JP2002519171A - ガスからの酸性ガス成分の除去法 - Google Patents

ガスからの酸性ガス成分の除去法

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Abstract

(57)【要約】 吸着剤として、a)成分Aとしての、1種又はそれ以上の非置換及び/又はOH、C〜C−アルキル及び/又はC〜C−ヒドロキシアルキルで、炭素の1個又はそれ以上が置換された、5〜14個の環原子を有し、環1個当たり1個又は2個の複素環結合した窒素原子を有する単環式もしくは二環式の窒素−複素環式化合物0.1〜50質量%、b)成分Bとしての一価及び/又は多価のアルコール1〜60質量%、c)成分Cとしての脂肪族アミノアルコール0〜60質量%、d)成分Dとしての水0〜98.9質量%e)成分EとしてのKCO 0〜35質量%、この場合、成分A、B、C、D及びEの合計は、100質量%になる、を含有する混合物を使用する、吸着工程で酸性ガス成分の豊富な粗製ガスを吸着剤と接触させ、これによって酸性ガス成分の乏しい清浄ガス及び酸性ガス成分で負荷された吸着剤が得られる、ガスから、CO、HS、COS、CS及びメルカプタンからなるグループからの酸性ガス成分を除去する方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、吸着剤を用いる、ガスからの酸性ガス成分、例えばCO及びH Sの除去法、該吸着剤自体並びにその使用に関するものである。
【0002】 望ましくない酸性ガス成分、例えばCO、HS又はCOSを、前記成分を
含有するガスから、吸着剤としての有機溶剤の水性もしくは非水性混合物を用い
るガス洗浄によって除去することは公知である。この場合、物理的並びに化学的
に溶剤が使用される。公知の物理的溶剤は、例えばシクロテトラメチレンスルホ
ン、N−メチルピロリドン及びN−アルキル化したピペリドンである。化学的溶
剤の場合、殊に第一級、第二級及び第三級の脂肪族アミンもしくはアルカノール
アミン、例えばモノエタノールアミン(MEA)、ジエタノールアミン(DEA
)、モノメチルエタノールアミン(MMEA)、ジエチルエタノールアミン(D
EEA)、トリエタノールアミン(TEA)、ジイソプロパノールアミン(DI
PA)及びメチルジエタノールアミン(MDEA)の水溶液が工業的に有利であ
ることが判明した。アミンは、塩基として作用するが、この場合、水の存在下に
COと一緒になって相応する炭酸アンモニウム又は炭酸水素アンモニウムを形
成し、HSと一緒になって相応する硫化アンモニウム又は硫化水素アンモニウ
ムを形成する。第一級アミン及び第二級アミンは、更にカルバメートの形成下に
COと反応することがある。
【0003】 CO、HS及びCOSのための溶剤混合物の吸着速度を向上させるために
は、前記の脂肪族アミンもしくはアルカノールアミンは、特定の飽和窒素複素環
、例えばピペラジン又はモルホリンと一緒に使用されている。ドイツ連邦共和国
特許出願公開第2551717号には、ピペラジン及び脂肪族アルカノールアミ
ンを水溶液中に含有する吸着剤を用いる洗浄による、ガスからのCO及び/又
はHS及び場合によりCOSの除去のための方法が記載されている。前記文献
中の記載によれば、ピペラジンは、吸着の促進物質として作用している。従って
、ピペラジンは、前記の教示によれば、有利に触媒量で、水溶液中の吸着促進剤
として、自体公知の物理的又は化学的溶剤又はこれらの混合物と一緒に使用され
る。前記の文献は、物理的溶剤、例えばメタノール、N−メチルピロリドン及び
ポリエチレングリコールジメチルエーテルと混合したピペラジンノ使用も開示し
ているが、この場合、ピペラジンノカルバメート形成のために、十分に希薄な水
溶液を使用することができるにすぎない。従って、ピペラジンは、有利に、化学
的溶剤、有利に第三級脂肪族アルカノールアミンを含有する水溶液中で使用され
る。
【0004】 公知の溶剤混合物には、前記混合物中のピペラジンが、COの吸着速度に影
響を及ぼし、脂肪族アルカノールアミン、例えばMDEAの水溶液中へのピペラ
ジンの溶解度が制限されているという欠点がある。
【0005】 本発明の課題は、高い吸着速度とともに、酸性ガス成分の高い容量を示す、ガ
スからの酸性ガス成分の除去のための液状吸着剤を提供することである。
【0006】 前記課題は、吸着剤として、 a)成分Aとしての、1種又はそれ以上の非置換及び/又はOH、C〜C
アルキル及び/又はC〜C−ヒドロキシアルキルで、炭素の1個又はそれ以
上が置換された、5〜14個の環原子を有し、環1個当たり1個又は2個の複素
環結合した窒素原子を有する単環式もしくは二環式の窒素−複素環式化合物0.
