DE2805640A1 - Verfahren zur entfernung von kohlendioxid enthaltenden sauren gasen aus einer normalerweise gasfoermigen mischung - Google Patents

Verfahren zur entfernung von kohlendioxid enthaltenden sauren gasen aus einer normalerweise gasfoermigen mischung

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DE2805640A1 DE19782805640 DE2805640A DE2805640A1 DE 2805640 A1 DE2805640 A1 DE 2805640A1 DE 19782805640 DE19782805640 DE 19782805640 DE 2805640 A DE2805640 A DE 2805640A DE 2805640 A1 DE2805640 A1 DE 2805640A1
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Description

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Entfernung von Kohlendioxid enthaltenden sauren Gasen aus normalerweise gasförmigen Mischungen und insbesondere ein Verfahren zur im wesentlichen vollständigen Entfernung von Kohlendioxid enthaltenden sauren Gasen aus normalerweise gasförmigen Mischungen durch Kontaktieren der normalerweise gasförmigen Mischungen mit einer konzentrierten Lösung, die ein sterisch gehindertes Amin und ein tertiäres Amin enthält.
Es ist bekannt, Gase und Flüssigkeiten wie Mischungen, die saure Gase wie CO2, H2S, SO2, SO3, CS2, HCN, COS und Sauerstoff- sowie Schwefelderivate von Cj-C.-Kohlenwasserstoffen enthalten, zur Entfernung dieser sauren Gase mit Aminlösungen zu behandeln. Das Amin wird gewöhnlich mit den sauren Gasen und den Flüssigkeiten in Form einer wäßrigen Lösung in einem Absorptionsturm im Gegenstrom kontaktiert.
Die bekannten Absorptionsverfahren für saure Gase können in drei Kategorien eingeteilt werden.
Die erste Kategorie wird im allgemeinen als wäßriges Aminverfahren bezeichnet. Bei diesem Verfahren werden verhältnismäßig konzentrierte Aminlösungen während der Absorption ein-
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gesetzt. Dieser Verfahrenstyp wird häufig verwendet bei der Herstellung von Ammoniak, bei der eine nahezu vollständige Entfernung der sauren Gase wie CO2 erforderlich ist. Derartige Verfahren werden außerdem in solchen Fällen verwendet, wo ein saures Gas wie CO2 zusammen mit anderen sauren Gasen auftritt oder der Partialdruck des CO? und der anderen Gase gering ist. Bei diesem Verfahrenstyp wird sehr häufig wäßriges Monoethanolamin (MEA) verwendet, da es zu einer hochgradigen Entfernung von CO„ führt. Einer der Nachteile von Monoethanolamin ist die große Stabilität seines Carbamats, so daß seine Regenerierung langsam und unvollständig ist.
Eine zweite Kategorie wird im allgemeinen als wäßriges Base-Absorptions verfahr en oder "hot pot"-Verfahren (abgeleitet von "heiße Pottasche") bezeichnet. Bei diesem Verfahrenstyp enthält die in der Absorptionslösung verwendete wäßrige Base eine geringe Menge eines Amins als Aktivator. Dieser Verfahrenstyp wird im allgemeinen verwendet, wenn große Mengen (bulk removal) eines sauren Gases wie CO„ zu entfernen sind. Dieser Verfahrenstyp eignet sich auch für solche Fälle, wo die CO9- und Einsatzgasdrücke hoch sind. Bei solchen Verfahren werden brauchbare Ergebnisse bei Verwendung wäßriger Kaliumcarbonatlösungen und eines Amins als Aktivator erzielt.
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Eine dritte Kategorie wird im allgemeinen als nicht-wäßriges Lösungsmittelverfahren bezeichnet. Bei diesem Verfahren ist Wasser ein untergeordneter Bestandteil der Absorptionslösung, und das Amin ist in der flüssigen, das Lösungsmittel enthaltenden Phase gelöst. Bei diesem Verfahren sind bis zu 50 % des Amins in der flüssigen Phase gelöst. Dieser Verfahrenstyp wird für Spezialzwecke verwendet, wenn der Partialdruck von COp extrem hoch ist und/oder viele saure Gase, wie z.B. COS, CH3SH und CS2 vorhanden sind.
Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren der ersten Kategorie, nämlich des wäßrigen Aminverfahrens, bei dem relativ konzentrierte Aminlösungen bei der Absorption eingesetzt werden.
Bei vielen industriellen Verfahren zur Entfernung von Kohlendioxid enthaltenden sauren Gasen werden regenerierbare wäßrige Lösungen von Aminen verwendet, die kontinuierlich zwischen einer Absorptionszone, in der die sauren Gase einschließlich des Kohlendioxids absorbiert werden, und einer Regenerationszone, in der die absorbierten Gase gewöhnlich mit Dampf desorbiert werden, zirkuliert werden. Die Hauptkosten dieser Verfahren hängen im allgemeinen von der Größe der Absorptionsund Regenerationstürme, der Größe der Kessel zur Gewinnung bzw. Wiedergewinnung von Dampf und der Größe der Kühler ab, in denen verbrauchter Dampf kondensiert wird, so daß das Kondensat zur Aufrechterhaltung einer geeigneten Wasserbilanz in das System zurückgeführt werden kann.
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Die Betriebskosten derartiger Absorptionsanlagen hängen im allgemeinen zusammen mit der erforderlichen Menge an Wärme zur Entfernung einer bestimmten Menge an saurem Gas, z.B. der thermischen Effektivität, manchmal ausgedrückt als Kubikmeter entferntes saures Gas je Kilogramm verbrauchtem Dampf. Die Bemühungen, die Betriebskosten dieser industriellen Verfahren zu verringern, haben sich auf die Verwendung von Absorptionssystemen oder Kombinationen von chemischen Absorptionsmitteln konzentriert, die bei Verwendung der bestehenden Anlagen effektiver sind.
Es gibt eine Reihe von Patentschriften, in denen Verbesserungen zur Verbesserung der Effektivität der oben beschriebenen Verfahren zur Entfernung von sauren Gasen aus gasförmigen Mischungen vorgeschlagen werden. Einige dieser vorgeschlagenen Verbesserungen werden im folgenden beschrieben.
In der CA-PS 619 193 ist die Verwendung verschiedener wäßriger Lösungen, die Salze von Aminosäuren enthalten, zur Entfernung von Kohlendioxid enthaltenden Gasen aus gasförmigen Mischungen beschrieben. Diese Patentschrift betrifft den gleichen Absorptionsverfahrenstyp wie die vorliegende Erfindung. In dieser kanadischen Patentschrift ist jedoch nicht die Verwendung von wäßrigen Lösungen beschrieben, die Amine, deren Aminogruppe sterisch gehindert ist, und insbesondere Aminoalkohole enthalten.
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In der US-PS 2 139 122 wird eine neue Verbindung, 2-Amino-2-methyl-1-propanol, beschrieben und beansprucht, die definitionsgemäß ein sterisch gehinderter Aminoalkohol ist. Auf Seite 2, Spalte 2, Zeilen 24 bis 27, wird bezüglich der patentierten Aminoalkohole ausgeführt: "Aufgrund ihrer basischen Natur können diese Verbindungen auch zur Absorption von Säuren wie Schwefelwasserstoff oder Kohlendioxid aus Industriegasen verwendet werden." In dieser Patentschrift wird jedoch nicht die Lehre gegeben oder beschrieben, daß diese Aminoalkohole aufgrund ihrer sterischen Hinderung eine verbesserte "Arbeitskapazität" in einem Absorptionsverfahren für saure Gase im Vergleich zu Absorptionsverfahren für saure Gase unter Verwendung des herkömmlichen Aminoalkohols Monoethanolamin besitzen.
