JP2024008922A - Carbon dioxide absorption liquid and separation and recovery method of carbon dioxide - Google Patents

Carbon dioxide absorption liquid and separation and recovery method of carbon dioxide Download PDF

Info

Publication number
JP2024008922A
JP2024008922A JP2023112238A JP2023112238A JP2024008922A JP 2024008922 A JP2024008922 A JP 2024008922A JP 2023112238 A JP2023112238 A JP 2023112238A JP 2023112238 A JP2023112238 A JP 2023112238A JP 2024008922 A JP2024008922 A JP 2024008922A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbon dioxide
absorption liquid
dioxide absorption
pressure
organic solvent
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.)
Pending
Application number
JP2023112238A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
洋 町田
Hiroshi Machida
行庸 則永
Yukiyasu Norinaga
幹朗 平山
Mikiro Hirayama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokai National Higher Education and Research System NUC
Original Assignee
Tokai National Higher Education and Research System NUC
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokai National Higher Education and Research System NUC filed Critical Tokai National Higher Education and Research System NUC
Publication of JP2024008922A publication Critical patent/JP2024008922A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/151Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2

Landscapes

  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a carbon dioxide absorption liquid which provides an energy-saving direct air recovery (DAC) technique and accordingly can separate and recovery a carbon dioxide using a pressure difference from atmospheric air by decompression requiring no heat energy, or the like, and a separation and recovery method of a carbon dioxide using the same.
SOLUTION: A carbon dioxide absorption liquid for separating and recovering a carbon dioxide from separated gas containing a carbon dioxide contains primary amine and an organic solvent, wherein the organic solvent has a vapor pressure at 25°C of 0-1,000 Pa.
SELECTED DRAWING: None
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本発明は、二酸化炭素吸収液及び二酸化炭素の分離回収方法に関する。 The present invention relates to a carbon dioxide absorption liquid and a method for separating and recovering carbon dioxide.

近年、人類の社会活動に付随する二酸化炭素やメタンといった温室効果ガス排出量の急激な増加が地球温暖化の原因の一つに挙げられている。特に、二酸化炭素は温室効果ガスの中でも最も主要なものであり、2016年に発効されたパリ協定に従い、二酸化炭素排出量削減へ向けての対策が急務となっている。 In recent years, the rapid increase in greenhouse gas emissions such as carbon dioxide and methane accompanying human social activities has been cited as one of the causes of global warming. In particular, carbon dioxide is the most important greenhouse gas, and in accordance with the Paris Agreement that went into effect in 2016, there is an urgent need to take measures to reduce carbon dioxide emissions.

このような状況下、大気中の二酸化炭素を吸着して地中に埋める直接空気回収(DAC)技術は、ネガティブエミッションに資する数少ない手段である。 Under these circumstances, direct air capture (DAC) technology, which adsorbs carbon dioxide from the atmosphere and buries it underground, is one of the few methods that can contribute to negative emissions.

これまでに、カーボンエンジニアリング、クライムワークス、グローバルサーモスタット等、各社が直接空気回収(DAC)技術の先行的な取り組みを進めている。 To date, companies such as Carbon Engineering, Climeworks, and Global Thermostat have advanced initiatives in direct air capture (DAC) technology.

例えば、カーボンエンジニアリング社は、アルカリ溶液に二酸化炭素を吸収させつつ、二酸化炭素を炭酸塩に固定させているが、二酸化炭素の回収には、900℃という非常に高温での加熱が必要とされており、過大な熱エネルギーが必要である。 For example, Carbon Engineering Co., Ltd. uses an alkaline solution to absorb carbon dioxide and fix it in carbonate, but recovering carbon dioxide requires heating at an extremely high temperature of 900°C. Therefore, an excessive amount of thermal energy is required.

また、二酸化炭素吸収液として水溶液を使用した場合には、水の蒸気圧が極めて大きい。このため、大気中の二酸化炭素分割は、25℃において約40Paであるところ、熱エネルギーを必要としない減圧等によって大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収するために適していない。 Furthermore, when an aqueous solution is used as the carbon dioxide absorption liquid, the vapor pressure of water is extremely high. For this reason, the splitting of carbon dioxide in the atmosphere is about 40 Pa at 25° C., which is not suitable for separating and recovering carbon dioxide using a pressure difference from the atmosphere, such as by reducing pressure, which does not require thermal energy.

このため、熱エネルギーを必要としない減圧等によって大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収するために適した二酸化炭素吸収剤は実用化されていないのが現状であり、より省エネルギーな直接空気回収(DAC)技術が求められている。 For this reason, currently no carbon dioxide absorbent suitable for separating and recovering carbon dioxide using the pressure difference from the atmosphere, such as decompression that does not require thermal energy, has been put into practical use. Air recovery (DAC) technology is required.

本発明は、上記のような課題を解決しようとするものであり、より省エネルギーな直接空気回収(DAC)技術を提供するため、熱エネルギーを必要としない減圧等によって大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収することができる二酸化炭素吸収液及びこれを用いた二酸化炭素の分離回収方法を提供することを目的とする。 The present invention aims to solve the above-mentioned problems, and in order to provide a more energy-saving direct air recovery (DAC) technology, it uses a pressure difference from the atmosphere through depressurization etc. that does not require thermal energy. An object of the present invention is to provide a carbon dioxide absorption liquid that can separate and recover carbon dioxide, and a method for separating and recovering carbon dioxide using the same.

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、第一級アミンと25℃における蒸気圧が0~1000Paである有機溶媒とを使用することにより、上記課題を解決し、熱エネルギーを必要としない減圧等によって大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収することができる二酸化炭素吸収液が得られることを見出した。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors solved the above problems by using a primary amine and an organic solvent with a vapor pressure of 0 to 1000 Pa at 25°C, and the thermal energy We have discovered that a carbon dioxide absorption liquid can be obtained in which carbon dioxide can be separated and recovered by using a pressure difference from the atmosphere, such as by depressurization, which does not require a pressure difference.

本発明は、上記の知見に基づき、更に十分な検討を重ねて完成されたものであり、以下の構成を包含する。 The present invention has been completed based on the above knowledge and further thorough studies, and includes the following configurations.

項1.二酸化炭素を含有する被分離ガスから二酸化炭素を分離回収するための二酸化炭素吸収液であって、
第一級アミン及び有機溶媒を含有し、且つ、
前記有機溶媒は、25℃における蒸気圧が0~1000Paである、二酸化炭素吸収液。
Item 1. A carbon dioxide absorption liquid for separating and recovering carbon dioxide from a gas to be separated containing carbon dioxide,
contains a primary amine and an organic solvent, and
The organic solvent is a carbon dioxide absorption liquid having a vapor pressure of 0 to 1000 Pa at 25°C.

項2.25℃において、二酸化炭素分圧が40Pa及び10Paである場合におけるCO吸収量の差が、0.01~1.00mol-CO/mol-アミンである、項1に記載の二酸化炭素吸収液。 Item 2. Dioxide according to Item 1, wherein the difference in CO 2 absorption amount at 25° C. when the carbon dioxide partial pressure is 40 Pa and 10 Pa is 0.01 to 1.00 mol-CO 2 /mol-amine. Carbon absorption liquid.

