält, wobei man in wenigstens einem Absorptionsschritt den Fluidstrom mit einem Waschmittel in innigen Kontakt bringt, bei dem es sich um eine wässrige oder nicht-wässrige Lösung enthaltend a) ein oder mehrere Alkanolamine, b) hyperverzweigte Polymere handelt, und man den von Sauergasen weitgehend gereinigten Fluidstrom und das mit Sauergasen beladene Waschmittel voneinander trennt.A process for deacidifying a fluid stream, the Contains acid gases as impurities, wherein in at least an absorption step, the fluid flow with a detergent in brings in intimate contact, which is an aqueous or non-aqueous solution containing a) an or a plurality of alkanolamines, b) hyperbranched polymers, and the largely purified of acid gases fluid stream and with Acid gases laden detergent separated from each other. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Konzentration an Ionischer Flüssigkeit, ohne rechnerische Berücksichtigung des Wassers, zwischen 0,1 und 90 Massenprozent an Ionischer Flüssigkeit, bevorzugt zwischen 10 und 85 Massenprozent an Ionischer Flüssigkeit, am geeignetsten jedoch zwischen 50 und 80 Massenprozent an Ionischer Flüssigkeit enthältThe method of claim 1, wherein the concentration on ionic liquid, without mathematical consideration of water, between 0.1 and 90% by mass of ionic liquid, preferably between 10 and 85% by mass of ionic liquid, most suitably, however, is between 50 and 80% by mass of ionic Contains liquid Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Konzentration an hyperverzweigten Polymer, ohne rechnerische Berücksichtigung des Wassers, zwischen 0,1 und 90 Massenprozent an hyperverzweigtem Polymer, bevorzugt zwischen 10 und 85 Massenprozent an hyperverzweigtem Polymer, am geeignetsten jedoch zwischen 50 und 80 Massenprozent an hyperverzweigtem Polymer enthält.The method of claim 2, wherein the concentration on hyperbranched polymer, without mathematical consideration of water, between 0.1 and 90% by mass of hyperbranched Polymer, preferably between 10 and 85% by mass of hyperbranched Polymer, most suitably between 50 and 80 mass percent contains hyperbranched polymer. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Absorptionsschritt bei einem Gesamtdruck von 0,5 bar oder einem höheren Druck vorgenommen wird.Method according to one of the claims 1 to 4, wherein the absorption step at a total pressure of 0.5 bar or a higher pressure is made. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man die Waschmittel anschliessend thermisch regeneriert und dann erneut dem Absorptionsapparat zuführt.Method according to one of the claims 1 to 5, characterized in that the detergent is followed thermally regenerated and then fed again to the absorption apparatus. Verfahren gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass man die Waschmittel durch Entspannen regeneriert.Process according to claim 6, characterized in that that you regenerate the detergent by relaxing. Verfahren gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass man die Waschmittel nach dem Entspannen durch Strippen mit einem inerten Fluid, insbesondere Stickstoff oder Wasserdampf, regeneriert.Process according to claim 6, characterized in that that you can use the detergent after relaxing by stripping with an inert fluid, in particular nitrogen or water vapor, regenerated. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man den Absorptionsschritt in konsekutiven Teilschritten durchführt, wobei man den sauergashaltigen Fluidstrom in jedem der Teilschritte mit einem Teilstrom des Waschmittels kontaktiert.Method according to one of the claims 1 to 6, characterized in that the absorption step in consecutive sub-steps, wherein the sauergashaltigen fluid stream in each of the substeps with a Partial stream of the detergent contacted. Beansprucht wird ein Waschmittel zum Entsäuern eines gasförmigen Fluidstroms, der Sauergase enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Waschmittel aa) ein Alkanolamin oder eine Mischung mehrerer Alkanolamine, und bb) wenigstens eine Ionische Flüssigkeit enthält. a) das Waschmittel zusätzlich noch Wasser enthalten kann b) das Waschmittel wenigstens eine Ionische Flüssigkeit enthält, die unter den Prozessbedingungen der Gaswäsche und der Regeneration des Waschmittels stabil ist. c) Diese Ionische Flüssigkeit selbst in erheblichem Maße die Fähigkeit besitzt, die abzutrennende Sauergaskomponente zu lösen.Claimed is a detergent for deacidification a gaseous fluid stream containing acid gases, characterized in that the detergent aa) an