In der US-PS 2 176 441 ist die Verwendung von Aminosäuren mit einer primären, sekundären oder tertiären Aminogruppe und mindestens zwei Stickstoffatomen zur Entfernung von sauren Gasen beschrieben. Es werden zahlreiche allgemeine Formeln für die Aminosäuren angegeben, die für die Absorption von sauren Gasen geeignet sein sollen. Wenngleich bestimmte "sterisch gehinderte Amine" bei entsprechender Wahl der Substxtuentengruppen in den allgemeinen Formeln ableitbar sind, enthält diese Patentschrift keine Lehre, daß diese Amine irgendwelche unerwarteten Ergebnisse wie verbesserte Regenerationsraten gekoppelt mit hohen Absorptionsraten ergeben.
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In der ÜS-PS 3 622 267 ist ein Verfahren zur Absorption von sauren Gasen aus Synthesegasen beschrieben, bei dem eine wäßrige Mischung verwendet wird, die zwei bestimmte Aminoalkohole, nämlich Methyldiethanolamin und Monoethylmonoethanolamin enthält. In dieser Patentschrift findet sich kein Hinweis, von diesen beiden bestimmten Aminoalkoholen abzuweichen.
In zum Stand der Technik gehörenden weiteren Veröffentlichungen wird gelehrt, daß sterisch gehinderte Amine geringe Kombinationsgeschwindigkeiten mit CO- hätten. Daraus ist offensichtlich geschlossen worden, wenngleich auch andere Erklärungen möglich sind, daß sterisch gehinderte Amine für CO«-Absorptionsverfahren ineffektiv seien. Beispielsweise M.M. Sharma, Trans. Faraday Soc. , 61_, 681-8 (1965) beschreibt die Kinetik der Reaktionen von CO ~ und COS mit 38 Aminen, von denen einige sterisch gehinderte Amine sind. Andere Wissenschaftler haben die verhältnismäßig geringen Absorptionsraten von CO2 bei Aminen auf die sterische Hinderung zurückgeführt; siehe z.B. J.L. Frahn und J.A. Mills, Aust. J. Chem., V7, 256-73, 263 (1964) und M.B. Jensen, Acta Chemica Scandinavica, Y\_, 499-505 (1957).
Shrier und Danckwerts, Ind. Eng. Chem. Fundamentals, 8^, (1969) diskutieren die Verwendung von Aminen als Beschleu-
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niger für wäßrige Kohlendxoxxdabsorptionslösungen. Diese Wissenschaftler führten jedoch nur vorläufige Absorptionsversuche durch und erkannten nicht die einzigartigen Kapazitätsvorteile, die durch die Verwendung sterisch gehinderter Amine in einem Absorptionsverfahren für saures Gas erzielt werden. Im vorliegenden Zusammenhang ist ferner der Artikel von Danckwerts und Sharma in The Chemical Engineer, Oktober 1966, Seiten 244 bis 280 interessant.
Es ist offensichtlich, daß bei den oben beschriebenen bekannten Verfahren die Effizienz der Absorptionslösungen verwendenden Verfahren allgemein durch die verhältnismäßig langsame Übergangsgeschwindigkeiten der Moleküle des sauren Gases von der Gasphase in die flüssige Phase sowie in umgekehrter Richtung bei der Regenerierung der Absorptionslösung begrenzt ist. Bei vielen der oben beschriebenen bekannten Verfahren wird versucht, das Absorptionsverfahren für saure Gase effizienter zu machen.
In der NL-OS 76/06979 werden Mischungen sterisch gehinderter Amine beschrieben und beansprucht, die für Verfahren zur Absorption von sauren Gasen geeignet sind. Diese sterisch gehinderten Amine verbessern überraschend die Effizienz, die Effektivität und die "Arbeitskapazität" von Absorptionsverfahren für saure Gase aller drei oben genannten Kategorien. In
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der NL-OS 76/06979 wird die Behauptung aufgestellt, daß die beobachtete Steigerung der cyclischen oder Arbeitskapazität bei Verwendung von sterisch gehinderten Aminen auf der Instabilität deren Carbamate beruht. Diesbezüglich ähneln sterisch gehinderte Amine tertiären Aminen. Tertiäre Amine werden allerdings aufgrund ihrer geringen Absorptions- und Desorptionsgeschwindigkeiten nicht in technischem Maßstab zur Absorption von Kohlendioxid enthaltenden sauren Gasen verwendet.
Es wurde beobachtet, daß einige der bevorzugten sterisch gehinderten Amine für das wäßrige Aminverfahren, d.h. die sterisch gehinderten Aminoalkohole, nicht in hohen Konzentrationen verwendet werden können, ohne daß das Risiko einer Ausfällung besteht, wenn die wäßrige Lösung mit Kohlendioxid gesättigt ist. Dies ist ein wirtschaftlicher Nachteil, da herkömmliche beim wäßrigen Aminverfahren verwendete Amine, Monoethanolamin (MEA) und Diethanolamin (DEA), in Konzentrationen bis zu 5 Mol/l eingesetzt werden können.
Es wurde nun überraschend gefunden, daß wäßrige Lösungen, die die sterisch gehinderten Aminoalkohole in Kombination mit tertiären Aminoalkoholen enthalten, in der Lage sind, höhere Gesamtaminkonzentrationen als bei Verwendung der sterisch gehinderten Aminoalkohole allein zu erreichen. Entsprechend
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diesem unerwarteten Ergebnis kann mehr Kohlendloxid enthaltendes saures Gas je Volumeneinheit der Lösung als bei allein die sterisch gehinderten Aminoalkohole enthaltenden Lösungen behandelt werden, ohne daß die Vorteile einer verbesserten cyclischen Kapazität verloren gehen.
Es wurde weiterhin gefunden, daß die Kombination von tertiärem Aminoalkohol und sterisch gehindertem Aminoalkohol zu einer geringeren Reaktionswärmeentwicklung als bei Verwendung der sterisch gehinderten Amine allein führt und daß in einigen Fällen eine geringere Reaktionswärmeentwicklung als bei Diethanolamin erreicht werden kann.
Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend ein Verfahren zur im wesentlichen vollständigen Entfernung von Kohlendioxid enthaltenden sauren Gasen aus einer normalerweise gasförmigen Mischung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man
(a) die normalerweise gasförmige Mischung mit einer wäßrigen Aminlösung kontaktiert, in der das Amin aus mindestens etwa 50 Mol.% eines sterisch gehinderten Aminoalkohols und mindestens etwa 10 Mol.% eines tertiären Aminoalkohols besteht, wobei der sterisch gehinderte Aminoalkohol mindestens eine sekundäre Aminogruppe, die Teil eines Ringes und entweder an ein sekundäres oder ein tertiäres
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Kohlenstoffatom gebunden ist, oder eine primäre Aminogruppe gebunden an ein tertiäres Kohlenstoffatom enthält , und
(b) zumindest einen Teil der absorbierten, Kohlendioxid enthaltenden sauren Gase aus der Aminlösung desorbiert.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine wäßrige Aminabsorptionslösung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Amin aus
(a) mindestens etwa 50 Mol.% eines sterisch gehinderten Aminoalkohols, wobei der sterisch gehinderte Aminoalkohol mindestens eine sekundäre Aminogruppe, die Teil eines Ringes und entweder an ein sekundäres oder ein tertiäres Kohlenstoffatom gebunden ist, oder eine primäre Aminogruppe gebunden an ein tertiäres Kohlenstoffatom enthält, und
(b) mindestens etwa 10 Mol.% eines tertiären Aminoalkohols besteht.
Vorzugsweise beträgt die Gesamtaminkonzentration in der wäßrigen Lösung etwa 1 bis 6 und insbesondere etwa 3 bis 5 Mol/l. Bei den am meisten bevorzugten konzentrierten Lösungen besteht das Amin aus mindestens etwa 65 Mol.% des sterisch gehinderten
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Aminoalkohols und 20 bis etwa 35 Mol.% des tertiären Aminoalkohole. Das Zusammenwirken des sterisch gehinderten Aminoalkohols und des tertiären Aminoalkohols führt zu einer Erhöhung der Menge an absorbierten t Kohlendioxid enthaltenden Gasen im Vergleich zur Verwendung von sterisch gehinderten Aminen allein und zu einer geringeren Reaktionswärme.