項3.25℃において、前記二酸化炭素吸収液の蒸気圧が100Pa以下である、項1又は2に記載の二酸化炭素吸収液。 Item 3. The carbon dioxide absorbing liquid according to Item 1 or 2, wherein the carbon dioxide absorbing liquid has a vapor pressure of 100 Pa or less at 25°C.

項4.25℃において、前記二酸化炭素吸収液の二酸化炭素分圧が40Paである場合におけるCO吸収量が、0.010g-CO/g-二酸化炭素吸収液以上である、項1~3のいずれか1項に記載の二酸化炭素吸収液。 Item 4. Items 1 to 3, in which the CO 2 absorption amount at 25° C. and when the carbon dioxide partial pressure of the carbon dioxide absorption liquid is 40 Pa is 0.010 g-CO 2 /g-carbon dioxide absorption liquid or more. The carbon dioxide absorption liquid according to any one of the above.

項5.前記第一級アミンが、第一級アルカノールアミンである、項1~4のいずれか1項に記載の二酸化炭素吸収液。 Item 5. Item 5. The carbon dioxide absorption liquid according to any one of Items 1 to 4, wherein the primary amine is a primary alkanolamine.

項6.前記第一級アルカノールアミンが、モノエタノールアミン、ジグリコールアミン、2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール、モノプロパノールアミン、モノイソプロパノールアミン、DL-1-アミノ-2-プロパノール、及び3-アミノ-1,2-プロパンジオールよりなる群から選ばれる少なくとも1種である、項5に記載の二酸化炭素吸収液。 Item 6. The primary alkanolamine is monoethanolamine, diglycolamine, 2-amino-2-methyl-1-propanol, monopropanolamine, monoisopropanolamine, DL-1-amino-2-propanol, and 3-amino Item 5. The carbon dioxide absorption liquid according to item 5, which is at least one member selected from the group consisting of -1,2-propanediol.

項7.前記有機溶媒が、ポリオール若しくはそのアルキルエーテル、並びにイオン液体よりなる群から選ばれる少なくとも1種である、項1~6のいずれか1項に記載の二酸化炭素吸収液。 Section 7. 7. The carbon dioxide absorption liquid according to any one of Items 1 to 6, wherein the organic solvent is at least one selected from the group consisting of polyols or alkyl ethers thereof, and ionic liquids.

項8.前記有機溶媒が、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール及びポリエチレングリコール、並びにこれらのモノアルキルエーテルと、
カチオンがイミダゾリニウムカチオン、第4級ホスホニウムカチオン、又はリン原子を含む複素環骨格を有するカチオンであり、アニオンがBr、Cl、BF 、PF 、又は(CFSOであるイオン液体と
よりなる群から選ばれる少なくとも1種である、項1~7のいずれか1項に記載の二酸化炭素吸収液。
Section 8. The organic solvent is triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, and monoalkyl ethers thereof,
The cation is an imidazolinium cation, a quaternary phosphonium cation, or a cation having a heterocyclic skeleton containing a phosphorus atom, and the anion is Br , Cl , BF 4 , PF 6 , or (CF 3 SO 2 ). 8. The carbon dioxide absorption liquid according to any one of Items 1 to 7, which is at least one selected from the group consisting of an ionic liquid that is 2 N - .

項9.前記二酸化炭素吸収液の総量を100質量%として、前記第一級アミンの含有量が1~50質量%である、項1~8のいずれか1項に記載の二酸化炭素吸収液。 Item 9. 9. The carbon dioxide absorption liquid according to any one of Items 1 to 8, wherein the content of the primary amine is 1 to 50% by mass, with the total amount of the carbon dioxide absorption liquid being 100% by mass.

項10.前記二酸化炭素吸収液の総量を100質量%として、前記有機溶媒の含有量が50~99質量%である、項1~9のいずれか1項に記載の二酸化炭素吸収液。 Item 10. Item 10. The carbon dioxide absorption liquid according to any one of Items 1 to 9, wherein the content of the organic solvent is 50 to 99% by mass, with the total amount of the carbon dioxide absorption liquid being 100% by mass.

項11.二酸化炭素を吸着して地中に埋める直接空気回収技術に使用するために用いられる、項1~10のいずれか1項に記載の二酸化炭素吸収液。 Item 11. The carbon dioxide absorption liquid according to any one of Items 1 to 10, which is used for direct air recovery technology that adsorbs carbon dioxide and buries it underground.

項12.二酸化炭素を含有する被分離ガスから二酸化炭素を分離回収する方法であって、
(1)項1~11のいずれか1項に記載の二酸化炭素吸収液を、二酸化炭素を含有する被分離ガスと接触させ、二酸化炭素を含有する被分離ガスから二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収液を得る工程、及び、
(2)前記工程(1)で得られた、二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収液から、減圧下に二酸化炭素を脱離して放散させ、放散した二酸化炭素を回収する工程
を備える、方法。
Item 12. A method for separating and recovering carbon dioxide from a gas to be separated containing carbon dioxide, the method comprising:
(1) Carbon dioxide absorption in which the carbon dioxide absorption liquid according to any one of items 1 to 11 is brought into contact with a gas to be separated containing carbon dioxide, and carbon dioxide is absorbed from the gas to be separated containing carbon dioxide. obtaining a liquid, and
(2) A method comprising a step of desorbing and dissipating carbon dioxide from the carbon dioxide absorption liquid obtained in step (1) above under reduced pressure and recovering the dissipated carbon dioxide.

項13.前記工程(2)が、二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収液から、減圧下に二酸化炭素を昇華させる工程である、項12に記載の方法。 Item 13. 13. The method according to item 12, wherein the step (2) is a step of sublimating carbon dioxide from a carbon dioxide absorption liquid under reduced pressure.

項14.前記工程(1)及び(2)が、0~60℃で行われる、項12又は13に記載の方法。 Section 14. Item 14. The method according to Item 12 or 13, wherein the steps (1) and (2) are performed at 0 to 60°C.

項15.前記工程(1)が、二酸化炭素分圧30~100Paの圧力下に行われ、前記工程(2)が二酸化炭素分圧1~20Paの圧力下に行われる、項12~14のいずれか1項に記載の方法。 Item 15. Any one of items 12 to 14, wherein the step (1) is carried out under a pressure of a carbon dioxide partial pressure of 30 to 100 Pa, and the step (2) is carried out under a pressure of a carbon dioxide partial pressure of 1 to 20 Pa. The method described in.

本発明によれば、熱エネルギーを必要としない減圧等によって大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収することができる二酸化炭素吸収液及びこれを用いた二酸化炭素の分離回収方法を提供することができる。 According to the present invention, there is provided a carbon dioxide absorption liquid that can separate and recover carbon dioxide by using a pressure difference from the atmosphere through depressurization or the like that does not require thermal energy, and a method for separating and recovering carbon dioxide using the same. be able to.

実施例3で得られた二酸化炭素吸収液において、25℃、30℃及び40℃における二酸化炭素分圧と二酸化炭素吸収量との関係を示す。In the carbon dioxide absorption liquid obtained in Example 3, the relationship between carbon dioxide partial pressure and carbon dioxide absorption amount at 25°C, 30°C and 40°C is shown.