alkanolamine or a mixture of several alkanolamines, and bb) at least one Contains ionic liquid. a) the detergent additionally may contain water b) the detergent contains at least one ionic liquid, under the process conditions of gas scrubbing and the Regeneration of the detergent is stable. c) This ionic Liquid itself to a considerable extent the ability has to dissolve the sour gas component to be separated. Waschmittel nach Anspruch 10, wobei die Konzentration an Ionischer Flüssigkeit, ohne rechnerische Berücksichtigung des Wassers, zwischen 0,1 und 90 Massenprozent an Ionischer Flüssigkeit, bevorzugt zwischen 10 und 85 Massenprozent an Ionischer Flüssigkeit, am geeignetsten jedoch zwischen 50 und 80 Massenprozent an Ionischer Flüssigkeit enthältDetergent according to claim 10, wherein the concentration on ionic liquid, without mathematical consideration of water, between 0.1 and 90% by mass of ionic liquid, preferably between 10 and 85% by mass of ionic liquid, most suitably, however, is between 50 and 80% by mass of ionic Contains liquid Waschmittel gemäß Ansprüchen 10 bis 11, das wenigstens eine Ionische Flüssigkeit der Formel [A]n+[Y]n– enthält, wobei n = 1 oder 2 und das Anion [Y]n– ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Tetrafluoroborat ([BF4]–), Hexafluorophosphat ([PF6]–), Dicyanamid ([N(CN)2]–), Tricyanomethid ([C(CN)3]–, Tetracyanoborat ([B(CN)4]–, Halogenide (Cl–, Br–, F–, I–), Hexafluoroantimonat ([SbF6]–), Sulfat ([SO4]2–), Tosylat ([C7H7SO3]–), Triperfluoroethyl-trifluorophosphat ([PF3(C2F5)3]–), Thiocyanat ([SCN]–), Carbonat ([CO3]2–), Fluorosulfonat, [R'-COO]–, [R'-SO3]–, [R'PO4R''] oder [(R'-SO2)2N]–, und R' und R'' gleich oder ungleich, jeweils ein linearer oder verzweigter 1 bis 12 Kohlenstoffatome enthaltender aliphatischer oder alicyclischer Alkyl- oder ein C5-C18-Aryl-, C5-C18-Aryl-C1-C6-alkyl- oder C1-C6-Alkyl-C5-C18-Aryl-Rest ist, der durch Halogenatome, insbesondere Fluoratome, substituiert sein kann, das Kation [A]+ ist ausgewählt aus – quarternären Ammonium-Kationen der allgemeinen Formel [NR1R2R3R]+, – Phosphonium-Kationen der allgemeinen Formel [PR1R2R3R]+, – Imidazolium-Kationen der allgemeinen Formel
Figure 00100001
wobei der Imidazol-Kern substituiert sein kann mit wenigstens einer Gruppe, die ausgewählt ist aus C1-C6-Alkyl-, C1-C6-Alkoxy-, C1-C6-Aminoalkyl-, C5-C12-Aryl- oder C5-C12-Aryl-C1-C6-Alkylgruppen, – Pyridinium-Kationen der allgemeinen Formel
Figure 00100002
wobei der Pyridin-Kern substituiert sein kann mit wenigstens einer Gruppe, die ausgewählt ist aus C1-C6-Alkyl-, C1-C6-Alkoxy-, C1-C6-Aminoalkyl-, C5-C12-Aryl- oder C5-C12-Aryl-C1-C6-Alkylgruppen, – Pyrazolium-Kationen der allgemeinen Formel
Figure 00110001
wobei der Pyrazol-Kern substituiert sein kann mit wenigstens einer Gruppe, die ausgewählt ist aus C1-C6-Alkyl-, C1-C6-Alkoxy-, C1-C6-Aminoalkyl-, C5-C12-Aryl- oder C5-C12-Aryl-C1-C6-Alkylgruppen, – und Triazolium-Kationen der allgemeinen Formel
Figure 00110002
wobei der Triazol-Kern substituiert sein kann mit wenigstens einer Gruppe, die ausgewählt ist aus C1-C6-Alkyl-, C1-C6-Alkoxy-, C1-C6-Aminoalkyl-, C5-C12-Aryl- oder C5-C12-Aryl-C1-C6-Alkylgruppen, und die Reste R1, R2, R3 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus – Wasserstoff; – linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen oder alicyclischen Alkylgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen; – Heteroaryl-, Heteroaryl-C1-C6-Alkylgruppen mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen im Heteroaryl-Rest und wenigstens einem Heteroatom ausgewählt aus N, O und S, der mit wenigstens einer Gruppe ausgewählt aus C1-C6-Alkylgruppen und/oder Halogenatomen substituiert sein können; – Aryl-, Aryl-C1-C6-Alkylgruppen mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen im Arylrest, die gegebenenfalls mit wenigstens einer C1-C6-Alkylgruppen und/oder einem Halogenatomen substituiert sein können; und der Rest R ausgewählt ist aus – linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen oder alicyclischen Alkylgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen; – Heteroaryl-C1-C6-Alkylgruppen mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen im Arylrest und wenigstens einem Heteroatom ausgewählt aus N, O und S, die mit wenigstens einer C1-C6-Alkylgruppen und/oder Halogenatomen substituiert sein können; – Aryl-C1-C6-Alkylgruppen mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen im Arylrest, die gegebenenfalls mit wenigstens einer C1-C6-Alkylgruppe und/oder einem Halogenatomen substituiert sein können.