1〜50質量%、 b)成分Bとしての一価及び/又は多価のアルコール1〜60質量%、 c)成分Cとしての脂肪族アミノアルコール0〜60質量%、 d)成分Dとしての水0〜98.9質量% e)成分EとしてのKCO0〜35質量%、 この場合、成分A、B、C、D及びEの合計は、100質量%になる、 を含有する混合物を使用することを特徴とする、吸着工程で酸性ガス成分の豊富
な粗製ガスを吸着剤と接触させ、これによって酸性ガス成分の乏しい清浄ガス及
び酸性ガス成分で負荷された吸着剤が得られる、ガスからの、CO、HS、
COS、CS及びメルカプタンからなるグループからなる酸性ガス成分の除去
法によって解決される。
【0007】 前記課題は、更に、上記の組成の液状吸着剤によって解決される。
【0008】 前記の酸性ガス成分を含有するガスは、例えば天然ガス、合成ガス、コークス
炉ガス、石炭ガス化ガス及び酸化エチレン製造の際の循環ガスである。これらの
ガスは、前記の酸性ガス成分の1種又はそれ以上とともに、更に、液状吸着剤に
よって、記載するに値する程度には吸着されない不活性ガス成分を含有している
。例えば易揮発性炭化水素、有利にC〜C−炭化水素、特に有利にメタン、
更に窒素及び水素である。本発明による方法は、就中、酸性ガス成分の除去によ
る前記ガスの精製に適している。精製すべきガスは、COを有利に75容量%
までの量及びHSを有利に50容量%までの量で含有している。その上更に、
精製すべきガスは、COSを有利に5容量%までの量、CSを有利に1容量%
までの量及びメルカプタン、有利にアルキルメルカプタン、殊にメチルメルカプ
タンを有利に1容量%までの量で含有していてもよい。本発明による方法は、特
にCO及びHSの除去に適している。
【0009】 本発明による吸着剤は、成分Aとして、1種又はそれ以上の非置換及び/又は
OH、C〜C−アルキル及び/又はC〜C−ヒドロキシアルキルで、炭
素の1個又はそれ以上が置換された、5〜14個の環原子を有し、環1個当たり
1個又は2個の複素環結合した窒素原子を有する単環式もしくは二環式の窒素−
複素環式化合物を0.1〜50質量%、有利に5〜30質量%、特に有利に8〜
25質量%を含有する。二環式の複素環式化合物は、2つの縮合環化した環又は
単結合を介して結合した2つの環である。有利に、これらは、炭素原子を介して
結合している。これらの環は、更にヘテロ原子、例えば酸素又は硫黄を有してい
てもよい。例えば、ピロリジン、ピラゾリジン、イミダゾリジン、ピペリジン、
ピペラジン、ヘキサヒドロピリミジン、アゼパン、ジアゼパン、オクタヒドロイ
ンドール、オクタヒドロベンズイミダゾール、オクタヒドロプリン、デカヒドロ
キノリン、デカヒドロイソキノリン、デカヒドロキナゾリン、デカヒドロキノキ
サリン、デカヒドロプテリジン、2−[2−ピロリジル]−ピロリジン、2−[
2−イミダゾリジル]−イミダゾリジン、3−[3−ピロリジル]−ピペリジン
、2−[3−ピロリジル]−ピペラジン、3−[3−ピペリジル]−ピペリジン
、3−[2−ピペラジニル]−ピペリジン及び2−[2−ピペラジニル]−ピペ
ラジンである。前記の複素環式化合物は、OH、メチル、エチル、プロピル、ヒ
ドロキシメチル、ヒドロキシエチル及びヒドロキシプロピルで1箇所又はそれ以
上が置換されていてもよい。
【0010】 有利に、本発明による吸着剤は、成分Aとして、非置換及び/又はOH、C 〜C−アルキル及び/又はC〜C−ヒドロキシアルキルで、炭素の1個又
はそれ以上が置換された1種又はそれ以上のピペラジンを含有している。特に有
利に、本発明による吸着剤は、成分Aとして、非置換のピペラジンを含有してい
る。
【0011】 液状吸着剤は、成分Bとして、一価又は多価のアルコールを1〜60質量%、
有利に2〜45質量%、特に有利に3〜35質量%含有している。本発明の範囲
内での一価又は多価のアルコールは、1つもしくはそれ以上のアルコール性ヒド
ロキシル基以外にアミノ基を有していないものだけである。従って、アルカノー
ルアミンは、一価又は多価のアルコールとは見なされない。適当な一価のアルコ
ールは、例えばC〜C−アルカノール、例えばメタノール、エタノール、プ
ロパノール、ブタノール及びペンタノール、有利にメタノールである。メタノー
ルは、特に低温法(−70℃まででの吸着)に適している。適当な多価アルコー
ルは、例えばC〜C−アルカンジオール、C〜C10−アルカントリオー
