JP2020163381A - 二酸化炭素吸収液、富二酸化炭素吸収液の調製方法、及び二酸化炭素の回収方法 - Google Patents
二酸化炭素吸収液、富二酸化炭素吸収液の調製方法、及び二酸化炭素の回収方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020163381A JP2020163381A JP2020054427A JP2020054427A JP2020163381A JP 2020163381 A JP2020163381 A JP 2020163381A JP 2020054427 A JP2020054427 A JP 2020054427A JP 2020054427 A JP2020054427 A JP 2020054427A JP 2020163381 A JP2020163381 A JP 2020163381A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon dioxide
- fluorine
- dioxide absorbing
- pressure
- carbon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 882
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 441
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 437
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 162
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 title claims abstract description 107
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title abstract description 7
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 88
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims abstract description 77
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 67
- -1 phosphate ester Chemical class 0.000 claims abstract description 52
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 83
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid Substances OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 43
- 125000002729 alkyl fluoride group Chemical group 0.000 claims description 40
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 claims description 40
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 35
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 150000003014 phosphoric acid esters Chemical class 0.000 claims description 26
- 125000004206 2,2,2-trifluoroethyl group Chemical group [H]C([H])(*)C(F)(F)F 0.000 claims description 25
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 22
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 claims description 7
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 6
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 6
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 2
- 235000019000 fluorine Nutrition 0.000 description 68
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 45
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 43
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 38
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 28
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 28
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 28
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 23
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 15
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 13
- 230000008859 change Effects 0.000 description 13
- 238000000113 differential scanning calorimetry Methods 0.000 description 12