本明細書において、「含有する(comprise)」は、「実質的にのみからなる(consist essentially of)」、及び「のみからなる(consist of)」も包含する概念である。 As used herein, "comprise" is a concept that includes "consist essentially of" and "consist of".

本明細書において、範囲を「A~B」で表す場合、特に限定されない限り、A以上B以下を意味する。 In this specification, when a range is expressed as "A to B", unless otherwise specified, it means greater than or equal to A and less than or equal to B.

1.二酸化炭素吸収液
本発明の二酸化炭素吸収液は、二酸化炭素を含有する被分離ガスから二酸化炭素を分離回収するための二酸化炭素吸収液であって、アミン及び有機溶媒を含有する。
1. Carbon dioxide absorption liquid The carbon dioxide absorption liquid of the present invention is a carbon dioxide absorption liquid for separating and recovering carbon dioxide from a gas to be separated containing carbon dioxide, and contains an amine and an organic solvent.

(1-1)第一級アミン
本発明で使用される第一級アミンとしては、特に制限されるわけではないが、25℃における蒸気圧が小さい第一級アミンが好ましい。
(1-1) Primary amine The primary amine used in the present invention is not particularly limited, but primary amines with low vapor pressure at 25°C are preferred.

具体的には、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収しやすい観点から、本発明で使用される第一級アミンの25℃における蒸気圧は、0~100Paが好ましく、0~50Paがより好ましい。なお、第一級アミンの25℃における蒸気圧は、既報の文献値がある場合は文献値を採用し、そうでない場合は分子構造から推算する。 Specifically, from the viewpoint of easy separation and recovery of carbon dioxide using a pressure difference from the atmosphere, the vapor pressure at 25° C. of the primary amine used in the present invention is preferably 0 to 100 Pa, and preferably 0 to 50 Pa. is more preferable. For the vapor pressure of the primary amine at 25°C, if there is a previously reported literature value, the literature value is used, otherwise it is estimated from the molecular structure.

このような第一級アミンとしては、具体的には、モノエタノールアミン、ジグリコールアミン、2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール、モノプロパノールアミン、モノイソプロパノールアミン、DL-1-アミノ-2-プロパノール、3-アミノ-1,2-プロパンジオール等のアルカノールアミンが挙げられる。これらのなかでも、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収しやすい観点から、モノエタノールアミン、ジグリコールアミン等が好ましい。 Specifically, such primary amines include monoethanolamine, diglycolamine, 2-amino-2-methyl-1-propanol, monopropanolamine, monoisopropanolamine, DL-1-amino-2 Examples include alkanolamines such as -propanol and 3-amino-1,2-propanediol. Among these, monoethanolamine, diglycolamine, etc. are preferred from the viewpoint of easy separation and recovery of carbon dioxide using a pressure difference from the atmosphere.

以上の第一級アミンは、公知又は市販品を用いることができる。また、以上の単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。 As the above primary amine, publicly known or commercially available products can be used. Moreover, the above can be used alone, or two or more types can be used in combination.

なお、第一級アミンではなく、第二級アミン又は第三級アミンを使用した場合は、仮に、蒸気圧の少ない第二級アミン又は第三級アミンを使用し、且つ、後述のように蒸気圧の少ない有機溶媒又はイオン液体を使用した場合であっても、得られた二酸化炭素吸収液は二酸化炭素と十分に反応せず、十分に二酸化炭素を吸収することができない。 In addition, when using a secondary amine or tertiary amine instead of a primary amine, it is necessary to use a secondary amine or tertiary amine with a low vapor pressure, and to reduce the vapor pressure as described below. Even when a low-pressure organic solvent or ionic liquid is used, the obtained carbon dioxide absorption liquid does not react sufficiently with carbon dioxide and cannot sufficiently absorb carbon dioxide.

本発明の二酸化炭素吸収液において、上記した第一級アミンの含有量は、特に制限されるわけではないが、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収しやすい観点から、二酸化炭素吸収液の総量を100質量%として、1~50質量%が好ましく、5~40質量%がさらに好ましい。 In the carbon dioxide absorption liquid of the present invention, the content of the above-mentioned primary amine is not particularly limited, but from the viewpoint of easy separation and recovery of carbon dioxide using a pressure difference from the atmosphere, carbon dioxide absorption The total amount of the liquid is 100% by mass, preferably 1 to 50% by mass, more preferably 5 to 40% by mass.

(1-2)有機溶媒
本発明で使用される有機溶媒としては、25℃における蒸気圧が0~1000Paである有機溶媒を使用する。特に、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収しやすい観点から、本発明で使用される有機溶媒の25℃における蒸気圧は、0~1000Pa、好ましくは0.01~100Pa、より好ましくは0.02~10Pa、さらに好ましくは0.03~1Paである。また、有機溶媒としては、蒸気圧が実質的にゼロ(例えば0~0.005Pa)であるイオン液体も好ましく使用することができる。なお、有機溶媒の25℃における蒸気圧は、既報の文献値がある場合は文献値を採用し、そうでない場合は分子構造から推算する。
(1-2) Organic Solvent The organic solvent used in the present invention has a vapor pressure of 0 to 1000 Pa at 25°C. In particular, from the viewpoint of easy separation and recovery of carbon dioxide using a pressure difference from the atmosphere, the vapor pressure at 25°C of the organic solvent used in the present invention is 0 to 1000 Pa, preferably 0.01 to 100 Pa, more preferably is 0.02 to 10 Pa, more preferably 0.03 to 1 Pa. Further, as the organic solvent, an ionic liquid whose vapor pressure is substantially zero (for example, 0 to 0.005 Pa) can also be preferably used. Note that the vapor pressure of the organic solvent at 25° C. is estimated from the molecular structure if there is a previously reported literature value.

このような有機溶媒としては、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収しやすい観点から、ポリオール若しくはそのアルキルエーテル、並びにイオン液体が好ましい。なかでも、ポリオール若しくはそのアルキルエーテルとしては、例えば、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール等の他、これらのモノアルキルエーテル等が挙げられる。 As such an organic solvent, polyols or alkyl ethers thereof, and ionic liquids are preferable from the viewpoint of easy separation and recovery of carbon dioxide using a pressure difference from the atmosphere. Among these, examples of polyols or alkyl ethers thereof include triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, and monoalkyl ethers thereof.

また、イオン液体としては、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収しやすい観点から、カチオンがイミダゾリニウムカチオン、ピリジニウムカチオン、第4級ホスホニウムカチオン、又はリン原子を含む複素環骨格を有するカチオン(1-ブチル-3-メチルイミダゾリウム、1-ブチルピリジニウム等)であり、アニオンがBr、Cl、BF 、PF 、又は(CFSOであるイオン液体が好ましい。 In addition, as an ionic liquid, from the viewpoint of easy separation and recovery of carbon dioxide using a pressure difference from the atmosphere, the cation is an imidazolinium cation, a pyridinium cation, a quaternary phosphonium cation, or a heterocyclic skeleton containing a phosphorus atom. cation (1-butyl-3-methylimidazolium, 1-butylpyridinium, etc.), and the anion is Br , Cl , BF 4 , PF 6 , or (CF 3 SO 2 ) 2 N Ionic liquids are preferred.