ル、C〜C12−アルカンテトラオール、C〜C16−アルカンペンタオー
ル、C〜C20−アルカンヘキサオール、例えばエチレングリコール、プロピ
レングリコール、グリセリン、ブタンジオール、ブタントリオール、ペンタンジ
オール、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、ペンタエリトリト
ール、並びに多価アルコールのオリゴマーエーテル、例えばジエチレングリコー
ル及びトリエチレングリコール、有利にジエチレングリコール又はジグリセリン
及びトリグリセリン、更に糖アルコールである。
【0012】 有利な他科アルコールは、>180℃の沸点を有している。有利な多価アルコ
ールは、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオー
ル、グリセリン、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、1,2,
4−ブタントリオール、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオール、1,4
−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール及び1
,5−ペンタンジオールである。
【0013】 一価又は多価のアルコールのなかでは、多価アルコールが一般に有利であり、
グリセリン、1,3−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール及びトリメチ
ルが殊に有利である。グリセリンが特に有利である。
【0014】 液状吸着剤は、成分Cとして、脂肪族アルカノールアミンを0〜60質量%含
有している。適当な脂肪族アルカノールアミンは、例えば通常化学的溶剤として
酸性ガス成分に使用される脂肪族アルカノールアミン、例えばジイソプロパノー
ルアミン(DIPA)、モノエタノールアミン(MEA)、ジエタノールアミン
(DEA)、トリエタノールアミン(TEA)、メチルジエタノールアミン(M
DEA)、モノメチルエタノールアミン(MMEA)、ジエチルエタノールアミ
ン(DEEA)、アミノジグリコール(ADG)及び3−ジエチルアミノ−1,
2−プロパンジオール(DEAPD)である。有利にDMEAである。
【0015】 成分Dとして、液状吸着剤は、水を0〜98.9質量%、有利に30〜70質
量%含有している。
【0016】 その上更に、他の化学的吸着剤として、成分EとしてのKCOを、有利に
35質量%までの量で含有していてもよい。
【0017】 液状吸着剤は、他の通常の成分、例えば消泡剤、腐食防止剤及び凝集剤を、有
利に0〜5質量%、特に有利に0〜1質量%の量で含有していてもよい。
【0018】 1つの実施態様において、成分A、B及びDを含有し、成分C及びEを含有し
ていない。この場合、液状吸着剤は、有利に成分A、B及びDのみからなる。
【0019】 前記実施態様の1つの特に有利な変法において、液状吸着剤は、ピペラジン1
5〜30質量%、グリセリン、1,3−プロパンジオール、ネオペンチルグリコ
ール又はトリメチロールプロパン3〜35質量%及び水35〜72質量%からな
る。
【0020】 もう1つの実施態様において、本発明による吸着剤は、成分A、B、C及びD
を含有し、成分Eを含有していない。前記実施態様の1つの特に有利な変法にお
いて、液状吸着剤は、ピペラジン8〜20質量%、グリセリン3〜35質量%、
MDEA20〜50質量%及び水30〜69質量%からなる。
【0021】 本発明による吸着剤は、公知技術水準から知られた吸着剤に比して、一連の利
点を有している。
【0022】 本発明による吸着剤は、成分Cの代わりに成分Aを使用する際に、COとの
明らかにより高い負荷能力(平衡負荷)を示している。負荷能力とは、当該の酸
性ガス成分(この場合にはCO)対する吸着剤の収容力のことである。本発明
による吸着剤が、成分Cの代わりに成分Aを多く含有している場合に、該負荷能
力は一層大きくなる。比較可能なアミン含量全体では、本発明による吸着剤のH Sによる負荷能力も、公知技術水準による吸着剤におけるよりも明らかに高く
なっている。
【0023】 付加的に、脂肪族アルカノールアミンの可溶性媒介作用に対しては、成分Aに
対する一価又は多価のアルコール(成分B)の可溶性媒介作用が生じる。本発明
による吸着剤中での成分Aの可溶性は、一価又は多価のアルコールの存在下に、