Die Bezeichnung Kohlendioxid enthaltendes saures Gas schließt auch H9S, SO9, SOo, CS9, HCN, COS und die Sauerstoff- und Schwefelderivate von Cj-C.-Kohlenwasserstoffen in wechselnden Mengen ein, wie sie häufig in gasförmigen Mischungen auftreten. Diese letzteren Gase können in Spuren oder in erheblichen Mengenanteilen in einer gasförmigen Mischungen enthalten sein.
Das Kontaktieren der die Aminmischung enthaltenden Absorptionslösung und des Kohlendioxid enthaltenden sauren Gases kann in jedem geeigneten Kontaktturm erfolgen. Bei derartigen Verfahren kann die normalerweise gasförmige Mischung, aus der die sauren Gase zu entfernen sind, in innigen Kontakt mit der Absorptionslösung gebracht werden, indem herkömmliche Mittel, wie ein z.B. mit keramischen Ringen oder Sätteln gepackter oder mit Glockenboden oder Siebboden ausgestatterter Turm oder ein Blasenreaktor (bubble reactor), verwendest werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Absorptionsschritt durchgeführt, indem die gasförmige Mischung am Boden des Turmes eingespeist wird, während frische und/oder regenerierte Absorptionslösung am Kopf des Turms zugegeben wird- Die von sauren Gasen weitestgehend befreite gasförmige Mischung tritt am Kopf des Turmes aus. Die Temperatur der Absorptionslösung während des Absorptionsschrittes beträgt vorzugsweise etwa 20 bis 1OO C und insbesondere 4O bis etwa 60°C. Der Druck kann in einem weiten Bereich schwanken; geeignete Drücke sind 0,35 bis 140,6 atü, vorzugsweise 7,03 bis 1O5,5 atü und insbesondere 14,1 bis 70,3 atü im Absorptionsturm. Das Kontaktieren findet unter Bedingungen statt, bei denen das saure Gas, z.B. C0„, von der Lösung absorbiert wird. Während der Absorption wird die Lösung in einer Phase gehalten.
Die wäßrige, die wasserlösliche Aminabsorptionsmittelmischung enthaltende Lösung, die teilweise oder ganz mit Gasen, wie CO2 und H2S, gesättigt ist, kann regeneriert werden, so daß sie in den Absorptionsturm zurückgeführt werden kann. Die Regenerierung soll ebenfalls in einer einzigen flüssigen Phase erfolgen. Die Regenerierung oder Desorption erfolgt auf herkömmliche Weise wie durch Druckverringerung, die den spontanen Austritt der sauren Gase aus der Absorptionslösung bewirkt, oder indem man die Absorptionslösung in einen ähnlich konstruierten Turm wie in der Absorptionsstufe am oder
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In der Nähe des Turmkopfes einspeist und von unten ein inertes Gas, wie Luft oder Stickstoff oder vorzugsweise Dampf, in den Turm einleitet. Die Temperatur"der Lösung während der Regenerierung soll etwa 50 bis 170 C und vorzugsweise 80 bis 1500C betragen. Nachdem die Absorptionslösung zumindest von einem Teil der absorbierten sauren Gase befreit ist, kann sie zum Absorptionsturm zurückgeführt werden. Falls erforderlich, kann zusätzlich frisches Absorptionsmittel zugesetzt werden.
Im Rahmen der Desorption wird beispielsweise die das saure Gas, z.B. CO2, enthaltende Lösung aus dem Hochdruckabsorber zuerst in eine Entspannungskammer geleitet, in der Dampf und etwas CO2 bei geringem Druck aus der Lösung entweichen. Die entweichende Menge an CO2 beträgt im allgemeinen etwa 35 bis 40 % der bei der Desorption insgesamten entfernten Menge an C0„. Diese Menge erhöht sich etwas, z.B. auf 40 bis 50 %, bei der erfindungsgemäßen Amlnmischung mit einer hohen Desorptionsgeschwindigkeit, da eine größere Annäherung an den Gleichgewichtszustand bei der Entspannung erreicht wird. Die Lösung aus der Entspannungskammer wird dann in einem gepackten oder einem mit Böden ausgestatteten Turm mit Dampf gereinigt, wobei der Dampf im Kessel am Boden des Turms erzeugt wird. Der Druck in der Entspannungskammer und
im Reinigungsturm beträgt gewöhnlich 0,07 bis 3,52 kg/cm
2 und vorzugsweise 1,05 bis 2,11 kg/cm . Die Temperatur beträgt etwa 50 bis 170°C und vorzugsweise 80 bis etwa 150°C. Die
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- 2O -
Reinigungs- und Entspannungstemperaturen richten sich natürlich nach dem Druck, so daß beispielsweise bei einem Druck
von etwa I705 bis 2,11 kg/cm im Reinigungsturm die Temperatur etwa 80 bis 15O°C bei der Desorption beträgt.
In einer besonders bevorzugten Ausfuhrungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren zur im wesentlichen vollständigen Entfernung von Kohlendioxid enthaltenden sauren Gasen aus normalerweise gasförmigen Mischungen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man
(a) die normalerweise gasförmige Mischung unter Bedingungen, bei denen das Kohlenstoffdioxid enthaltende saure Gas in der Aminlösung absorbiert wird, vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa 20 bis 100 C und insbesondere 40 bis etwa 600C und bei einem Druck von etwa 0,35 bis 140,6 atü, vorzugsweise 7,03 bis 105,5 atü und insbesondere 14,1 bis 70,3 atü mit einer konzentrierten wäßrigen Lösung wasserlöslicher Amine kontaktiert, in der die Amine im wesentlichen aus mindestens etwa 50 Mol.%, vorzugsweise mindestens etwa 65 Mol.% eines sterisch gehinderten Aminoalkohols und mindestens etwa 10 Mol.% und vorzugsweise 20 bis etwa 35 Mol.% eines tertiären Aminoalkohols bestehen, wobei der sterisch gehinderte Aminoalkohol mindestens eine sekundäre Aminogruppe,
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die Teil eines Ringes und entweder an ein sekundäres oder tertiäres Kohlenstoffatom gebunden ist, oder eine primäre Aminogruppe gebunden an ein tertiäres Kohlenstoffatom enthält und wobei die Gesamtaminkonzentration in der Lösung etwa 1 bis 6 Mol/l beträgt, und
(b) die Aminlösung in einer Desorptionsstufe unter Bedingungen desorbiert, bei denen mindestens ein Teil der Kohlendioxid enthaltenden Gase aus der Aminlösung desorbiert wird, vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa 50 bis 1700C und insbesondere 80 bis 1500C und bei einem Druck
2
von etwa 0,07 bis 3,52 kg/cm und insbesondere etwa 1,05
2 bis 2,11 kg/cm .
Die regenerierte Aminlösung kann anschließend so wie sie ist oder kombiniert mit frischer Absorptionslösung in den Absorber zurückgeführt werden.
Selbstverständlich ist es möglich, das erfindungsgemäße Verfahren zusammen mit anderen Reinigungs- bzw. Waschverfahren für saure Gase zu verwenden. Beispielsweise können an Kohlendioxid reiche Lösungen zuerst nach dem "hot pot"-Verfahren, vorzugsweise dem in der NL-OS 76/06979 beschriebenen Verfahren behandelt werden. Dieses grob vorgereinigte Gas kann dann zur Entfernung der Reste von Kohlendioxid enthaltenden Gasen nach dem^ erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden.
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Wie schon oben ausgeführt, gehören zu den für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneten sterisch gehinderten Aminoalkoholen solche Aminoalkohole, die mindestens eine sekundäre Aminogruppe, die Teil eines Ringes und entweder an ein sekundäres oder ein tertiäres Kohlenstoffatom gebunden ist, oder eine primäre Aminogruppe gebunden an ein tertiäres Kohlenstoffatom enthalten. Die am meisten bevorzugten sterisch gehinderten Aminoalkohole für das erfindungsgemäße Verfahren sind u.a. 2-Amino-2-methyl-1-propanol, 2-Amino-2-methyl-1-butanol, 3-Amino-3-methyl-1-butanol und 3-Amino-3-methyl-2-pentanol.