これらのなかでも、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収しやすい観点から、トリエチレングリコール、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスファート(BMIMPF)等が好ましい。 Among these, triethylene glycol, 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate (BMIMPF 6 ), and the like are preferred from the viewpoint of easy separation and recovery of carbon dioxide using a pressure difference from the atmosphere.

以上の有機溶媒は、公知又は市販品を用いることができる。また、以上の有機溶媒は、単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。 For the above organic solvents, known or commercially available products can be used. Further, the above organic solvents can be used alone or in combination of two or more.

本発明の二酸化炭素吸収液において、上記した有機溶媒の含有量は、特に制限されるわけではないが、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収しやすい観点から、二酸化炭素吸収液の総量を100質量%として、50~99質量%が好ましく、60~95質量%がさらに好ましい。 In the carbon dioxide absorption liquid of the present invention, the content of the above-mentioned organic solvent is not particularly limited, but from the viewpoint of easy separation and recovery of carbon dioxide using a pressure difference from the atmosphere, the content of the organic solvent in the carbon dioxide absorption liquid is The total amount is 100% by weight, preferably 50 to 99% by weight, more preferably 60 to 95% by weight.

(1-3)その他成分
本発明の二酸化炭素吸収液には、上記した第一級アミンや、25℃における蒸気圧が0~1000Paの有機溶媒の他にも、酸化防止剤等の副反応抑制剤;腐食防止剤等の劣化防止剤等の各種成分を含ませることも可能である。
(1-3) Other components In addition to the above-mentioned primary amines and organic solvents with a vapor pressure of 0 to 1000 Pa at 25°C, the carbon dioxide absorption liquid of the present invention contains antioxidants and other substances that suppress side reactions. It is also possible to include various components such as deterioration inhibitors such as corrosion inhibitors.

酸化防止剤等の副反応抑制剤としては、例えば、ジブチルヒドロキシトルエン、ブチルヒドロキシアニソール、エリソルビン酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、二酸化硫黄等が挙げられる。 Examples of side reaction inhibitors such as antioxidants include dibutylhydroxytoluene, butylhydroxyanisole, sodium erythorbate, sodium sulfite, and sulfur dioxide.

腐食防止剤等の劣化防止剤としては、例えば、1-ヒドロキシエタン-1,1-ジホスホン酸、2-ホスホノブタン-1,2,4-トリカルボン酸、1-ホスホノプロパン-2,3-ジカルボン酸、ホスホノスクシン酸、2-ヒドロキシホスホノ酢酸、マレイン酸系重合体(マレイン酸及びアミレンの共重合体;マレイン酸、アクリル酸及びスチレンの三元共重合体等)等が挙げられる。 Examples of deterioration inhibitors such as corrosion inhibitors include 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid, 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid, and 1-phosphonopropane-2,3-dicarboxylic acid. , phosphonosuccinic acid, 2-hydroxyphosphonoacetic acid, maleic acid-based polymers (copolymers of maleic acid and amylene; ternary copolymers of maleic acid, acrylic acid, and styrene, etc.).

これらの各種成分は、本発明の効果を損なわない範囲で含ませることができ、例えば、二酸化炭素吸収液の総量を100質量%として、0.01~10質量%、好ましくは0.02~5質量%含ませることができる。 These various components can be included within a range that does not impair the effects of the present invention, for example, 0.01 to 10% by mass, preferably 0.02 to 5% by mass, assuming the total amount of the carbon dioxide absorption liquid as 100% by mass. % by mass.

ただし、水やメタノール、エタノール等のように、25℃における蒸気圧が1000Paより大きい溶媒は、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収しやすい観点から、極力少ないことが好ましく、0~10質量%、特に0~5質量%、さらには0~1質量%が好ましく、なかでも、これらの25℃における蒸気圧が1000Paより大きい溶媒は含まないことが最も好ましい。 However, it is preferable to use as few solvents as possible, such as water, methanol, ethanol, etc., whose vapor pressure is higher than 1000 Pa at 25°C, from the viewpoint of easy separation and recovery of carbon dioxide using the pressure difference from the atmosphere. It is preferably 10% by mass, particularly 0 to 5% by mass, and more preferably 0 to 1% by mass, and most preferably does not contain a solvent with a vapor pressure of more than 1000 Pa at 25°C.

(1-4)二酸化炭素吸収液
以上のような各成分を含有する本発明の二酸化炭素吸収液は、特に制限されるわけではないが、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収しやすい観点から、25℃において、二酸化炭素分圧が40Pa及び10Paである場合におけるCO吸収量の差が、0.01~1.00mol-CO/mol-アミンであることが好ましく、0.03~0.50mol-CO/mol-アミンであることがより好ましく、0.05~0.50mol-CO/mol-アミンであることがさらに好ましい。
(1-4) Carbon dioxide absorption liquid The carbon dioxide absorption liquid of the present invention containing each of the above-mentioned components is not particularly limited, but can separate and recover carbon dioxide using a pressure difference from the atmosphere. From a simple viewpoint, it is preferable that the difference in CO 2 absorption amount at 25° C. when the carbon dioxide partial pressure is 40 Pa and 10 Pa is 0.01 to 1.00 mol-CO 2 /mol-amine, and 0.01 to 1.00 mol-CO 2 /mol-amine. 03 to 0.50 mol-CO 2 /mol-amine, more preferably 0.05 to 0.50 mol-CO 2 /mol-amine.

以上のような各成分を含有する本発明の二酸化炭素吸収液は、特に制限されるわけではないが、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収しやすい観点から、25℃において、蒸気圧が、100Pa以下が好ましく、0.01~95Paがより好ましく、0.02~90Paがさらに好ましい。なお、この蒸気圧は0.03~20Pa以下とすることもできる。 The carbon dioxide absorption liquid of the present invention containing each of the above-mentioned components is not particularly limited, but from the viewpoint of easy separation and recovery of carbon dioxide using a pressure difference from the atmosphere, the carbon dioxide absorbing liquid of the present invention can be heated at 25°C with steam. The pressure is preferably 100 Pa or less, more preferably 0.01 to 95 Pa, and even more preferably 0.02 to 90 Pa. Note that this vapor pressure can also be set to 0.03 to 20 Pa or less.

以上のような各成分を含有する本発明の二酸化炭素吸収液は、特に制限されるわけではないが、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収しやすい観点から、25℃において、二酸化炭素分圧が40Paである場合におけるCO吸収量(溶解度)が、0.010g-CO/g-二酸化炭素吸収液以上であることが好ましく、0.015~0.100g-CO/g-二酸化炭素吸収液であることがより好ましく、0.020~0.100g-CO/g-二酸化炭素吸収液であることがさらに好ましい。 The carbon dioxide absorption liquid of the present invention containing each of the above components is not particularly limited, but from the viewpoint of easy separation and recovery of carbon dioxide using a pressure difference from the atmosphere, it is possible to absorb carbon dioxide at 25°C. The CO 2 absorption amount (solubility) when the carbon partial pressure is 40 Pa is preferably 0.010 g-CO 2 /g-carbon dioxide absorption liquid or more, and 0.015 to 0.100 g-CO 2 /g. - More preferably a carbon dioxide absorption liquid, and even more preferably a 0.020 to 0.100g-CO 2 /g-carbon dioxide absorption liquid.