公知技術水準による吸着剤において前記のアルコールを使用せずに脂肪族アミン
の存在下での成分Aの可溶性よりも、一般に明らかに高いことが判明した。これ
によって、本発明による吸着剤は、成分Aを高い濃度で含有することができるが
、そのことによって、CO及び/又はHSによる高い負荷能力が制限される
。更に、本発明による吸着剤中での成分Aのカルバメートの可溶性は、成分C及
び水を含有するが、しかし、成分Bを他の成分として含有しない系におけるより
も明らかに高い。これによって、高いCO濃度の際のカルバメートの沈殿によ
る問題が回避される。
【0024】 本発明による液状吸着剤は、更に、CO及びHSについての明らかに高い
吸着速度を有している。COの吸着速度は、一定モル量のアミン含量全体の場
合に、本発明による液状吸着剤が成分Aをより多く含有し、かつ成分Cをより少
なく含有する場合に、より高速になる。本発明による吸着剤において、成分Aの
特に高い含量を実現することができる。例えば、ピペラジンを、グリセリン/水
からなる混合物中に含有する吸着剤において、COの吸着速度は、等モル量の
アミン含量全体の場合に、MDEAをピペラジンの代わりに含有する吸着剤に比
して、90倍にまで高速になる。比較可能なアミン含量全体の場合、HSの本
発明による吸着速度は、公知技術水準による吸着剤よりも明らかに速い。
【0025】 本発明による液状吸着剤は、更に、COの吸着速度が、本質的に、成分Aの
含量とともに直線状に増大するが、しかし、成分Aの特定の含量でのHSの吸
着速度は、明らかな最大値を示すことができるという利点を有している。この最
大値の達成の際に、HSの吸着速度は、COの吸着速度を上回っていること
があるが、他方で、より少ないピペラジン含量及びより多いピペラジン含量につ
いては、COの吸着速度を下回っていることがある。これによって、成分Aの
含量の選択によって、COもしくはHSの吸着についての本発明による吸着
剤の選択性に影響を及ぼすことが可能である。
【0026】 他の利点は、本発明による吸着剤の、気泡形成の僅かな傾向、僅かな腐食性、
ピペラジン及び水の僅かな揮発性、氷点及び凝固点並びに曇り点の下降である。
【0027】 酸性ガス成分の豊富な粗製ガスは、吸着工程で吸着器中で、本発明による吸着
剤と接触させられ、これによって、酸性ガス成分が少なくとも部分的に洗浄され
るのである。酸性ガス成分の豊富な粗製ガスは、例えば、酸性ガス成分の1種又
はそれ以上を前記の限度で含有していてもよい前記のガスである。有利に通常の
ガス洗浄処理において使用される洗浄装置が、吸着器として機能する。適当な洗
浄装置は、例えば充填塔、集成充填塔及びプレート塔、放射流洗浄機、噴射流洗
浄機、ベンチュリスクライバー及び回転噴霧洗浄機、有利に集成充填塔、充填塔
及びプレート塔、特に有利に集成充填塔及び充填塔である。
【0028】 吸着剤の温度は、吸着工程において、一般に、40〜100℃であり塔の使用
の際には、例えば塔頂部で40〜70℃及び塔底部で50〜100℃である。全
体の圧力は、吸着工程において、一般に、1〜120バール、有利に10〜10
0バールである。CO部分圧及びHS部分圧は、ガス混合物の組成に左右さ
れるが、しかし、有利に、COについては30バールまで、HSについては
20バールまでである。酸性ガス成分の乏しい、即ち、前記成分が除去された清
浄ガス及び酸性ガス成分で負荷された吸着剤が得られる。
【0029】 本発明による方法の1つの有利な実施態様において、吸着工程は、複数の順次
連なる部分工程において実施されるが、この場合、酸性成分を含有する粗製ガス
は、部分工程のそれぞれにおいて、それぞれ吸着剤の部分流と接触させられる。
これは、例えば吸着装置の種々の位置で吸着剤の部分流が供給されるようにして
行うことができるが、この場合、有利に、供給された吸着剤の温度は、順次連な
る部分工程において、塔底部から塔頂部に向かって低下している。
【0030】 酸性ガス成分で負荷された吸着剤から、酸性ガス成分を再生工程に放出させる
ことができるが、この場合、再生された吸着剤が得られる。再生工程において、
ごく一般的に、吸着剤の負荷が低下させられる。得られた再生された吸着剤は、
有利に引き続き吸着工程に返送される。
【0031】 一般に、再生工程は、吸着工程の実施の際に支配的である高い圧力からより低
い圧力への、負荷された吸着剤の放圧を内容とする。放圧は、例えばスロットバ