Detergent according to claims 10 to 11, which contains at least one ionic liquid of the formula [A] n + [Y] n-, where n = 1 or 2 and the anion [Y] n- is selected from the group consisting of tetrafluoroborate ([BF4 ] -), hexafluorophosphate ([PF6] -), dicyanamide ([N (CN) 2] -), tricyanomethide ([C (CN) 3] -, tetracyano borate ([B (CN) 4] -, halides (Cl- , Br, F, I), hexafluoroantimonate ([SbF6] -), sulfate ([SO4] 2-), tosylate ([C7H7SO3] -), triperfluoroethyl trifluorophosphate ([PF3 (C2F5) 3] -), Thiocyanate ([SCN] -), carbonate ([CO3] 2-), fluorosulfonate, [R'-COO] -, [R'-SO3] -, [R'PO4R ''] or [(R'-SO2) 2N] -, and R 'and R "are the same or different, each containing a linear or branched 1 to 12 carbon atoms aliphatic or alicyclic alkyl or a C5-C18-aryl, C5-C18-aryl-C1-C6-alkyl - or C1-C6-alkyl-C5-C18-aryl radical which may be substituted by halogen atoms, in particular fluorine atoms, the cation [A] + is selected from - quart ammonium ammonium cations of the general formula [NR1R2R3R] +, - phosphonium cations of the general formula [PR1R2R3R] +, - imidazolium cations of the general formula
Figure 00100001
wherein the imidazole nucleus may be substituted with at least one group selected from C1-C6-alkyl, C1-C6-alkoxy, C1-C6-aminoalkyl, C5-C12-aryl or C5-C12-aryl -C1-C6-alkyl groups, - pyridinium cations of the general formula
Figure 00100002
wherein the pyridine nucleus may be substituted with at least one group selected from C1-C6-alkyl, C1-C6-alkoxy, C1-C6-aminoalkyl, C5-C12-aryl or C5-C12-aryl -C1-C6-alkyl groups, - pyrazolium cations of the general formula
Figure 00110001
wherein the pyrazole nucleus may be substituted with at least one group selected from C1-C6-alkyl, C1-C6-alkoxy, C1-C6-aminoalkyl, C5-C12-aryl or C5-C12-aryl -C1-C6-alkyl groups, - and triazolium cations of the general formula
Figure 00110002
wherein the triazole nucleus may be substituted with at least one group selected from C1-C6-alkyl, C1-C6-alkoxy, C1-C6-aminoalkyl, C5-C12-aryl or C5-C12-aryl -C1-C6-alkyl groups, and the radicals R1, R2, R3 are independently selected from the group consisting of - hydrogen; - linear or branched, saturated or unsaturated, aliphatic or alicyclic alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms; - Heteroaryl, heteroaryl-C1-C6-alkyl groups having 3 to 8 carbon atoms in the heteroaryl radical and at least one heteroatom selected from N, O and S, which are substituted with at least one group selected from C1-C6-alkyl groups and / or halogen atoms can; - Aryl, aryl-C1-C6-alkyl groups having 5 to 12 carbon atoms in the aryl radical, which may be optionally substituted with at least one C1-C6-alkyl groups and / or a halogen atom; and the radical R is selected from: linear or branched, saturated or unsaturated, aliphatic or alicyclic alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms; - heteroaryl-C1-C6-alkyl groups having 4 to 8 carbon atoms in the aryl radical and at least one heteroatom selected from N, O and S, which may be substituted by at least one C1-C6-alkyl groups and / or halogen atoms; - Aryl-C 1 -C 6 -alkyl groups having 5 to 12 carbon atoms in the aryl radical, which may optionally be substituted by at least one C 1 -C 6 -alkyl group and / or a halogen atom.