Weitere Beispiele für geeignete sterisch gehinderte Aminoalkohole sind die folgenden:
AMINOÄTHER Sterisch gehinderte Amino-hydroxyalkylather:
CH3
H2N-C-CH2-O-CH2-CH2OH 2(2-Amino-2-methyl-
' propoxy)-ethanol
CxI3
AMINOALKOHOLE Sterisch gehinderte primäre Monoaminoalkohole:
C - CH - CH3 -3-Amino-3-methyl-
CH0 OH 2-pentanol
CH0
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28O5M0
CH2OH
H2N -
1-Hydroxymethyl-cyclo pentylamin
2,3-Dimet.hyl-3-airtino-1-butanol
2-Amino-2-ethyl-1-butanol
1-Methyl-2-hydroxycyclopentylamin
CH3
H2N -
C-CH ι ι
CH3 OH
- CH2 - CH3
NH2 CH2-CH2-OH 2-Amino-2-methyl-3-pentanol
2,4-Dimethyl-2-aminocyclohexanol
1-Hydroxyethylcyclohexylamin
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CH20H i-Hydroxymethyl-3-methylcyclohexylamin
CH3 2-Hydroxymethyl-i-methylcyclohexylamin
CH3 NH2 CH2OH
CH3
H2N - C -
ι
CH3 CH2OH
CH3
H2N - C -
CH2
CH3
CH3 CH - CHo
ι °
CH3 OH
H2N - C -
1
CH3
C-OH
CH3
CH3
H2N - π- n-o
a a
U) I U)
2-Amino-2-methyl-1-propanol
2-Amino-2-methyl-1-butanol
H2N -C- CH2 - CH2OH 3-Amino-3-methy 1-1-butanol
3-Amino-3-methy1-2-butano1
2-Amino-2,3-dimethyl-3-butanol
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H2N
CH-, ι J
C - CH2OH 2-Ainino-2,3-dimethy 1-1 -butanol
CHV CH,
CH2OH NH2 i-Hydroxymethyl-cyclohexylamin
2-subsituierte Piperidinalkohole
CH2OH
2-Piperidirmethanol
N »
CH2-CH2OH 2-Piperidinethanol
N H
H3C^
CH-CH3 OH
OH
2-(1-Hydroxyethyl)-piperidin 5-Hydroxy-2-methy!piperidin
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2305640
2-Methyl-3-hydroxypiperidin
2,6-Dimethyl-3-hydroxypiperidin 2,5-Dimethyl-4-hydroxypiperidin
Geeignete tertiäre Aminoalkohole, die in Kombination mit den sterisch gehinderten Aminoalkoholen verwendet werden können, sind u.a. solche tertiäre Aminoalkohole, die wasserlöslich sind und die Löslichkeit der sterisch gehinderten Aminoalkohole bei hohen CO„-Konzentrationen erhöhen. Die bevorzugten tertiären Aminoalkohole sind u.a. N-Methy!diethanolamin, 2-Dimethylaminoethanol,3-Dimethylamino-1-propanol und 1-Diethylamino-2-propanol.
Weitere Beispiele für geeignete tertiäre Aminoalkohole sind die folgenden:
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28056M)
,CH2 - CH2OH
CH3 - N
C2H5 - N
CH2 - CH2OH .CH2 - CH2OH
CH2 - CH2OH N-Methy!diethanolamin
N-Ethy!diethanolamin
CH3
N CH3 - CH2 - CH2OH
CH3
N -
/
CH3
CH3
CH - CH2OH
2-Dimethylaminoethanol
2-Dimethylamino-1-propanol
^N - CH2 - CH2 - CH2OH CH3
CH3
^TN- CH2 - CH - CH3
/ I
CH3 OH
3-Dimethylamino-1-propanol
1-Dimethylamino-2-propanol
N - CH2 - CH2OH
C2H5
N-Methy1-N-ethy!ethanolamin
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N - CH2 - CH2OH 2-Diethylaminoethanol
C2H5
CII3
N -
CH3
CH
3X
CH3
N -
CHo
i CH
CH2 CH2OH
CHo f J CH
CHOH CHo
3-Dimethylamino-1-butanol 3-Dimethylamino-2-butanol
CH3
/ CHq - CH
I
CH3
!N-CH2- CH2OH
N-Methy1-N-isopropy1-ethanolamin
CH3
C2H5
N - CH2 - CH2 - CH2OH N-Methyl-N-ethyl-3-aitiino-i-propanol
N - CH2 - CH2 - CH2 - CH2OH 4-Dimethylamino-1 -butanol
CH3
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- CH2 - CH2 - CH - CH3
4-Dimethylamino-2-butanol
^N - CHo ■- CH - CHoOH
CH3 CH3
CHt OH
^N- CH2 — C - CH3
X I
CH3 CU3
CH3 - CH2 - CH - CH2OH I CH3 XCH3
CH3
CH3-C- CH2OH i,CH3
n:
3-Dimethylamino-2-methyl-1-propanol
1-Dimethylamino-2-methyl-2-propanol
2-Dimethy!amino-1-butanol
2-Dimethylamino-2-methyl-1-propanol
'CH3
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Der tertiäre Aminoalkohol kann zusammen mit dem sterisch gehinderten Aminoalkohol in jeder geeigneten Weise verwendet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden der sterisch gehinderte Aminoalkohol und der tertiäre Aminoalkohol zu einem Konzentrat vorgemischt. Dieses Konzentrat kann gegebenenfalls übliche Additive wie Antischaummittel, Antioxydationsmittel, Korrosionsschutzmittel usw. enthalten. Beispiele für derartige Additive sind u.a. arsenige Säureanhydrid, selenige und tellurige Säure, Protide, Vanadinoxide, wie z.B. V3O3, Chromate, wie K3Cr3O7 usw.
Wenn nicht anders angegeben, sind in den folgenden Beispielen alle Teil- und Prozentangaben auf das Gewicht bezogen.
Beispiel 1
In einen 1 1-Autoklaven, der mit einem Rührer sowie Einlaß- und Auslaßrohren für Gase (die eintretenden Gase waren mit Wasser gesättigt und die austretenden Gase wurden durch einen Kühler geleitet, um die im Autoklaven und in der Probenahmevorrichtung vorhandene Wassermenge konstant zu halten) ausgerüstet war, wurde eine wäßrige Aminabsorptionslösung gegeben, die aus 500 g etwa 3 molarer Lösung von 2-Amino-2-methyl-1-propanol (AMP) allein oder in Kombination mit den tertiären Aminoalkoholen bestand. Es wurden Gleichgewichtsversuche
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durchgeführt, wobei die Absorptionsbedingungen mit 37,7 C und
2
P„o von 2,81 kg/cm simuliert wurden. Die Desorptionsbedingungen wurden mit 121 C und P von Ο,ΟΟ3 kg/cm simuliert. In Tabelle 1 sind die durch 500 g verschiedener Aminabsorptionslösungen absorbierten CO^-Mengen angegeben. Die Desorption war in allen Fällen praktisch vollständig.
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Tabelle 1 Ergebnisse der Gleichgewichtsversuche
sterisch gehinderter Aminoalkohol
3 m 2-Amino-2-methyl-1-propanol
O CO OO CO Ca» 1— O CD
tertiärer Aminoalkohol
1,5 m N-Methy!diethanolamin
1,5 m 2-Dimethylaminoethanol
1,5 m 3-Dimethylamino-i-propanol
2 in 1-Diethylamino-2-propanol
g absorbiertes
2
62,5
89
83
93
97 '
σ Cn cn
Tabelle 1 zeigt deutlich, daß der Zusatz des tertiären Aminoalkohols zu einer größeren Kapazität als mit einer 3 molaren Lösung des sterisch gehinderten Aminoalkohols 2-Amino-2-methyl-1-propanol allein führt. Unter den gleichen Bedingungen absorbieren 500 g 5 molare Diethanolaminlösung 70 g CO~, d.h. weniger als die Kombination aus sterisch gehinderten und tertiären Aminen.