ルブを用いて行うことができる。スロットバルブの代わり又はスロットバルブを
補完して、ジェネレーターが駆動し、電気エネルギーが取得されるか又は溶剤循
環路の液体ポンプを駆動させることができる放圧タービンを使用することもでき
る。
【0032】 再生工程における酸性ガス成分の放出は、例えば放圧塔中、例えば垂直又は水
平に構成されたフラッシュ容器中又は内部構造物を有する向流塔中で行うことが
できる。種々の圧力で再生させる複数の放圧塔が順に並んで接続されていてもよ
い。例えば予備放圧塔においては、代表的には、吸着工程における酸性ガス成分
の部分圧を約1.5バール上回る高い圧力で、主要放圧塔においては、例えば1
〜2バール(絶対)の低い圧力で再生させることができる。
【0033】 1つの有利な実施態様において、再生工程でストリッピングが実施されるが、
この場合、吸着剤から、別の酸性ガス成分が放出される。ストリッピングは、ス
トリッピング剤(ストリッパー)が吸着剤に対して反対方向に流れる充填物及び
バッキングを備えた脱着塔中で実施することができる。ストリッピングの際の圧
力は1〜3バール(絶対)であり、温度は、90〜130℃であるが、この場合
、熱いガス又は水蒸気、有利に水蒸気でストリップされる。
【0034】 有利に、本発明においては、殊にCOの本発明による吸着剤中での酸性ガス
成分のより速い吸着速度もしくは脱着速度のため、吸着塔もしくは脱着塔は、本
質的により低い構造高さが使用できる。本発明による吸着剤の、酸性ガス成分、
殊にCOでのより高い負荷能力及びより低い残余負荷のため、使用した吸着剤
の循環量を少なくすることができる。
【0035】 もう1つの有利な実施態様において、再生工程は、複数の順次連なる部分工程
において実施されるが、この場合、(時間的に)順次連なる部分工程により得ら
れた吸着剤は、酸性ガス成分による負荷の減少を示している。例えば負荷された
吸着剤から、放圧塔において、酸性ガス成分の最初に一部を放出させ、引き続き
、ストリップさせることができるが、この場合、更に酸性ガス成分が放出され、
吸着剤は、十分に再生させらせれる。また、段階的に、より多くの(順次接続さ
れた)放圧塔において又はより多くの放圧塔及び付加的にストリッパーにおいて
再生させることもできる。より多くの放圧塔、例えば予備放圧塔及び主要放圧塔
の使用の際には、第一の放圧塔(予備放圧塔)中で、有利に不活性ガスが放出さ
れ、後に続く塔中では、酸性ガス成分が放出される。
【0036】 例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第2551717号中に記載されている
ように、純粋な放圧回路を用いる粗雑な洗浄(ストリッピングしない)を実施す
ることができるが、この場合、負荷された吸着剤は、放圧タービンを介して放圧
され、段階的に予備放圧塔及び主要放圧塔中で再生されている。本発明による直
前に記載した変法は、殊に、洗浄すべき酸性ガス成分の高い部分圧を示し、洗浄
したガス(清浄ガス)の純度について僅かな要求がなされているにすぎない場合
のガスに殊に適している。
【0037】 本発明による方法のもう1つの有利な実施態様において、吸着工程の順次連な
る部分工程で使用された、吸着剤の部分流は、再生工程の順次連なる部分工程に
より得られ、酸性ガス成分による負荷の減少を示している。この場合、殊に、酸
性ガス成分を含有する粗製ガスが、放圧塔における部分的な再生の後及びストリ
ッピングの前、ストリッピングにより得られる吸着剤の第二の部分流の前に、順
次、吸着剤の第一の部分流と接触させられる方法が有利である。
【0038】 例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第2551717号中に記載されている
ように、吸着工程は、2つの部分工程、粗雑な洗浄及び微細洗浄及び再生工程で
、段階的に、放圧によって、放圧タービン、予備放圧塔及び主要放圧塔及び引き
続くストリッピングにおいて実施されるが、この場合、粗雑な洗浄のための部分
流は、主要放圧塔からでてくるものであり、微細洗浄のための吸着剤の部分流は
、ストリッピングからでてくるものである。
【0039】 以下に、本発明を、図面に記載された実施例に基づき詳細に説明する。
【0040】 図1は、本発明による方法の1つの有利な実施態様の略図である。供給管1を
介して、酸性ガス成分の豊富な粗製ガスが、全体を3として表記した吸着器中で