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 12
- JLEXUIVKURIPFI-UHFFFAOYSA-N tris phosphate Chemical compound OP(O)(O)=O.OCC(N)(CO)CO JLEXUIVKURIPFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 9
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 8
- QPEVLZFJYAHOQQ-UHFFFAOYSA-N [di(propan-2-yl)amino]phosphonic acid Chemical compound CC(C)N(C(C)C)P(O)(O)=O QPEVLZFJYAHOQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 7
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 7
- 125000004169 (C1-C6) alkyl group Chemical group 0.000 description 6
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 6
- 125000004778 2,2-difluoroethyl group Chemical group [H]C([H])(*)C([H])(F)F 0.000 description 5
- 238000003682 fluorination reaction Methods 0.000 description 5
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 5
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 5
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 5
- 125000002023 trifluoromethyl group Chemical group FC(F)(F)* 0.000 description 5
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 4
- SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N diglyme Chemical compound COCCOCCOC SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 4
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 4
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 4
- 125000002914 sec-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 4
- ZUHZGEOKBKGPSW-UHFFFAOYSA-N tetraglyme Chemical compound COCCOCCOCCOCCOC ZUHZGEOKBKGPSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- JRHNUZCXXOTJCA-UHFFFAOYSA-N 1-fluoropropane Chemical group CCCF JRHNUZCXXOTJCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UEEJHVSXFDXPFK-UHFFFAOYSA-N N-dimethylaminoethanol Chemical compound CN(C)CCO UEEJHVSXFDXPFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N Phosphorous acid Chemical compound OP(O)=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 125000001028 difluoromethyl group Chemical group [H]C(F)(F)* 0.000 description 3
- UHCBBWUQDAVSMS-UHFFFAOYSA-N fluoroethane Chemical group CCF UHCBBWUQDAVSMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000004437 phosphorous atom Chemical group 0.000 description 3
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- NJMWOUFKYKNWDW-UHFFFAOYSA-N 1-ethyl-3-methylimidazolium Chemical compound CCN1C=C[N+](C)=C1 NJMWOUFKYKNWDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- QPXDTULTYTZDQM-UHFFFAOYSA-N methyl bis(2,2,2-trifluoroethyl) phosphate Chemical compound FC(F)(F)COP(=O)(OC)OCC(F)(F)F QPXDTULTYTZDQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- DQWPFSLDHJDLRL-UHFFFAOYSA-N triethyl phosphate Chemical compound CCOP(=O)(OCC)OCC DQWPFSLDHJDLRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YFNKIDBQEZZDLK-UHFFFAOYSA-N triglyme Chemical compound COCCOCCOCCOC YFNKIDBQEZZDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N (2s)-2-[[4-[2-(2,4-diaminoquinazolin-6-yl)ethyl]benzoyl]amino]-4-methylidenepentanedioic acid Chemical compound C1=CC2=NC(N)=NC(N)=C2C=C1CCC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CC(=C)C(O)=O)C(O)=O)C=C1 NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N 0.000 description 1