Aus den Gleichgewichtsisothermen können die Reaktionswärmen für verschiedenen COj/Amin-Molverhältnisse berechnet werden. Ihre Durchschnittswerte für verschiedene Lösungen sind in Tabelle 2 gegenübergestellt. Daraus geht klar hervor, daß der Zusatz des tertiären Aminoalkohols zu einer geringeren Reaktionswärme als bei Verwendung von 2-Amino-2-methyl-1-propanol allein führt.
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Tabelle 2
Absorptionswärme bei Absorption von CO„
sterisch gehinderter Aminoalkohol 3 πι 2-Amino-2-methyl-1-propanol
O CO OO
tertiärer Aminoalkohol
1,5 m N-Methy!diethanolamin
1,5 m 2-Dimethylaminoethanol
1,5 m 3-Dimethylamino-i-propanol
2 m 1-Dimethylamino-2-propanol
Δ H, BTU/lb. Mol 31,500 24,000 24,0OO 22,0OO ι 25,500
Beispiel 2
Die Gas/Flüssig-Gleichgewichtsversuche gemäß Beispiel 1 wurden unter Verwendung von 1 kg 3 m Lösung von 2-Amino-2-methyl-1-propanol (AMP) allein oder in Kombination mit einer 1,5 m Lösung von N-Methy!diethanolamin (MDEA) als Aminabsorptionslösung wiederholt. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle 3 wiedergegeben.
Tabelle 3
In 1 kg (Anfangsgewicht) Absorptionslösung enthaltene Menge an Co2 unter Absorptions- und Desorptionsbedxngungen
3 m AMP 3 m AMP +1,5m MDEA 37,80C, Pco =2,81 kg/cm2 130 g CO2 178 g CO2 121,1°C, Pco = 0,007 kg/cm2 3 g CO2 2 g CO2
Differenz 127 g CO2 176 g CO3
Aus Tabelle 3 geht klar hervor, daß der Zusatz von MDEA zu einer 40 %-igen Zunahme der in einem Absorptions/Desorptions-Zyklus umgesetzten C02~Menge führt, z.B. 176 g CO2 gegenüber 127 g CO2.
Die Absorptionswärme von CO2 in 3 molarer 2-Amino-2-methyl-1-propanollösung (AMP) allein oder in Kombination mit dem tertiären Aminoalkohol N-Methy!diethanolamin (MDEA) wurde aus den
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Isothermen bei verschiedenen CO^/Amin-Verhältnissen berechnet. Diese Daten sind in Tabelle 4 angegeben. Es zeigt sich deutlich, daß der Zusatz von MDEA zu einer erheblichen Abnahme der Reaktionswärme (Absorptionswärme) insbesondere im hohen Konzentrationsbereich führt. Es ist z.B. ersichtlich, daß bei Werten für das CO^/Amin-Verhältnis von mehr als 0,6 die Absorptionswärme für 3 m AMP + 1,5 m MDEA der bei wäßrigen, Aminbeschleuniger enthaltenden K„CO3-Systemen beobachteten entspricht.
Tabelle 4
Reaktionswärmen von C0„ mit AMP oder AMP + MDEA bei verschiedenen CO2/Amin-Verhältnissen
C0„/Amin C0~/Amin CO^/Amin
Amin 0,2 ^0,4 0,6
3 m AMP 36.0OO BTU/lb mol 32.400 BTü/lb mol 30.200
BTU/Ib mol
3 m AMP + 31.7OO BÜT/lb mol 25.000 BTU/lb mol 20.800 1,5 m MDEA BTü/lb mol
(a) Bei den CO^/Amin-Verhältnissen handelt es sich um molare Verhältnisse
Durch das Zusammenwirken der tertiären Aminoalkohole und der sterisch gehinderten Aminoalkohole ist es, wie die obigen Beispiele zeigen, überraschend möglich, eine höhere Gesamtaminkonzentration als bei der Verwendung des sterisch gehinderten Aminoalkohols allein zu verwenden und dementsprechend mehr
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CO2 je Volumeneinheit Lösung behandeln zu können. Die erfindungsgemäße Äminabsorptionslösung ergibt darüber hinaus überraschenderweise eine geringere Reaktionswärme als die sterisch gehinderten Aminoalkohole allein (z.B. wie in Tabelle 4 gezeigt) . Die Versuche und Berechnungen haben außerdem ergeben, daß die Absorptionswärme der 3 m AMP/2 m i-Diethylamino-2-propanol (DEAP)-Lösung 27.000 BTU/Ib χ Mol beträgt, während der durchschnittliche in der Literatur angegebene Wert für Diethanolamin (DEA) 28.700 BTü/lb χ Mol ist.
Beispiel 3
CO~-Absorptions/Desorptions-Zyklen wurden in einer Glasapparatur bei Atmosphärendruck durchgeführt. Der Absorber entsprach dem in der US-Patentanmeldung Serial No. 590 427 vom 26. Juni 1975 beschriebenen, d.h. ein Gefäß mit einer Kapazität von 2,5 1 und einem Durchmesser von 10 cm ausgerüstet mit einem Heizmantel, einem Rüherer, einem Rückflußkühler und einem Einlaßrohr für Gase.
Der Desorber war ein 1 1-Gefäß ausgerüstet mit einem Teflon-Rührer / einer Gasverteilungsvorrichtung, einem Rückflußkühler und einem Thermometer.
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Lösungen verschiedener Amine wurden den Absorptions/Desorptions-Reabsorptions-Zyklen unterworfen. Jede Lösung wurde zuerst in den Absorber getan und auf 4O°C erwärmt.
Der Absorber wurde evakuiert, bis die Lösung anfing zu sieden. Dann wurde CO2 in die Lösung eintreten gelassen, bis diese gesättigt war. Die an CO2 reiche Lösung wurde in den Desorber überführt und 15 Minuten lang zum Sieden erhitzt, wobei langsam Stickstoff durchgeleitet wurde, was ein Entweichen von CO2 bewirkte. Die so regenerierte Lösung wurde in den Absorber zurückgeführt und wieder mit CO2 kontaktiert. In Tabelle 5 sind die von verschiedenen Lösungen absorbierten Mengen an CO „ in Litern angegeben. Um die Reabsorptionsraten zu vergleichen, sind außerdem die Zeiten für die Absorption vom 6-ten bis 10-ten und 16-ten bis 20-ten Liter CO- angegeben. Basierend auf diesen Versuchen und den daraus erhaltenen Ergebnissen können folgende Feststellungen getroffen werden:
(a) Ein tertiäres Amin allein (Versuch 9) führt zu sehr viel geringeren Absorptionsraten als ein herkömmliches oder ein sterisch gehindertes Amin gleicher Konzentration (Versuche 1 und 2), wenngleich es mehr CO „ als das herkömmliche Amin und nur geringfügig weniger als ein sterisch gehindertes Amin absorbiert;
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(b) der Zusatz eines tertiären Amins zu einem sterisch gehinderten Amin (Versuche 4 bis 7) führt im Vergleich zu dem sterisch gehinderten Amin allein (Versuch 1) zu einer Zunahme der reabsorbierten CO^-Menge; und
(c) die gleichen Kombinationen von tertiären und sterisch gehinderten Aminen (Versuche 4 und 5) führen zu ähnlichen Absorptionsraten, wie man sie mit 5 m Diethanolamin (Versuch 3) erhält und darüber hinaus zu größeren Mengen an reabsorbiertem CO«.
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Tabelle 5
Ergebnisse der CO,,-Reabsorption in regenerierten Lösungen
C
CC
OC
Versuch Nr.