本発明の二酸化炭素吸収液が、二酸化炭素を吸収する対象となる「二酸化炭素を含有する被分離ガス」としては、大気の他にも、例えば、石炭、重油、天然ガス等を燃料とする火力発電所、製造所のボイラー、セメント工場のキルン、コークスで酸化鉄を還元する製鐵高炉、銑鉄中の炭素を燃焼して製鋼する製鉄転炉、石炭ガス化複合発電設備、タンカー等からの排ガス、採掘時天然ガス、改質ガス等も使用でき、該ガス中の二酸化炭素濃度は、体積濃度で通常0.01~50体積%程度、特に0.04~20体積%程度とすることができる。このような二酸化炭素濃度範囲では、本発明の作用効果が特に好適に発揮され得る。なお、二酸化炭素を含むガスには、二酸化炭素以外にN、水蒸気、CO、HS、COS、SO、NO、CH、水素等のガスが含まれていてもよい。 The carbon dioxide absorption liquid of the present invention can absorb carbon dioxide as a gas containing carbon dioxide, in addition to the atmosphere, for example, thermal power plants using coal, heavy oil, natural gas, etc. as fuel. Exhaust gas from power plants, manufacturing plant boilers, cement factory kilns, ironmaking blast furnaces that reduce iron oxide with coke, steelmaking converters that burn the carbon in pig iron to make steel, coal gasification combined power generation facilities, tankers, etc. , natural gas during mining, reformed gas, etc. can also be used, and the carbon dioxide concentration in the gas can be generally about 0.01 to 50% by volume, particularly about 0.04 to 20% by volume. . In such a carbon dioxide concentration range, the effects of the present invention can be particularly suitably exhibited. Note that the gas containing carbon dioxide may include gases such as N 2 , water vapor, CO, H 2 S, COS, SO 2 , NO 2 , CH 4 , and hydrogen in addition to carbon dioxide.

後述の分離回収方法において説明するように、分離回収される二酸化炭素は、現在その技術が開発されつつある、二酸化炭素を吸着して地中に埋める直接空気回収(DAC)技術に供することができることから、上記のような本発明の二酸化炭素吸収液は、二酸化炭素を吸着して地中に埋める直接空気回収(DAC)技術に使用することが特に好適である。 As explained in the separation and recovery method below, the separated and recovered carbon dioxide can be used in direct air capture (DAC) technology, which is currently being developed and which adsorbs carbon dioxide and buries it underground. Therefore, the carbon dioxide absorption liquid of the present invention as described above is particularly suitable for use in direct air capture (DAC) technology in which carbon dioxide is adsorbed and buried underground.

2.二酸化炭素の分離回収方法
本発明の二酸化炭素吸収液による二酸化炭素の分離回収方法は、特に制限されるわけではないが、
(1)本発明の二酸化炭素吸収液を、二酸化炭素を含有する被分離ガスと接触させ、二酸化炭素を含有する被分離ガスから二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収液を得る工程、及び、
(2)前記工程(1)で得られた、二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収液から、減圧下に二酸化炭素を脱離して放散させ、放散した二酸化炭素を回収する工程
により行うことができる。
2. Method for separating and recovering carbon dioxide The method for separating and recovering carbon dioxide using the carbon dioxide absorption liquid of the present invention is not particularly limited;
(1) A step of bringing the carbon dioxide absorption liquid of the present invention into contact with a gas to be separated containing carbon dioxide to obtain a carbon dioxide absorption liquid that has absorbed carbon dioxide from the gas to be separated containing carbon dioxide, and
(2) This can be carried out by desorbing and dissipating carbon dioxide from the carbon dioxide-absorbing liquid obtained in step (1) above under reduced pressure and recovering the dissipated carbon dioxide.

(2-1)工程(1)
工程(1)では、本発明の二酸化炭素吸収液を、二酸化炭素を含有する被分離ガスと接触させることで、該二酸化炭素を含有する被分離ガス中の二酸化炭素を本発明の二酸化炭素吸収液に吸収させて分離する。
(2-1) Process (1)
In step (1), the carbon dioxide absorption liquid of the present invention is brought into contact with the gas to be separated containing carbon dioxide, so that the carbon dioxide in the gas to be separated containing carbon dioxide is removed by the carbon dioxide absorption liquid of the present invention. absorb and separate.

工程(1)における、本発明の二酸化炭素吸収液を、二酸化炭素を含有する被分離ガスと接触させる方法は、特に限定されるものではない。例えば、本発明の二酸化炭素吸収液中に二酸化炭素を含有する被分離ガスをバブリングさせる方法、二酸化炭素を含有する被分離ガス中に本発明の二酸化炭素吸収液を霧状に降らす方法(噴霧乃至スプレー方式)、磁製や金属網製の充填材が入った吸収塔内で高圧の二酸化炭素を含有する被分離ガスと本発明の二酸化炭素吸収液とを向流接触させる方法等が挙げられる。 The method of bringing the carbon dioxide absorption liquid of the present invention into contact with the gas to be separated containing carbon dioxide in step (1) is not particularly limited. For example, a method of bubbling the gas to be separated containing carbon dioxide into the carbon dioxide absorbing liquid of the present invention, a method of dropping the carbon dioxide absorbing liquid of the present invention in the form of a mist into the gas to be separated containing carbon dioxide (spraying or spray method), a method in which the gas to be separated containing high-pressure carbon dioxide and the carbon dioxide absorption liquid of the present invention are brought into countercurrent contact in an absorption tower containing a filler made of porcelain or metal mesh, and the like.

工程(1)における温度は、0~60℃、好ましくは5~50℃、より好ましくは10~40℃とすることができる。この範囲であれば、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収しやすいとともに、かかる熱エネルギーも少なく省エネルギーな直接空気回収(DAC)技術を達成しやすい。 The temperature in step (1) can be 0 to 60°C, preferably 5 to 50°C, more preferably 10 to 40°C. Within this range, it is easy to separate and recover carbon dioxide using a pressure difference from the atmosphere, and it is also easy to achieve energy-saving direct air recovery (DAC) technology with less thermal energy.

工程(1)における圧力は、大気中の二酸化炭素分圧と同程度とすることを想定し、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収しやすい観点から、例えば、30~100Pa、好ましくは32~80Pa、より好ましくは35~60Paとすることができる。 The pressure in step (1) is assumed to be about the same as the partial pressure of carbon dioxide in the atmosphere, and from the viewpoint of easy separation and recovery of carbon dioxide using the pressure difference from the atmosphere, the pressure is, for example, 30 to 100 Pa, preferably. can be set to 32 to 80 Pa, more preferably 35 to 60 Pa.

(2-2)工程(2)
工程(2)では、工程(1)で得られた、二酸化炭素を吸収した本発明の二酸化炭素吸収液から、減圧下に二酸化炭素を脱離して放散させ、放散した二酸化炭素を回収する。
(2-2) Process (2)
In step (2), carbon dioxide is desorbed and diffused under reduced pressure from the carbon dioxide absorption liquid of the present invention obtained in step (1) that has absorbed carbon dioxide, and the diffused carbon dioxide is recovered.