Waschmittel gemäß Ansprüchen 10 bis 12, das wenigstens eine Ionische Flüssigkeit enthält, die mit mehr als 10 Massenprozent im verwendeten Alkanolamin löslich ist und dabei eine Waschflüssigkeit ausbildet, deren Viskosität unter 100 mPas bei 25°C liegt.Detergent according to claims 10 to 12, which contains at least one ionic liquid, soluble with more than 10 percent by mass in the alkanolamine used is and thereby forms a washing liquid whose viscosity less than 100 mPas at 25 ° C. Waschmittel gemäß Ansprüchen 10 bis 13, das als eine Ionische Flüssigkeit ein Methylsulfonatsalz enthält.Detergent according to claims 10-13, which as an ionic liquid is a methylsulfonate salt contains. Waschmittel gemäß Ansprüchen 10 bis 13, das als eine Ionische Flüssigkeit ein Trifluoromethylsulfonatsalz enthält.Detergent according to claims 10-13 containing as an ionic liquid a trifluoromethylsulfonate salt contains. Waschmittel gemäß Ansprüchen 10 bis 13, das als eine Ionische Flüssigkeit ein Dialkylphosphatsalz enthält.Detergent according to claims 10 to 13, which is a dialkyl phosphate salt as an ionic liquid contains. Waschmittel gemäß Ansprüchen 10 bis 13, das als eine Ionische Flüssigkeit ein Phosphoniumsalz enthält.Detergent according to claims 10-13, which as an ionic liquid is a phosphonium salt contains. Waschmittel gemäß Ansprüchen 10 bis 13, das als eine Ionische Flüssigkeit ein 1,3-Dialkylimidazoliumsalz enthält.Detergent according to claims 10-13, which as an ionic liquid is a 1,3-dialkylimidazolium salt contains. Waschmittel gemäß Ansprüchen 10 bis 13, das als eine Ionische Flüssigkeit ein 1,2,3-Trialkylimidazoliumsalz enthält.Detergent according to claims 10-13 containing as an ionic liquid a 1,2,3-trialkylimidazolium salt contains. Waschmittel gemäß Ansprüchen 10 bis 13, das eine Ionische Flüssigkeit enthält, die selbst eine Alkanolaminfunktion trägt.Detergent according to claims 10 to 13, which contains an ionic liquid, which carries an alkanolamine function itself. Beansprucht wird ein Waschmittel zum Entsäuern eines gasförmigen Fluidstroms, der Sauergase enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Waschmittel aa) ein Alkanolamin oder eine Mischung mehrerer Alkanolamine, und bb) wenigstens ein hyperverzweigtes Polymer enthält. a) das Waschmittel zusätzlich noch Wasser enthalten kann b) das Waschmittel wenigstens ein hyperverzweigtes Polymer enthält, das unter den Prozessbedingungen der Gaswäsche und der Regeneration des Waschmittels stabil ist. c) Das hyperverzweigte Polymer selbst in erheblichem Maße die Fähigkeit besitzt, die abzutrennende Sauergaskomponente zu lösen.Claimed is a detergent for deacidifying a gaseous fluid stream containing acid gases, characterized in that the detergent aa) an alkanolamine or a mixture of several alkanolamines, and bb) at least contains a hyperbranched polymer. a) the detergent may additionally contain water b) the detergent contains at least one hyperbranched polymer which is stable under the process conditions of gas scrubbing and the regeneration of the detergent. c) The hyperbranched polymer itself has, to a considerable extent, the ability to dissolve the acid gas component to be separated. Waschmittel nach Anspruch 21, wobei die Konzentration an hyperverzweigtem Polymer, ohne rechnerische Berücksichtigung des Wassers, zwischen 0,1 und 90 Massenprozent an hyperverzweigtem Polymer, bevorzugt zwischen 10 und 85 Massenprozent an hyperverzweigtem Polymer, am geeignetsten jedoch zwischen 50 und 80 Massenprozent an hyperverzweigtem Polymer enthältDetergent according to claim 21, wherein the concentration on hyperbranched polymer, without mathematical consideration of water, between 0.1 and 90% by mass of hyperbranched Polymer, preferably between 10 and 85% by mass of hyperbranched Polymer, most suitably between 50 and 80 percent by mass hyperbranched polymer Waschmittel gemäß Anspruch 22, das zusätzlich noch Wasser enthält.Detergent according to claim 22, which also contains water. Waschmittel, das gemäß Ansprüchen 21 bis 23 wenigstens ein hyperverzweigtes Polymer enthält, das unter den Prozessbedingungen der Gaswäsche und der Regeneration des Waschmittels stabil ist.Detergent according to claims 21 to 23 contains at least one hyperbranched polymer, the under the process conditions of gas scrubbing and regeneration of the detergent is stable. das Waschmittel gemäß Ansprüchen 21 bis 24 wenigstens ein hyperverzweigtes Polymer enthält, das mit mehr als 10 Massenprozent im verwendeten Alkanolamin löslich ist und dabei eine Waschflüssigkeit ausbildet deren Viskosität unter 100 mPas bei 25°C liegt.the detergent according to claims 21 to 24 contains at least one hyperbranched polymer, the soluble in the alkanolamine used at more than 10% by mass is and thereby forms a washing liquid whose viscosity less than 100 mPas at 25 ° C.
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