1 2
3· 4
Amin
6 7 8 9
3 in 2-Amino-2-methyl-1 -propanol
3 in Diethanolamin
5 m Diethanolamin
3 m 2-Amino-2-methyl-1-propanol +
2 m i-Diethylamino-2-propanol
3 m 2-Amino-2-methyl-1-propanol + 1,5m 2-Dimethylaminoethanol
3 m 2-Amino-2-methy1-1-propanol +
1,5 m 3-Dimethylamino-1-propanol
2,5 m 2-Amino-2-methyl-1-propanol +
2,5m i-Dimethylamino-2-propanol
2,5 m Diethanolamin +
2,5 m 2-Diethylaminoethanol
3 m 2-Diethylaminoethanol
reabsorbiertes CO, Liter
37,5 25
33
39
42,4 41,4
39,5 36,1 33,8
6-ter bis 10-ter Liter Zeit, Sek. 29 33 31 32
32 42
40
49
100
16-ter bis 20-ter
Liter
Zeit, Sek.
48 87 42 41
44 49
50
59
120
O Cn CD
Im Vergleich zu einem im wesentlichen unter denselben Bedingungen ohne die Verwendung eines sterisch gehinderten Amins arbeitenden Verfahren, wie in der NL-OS 76/06979 beschrieben und beansprucht, bietet das erfindungsgemäße Verfahren neben den Vorteilen einer geringeren Reaktionswärme und einer höheren Gesamtaminkonzentration gegenüber der Verwendung der sterisch gehinderten Amine allein den Vorteil einer verbesserten "Arbeitskapazität". Wie in der NL-OS 76/06979 bedeutet die Bezeichnung "Arbeitskapazität" die thermodynamische cyclische Kapazität, d.h. die Beladung gemessen unter Gleichgewichtsbedingungen. Diese Arbeitskapazität kann aus der Beziehung zwischen CO^-Druck im Gas und der CO„-Beladung der Lösung im Gleichgewicht bei einer vorgegebenen Temperatur erhalten werden. Zur Berechnung der thermodynamischen cyclischen Kapazität müssen gewöhnlich folgende Parameter festgelegt werden: (1) CO^-Absorptionsdruck, (2) CO,,-Regenerierungsdruck, (3) Temperatur bei der Absorption, (4) Temperatur bei der Regenerierung, (5) Lösungszusammensetzung, d.h. Gew.% Amin und (6) Gaszusammensetzung.
Die verbesserte Arbeitskapazität, die aus der Verwendung des sterisch gehinderten Amins und des tertiären Aminoalkohols resultiert, kann durch direkten Vergleich mit einem Verfahren bestimmt werden, bei dem die wäßrige Absorptionslösung kein sterisch gehindertes Amin enthält. Man findet beispielsweise
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beim Vergleich von zwei wäßrigen Aminabsorptionsverfahren für CO „ (das bedeutet entsprechende Gaszusammensetzung, entsprechende Absorptionslösung, entsprechender Druck und entsprechende Temperatur),das bei Verwendung von sterisch gehinderten Aminen und tertiären Aminoalkoholen die Differenz zwischen der am Ende der Absorptionsstufe (im Gleichgewicht) absorbierten CO2-Menge und am Ende der Desorptionsstufe (im Gleichgewicht) absorbierten CO2~Menge erheblich größer ist, im allgemeinen mindestens 15 % größer und oft 20 bis 60 % größer als die Arbeitskapazität einer wäßrigen Aminabsorptionslösung, die kein sterisch gehindertes Amin und keinen tertiären Aminoalkohol enthält, wie z.B. eine wäßrige, Diethanolamin enthaltende Lösung.
Entsprechend wird bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Kohlendioxid enthaltendes saures Gas aus einem normalerweise gasförmigen Strom durch ein Verfahren entfernt, bei dem man in aufeinanderfolgenden Stufen
(1) den normalerweise gasförmigen Einsatzstrom mit einer Aminlösung unter Bedingungen kontaktiert, bei denen das Kohlenstoff dioxid enthaltende Gas in der Lösung absorbiert wird, und
(2) die Lösung unter Bedingungen regeneriert, bei denen das saure Gas aus der Lösung desorbiert und das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Verfahren unter Bedingungen durchführt, bei denen die Arbeitskapazität größer ist als unter den im wesentlichen gleichen Absorptions- und Desorptions-
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bedingungen aber mit dem Unterschied, daß die Lösung kein sterisch gehindertes Amin und keinen tertiären Aminoalkohol enthält, wobei die Arbeitskapazität definiert ist als die Differenz in Molen zwischen der CO2~Beladung der Lösung unter Absorptionsbedingungen (Stufe 1) und der CO2-Beladung der Lösung unter Regenxerungsbedingungen (Stufe 2) jeweils gemessen unter Gleichgewichtsbedingungen.
se:bü
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Claims (18)

UEXKÜLL & STOLBERG PATENTANWÄLTE BESELERST^ASSE 4 2000 HAMBURG 52 DR. J.-D. FRHR. von UEXKÜLL DR. ULRICH GRAF STOLBERG DIPL.-ING. JÜRGEN SUCHANTKE Exxon Research and (Prio: 14. Februar 1977 Engineering Company US 768 421 - 14679) Linden, N.J. / V.St.A. Hamburg, 8. Februar 1978 Verfahren zur Entfernung von Kohlendioxid enthaltenden sauren Gasen aus einer normalerweise gasförmigen Mischung Patentansprüche
1. Verfahren zur Entfernung von Kohlendioxid enthaltenden sauren Gasen aus einer normalerweise gasförmigen Mischung, dadurch gekennzeichnet, daß man
(a) die normalerweise gasförmige Mischung mit einer wäßrigen Aminlösung kontaktiert, in der das Amin aus mindestens etwa 50 Mol.% eines sterisch gehinderten Aminoalkohols und mindestens etwa 10 Mol.% eines tertiären Aminoalkohols besteht, wobei der sterisch gehinderte Aminoalkohol mindestens eine sekundäre Aminogruppe, die Teil eines
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ORIGINAL INSPECTED
Ringes und entweder an ein sekundäres oder ein tertiäres Kohlenstoffatom gebunden ist, oder eine primäre Aminogruppe gebunden an ein tertiäres Kohlenstoffatom enthält, und
(b) zumindest einen Teil der absorbierten, Kohlendioxid enthaltenden sauren Gase aus der Aminlösung desorbiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als tertiären Aminoalkohol N-Methy!diethanolamin, N-Ethy!diethanolamin, 2-Dimethylaminoethanol, 2-Dimethylamino-1-propanol, 3-Dimethylamino-i-propanol, 1-Dimethy1-amino-2-propanol, N-Metthyl-N-ethy!ethanolamin, 2-Diethylaminoethanol, 3-Dimethylamino-1-butanol, 3-Dimethylamino-2-butanol, N-Methy1-N-isopropy!ethanolamin, N-Methyl-N-ethyl-3-amino-1-propanol, 4-Dimethylamino-ibutanol, 4-Dimethylamino-2-butanol, 3-Dimethylamino-2-methy1-1-propanol, 1-Dimethylamino-2-methyl-2-propanol, 2-Dimethylamino-1-butanol und/oder 2-Dimethylamino-2-methyl-1-propanol verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als tertiären Aminoalkohol N-Methy!diethanolamin, 2-Diethylaminoethanol, 3-Diethylamino-1-propanol und/oder 1-Diethylamino-2-propanol verwendet.
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4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als sterisch gehinderten Aminoalkohol 2-Amino-2-methyl-1-propanol, 2-Amino-2-methyl-1-butanol, 3-Amino-3-methyl-1-butanol und/oder 3-Amino-3-methyl-2-pentanol verwendet.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man eine etwa 1 bis 6 molare (Gesamtaminkonzentration) Aminlösung verwendet, in der, bezogen auf den gesamten Amingehalt, der Gehalt an sterisch gehindertem Aminoalkohol mindestens 65 Mol.% und an tertiärem Aminoalkohol etwa 20 bis 35 Mol.% beträgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als sterisch gehinderten Aminoalkohol 2-Amino-2-methyl-1-propanol verwendet.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man eine etwa 3 bis 5 molare (Gesamtaminkonzentration) Aminlösung verwendet.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Aminlösung verwendet, die zusätzlich Antischaummittel, Antioxydationsmittel und/oder Korrosionsschutzmittel enthält.