工程(2)の二酸化炭素を脱離して放散させる工程は、過度に加熱しないで行うことができる。具体的には、工程(2)の二酸化炭素を脱離して放散させる工程における温度は、0~60℃、好ましくは5~50℃、より好ましくは10~40℃とすることができる。この範囲であれば、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収しやすいとともに、かかる熱エネルギーも少なく省エネルギーな直接空気回収(DAC)技術を達成しやすい。 The step (2) of desorbing and diffusing carbon dioxide can be performed without excessive heating. Specifically, the temperature in step (2) of desorbing and diffusing carbon dioxide can be 0 to 60°C, preferably 5 to 50°C, and more preferably 10 to 40°C. Within this range, it is easy to separate and recover carbon dioxide using a pressure difference from the atmosphere, and it is also easy to achieve energy-saving direct air recovery (DAC) technology with less thermal energy.

工程(2)の二酸化炭素を脱離して放散させる工程における圧力は、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収しやすい観点から、例えば、1~20Pa、好ましくは2~18Pa、より好ましくは3~15Paとすることができる。 The pressure in the step (2) of desorbing and dissipating carbon dioxide is, for example, 1 to 20 Pa, preferably 2 to 18 Pa, more preferably from the viewpoint of easy separation and recovery of carbon dioxide using a pressure difference from the atmosphere. can be 3 to 15 Pa.

工程(2)の二酸化炭素を脱離して放散させる方法は、特に限定されるものではない。特に、本発明においては、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収することができるため、所定の圧力範囲に減圧することで、二酸化炭素を脱離して放散させることが可能である。 The method of desorbing and diffusing carbon dioxide in step (2) is not particularly limited. In particular, in the present invention, since carbon dioxide can be separated and recovered using a pressure difference from the atmosphere, carbon dioxide can be desorbed and diffused by reducing the pressure to a predetermined pressure range.

特に、省エネルギーな直接空気回収(DAC)技術を達成しやすい観点からは、分離された二酸化炭素を昇華(固化)させる二酸化炭素昇華器により、分離した二酸化炭素を、冷熱を有する流体を利用した冷媒等による冷却によって昇華(固化)させて回収することもできる。この二酸化炭素が昇華(固化)されて生じたドライアイスを、再度昇華(気化)する等して回収し、炭酸ガス等として活用することも可能である。この際使用できる装置は、例えば、国際公開第2021/221007号に記載の装置等を使用することもできる。 In particular, from the perspective of easily achieving energy-saving direct air recovery (DAC) technology, a carbon dioxide sublimator that sublimates (solidifies) the separated carbon dioxide is used to transfer the separated carbon dioxide to a refrigerant using a fluid with cold heat. It can also be sublimated (solidified) and recovered by cooling. Dry ice produced by sublimation (solidification) of this carbon dioxide can be recovered by sublimation (vaporization) again and can be utilized as carbon dioxide gas or the like. As a device that can be used at this time, for example, the device described in International Publication No. 2021/221007 can also be used.

工程(2)において、二酸化炭素を放散した後の本発明の二酸化炭素吸収液は、再び工程(1)に戻し、循環再利用することもできる。 In step (2), the carbon dioxide absorption liquid of the present invention after dissipating carbon dioxide can be returned to step (1) again for circulation and reuse.

また、上記の本発明の二酸化炭素吸収液による二酸化炭素の分離回収方法では、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収する方法について説明したが、工程(2)において、加熱し、温度差を用いて二酸化炭素を分離回収することも可能である。 In addition, in the method for separating and recovering carbon dioxide using a carbon dioxide absorption liquid of the present invention, a method for separating and recovering carbon dioxide using a pressure difference from the atmosphere has been described. It is also possible to separate and recover carbon dioxide using the difference.

本発明の二酸化炭素吸収液による二酸化炭素の分離回収方法により分離回収された二酸化炭素は、通常95~100%の体積濃度を持ち、純粋で、あるいは非常に高濃度であり得る。該分離回収された二酸化炭素は、現在その技術が開発されつつある、二酸化炭素を吸着して地中に埋める直接空気回収(DAC)技術に供することができる。その他、該分離回収された二酸化炭素の利用用途は、特に限定されるものではない。例えば、化成品等の合成原料、或いは食品冷凍用の冷剤等が挙げられる。 The carbon dioxide separated and recovered by the carbon dioxide separation and recovery method using a carbon dioxide absorption liquid of the present invention usually has a volume concentration of 95 to 100%, and can be pure or very highly concentrated. The separated and recovered carbon dioxide can be applied to direct air capture (DAC) technology, which is currently being developed and which adsorbs carbon dioxide and buries it underground. Other uses of the separated and recovered carbon dioxide are not particularly limited. Examples include synthetic raw materials such as chemical products, refrigerants for freezing foods, and the like.

以下、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明する。但し、本発明はこれら実施例等に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. However, the present invention is not limited to these Examples.

なお、25℃における蒸気圧は、文献値により引用した。 In addition, the vapor pressure at 25° C. was quoted from a literature value.

試薬及び溶媒
実施例及び比較例で使用した試薬及び溶媒を以下に示す。
Reagents and Solvents Reagents and solvents used in Examples and Comparative Examples are shown below.

Figure 2024008922000001
Figure 2024008922000001

Figure 2024008922000002
Figure 2024008922000002

実施例1
モノエタノールアミン30質量%と、トリエチレングリコール70質量%とを混合し、実施例1の二酸化炭素吸収液を得た。
Example 1
30% by mass of monoethanolamine and 70% by mass of triethylene glycol were mixed to obtain the carbon dioxide absorption liquid of Example 1.

実施例2
モノエタノールアミン10質量%と、トリエチレングリコール90質量%とを混合し、実施例2の二酸化炭素吸収液を得た。
Example 2
A carbon dioxide absorption liquid of Example 2 was obtained by mixing 10% by mass of monoethanolamine and 90% by mass of triethylene glycol.

実施例3
ジグリコールアミン30質量%と、トリエチレングリコール70質量%とを混合し、実施例3の二酸化炭素吸収液を得た。
Example 3
30% by mass of diglycolamine and 70% by mass of triethylene glycol were mixed to obtain the carbon dioxide absorption liquid of Example 3.

実施例4
モノプロパノールアミン30質量%と、トリエチレングリコール70質量%とを混合し、実施例4の二酸化炭素吸収液を得た。
Example 4
30% by mass of monopropanolamine and 70% by mass of triethylene glycol were mixed to obtain the carbon dioxide absorption liquid of Example 4.

実施例5
ジグリコールアミン30質量%と、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスファート70質量%とを混合し、実施例5の二酸化炭素吸収液を得た。
Example 5
30% by mass of diglycolamine and 70% by mass of 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate were mixed to obtain the carbon dioxide absorption liquid of Example 5.