- GTGJEHFCQRMHGZ-UHFFFAOYSA-N (dibutylamino)phosphonic acid Chemical compound CCCCN(P(O)(O)=O)CCCC GTGJEHFCQRMHGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DOOMXFYVXFDSPY-UHFFFAOYSA-N (dipropylamino)phosphonic acid Chemical compound CCCN(P(O)(O)=O)CCC DOOMXFYVXFDSPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZXMGHDIOOHOAAE-UHFFFAOYSA-N 1,1,1-trifluoro-n-(trifluoromethylsulfonyl)methanesulfonamide Chemical compound FC(F)(F)S(=O)(=O)NS(=O)(=O)C(F)(F)F ZXMGHDIOOHOAAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PVXVWWANJIWJOO-UHFFFAOYSA-N 1-(1,3-benzodioxol-5-yl)-N-ethylpropan-2-amine Chemical compound CCNC(C)CC1=CC=C2OCOC2=C1 PVXVWWANJIWJOO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QMMZSJPSPRTHGB-UHFFFAOYSA-N MDEA Natural products CC(C)CCCCC=CCC=CC(O)=O QMMZSJPSPRTHGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 1
- SGZFAQYPDXBZDI-UHFFFAOYSA-N [bis(2-methylpropyl)amino]phosphonic acid Chemical compound CC(C)CN(P(O)(O)=O)CC(C)C SGZFAQYPDXBZDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 1
- 125000005340 bisphosphate group Chemical group 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- KYKAJFCTULSVSH-UHFFFAOYSA-N chloro(fluoro)methane Chemical compound F[C]Cl KYKAJFCTULSVSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 125000004177 diethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- NBAUUSKPFGFBQZ-UHFFFAOYSA-N diethylaminophosphonic acid Chemical compound CCN(CC)P(O)(O)=O NBAUUSKPFGFBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OUMFRZJDHOKSPJ-UHFFFAOYSA-N dimethylaminophosphonic acid Chemical compound CN(C)P(O)(O)=O OUMFRZJDHOKSPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012972 dimethylethanolamine Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000004210 ether based solvent Substances 0.000 description 1
- JDVCDTVFGALNDG-UHFFFAOYSA-N ethyl bis(2,2,2-trifluoroethyl) phosphate Chemical compound FC(F)(F)COP(=O)(OCC)OCC(F)(F)F JDVCDTVFGALNDG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 125000003784 fluoroethyl group Chemical group [H]C([H])(F)C([H])([H])* 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- CRVGTESFCCXCTH-UHFFFAOYSA-N methyl diethanolamine Chemical compound OCCN(C)CCO CRVGTESFCCXCTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 239000012454 non-polar solvent Substances 0.000 description 1