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9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Aminlösung verwendet, in der das Amin aus mindestens 5O Mol.% 2-Amino-2-methyl-1-propanol und mindestens etwa 1O Mol.% eines tertiären Aminoalkohole aus der Gruppe bestehend aus N-Methy!diethanolamin, 2-Dimethylaminoethanol, 3-Dimethylamino-i-propanol und 1-Dimethylamino-2-propanol besteht.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man eine etwa 1 bis 6 molare (Gesamtaminkonzentration) Aminlösung verwendet, in der, bezogen auf den Gesamtamingehalt, der Gehalt an 2-Amino-2-methyl-1-propanol mindestens 65 Mol.% und an tertiärem Aminoalkohol etwa 20 bis 35 Mol.% beträgt.
11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man eine etwa 3 bis 5 molare (Gesamtaminkonzentration) Aminlösung verwendet.
12. Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man die Absorption in Stufe (a) bei einer Temperatur von etwa 20 bis 10O0C und einem Druck von etwa 0,35 bis 140,6 atü und die Desorption in Stufe (b) bei einer Temperatur von etwa 50 bis 170 C und einem Druck von etwa 0,07 bis 3,52 kg/cm durchführt.
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-S-
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man die Absorption in Stufe (a) bei einer Temperatur von etwa 40 bis 60 C und einem Druck von etwa 7,03 bis 105,5 atü und die Desorption in Stufe (b) bei einer Temperatur
von etwa 80 bis 1500C und einem Druck von etwa 1,05 bis
2 2,11 kg/cm durchführt.
14. Wäßrige Aminabsorptionslösung, dadurch gekennzeichnet, daß das Amin aus
(a) mindestens etwa 50 Mol.% eines sterisch gehinderten Aminoalkohols, wobei der sterisch gehinderte Aminoalkohol mindestens eine sekundäre Aminogruppe, die Teil eines Ringes und entweder an ein sekundäres oder ein tertiäres Kohlenstoffatom gebunden ist, oder eine primäre Aminogruppe gebunden an ein tertiäres Kohlenstoffatom enthält, und
(b) mindestens etwa 10 Mol.% eines tertiären Aminoalkohols besteht.
15. Wäßrige Aminabsorptionslösung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß, bezogen auf das gesamte Amin, der Anteil des sterisch gehinderten Aminoalkohols mindestens etwa 65 Mol.% und der Anteil des tertiären Aminoalkohols etwa 20 bis 35 Mol.% betragen.
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16. Wäßrige Aminabsorptionslösung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der sterisch gehinderte Aminoalkohol 2-Amino-2-methyl-1-propanol und der tertiäre Aminoalkohol N-Methy!diethanolamin, 2-Dimethylaminoethanol, 3-Dimethylamino-1-propanol und/oder 1-Diethylamino-2-propanol sind.
17. Wäßrige Aminabsorptionslösung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie etwa 1 bis 6 molar (Gesamtaminkonzentration) an Amin ist.
18. Wäßrige Aminabsorptionslösung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie etwa 3 bis 5 molar (Gesamtaminkonzentration) an Amin ist.
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NL (1) NL7801301A (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4238206A (en) * 1979-03-05 1980-12-09 Columbia Gas System Service Corporation Using solvents for acidic gas removal
EP0227259A1 (de) * 1985-10-28 1987-07-01 The Dow Chemical Company Beseitigung von Schwefel aus Kohlenwasserstoffen
EP0671199A2 (de) * 1994-03-09 1995-09-13 The Kansai Electric Power Co., Inc. Verfahren zur Entfernung von Kohlendioxid und Schwefeloxiden aus Verbrennungsabgasen

Families Citing this family (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4343716A (en) * 1978-08-02 1982-08-10 Exxon Research & Engineering Co. 1-Secondary or 1-tertiary alkyl or cycloalkyl-hexahydro-2-pyrimidinones and 1-secondary or 1-tertiary alkyl or 1-cycloalkyl-2-imidazolidinones and their use as antifoaming agents
US4183903A (en) * 1978-08-02 1980-01-15 Exxon Research & Engineering Co. Method of removing carbon dioxide from gases utilizing an alkaline absorption solution containing a cyclic urea anti-foaming agent
US4208385A (en) * 1978-08-04 1980-06-17 Exxon Research & Engineering Co. Process for defoaming acid gas scrubbing solutions and defoaming solutions
US4282194A (en) * 1980-02-19 1981-08-04 Exxon Research & Engineering Co. Process for converting cyclic urea to corresponding diamine in a gas treating system
US4282193A (en) * 1980-02-19 1981-08-04 Exxon Research & Engineering Co. Process for converting cyclic urea to corresponding diamine in a gas treating system
EP0034901B1 (de) * 1980-02-19 1984-08-08 Exxon Research And Engineering Company Verfahren zum Auswaschen saurer Gase mit Lösungen gehinderter Amine und Wiedergewinnung der gehinderten Amine aus dem als Nebenprodukt anfallenden zyklischen Harnstoff
US4471138A (en) * 1982-01-18 1984-09-11 Exxon Research And Engineering Co. Severely sterically hindered secondary aminoether alcohols
US4405585A (en) * 1982-01-18 1983-09-20 Exxon Research And Engineering Co. Process for the selective removal of hydrogen sulfide from gaseous mixtures with severely sterically hindered secondary aminoether alcohols
US4508692A (en) * 1982-01-18 1985-04-02 Exxon Research & Engineering Co. Process for the selective removal of hydrogen sulfide from gaseous mixtures with strongly basic tertiary amino compounds
US4405581A (en) * 1982-01-18 1983-09-20 Exxon Research And Engineering Co. Process for the selective removal of hydrogen sulfide from gaseous mixtures with severely sterically hindered secondary amino compounds
US4417075A (en) * 1982-01-18 1983-11-22 Exxon Research And Engineering Co. Di-(Secondary and tertiaryalkylaminoalkoxy)alkanes
DE3308088A1 (de) * 1983-03-08 1984-09-27 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zum entfernen von co(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts) und/oder h(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)s aus gasen
IN164027B (de) * 1984-03-29 1988-12-31 Basf Ag
US4557911A (en) * 1984-06-28 1985-12-10 Amoco Corporation Process for producing sweet CO2 and hydrocarbon streams
FR2631852B1 (fr) * 1988-05-24 1990-08-31 Elf Aquitaine Liquide absorbant des gaz acides renfermant une composante alcanolamine tertiaire et un activateur d'absorption du co2 et son application a la desacidification de gaz contenant co2 et eventuellement d'autres gaz acides
US5366709A (en) * 1990-01-18 1994-11-22 Societe Nationale Elf Aquitaine Production Liquid absorbent for acidic gases and process of deacidification of a gas
ES2054049T5 (es) * 1988-05-24 1997-12-16 Elf Aquitaine Liquido absorbente de gases acidos que contiene una alcanol-amina terciaria y un activador de absorcion del co2, y su aplicacion a la desacidificacion de gas conteniendo co2 y eventualmente otros gases acidos.