比較例1
ジエタノールアミン30質量%と、トリエチレングリコール70質量%とを混合し、比較例1の二酸化炭素吸収液を得た。
Comparative example 1
A carbon dioxide absorption liquid of Comparative Example 1 was obtained by mixing 30% by mass of diethanolamine and 70% by mass of triethylene glycol.

比較例2
モノエタノールアミン30質量%と、水70質量%とを混合し、比較例2の二酸化炭素吸収液を得た。
Comparative example 2
A carbon dioxide absorption liquid of Comparative Example 2 was obtained by mixing 30% by mass of monoethanolamine and 70% by mass of water.

比較例3
ジエタノールアミン30質量%と、水70質量%とを混合し、比較例3の二酸化炭素吸収液を得た。
Comparative example 3
A carbon dioxide absorption liquid of Comparative Example 3 was obtained by mixing 30% by mass of diethanolamine and 70% by mass of water.

試験方法
(蒸気圧)
実施例1~5及び比較例1~3で得られた二酸化炭素吸収液の25℃における蒸気圧を表3に示す。
Test method (vapor pressure)
Table 3 shows the vapor pressure at 25° C. of the carbon dioxide absorption liquids obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3.

Figure 2024008922000003
Figure 2024008922000003

(二酸化炭素吸収量)
比較例2の二酸化炭素吸収液は25℃における蒸気圧が高いことが判明し、揮発するために、圧力差によって二酸化炭素を分離回収する二酸化炭素吸収液には適していないことが判明した。
(carbon dioxide absorption amount)
It was found that the carbon dioxide absorption liquid of Comparative Example 2 had a high vapor pressure at 25° C., and because it volatilized, it was found that it was not suitable as a carbon dioxide absorption liquid in which carbon dioxide is separated and recovered by a pressure difference.

次に、実施例1~5及び比較例1~3で得られた二酸化炭素吸収液について、25℃において、二酸化炭素分圧が10Pa及び40Paの場合の二酸化炭素吸収量を測定した。測定は、ヘッドスペースガスクロマトグラフィーにより行った。結果を表4及び図1に示す。なお、図1では、実施例3の二酸化炭素吸収液において、25℃、30℃及び40℃における二酸化炭素分圧と二酸化炭素吸収量との関係を示している。また、図1では、実施例3の二酸化炭素吸収液について、計算により求められる二酸化炭素吸収量を破線で示しており、実測値をマーカーで示している。 Next, the carbon dioxide absorption amount of the carbon dioxide absorption liquids obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 was measured at 25° C. when the carbon dioxide partial pressure was 10 Pa and 40 Pa. Measurements were performed by headspace gas chromatography. The results are shown in Table 4 and Figure 1. Note that FIG. 1 shows the relationship between carbon dioxide partial pressure and carbon dioxide absorption amount at 25° C., 30° C., and 40° C. in the carbon dioxide absorption liquid of Example 3. Furthermore, in FIG. 1, the calculated carbon dioxide absorption amount of the carbon dioxide absorption liquid of Example 3 is shown by a broken line, and the actual measured value is shown by a marker.

Figure 2024008922000004
Figure 2024008922000004

以上の結果、実施例1~5では、25℃においても、揮発しにくいうえに、二酸化炭素分圧が10Pa及び40Paの場合における二酸化炭素吸収量の差が大きく、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収することができることが示唆されている。一方、比較例1及び3では、揮発しにくいものの、二酸化炭素分圧が10Pa及び40Paの場合における二酸化炭素吸収量の差がほとんどなく、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収することができないことが示唆されている。また、比較例2では、上記のとおり、蒸気圧が高く揮発するために、圧力差によって二酸化炭素を分離回収する二酸化炭素吸収液には適していない。 As a result, in Examples 1 to 5, even at 25°C, it is difficult to volatilize, and there is a large difference in the amount of carbon dioxide absorbed when the partial pressure of carbon dioxide is 10 Pa and 40 Pa. It has been suggested that carbon dioxide can be separated and recovered. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 3, although it is difficult to volatilize, there is almost no difference in the amount of carbon dioxide absorbed when the carbon dioxide partial pressure is 10 Pa and 40 Pa, and it is possible to separate and recover carbon dioxide using the pressure difference from the atmosphere. It has been suggested that this is not possible. Furthermore, as described above, Comparative Example 2 has a high vapor pressure and evaporates, so it is not suitable as a carbon dioxide absorption liquid in which carbon dioxide is separated and recovered by a pressure difference.

Claims (15)