、吸着剤管5を介して供給された再生吸着剤と接触させられる。この場合、排ガ
ス管7を介して、酸性ガス成分の乏しい清浄ガスが取得される。吸着剤管9及び
スロットバルブ11を介して、酸性ガス成分で負荷された吸着剤が、全体を13
で表記した脱着塔(放圧塔又はストリッパー)に供給され、その中で、排ガス管
15を介して脱着塔を後にする酸性ガス成分の放出したに吸着剤が再生される。
再生された吸着剤は、引き続き、ポンプ17を用いて、吸着塔の熱交換器19を
介して再度供給される。
【0041】 図2は、グリセリン及び水60質量%からなる混合物中に溶解されたピペラジ
ンを含有する吸着剤の%での相対的なCO−平衡負荷(CO−G)を、質量
%でのピペラジン含量(P)に応じて、ピペラジン5質量%、MDEA35質量
%及び水60質量%を含有する比較吸着剤のCO−平衡負荷と比較して示して
いる。平衡負荷の測定のためには、吸着剤100mlを、熱安定化されたフリッ
ト瓶(250ml)中、70℃及び1バール、毎時10標準リットル(Nl/h
)のガス流量で、水蒸気で予備飽和したCOを用いて6時間にわたってガス処
理した。引き続き、溶液中のCO濃度を、分析的に測定し、吸着剤1kg当た
りのガスの標準リットルで、平衡負荷を算出した。
【0042】 約10質量%のピペラジン含量を上回って、本発明による吸着剤は、CO
よる明らかにより高い負荷能力を示している。
【0043】 図3は、上記(図2)で定義された吸着剤中のCOの%での、相対的な物質
移動速度(S)を、ピペラジン含量(P)に応じて示している。この物質移動速
度を、層状噴霧室中で水蒸気飽和した酸性ガスを用いて、P全体=1バール、T
=70℃、噴霧直径=0.94mm、噴霧長さ1〜8cm1600、吸着剤の流
量=1.8ml/sで測定し、吸着剤の表面積当たりの標準立方メートルでのガ
ス容量、圧力及び時間を求めた[Nm/(m×バール×h)]。
【0044】 約10質量%のピペラジン含量を上回って、本発明による吸着剤は、CO
明らかにより高い物質移動速度を示している。
【0045】 図4は、グリセリン及び水60質量%からなる混合物中に溶解したピペラジン
を含有する吸着剤のHS−平衡負荷(HS−G)(本発明、三角形)を、水
中に40質量%のMDEA(比較例A、丸)もしくは水中に37質量%のMDE
A及び3質量%のピペラジン(比較例B、正方形)を含有する吸着剤のHS−
平衡負荷と比較して、質量%でのアミン含量全体(A)に対してプロットして示
している。HS−平衡負荷を、COの平衡負荷と同様にして定めた。比較可
能な平衡負荷を達成するために、本発明によれば、明らかにより少ないアミン含
量全体が必要である。
【0046】 図5は、ピペラジン9.3質量%、グリセリン9.3質量%及び水81.4質
量%からなる吸着剤(本発明)中でのCOの吸着挙動を、ピペラジン5質量%
、MDEA35質量%及び水60質量%からなる同一の平衡負荷を有する吸着剤
と比較して示している。
【0047】 測定を、以下のようにして実施した:熱安定化されたフリット瓶(250ml
)中で、吸着剤100mlを、1バール及び70℃で、吸着段階の間に、CO 20容量%及びN80容量%(粗製ガス)からなる水蒸気飽和したガス混合物
30Nl/hを用いてガス処理した。ガス処理に引き続き乾燥させられたガス流
(残留ガス)のCO濃度を、接続したURAS−CO−分析器を用いて求め
た。
【0048】 秒でのガス処理時間に応じて、容量%での残留ガスのCO濃度(CO−K
)を示してある。残留ガスのCO濃度が、粗製ガスのCOガスの濃度と等し
い、即ち、20容量%である場合に、この溶液は飽和し、それによって平衡負荷
を達成した。平衡負荷は、本発明にひょる吸着剤の場合、既に1800秒後に達
成されるが、しかし、比較吸着剤の場合には、3200秒後に達成される。
【0049】 図6は、グリセリン及び水60質量%からなる混合物中に溶解されたピペラジ
ンを含有する吸着剤中のCO(実線)及びHS(破断線)のNm/(m バールh)での物質移動速度(SG)を、質量%でのピペラジン含量(P)に応
じて、略示的に示している。CO及びHSの物質移動速度は、上記のCO についてと同様に求めた。
【0050】 HSの物質移動速度は、本発明による吸着剤の場合、明らかな最大値を有し
ており、これは、その範囲内で、COの物質移動速度を上回っている。
【0051】 図7は、溶解媒介剤を30質量%含有する水溶液中でのピペラジン可溶性の℃