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-N phosphinic acid Chemical compound O[PH2]=O ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004713 phosphodiesters Chemical class 0.000 description 1
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 125000005207 tetraalkylammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003831 tetrazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004205 trifluoroethyl group Chemical group [H]C([H])(*)C(F)(F)F 0.000 description 1
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZMQDTYVODWKHNT-UHFFFAOYSA-N tris(2,2,2-trifluoroethyl) phosphate Chemical compound FC(F)(F)COP(=O)(OCC(F)(F)F)OCC(F)(F)F ZMQDTYVODWKHNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2
Landscapes
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Description
含フッ素リン酸トリエステルとしては、例えば、オルトリン酸(O=P(OH)3)の3つのエステル形成部位(−OH基)の3つがエステル化された含フッ素化合物が挙げられる。含フッ素リン酸トリエステルは、式(1)で表される含フッ素リン酸トリエステルが好ましい。
含フッ素リン酸ジエステルとしては、例えば、オルトリン酸(O=P(OH)3)の3つのエステル形成部位(−OH基)の2つがエステル化された含フッ素化合物、前述の含フッ素リン酸トリエステルのエステル化された部位の1つが置換された含フッ素化合物、ホスホン酸(O=P(H)(OH)2)の2つのエステル形成部位(−OH基)がエステル化された含フッ素化合物(含フッ素ホスホン酸ジエステル)が挙げられる。含フッ素リン酸ジエステルは、式(7)で表されるリン酸ジエステルが好ましい。
含フッ素リン酸モノエステルとしては、例えば、オルトリン酸(O=P(OH)3)の3つのエステル形成部位(−OH基)の1つがエステル化された含フッ素化合物、ホスホン酸(O=P(H)(OH)2)の2つのエステル形成部位(−OH基)の1つがエステル化された含フッ素化合物(含フッ素ホスホン酸モノエステル)、ホスフィン酸(O=P(H)2(OH))のエステル形成部位(−OH基)がエステル化された含フッ素化合物(含フッ素ホスフィン酸エステル)が挙げられる。
次に、前述の二酸化炭素吸収液を用いた富二酸化炭素吸収液の調製方法について説明する。
次に、前述の富二酸化炭素吸収液の調製方法で得られた富二酸化炭素吸収液を用いた二酸化炭素の回収方法について説明する。
以下、本発明を実施例に基づき説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。圧力は、特に断りのない限り絶対圧である。
(二酸化炭素吸収量(高圧))
図1と図2に示す試験装置を用いて、高圧条件下で二酸化炭素の吸収量を測定した。
(体積膨張率の測定)
図1の体積膨張率測定装置は、真空ポンプ201、カセトメーター202、撹拌子203、サファイアチューブセル204、永久磁石205、恒温槽206、バルブ208、バルブ209、バルブ210、サーミスター211、圧力計212、冷却水循環装置213、二酸化炭素ボンベ214を備える。207は液相高さを示す。
以下、具体的な操作を説明する。
1)十分に露点が低いグローブボックス内で、サファイアチューブセル204に、事前に十分に乾燥した吸収液を所定量(約0.6cc)仕込み、サファイアチューブセル204のバルブ208を閉じる。仕込み量(wA)を電子天秤で測定する。
2)サファイアチューブセル204を、バルブ208を介してガス導入ラインに接続し、恒温槽206内部に設置し、バルブ208を閉じたまま、バルブ209とバルブ210を開け、真空ポンプ201でガス導入ライン内を十分に脱気する。その後、バルブ210を閉じ、バルブ209を開けてガス導入ラインに0.1MPa程度の二酸化炭素を導入し、バルブ209を閉じる。その後、バルブ208を開けてセル内部に二酸化炭素を導入し、吸収液を撹拌子203で1分撹拌した後、バルブ210を開けて0.05MPa程度まで減圧する。最後に、バルブ208を閉じ、ガス導入ラインを再び脱気した後、バルブ210を閉じる。以上の作業を5回繰り返す。
3)バルブ209を開けて、ガス導入ラインに0.1MPa程度の二酸化炭素を導入する。その後、バルブ209を閉じ、バルブ208を開けて、サファイアチューブセル204内に二酸化炭素を導入する。
4)サファイアチューブセル204外部の永久磁石205をモーター(図1に示していない)で上下に動かし、サファイアチューブセル204内部の撹拌子203を上下振動させ、吸収液相を撹拌する。この際、撹拌子203が液面から出ないよう、永久磁石205の位置を調整する。その後、恒温槽206の温度を40℃に保ち、撹拌を継続しつつ、サファイアチューブセル204内の圧力を圧力計212にて測定する。気液平衡状態に到達したことは、圧力変化が1時間あたり0.0001MPa以下になったことで判断する。
5)気液平衡状態に到達した後、カセトメーター202による目視で吸収液相の高さ(H)207を計測する。吸収液相の高さ(H)と吸収液相の体積(V)には直線関係があり、実験前に作成した検量線と吸収液相の高さ(H)から吸収液相の体積(V(p,T))を算出できる。この操作を、1時間ごとに、合計3回以上行い、その平均を用いて体積膨張率(ΔV)を求める。体積膨張率(ΔV)は下記式で定義される。
ΔV=(V(p,T)−V(p0,T))/V(p0,T)
上記式中、V(p,T)は平衡圧力p、測定温度Tにおける吸収液相の体積、V(p0,T)は大気圧(0.1MPa(二酸化炭素が存在しない))、測定温度Tにおける吸収液相の体積である。V(p0,T)はAnton Paar製密度計DMA5000Mから得た密度を用いる。