二酸化炭素を含有する被分離ガスから二酸化炭素を分離回収するための二酸化炭素吸収液であって、
第一級アミン及び有機溶媒を含有し、且つ、
前記有機溶媒は、25℃における蒸気圧が0~1000Paである、二酸化炭素吸収液。
A carbon dioxide absorption liquid for separating and recovering carbon dioxide from a gas to be separated containing carbon dioxide,
contains a primary amine and an organic solvent, and
The organic solvent is a carbon dioxide absorption liquid having a vapor pressure of 0 to 1000 Pa at 25°C.
25℃において、二酸化炭素分圧が40Pa及び10Paである場合におけるCO吸収量の差が、0.01~1.00mol-CO/mol-アミンである、請求項1に記載の二酸化炭素吸収液。 The carbon dioxide absorption according to claim 1, wherein the difference in CO 2 absorption amount when the carbon dioxide partial pressure is 40 Pa and 10 Pa at 25° C. is 0.01 to 1.00 mol-CO 2 /mol-amine. liquid. 25℃において、前記二酸化炭素吸収液の蒸気圧が100Pa以下である、請求項1に記載の二酸化炭素吸収液。 The carbon dioxide absorption liquid according to claim 1, wherein the vapor pressure of the carbon dioxide absorption liquid is 100 Pa or less at 25°C. 25℃において、前記二酸化炭素吸収液の二酸化炭素分圧が40Paである場合におけるCO吸収量が、0.010g-CO/g-二酸化炭素吸収液以上である、請求項1に記載の二酸化炭素吸収液。 The carbon dioxide according to claim 1, wherein at 25° C., the CO 2 absorption amount when the carbon dioxide partial pressure of the carbon dioxide absorption liquid is 40 Pa is 0.010 g-CO 2 /g-carbon dioxide absorption liquid or more. Carbon absorption liquid. 前記第一級アミンが、第一級アルカノールアミンである、請求項1に記載の二酸化炭素吸収液。 The carbon dioxide absorption liquid according to claim 1, wherein the primary amine is a primary alkanolamine. 前記第一級アルカノールアミンが、モノエタノールアミン、ジグリコールアミン、2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール、モノプロパノールアミン、モノイソプロパノールアミン、DL-1-アミノ-2-プロパノール、及び3-アミノ-1,2-プロパンジオールよりなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項5に記載の二酸化炭素吸収液。 The primary alkanolamine is monoethanolamine, diglycolamine, 2-amino-2-methyl-1-propanol, monopropanolamine, monoisopropanolamine, DL-1-amino-2-propanol, and 3-amino The carbon dioxide absorption liquid according to claim 5, which is at least one selected from the group consisting of -1,2-propanediol. 前記有機溶媒が、ポリオール若しくはそのアルキルエーテル、並びにイオン液体よりなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1に記載の二酸化炭素吸収液。 The carbon dioxide absorption liquid according to claim 1, wherein the organic solvent is at least one selected from the group consisting of polyols or alkyl ethers thereof, and ionic liquids. 前記有機溶媒が、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール及びポリエチレングリコール、並びにこれらのモノアルキルエーテルと、
カチオンがイミダゾリニウムカチオン、第4級ホスホニウムカチオン、又はリン原子を含む複素環骨格を有するカチオンであり、アニオンがBr、Cl、BF 、PF 、又は(CFSOであるイオン液体と
よりなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項7に記載の二酸化炭素吸収液。
The organic solvent is triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, and monoalkyl ethers thereof,
The cation is an imidazolinium cation, a quaternary phosphonium cation, or a cation having a heterocyclic skeleton containing a phosphorus atom, and the anion is Br , Cl , BF 4 , PF 6 , or (CF 3 SO 2 ). 8. The carbon dioxide absorption liquid according to claim 7, which is at least one selected from the group consisting of 2 N - ionic liquid.
前記二酸化炭素吸収液の総量を100質量%として、前記第一級アミンの含有量が1~50質量%である、請求項1に記載の二酸化炭素吸収液。 The carbon dioxide absorption liquid according to claim 1, wherein the content of the primary amine is 1 to 50% by mass, assuming a total amount of the carbon dioxide absorption liquid as 100% by mass. 前記二酸化炭素吸収液の総量を100質量%として、前記有機溶媒の含有量が50~99質量%である、請求項1に記載の二酸化炭素吸収液。 The carbon dioxide absorption liquid according to claim 1, wherein the content of the organic solvent is 50 to 99% by mass, where the total amount of the carbon dioxide absorption liquid is 100% by mass. 二酸化炭素を吸着して地中に埋める直接空気回収技術に使用するために用いられる、請求項1~10のいずれか1項に記載の二酸化炭素吸収液。 The carbon dioxide absorption liquid according to any one of claims 1 to 10, which is used for direct air recovery technology in which carbon dioxide is adsorbed and buried underground. 二酸化炭素を含有する被分離ガスから二酸化炭素を分離回収する方法であって、
(1)請求項1~10のいずれか1項に記載の二酸化炭素吸収液を、二酸化炭素を含有する被分離ガスと接触させ、二酸化炭素を含有する被分離ガスから二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収液を得る工程、及び、
(2)前記工程(1)で得られた、二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収液から、減圧下に二酸化炭素を脱離して放散させ、放散した二酸化炭素を回収する工程
を備える、方法。
A method for separating and recovering carbon dioxide from a gas to be separated containing carbon dioxide, the method comprising:
(1) Carbon dioxide obtained by bringing the carbon dioxide absorption liquid according to any one of claims 1 to 10 into contact with a gas to be separated containing carbon dioxide, and absorbing carbon dioxide from the gas to be separated containing carbon dioxide. obtaining an absorption liquid, and
(2) A method comprising a step of desorbing and dissipating carbon dioxide from the carbon dioxide absorption liquid obtained in step (1) above under reduced pressure and recovering the dissipated carbon dioxide.
前記工程(2)が、二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収液から、減圧下に二酸化炭素を昇華させる工程である、請求項12に記載の方法。 The method according to claim 12, wherein the step (2) is a step of sublimating carbon dioxide under reduced pressure from a carbon dioxide absorption liquid that has absorbed carbon dioxide. 前記工程(1)及び(2)が、0~60℃で行われる、請求項12に記載の方法。 The method according to claim 12, wherein the steps (1) and (2) are performed at 0 to 60°C. 前記工程(1)が、二酸化炭素分圧30~100Paの圧力下に行われ、前記工程(2)が二酸化炭素分圧1~20Paの圧力下に行われる、請求項12に記載の方法。 The method according to claim 12, wherein the step (1) is carried out under a pressure of a carbon dioxide partial pressure of 30 to 100 Pa, and the step (2) is carried out under a pressure of a carbon dioxide partial pressure of 1 to 20 Pa.
JP2023112238A 2022-07-08 2023-07-07 Carbon dioxide absorption liquid and separation and recovery method of carbon dioxide Pending JP2024008922A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022110285 2022-07-08
JP2022110285 2022-07-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024008922A true JP2024008922A (en) 2024-01-19

Family

ID=89544171

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023112238A Pending JP2024008922A (en) 2022-07-08 2023-07-07 Carbon dioxide absorption liquid and separation and recovery method of carbon dioxide

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2024008922A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6095579B2 (en) Aqueous solution that efficiently absorbs and recovers carbon dioxide in exhaust gas, and carbon dioxide recovery method using the same
JP2001025627A (en) Recovery of carbon dioxide using composite amine blend
JP2006240966A (en) Method for recovering carbon dioxide in exhaust gas by absorption and releasing
KR20130032377A (en) Aqueous solution capable of absorbing and collecting carbon dioxide in exhaust gas with high efficiency
JP2009006275A (en) Efficient recovering method of carbon dioxide in exhaust gas
WO2009110586A1 (en) Aqueous solution and method for absorbing and collecting carbon dioxide in gas efficiently
JP2008013400A (en) Method for recovering carbon dioxide in waste gas by absorption and releasing
JP2017035669A (en) Acidic gas absorbent, acidic gas removal method and acidic gas removal device
JP6073088B2 (en) Liquid absorbent and separation and recovery method for separating and recovering carbon dioxide from a gas stream containing high-pressure carbon dioxide
ES2882358T3 (en) Absorption agent, method of manufacture thereof and method for the separation and recovery of acidic compound
JP5812867B2 (en) High pressure carbon dioxide absorbent and high pressure carbon dioxide absorption and recovery method
JP2017196547A (en) Acidic gas absorbent, acidic gas removal method and acidic gas removal device
WO2014129400A1 (en) Liquid for absorbing and collecting carbon dioxide in gas, and method for collecting carbon dioxide with use of same
JP2009213974A (en) Aqueous solution and method of absorbing and desorption-recovering effectively carbon dioxides in gas
JP2015112574A (en) Acidic gas absorbent, acidic gas removal method and acidic gas removal device
JP2008056642A (en) Method for producing highly concentrated piperazine-containing aqueous solution and method for recovering carbon dioxide
JP2008168184A (en) Composition for absorbing and dissociating carbon dioxide in exhaust gas to recover it and carbon dioxide recovering method using it
JP2008168227A (en) Absorbing liquid of carbon dioxide in exhaust gas
JP2020044489A (en) Acidic gas absorbent, acidic gas removal method and acidic gas removal device
JP2024008922A (en) Carbon dioxide absorption liquid and separation and recovery method of carbon dioxide
JP6755854B2 (en) Absorbent solution for separating and recovering carbon dioxide, and a method for separating and recovering carbon dioxide using it
JP2007000702A (en) Liquid absorbent, and device and method for removing co2 or h2s, or both
JP7204391B2 (en) Acid gas absorbent, method for removing acid gas, and apparatus for removing acid gas
KR20130000747A (en) Method for preventing solvent degradation in acid gas capture system
US20170014767A1 (en) Acid gas capture system and method saving energy by cooling absorbent, which has passed reboiler, by means of steam condensate