での温度(T)/濃度経過[質量%でのピペラジン含量(P)]を示している。
本発明によれば、溶解媒介剤としては、グリセリンが使用されており(正方形)
、比較例によれば、溶解媒介剤としては、MDEAが使用されている(菱形)。
【0052】 ピペラジン可溶性を、ASTM−法 D2386−67(DIN51421に
相応)により、相応する溶液を、撹拌下に、僅かな温度勾配で冷却させることに
よって求めた。溶解温度を、溶液の混濁に基づいて認められる第一の晶出の観察
によって求めた。
【0053】 本発明による吸着剤は、同じピペラジン濃度では、比較例よりも溶解温度10
℃以上下回ることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明による1つの有利な実施態様を示す略図である。
【図2】 図2は、比較例と比較した本発明により得られる相対的なCO−平衡負荷を
示す図である。
【図3】 比較例と比較した本発明により得られるCOの相対的な物質移動速度を示す
図である。
【図4】 本発明及び比較例より得られるHS−平衡負荷を示す図である。
【図5】 本発明及び比較例により得られるCOの吸着挙動を示す図である。
【図6】 CO及びHSの本発明により得られた物質移動速度を示す図である。
【図7】 本発明及び比較例により見出されたピペラジンの可溶性曲線を示す図である。
【符号の説明】
1 供給管、 3 吸着器、 5 吸着剤管、 7 排ガス管、 9 吸着剤
管、 11 スロットバルブ、 13 脱着塔、 15 排ガス管、 17 ポ
ンプ、 19 熱交換器
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成11年8月23日(1999.8.23)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0049
【補正方法】変更
【補正内容】
【0049】 図6は、グリセリン及び水60質量%からなる混合物中に溶解されたピペラジ
ンを含有する吸着剤中のHS(実線)及びCO(破断線)のNm/(m バールh)での物質移動速度(SG)を、質量%でのピペラジン含量(P)に応
じて、略示的に示している。CO及びHSの物質移動速度は、上記のCO についてと同様に求めた。
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図6
【補正方法】変更
【補正内容】
【図6】
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成12年7月4日(2000.7.4)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),EA(AM,AZ ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL ,AU,BG,BR,BY,CA,CN,CZ,GE, HU,ID,IL,IN,JP,KR,KZ,LT,L V,MK,MX,NO,NZ,PL,RO,RU,SG ,SI,SK,TR,UA,US,VN,ZA (72)発明者 ディーター コラッサ ドイツ連邦共和国 リンブルガーホーフ ハルデンブルクシュトラーセ 2 (72)発明者 ノルベルト アスプリオン ドイツ連邦共和国 マンハイム ヴィンデ ックシュトラーセ 6 Fターム(参考) 4D020 AA03 AA04 AA09 BA01 BA09 BA16 BA19 BA23 BB03 BC01 CB08 DA02 DA03 DB06 DB07

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸着工程で酸性ガス成分の豊富な粗製ガスを吸着剤と接触さ
    せ、これによって酸性ガス成分の乏しい清浄ガス及び酸性ガス成分で負荷された
    吸着剤が得られる、ガスからの、CO、HS、COS、CS及びメルカプ
    タンからなるグループからなる酸性ガス成分の除去法において、吸着剤として、 a)成分Aとしての、1種又はそれ以上の非置換及び/又はOH、C〜C
    アルキル及び/又はC〜C−ヒドロキシアルキルで、炭素の1個又はそれ以
    上が置換された、5〜14個の環原子を有し、環1個当たり1個又は2個の複素
    環結合した窒素原子を有する単環式もしくは二環式の窒素−複素環式化合物0.