6)系内の圧力及び恒温槽206の温度を適宜変更し、4)と5)の操作を繰り返し、各圧力及び温度における体積膨張率を決定する。
図2のガス吸収量測定装置は、真空ポンプ301、真空計302、高圧セル部303、ガスチャンバー部304、恒温槽305、バルブ306、バルブ307、バルブ308、バルブ309、バルブ310、サーミスター311、圧力計312、冷却水循環装置313、二酸化炭素ボンベ314を備える。高圧セル部303は、高圧セル315、スターラー316を備える。
以下、具体的な操作を説明する。
7)十分に露点が低いグローブボックス内で、高圧セル315に、事前に十分に乾燥した吸収液を所定量(約10cc)仕込み、高圧セル315を閉じ、さらにバルブ306を閉じ、電子天秤で吸収液の仕込み量を測定する。高圧セル315を、バルブ306で装置に接続し、バルブ306、307、308、309、310を開け、真空ポンプ301で系内を脱気する。系内の圧力は圧力計312と真空計302で計測し、圧力計の表示が0.0000MPa、真空計の指示が2Pa以下に到達した後、さらに6時間以上脱気操作を続ける。その後、バルブ308と310を閉じ、12時間以上放置し、圧力計の表示値の変化が0.0001MPa/12h以下であることを確認する。
8)バルブ306と309を閉じ、バルブ308を開けて二酸化炭素を6.0MPa程度導入する。続いて、バルブ308を閉じ、恒温槽305の温度を40℃に保ち、圧力を圧力計312で計測する。また、高圧セル315内部を、撹拌子(図2に示していない)を回転させ、撹拌する。撹拌子の回転にはスターラー316を使用し、以降、撹拌は測定終了まで継続する。
9)圧力変化が1時間あたり0.0001MPa以下になった際、ガスチャンバー部304が熱平衡に到達したと見なし、圧力を圧力計312で測定する。その後、温度と圧力から二酸化炭素のモル体積(v1)を決定し、これとガスチャンバー部304の容積から二酸化炭素の物質量(n1)を求める。本測定では、モル体積は、NIST REFPROP Ver.9.0を利用して求める。この操作を、1時間ごとに、合計3回以上繰り返し、その平均値を物質量(n1)として採用する。
10)バルブ309、バルブ306の順に開け、二酸化炭素を吸収液に吸収させる。圧力変化が1時間あたり0.0001MPa以下になった際、気液平衡状態に到達したと見なし、圧力を圧力計312で測定する。温度と圧力から二酸化炭素のモル体積(v2)を決定し、下記式を用いて、吸収液に吸収された二酸化炭素の物質量(n2)を決定する。
n2=n1−[V3−VA(T)×(1+ΔV(T,p))]/v2(T,p)
上記式中、n1はガスチャンバーに導入された二酸化炭素の物質量を、v2(T,p)は二酸化炭素のモル体積を、ΔV(T,p)は吸収液の体積膨張率を意味する。また、V3はガスチャンバー部304(容積:V1)と高圧セル部303(容積:V2)の容積の合計であり、n1は下記式から求める。
n1=V1/v1(T,p)
上記式中、v1(T,p)は平衡圧力p、測定温度Tにおける二酸化炭素のモル体積である。なお、モル体積はガスの種類、温度、圧力のみで決定される。VA(T)は二酸化炭素を吸収する前の吸収液の体積であり、下記式で求められる。
VA(T)=wAρ(T)
上記式中、wAは吸収液の仕込み量であり、上記操作7)で決定する。ρ(T)は吸収液の密度、Tは測定温度である。ΔV(T,p)は吸収液の体積膨張率であり、体積膨張率の測定結果から決定する。この操作を、1時間ごとに、合計3回以上繰り返し、その平均値を吸収液に吸収された二酸化炭素の物質量(n2)として採用する。
11)系内の圧力及び恒温槽の温度を適宜変更し、8)から10)の操作を繰り返し、各圧力及び温度における、吸収液に吸収された二酸化炭素の物質量を決定する。
12)吸収液中の二酸化炭素のモル分率(xCO2)は下記式から決定する。
xCO2=n2/(nA+n2)
nAは含フッ素リン酸エステル(比較例においてはジグリム、アミン化合物又はイオン液体)の物質量であり、吸収液の仕込み量wAを、吸収液に含まれる含フッ素リン酸エステル(比較例においてはジグリム、アミン化合物又はイオン液体)の分子量MAで除することで得られる。
式(9)で表されるリン酸トリス(2,2,2−トリフルオロエチル)(東ソー・ファインケム株式会社製)(以下「TFEP」と記載することがある。)を二酸化炭素吸収液E1として用いた。
式(10)で表されるビス(2,2,2−トリフルオロエチル)=N,N−ジイソプロピルホスホロアミダート(東ソー・ファインケム株式会社製)(以下「PF−37」と記載することがある。)を二酸化炭素吸収液E2として用いた。
ジグリム(diglyme)を二酸化炭素吸収液R1として用い、40℃における二酸化炭素吸収量の圧力に対する変化を図13(体積濃度基準)、図14(図13の拡大図)、図15(モル分率基準)に示す。なお、二酸化炭素吸収量は参考文献(Fluid Phase Equilibria,302,103−108(2011))から引用した。
N,N−ジメチルエタノールアミン(DMEA、シグマアルドリッチジャパン合同会社製)を二酸化炭素吸収液R2として用い、各温度(40℃、80℃)において各圧力で二酸化炭素を吸収させた。40℃における二酸化炭素吸収液の二酸化炭素吸収量の圧力に対する変化を図13(体積濃度基準)、図14(図13の拡大図)、図15(モル分率基準)に示す。また、80℃における二酸化炭素吸収液の圧力に対する二酸化炭素吸収量を図16(体積濃度基準)、図17(モル分率基準)に示す。なお、N,N−ジメチルエタノールアミンの体積膨張は、類似のアミン類化合物であるN−メチルジエタノールアミン(MDEA、シグマアルドリッチジャパン合同会社製)の値を用いた。
イオン液体である、1−エチル−3−メチルイミイダゾリウム テトラシアノボレート(略記:[emim][TCB])を二酸化炭素吸収液R3として用い、各温度(40℃、80℃)において各圧力で二酸化炭素を吸収させた。40℃における二酸化炭素吸収液の二酸化炭素吸収量の圧力に対する変化を図13(体積濃度基準)、図14(図13の拡大図)、図15(モル分率基準)に示す。また、80℃における二酸化炭素吸収液の圧力に対する二酸化炭素吸収量を図16(体積濃度基準)、図17(モル分率基準)に示す。また、60℃における二酸化炭素吸収液の圧力に対する二酸化炭素吸収量を図21(体積濃度基準)、図22(モル分率基準)に示す。