CN1034313C (zh) * 1990-04-28 1997-03-26 南京化学工业公司研究院 净化酸性气体的方法
EP0553643B1 (de) * 1992-01-17 1998-05-13 The Kansai Electric Power Co., Inc. Verfahren zur Behandlung von Verbrennungsabgasen
DK0558019T4 (da) * 1992-02-27 2006-05-01 Kansai Electric Power Co Fremgangmåde til fjernelse af carbondioxid fra forbrændingsudstødningsgas
KR0123107B1 (ko) * 1992-02-27 1997-11-12 아끼야마 요시히사 연소배기가스중의 2산화탄소의 제거방법
US5603908A (en) * 1992-09-16 1997-02-18 The Kansai Electric Power Co., Inc. Process for removing carbon dioxide from combustion gases
US6689332B1 (en) * 1992-09-16 2004-02-10 The Kansai Electric Power Co, Inc. Process for removing carbon dioxide from combustion gases
EP0875280B1 (de) * 1993-10-06 2001-08-22 The Kansai Electric Power Co., Inc. Verfahren zur Abscheidung von Kohlendioxid aus Verbrennungsabgasen
EP0672446B1 (de) * 1994-03-18 2002-11-13 The Kansai Electric Power Co., Inc. Verfahren zur Entfernung von Schwefelwasserstoff aus Gasen
JP3626796B2 (ja) * 1995-10-03 2005-03-09 三菱重工業株式会社 高圧天然ガス中の高濃度炭酸ガスを除去する方法
JP3392609B2 (ja) * 1995-12-01 2003-03-31 三菱重工業株式会社 ガス中の炭酸ガスを除去する方法
US5861051A (en) * 1996-03-06 1999-01-19 Huntsman Petrochemical Corporation Process for removing carbon dioxide from gas mixture
US6165432A (en) * 1998-09-30 2000-12-26 The Dow Chemical Company Composition and process for removal of acid gases
FR2863910B1 (fr) * 2003-12-23 2006-01-27 Inst Francais Du Petrole Procede de capture du dioxyde de carbone contenu dans des fumees
DE102004011427A1 (de) * 2004-03-09 2005-09-29 Basf Ag Absorptionsmittel mit verbesserter Oxidationsbeständigkeit und Verfahren zum Entsäuern von Fluidströmen
DE102005050385A1 (de) * 2005-10-20 2007-04-26 Basf Ag Absorptionsmittel und Verfahren zum Entfernen von Kohlendioxid aus Gasströmen
WO2008022437A1 (en) * 2006-08-23 2008-02-28 University Of Regina Method for capturing carbon dioxide from gas streams
WO2011002145A2 (ko) * 2009-06-30 2011-01-06 한국전력공사 산성가스 분리용 흡수제
DE102010004073A1 (de) 2010-01-05 2011-07-07 Uhde GmbH, 44141 CO2-Entfernung aus Gasen mit niedrigen CO2-Partialdrücken mittels 1,2 Diaminopropan
DE102010004071A1 (de) 2010-01-05 2011-07-07 Uhde GmbH, 44141 CO2-Entfernung aus Gasen mit niedrigen CO2-Partialdrücken mittels 2,2'-(Ethylendioxy)-bis-(ethylamin) (EDEA)
DE102010004070A1 (de) * 2010-01-05 2011-07-07 Uhde GmbH, 44141 CO2-Entfernung aus Gasen mittels wässriger Amin-Lösung unter Zusatz eines sterisch gehinderten Amins
DE102010027513A1 (de) 2010-07-16 2012-01-19 Uhde Gmbh CO2-Entfernung aus Gasen mit niedrigen CO2-Partialdrücken mittels N-Isopropyl-1,3-propandiamin
JP5659127B2 (ja) * 2010-12-22 2015-01-28 株式会社東芝 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
AU2011254003B2 (en) 2010-12-22 2013-05-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Acid gas absorbent, acid gas removal method, and acid gas removal device
FR2982170B1 (fr) * 2011-11-09 2013-11-22 IFP Energies Nouvelles Procede d'elimination de composes acides d'un effluent gazeux avec une solution absorbante a base de dihydroxyalkylamines possedant un encombrement sterique severe de l'atome d'azote
FR2999094B1 (fr) * 2012-12-07 2015-04-24 IFP Energies Nouvelles Solution absorbante a base d'amine appartenant a la famille des n-alkyl-hydroxypiperidines et procede d'elimination de composes acides d'un effluent gazeux avec une telle solution
FR3008625B1 (fr) * 2013-07-18 2017-01-13 Ifp Energies Now Procede d'elimination de composes acides d'un effluent gazeux avec une solution absorbante a base de dihydroxyalkylamines
EP2990090A1 (de) 2014-08-25 2016-03-02 Basf Se Absorptionsmittel zur selektiven Entfernung von Schwefelwasserstoff aus einem Fluidstrom
EA033527B1 (ru) 2014-08-25 2019-10-31 Basf Se Удаление диоксида углерода из потока текучей среды
EP3250311A4 (de) 2015-01-28 2019-02-13 Fluor Technologies Corporation Verfahren und system zur verbesserung der energieeffizienz von kohlendioxidabscheidung
SG11201801360PA (en) 2015-09-29 2018-04-27 Basf Se Absorbent for the selective removal of hydrogen sulfide
CN106608618A (zh) * 2015-10-21 2017-05-03 中国石油化工股份有限公司 酸气净化工艺
CN105854521B (zh) * 2016-05-20 2017-02-08 湖南大学 4‑((2‑羟乙基)(甲基)氨基)‑2‑丁醇在吸收酸性气体方面的应用
CN105854522B (zh) * 2016-05-20 2017-02-08 湖南大学 4‑((2‑羟乙基)(烷基)氨基)‑2‑丁醇在吸收酸性气体方面的应用
KR20180034923A (ko) * 2016-09-28 2018-04-05 한국전력공사 산성가스 분리용 흡수제
US10376829B2 (en) 2017-06-13 2019-08-13 Fluor Technologies Corporation Methods and systems for improving the energy efficiency of carbon dioxide capture
DE102021200387A1 (de) 2021-01-18 2022-07-21 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Trinkwassersprudler, insbesondere für den häuslichen Gebrauch
DE102021212986A1 (de) 2021-11-18 2023-05-25 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Luftreinigungsvorrichtung zum Reinigen der Innenraumluft eines Zimmers, insbesondere Schlafzimmers oder Klassenzimmers

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2139122A (en) * 1937-08-13 1938-12-06 Purdue Research Foundation Aliphatic aminoalcohols
US2139124A (en) * 1937-08-13 1938-12-06 Purdue Research Foundation Aminoalcohols
US2869978A (en) * 1955-09-26 1959-01-20 Union Oil Co Method of gas purification utilizing an amine solution and an anti-corrosion agent
DE1903065A1 (de) * 1969-01-22 1970-08-27 Basf Ag Verfahren zur Entfernung von Kohlendioxid aus Gasgemischen
GB1309785A (en) * 1969-05-16 1973-03-14 Exxon Research Engineering Co Promotor for acid gas absorption
DE2142104A1 (de) * 1971-08-23 1973-03-01 Basf Ag Verfahren zur entfernung von schwefeldioxid aus rauchgasen
US3961018A (en) * 1973-12-06 1976-06-01 United Air Specialists, Inc. Method for purification of gas streams by removal of acidic gases
US4025322A (en) * 1975-05-19 1977-05-24 Shell Oil Company Removal of hydrocarbons and water from acid gas streams
AU506199B2 (en) * 1975-06-26 1979-12-20 Exxon Research And Engineering Company Absorbtion of co2 from gaseous feeds

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NICHTS-ERMITTELT *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4238206A (en) * 1979-03-05 1980-12-09 Columbia Gas System Service Corporation Using solvents for acidic gas removal
EP0227259A1 (de) * 1985-10-28 1987-07-01 The Dow Chemical Company Beseitigung von Schwefel aus Kohlenwasserstoffen
EP0671199A2 (de) * 1994-03-09 1995-09-13 The Kansai Electric Power Co., Inc. Verfahren zur Entfernung von Kohlendioxid und Schwefeloxiden aus Verbrennungsabgasen
EP0671199A3 (de) * 1994-03-09 1996-03-27 Kansai Electric Power Co Verfahren zur Entfernung von Kohlendioxid und Schwefeloxiden aus Verbrennungsabgasen.

Also Published As

Publication number Publication date
JPS53100171A (en) 1978-09-01
MY8300046A (en) 1983-12-31
FR2380062B1 (de) 1984-12-28
FR2380062A1 (fr) 1978-09-08
IT1093480B (it) 1985-07-19
AU3260878A (en) 1979-07-26
BR7800853A (pt) 1978-11-28
AU513054B2 (en) 1980-11-13
GB1591417A (en) 1981-06-24
NL7801301A (nl) 1978-08-16
US4101633A (en) 1978-07-18
US4217236A (en) 1980-08-12
CA1091640A (en) 1980-12-16
IT7819866A0 (it) 1978-01-31
JPS6313724B2 (de) 1988-03-28
DE2805640C2 (de) 1986-12-18

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