    1〜50質量%、 b)成分Bとしての一価及び/又は多価のアルコール1〜60質量%、 c)成分Cとしての脂肪族アミノアルコール0〜60質量%、 d)成分Dとしての水0〜98.9質量% e)成分EとしてのKCO0〜35質量%、 この場合、成分A、B、C、D及びEの合計は、100質量%になる、 を含有する混合物を使用することを特徴とする、酸性ガス成分の除去法。
  2. 【請求項2】 吸着剤が、成分Aとして、非置換及び/又はOH、C〜C −アルキル及び/又はC〜C−ヒドロキシアルキルで、炭素原子の1個又
    はそれ以上が置換されたピペラジンを含有する、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 吸着剤が、成分Aとして、非置換ピペラジンを含有する請求
    項1又は2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 液状吸着剤が、多価アルコールを含有する、請求項1から3
    までのいずれか1項に記載の方法。
  5. 【請求項5】 アルコールとして、グリセリン、1,3−プロパンジオール
    、ネオペンチルグリコール又はトリメチロールプロパンを含有する、請求項4に
    記載の方法。
  6. 【請求項6】 吸着剤が、成分A、B及びDからなる、請求項1から5まで
    のいずれか1項に記載の方法。
  7. 【請求項7】 吸着剤が、成分A、B、C及びDからなる、請求項1から5
    までのいずれか1項に記載の方法。
  8. 【請求項8】 吸着工程が、複数の順次連なる部分工程において実施される
    が、この場合、酸性成分を含有する粗製ガスは、部分工程のそれぞれにおいて、
    それぞれ吸着剤の部分流と接触させられる、請求項1から7までのいずれか1項
    に記載の方法。
  9. 【請求項9】 負荷された吸着剤から酸性ガス成分が放出されるが、その際
    、再生された吸着剤が得られる再生工程を実施する、請求項1から8までのいず
    れか1項に記載の方法。
  10. 【請求項10】 再生された吸着剤を、引き続き吸着工程に返送する、請求
    項1から9までのいずれか1項に記載の方法。
  11. 【請求項11】 再生工程でストリッピングを実施する、請求項8から10
    までのいずれか1項に記載の方法。
  12. 【請求項12】 再生工程を、複数の時間的に順次連なる部分工程で実施す
    るが、この場合、時間的に順次連なる部分工程の後に得られる吸着剤は、酸性ガ
    ス成分による負荷の減少を示す、請求項8から11までのいずれか1項に記載の
    方法。
  13. 【請求項13】 吸着工程の順次連なる部分工程の際に、使用した部分流が
    、再生工程の順次連なる部分工程の後に得られ、酸性ガス成分による負荷の減少
    を示す、請求項12に記載の方法。
  14. 【請求項14】 a)成分Aとしての、1種又はそれ以上の非置換及び/又
    はOH、C〜C−アルキル及び/又はC〜C−ヒドロキシアルキルで、
    炭素の1個又はそれ以上が置換された、5〜14個の環原子を有し、環1個当た
    り1個又は2個の複素環結合した窒素原子を有する単環式もしくは二環式の窒素
    −複素環式化合物0.1〜50質量%、 b)成分Bとしての一価及び/又は多価のアルコール1〜60質量%、 c)成分Cとしての脂肪族アルカノールアミン0〜60質量%、 d)成分Dとしての水0〜98.9質量% e)成分EとしてのKCO0〜35質量%、 この場合、成分A、B、C、D及びEの合計は、100質量%になる、 を含有する吸着剤。
  15. 【請求項15】 請求項14において定義された吸着剤の、ガスからの酸性
    ガス成分の除去のための使用。
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