式(11)で表されるリン酸トリエチル(東京化成工業株式会社製、製品コード:P0270)(以下「TEP」と記載することがある。)を二酸化炭素吸収液R4として用いた。
図5及び図6から、二酸化炭素吸収液R4(TEP)及び二酸化炭素吸収液E1(TFEP)は、典型的な物理吸収の挙動を示すことがわかる。また、フッ素化したTFEPの方がTEPよりも二酸化炭素吸収量が優れていた(高圧ではTEPの吸収量が増加)。
式(12)で表されるジエチルN,N−ジイソプロピルホスホルアミダート(東ソー・ファインケム株式会社製)(以下「PH−47」と記載することがある。)を二酸化炭素吸収液R5として用いた。
密度は、フッ素数の増加に従い下記の様に増加した。
PH−47 < TEP < PF−37 < TFEP
モル体積は、フッ素化により、それぞれ2割前後増加した。
粘度は、下記の様に、分子量の増加に従い増加した。
TEP < PH−47 < TFEP < PF−37。
202 カセトメーター
203 撹拌子
204 サファイアチューブセル
205 永久磁石
206 恒温槽
207 液相高さ
208、209、210 バルブ
211 サーミスター
212 圧力計
213 冷却水循環装置
214 二酸化炭素ボンベ
301 真空ポンプ
302 真空計
303 高圧セル部
304 ガスチャンバー部
305 恒温槽
306、307、308、309、310 バルブ
311 サーミスター
312 圧力計
313 冷却水循環装置
314 二酸化炭素ボンベ
315 高圧セル
316 スターラー
Claims (12)
- 含フッ素リン酸エステルを含有する二酸化炭素吸収液。
- 前記含フッ素リン酸エステルは、含フッ素リン酸トリエステル又は含フッ素リン酸ジエステルである、請求項1に記載の二酸化炭素吸収液。
- 前記含フッ素リン酸エステルは、式(1)で表される含フッ素リン酸トリエステルである、請求項2に記載の二酸化炭素吸収液。
- 前記Rf1、Rf2及びRf3は、2,2,2−トリフルオロエチル基である、請求項3に記載の二酸化炭素吸収液。
- 前記含フッ素リン酸エステルは、式(2)で表される含フッ素リン酸ジエステルアミドである、請求項2に記載の二酸化炭素吸収液。
- 前記Rf4及びRf5は、2,2,2−トリフルオロエチル基であり、前記R1及びR2は、イソプロピル基である、請求項5に記載の二酸化炭素吸収液。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の二酸化炭素吸収液と二酸化炭素又は前記二酸化炭素を含有する混合ガスとを接触させて、前記二酸化炭素吸収液に前記二酸化炭素を吸収させることを含む、富二酸化炭素吸収液の調製方法。
- 前記混合ガスは、前記二酸化炭素及び炭化水素を含有する混合ガスである、請求項7に記載の富二酸化炭素吸収液の調製方法。
- 前記炭化水素は、メタンである、請求項8に記載の富二酸化炭素吸収液の調製方法。
- 前記二酸化炭素吸収液の二酸化炭素/メタン吸収選択比は、二酸化炭素/メタンの体積濃度比で、10以上である、請求項9に記載の富二酸化炭素吸収液の調製方法。
- 前記二酸化炭素吸収液の二酸化炭素吸収能は、前記富二酸化炭素吸収液中の二酸化炭素含有量のモル分率で、二酸化炭素分圧2MPa(40℃)で0.4以上であり、二酸化炭素分圧4MPa(40℃)で0.6以上であり、かつ二酸化炭素分圧6MPa(40℃)で0.7以上である、請求項7〜10のいずれか1項に記載の富二酸化炭素吸収液の調製方法。
- 請求項7〜11のいずれか1項に記載の富二酸化炭素吸収液の調製方法で得た前記富二酸化炭素吸収液を、前記二酸化炭素を吸収させた圧力より低圧に、又は/かつ、前記二酸化炭素を吸収させた温度より高温にして、前記富二酸化炭素吸収液から前記二酸化炭素を放出させることを含む二酸化炭素の回収方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019065440 | 2019-03-29 | ||
JP2019065440 | 2019-03-29 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020163381A true JP2020163381A (ja) | 2020-10-08 |
JP7369401B2 JP7369401B2 (ja) | 2023-10-26 |
Family
ID=72715423
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020054427A Active JP7369401B2 (ja) | 2019-03-29 | 2020-03-25 | 二酸化炭素吸収液、及び富二酸化炭素吸収液の調製方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7369401B2 (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05222069A (ja) * | 1992-02-18 | 1993-08-31 | Kao Corp | 含フッ素リン酸エステルの製造法 |
JP2004509756A (ja) * | 2000-09-26 | 2004-04-02 | ユニヴァーシティ・オヴ・ノース・キャロライナ・アト・チャペル・ヒル | 二酸化炭素に使用するためのホスフェートフルオロ界面活性剤 |
JP2012219018A (ja) * | 2011-04-04 | 2012-11-12 | Asahi Kasei Corp | リン原子含有イオン液体 |
JP2016216414A (ja) * | 2015-05-25 | 2016-12-22 | 東ソ−・エフテック株式会社 | 含フッ素リン酸エステルシアノアルキルアミド、それを含有する非水電解液及び非水系二次電池 |
-
2020
- 2020-03-25 JP JP2020054427A patent/JP7369401B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05222069A (ja) * | 1992-02-18 | 1993-08-31 | Kao Corp | 含フッ素リン酸エステルの製造法 |
JP2004509756A (ja) * | 2000-09-26 | 2004-04-02 | ユニヴァーシティ・オヴ・ノース・キャロライナ・アト・チャペル・ヒル | 二酸化炭素に使用するためのホスフェートフルオロ界面活性剤 |
JP2012219018A (ja) * | 2011-04-04 | 2012-11-12 | Asahi Kasei Corp | リン原子含有イオン液体 |
JP2016216414A (ja) * | 2015-05-25 | 2016-12-22 | 東ソ−・エフテック株式会社 | 含フッ素リン酸エステルシアノアルキルアミド、それを含有する非水電解液及び非水系二次電池 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7369401B2 (ja) | 2023-10-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10308587B2 (en) | Functionalized fluoropolymers and electrolyte compositions | |
JP5688455B2 (ja) | 二酸化炭素吸収剤及び該吸収剤を用いた二酸化炭素の分離回収方法 | |
US10308592B2 (en) | Nitrogen containing hydrofluoroethers and methods of using same | |
US20160226104A1 (en) | Functionalized phosphorus containing fluoropolymers and electrolyte compositions | |
US20140286849A1 (en) | Mixtures of Ammonia and Ionic Liquids | |
EP3536760B1 (en) | Composition containing mixture of fluorinated hydrocarbons, and method for producing same | |
JP6694642B2 (ja) | 二酸化炭素吸収液および二酸化炭素分離回収方法 | |
US20150152045A1 (en) | Reactive ionic liquids | |
JP5916219B2 (ja) | 酸性ガス吸収液及び該酸性ガス吸収液を用いる酸性ガスの選択的分離回収法 | |
JP2016010760A (ja) | 酸性ガス化学吸収液及び酸性ガス分離回収方法 | |
CN109478681B (zh) | 锂电池用液体电解质 | |
JP2020163381A (ja) | 二酸化炭素吸収液、富二酸化炭素吸収液の調製方法、及び二酸化炭素の回収方法 | |
JP4833552B2 (ja) | ポリフルオルポリエーテルの使用 | |
JP6811440B2 (ja) | 二酸化炭素分離回収用吸収液及び二酸化炭素分離回収方法 | |
US20160301107A1 (en) | Functionalized perfluoroalkanes and electrolyte compositions | |
WO2018222384A1 (en) | Fluorinated diaminoolefins and methods of using the same | |
EP4315471A1 (en) | Flame retardants for battery electrolytes | |
JP2006210259A (ja) | 非水電解液 | |
JP2005060261A (ja) | ビス(2,2,3,4,4,4−ヘキサフルオロブチル)カーボネートおよびその製造方法、および非水系電解液 | |
KR102068396B1 (ko) | 바나듐 할라이드 레독스 흐름 전지용 전해질의 제조 방법 | |
WO2013081137A1 (ja) | 含フッ素環状カーボネートの製造方法 | |
JP7165388B2 (ja) | 二酸化炭素回収方法 | |
EP3504191A1 (en) | Nitrogen and dioxolane-containing hydrofluoroethers and methods of using the same | |
WO2023281421A1 (en) | Hydrofluoroolefins and uses thereof | |
WO2022212633A1 (en) | Flame retardants for battery electrolytes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200410 |
|
AA64 | Notification of invalidation of claim of internal priority (with term) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A241764 Effective date: 20200519 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200522 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221110 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230629 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230704 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230831 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230926 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231005 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7369401 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |