JP2905526B2 - ガススクラビング溶液の製造方法 - Google Patents
ガススクラビング溶液の製造方法Info
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Description
おける促進剤としての一級立体障害性アミノ酸の使用に
関する。
めのガス流の処理は、石油精製、天然ガス製造、及び石
油化学産業において不可欠な処理工程である。無数の技
術が、各々特別な環境のために、操作性、工程条件、柔
軟性及び経済的因子に要求されるバランスを満足し、商
業的地位を達成してきた。
t)、化学物質(アミン、炭酸塩、レドックスシステ
ム)の水溶液、溶媒/化学物質混合物及び固体吸収剤等
の使用が含まれる。
即ち硫化水素の除去、硫化水素及び二酸化炭素の同時の
除去、並びに硫化水素が存在しないが存在しても非常に
少ない場合の二酸化炭素の除去があった。本発明の方法
は、酸性ガス、特に硫黄ガスを全く含まないか、又は含
んでも少量であるガス流、例えば水素とアンモニアの製
造において使用されるガス流からの二酸化炭素の除去に
関する。
る方法の一つの主流のタイプは、いわゆる“ホットポッ
ト(hot pot)”方法である。ホットポット方法は、熱
い炭酸カリウム水溶液を、CO2を炭酸水素カリウムに転
化するために使用することを基礎とする。活性剤又は促
進剤は通常は吸収率及び/又は溶液の容量を改良するた
めに使用され、そしてV+5塩はしばしば腐食抑制剤とし
て使用される。限定的なものではないが、ホットポット
法において使用される促進剤の例には、アルカノールア
ミン、特にジエタノールアミン(DEA)、立体障害性ポ
リアミン、例えばN−シクロヘキシル−1,3−プロパン
ジアミン(CHPD)及び立体障害性アミノ酸、例えばN−
二級ブチルグリシン(SBG)が含まれる。これらの促進
剤の全ては種々の程度の商業的成功に適合し、それらは
全て欠点に直面している。例えば、DEAは比較的低い吸
収率と容量を有し、あまり安定ではない。CHPDは共溶媒
を必要とし、分解反応を進行させる。そしてSBGはバナ
ジウムの存在下で酸化分解を進行させる。
と作業容量を示すだけでなく、処理条件下又はバナデー
ト腐食抑制剤の存在下で分解しやすくないホットポット
方法の促進剤が求められている。
P)と酸化剤との生成物 を含むガススクラビング(ガス除去用)水性組成物が提
供される。好ましい実施態様においては、アルカリ金属
塩はKOHであり、生成物は触媒であるCdOの存在下で生成
する。
−1−プロパノールと酸化剤との生成物を製造する方法
が含まれる。
物はさらに有効量のバナジウム腐食抑制剤をも含有す
る。これは、少なくとも本方法のユニット装置の金属の
腐食を防止する量である。バナジウム塩は、バナジウム
金属をベースとして、約0.001ないし10重量%、好まし
くは約0.1ないし5重量%、さらに好ましくは約0.1ない
し1重量%の濃度で使用されうる。
O3、CS2、HCN、COS、及び炭素原子数1ないし4の炭化
水素の酸化物及び硫黄誘導体との組み合わせを含む。こ
れらの酸性ガスは、ガス状混合物内にわずかに存在して
も、多量に存在してもよい。
(水酸化物を含む)、及び1種類又はそれ以上の立体障
害性アミノ酸を使用することにより、ガス流から除去さ
れることが知られている(米国特許第4,759,866号参
照)。一級立体障害性アミノ酸は、1−アミノシクロペ
ンタンカルボン酸又は次式: (式中、R1及びR2は各々独立にCH3、C2H5及びC3H7から
選ばれる基を表し、R3及びR4は各々独立に水素原子及び
CH3を表し、そしてnは0、2又は3を表す)で表され
るアミノ酸でありうる。好ましくはR1及びR2は各々独立
にCH3及びC2H5から選ばれ、さらに好ましくは、R1及びR
2の両方がCH3を表し、そしてnが0を表す。β−アミノ
酸は水性媒体中で脱アミノ化が進行するが、α−アミノ
酸及びγ−アミノ酸は脱アミノ化が進行しないので、n
は1を表しえない。該アミノ酸が次式: で表される2−アミノイソ酪酸(AIBA)である組成物が
好ましい。
属は、カリウムである。他の弱酸のカリウム塩を使用し
ても良いが、炭酸カリウム、水酸化カリウム、ホウ酸カ
リウム、及びそれらの混合物が好ましい。本発明におい
て、アルカリ金属塩の語は、アルカリ金属水酸化物をも
含むものと理解されるべきである。
抑制剤は、5価の酸化状態のバナジウムを含むバナジウ
ム化合物、又はバナジウムが5価の酸化状態である結
果、酸化が進行しうるバナジウム化合物である。好まし
いV+5化合物は、V2O5である。酸化によりV+5組成物を生
じうる好ましいバナジウム塩は、アルカリ金属バナダイ
ト(vanadite)を含む。
ロパノール(AMP)の酸化生成物である促進された炭酸
カリウム溶液により、CO2を除去するためのガス処理組
成物に関する。促進されたガス処理組成物は、ガス処理
工程中のAMPのその場での酸化により、又はAMPの予めの
酸化により誘導されうる。
除去するためのガス処理組成物は、好ましくは2−アミ
ノ−2−メチル−1−プロパノールと水酸化カリウムか
ら製造される。アミノアルコールは、当量の固体の水酸
化カリウムと、好ましくは触媒量の金属塩の存在下で、
水素の発生が止むまで加熱される。多くの異なる金属塩
は種々の程度の成功率で作用する。しかしながら、カド
ミウム塩は最も早い速度で水素を発生させる、温度範囲
は120〜300℃、好ましくは140〜250℃、最も好ましくは
約160〜180℃である。固体のKOH(〜85%)が最も便利
であるが、水は反応条件下で除去されるので、その水溶
液を使用することもできる。
%過剰のKOHが便利である。これらの条件下では生成物
はアミノイソ酪酸カリウム塩とKOHとの混合物である。
炭酸塩−炭酸水素塩系へ転化し、その結果、付加的なK2
CO3又はKHCO3のみが追加されればよい。典型的には、K2
CO3はガス処理溶液の約20〜28重量%であり、ガス処理
溶液は6〜10%のAIBA及び約2500ppmのV+5腐食抑制剤を
含んでいる。
ウムAIBA溶液の製造方法である。反応は、発生した副生
成物である水素から計算した理論量に近い非常に高い収
率で進行する。溶液の核磁気共鳴分析は、AIBAカリウム
塩のみを示している。さらに、吸収−脱着実験により、
対応するAIBA−K2CO3溶液と等価な結果が得られる。
ルと、約50%過剰量の市販のKOH(85%)が使用され
た。この組み合わせにより、反応条件下で溶融物が形成
される。溶媒は必要ない。KOH内に存在する水は、水素
とともに除去される。本発明において使用した生成物処
理は、最終生成物を水中に希釈し、少量の不溶のCdO触
媒を濾去することだけである。
を使用しない方法であるため反応器の容量を有効に利用
できることに関連する反応及び装置の単純さ、並びに生
成物を後処理する必要がなく直接使用できることの利点
を総合した効果により、本発明の方法はAIBAへの魅力的
な合成経路となっている。
化カドミウム0.33g(アミノアルコールに対して3.3重量
%)及び85%の水酸化カリウム10.5gを使用した実験に
より、理論量の水素ガスを得た。生成物を、50mlのH2O
で希釈し、濾過し、その後、総量が100mlになるまで希
釈した。溶液を残留するCdについて分析したところ、Cd
Oとして18.4mg/mlであった。合成を20倍の規模に拡大し
て繰り返した。今回は、水素はメスシリンダーの代わり
に湿潤試験メーター(wet test meter)により測定し
た。水素は理論量の90%であった。NMR分析により、ア
ミノ酸塩からなる単一の生成物のみが含まれることが示
された。生成物の一部を遊離のアミノ酸として単離し
た。その赤外線スペクトルは、AIBAの規格品サンプルの
ものと区別がつかなかった。溶液を希釈し、濾過して、
59.1%の固体を含む透明な溶液を得た。
電対、還流冷却器、空気運搬スターラー及びガス流入管
を備えた2lの容器である。ポンプP1は容器の底から液体
を除去することができ、スパーゲルSを通してそれをフ
ィードバックさせることができる。
冷却器、温度計及びガス流入管を備えた2lの容器であ
る。
2lのエーレンマイヤーに入れた。
溶液を吸収装置に入れ、ポンプP1により循環させなが
ら、83℃にし、その後、容器をポンプP2により溶液が沸
騰するまで排気した。バルブT1を閉め、液体循環速度を
3l/分にし、スターラーを始動させ、1500rpmに合わせ
た。バルブT2を開け、これによりCO2を入れた。タンク
Tはバラストとして作用し、水銀バブラー(mercury bu
bbler)B2から空気が吸引されるのを防ぐ。3lの湿潤試
験メーター(WTM)は、随時、CO2が何l吸収されたかを
示す。合計して20.1のCO2が吸収された。このように
して得られたCO2に富む溶液を、ポンプP1により脱着装
置に移した。温度を103℃に上げ、この間に16.5lのCO2
が脱着された。その後、溶液を60分間還流させ、その間
に温度は105.5℃に上がった。脱着されたCO2の合計量は
31であった。
3℃に上げた。同じ方法を初期の吸収について行ったと
ころ、30.5lのCO2が吸収された。そのうち最初の1分に
吸収されたのは9.5lであった。
1%の固体、溶液1g当たり0.493gのK−アミノイソブチ
レート、溶液1g当たり0.098gのKOH。
−脱着実験を行った。溶液は30.4lのCO2を再吸収し、そ
のうち10.5lのCO2が最初の1分間に吸収された。
ールとKOHとの反応により製造されたガス処理溶液の優
れた性能を示している。
は約3%未満のCdO当量では、2−アミノ−2−メチル
−1−プロパノールの酸化速度が遅いことを示している
(第3図)。
反応装置を説明する模式図であり、 第2図は脱着装置の模式図であり、そして 第3図はCd濃度の関数としての水素発生の効果を示すグ
ラフである。
Claims (3)
- 【請求項1】アミノイソ酪酸又はその塩を含有するガス
スクラビング溶液の製造方法であって、立体障害性アミ
ンである次式: で表される2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール
(AMP)、及び過剰量の水酸化カリウム(KOH)を、120
℃〜300℃の温度で反応させて、前記ガススクラビング
溶液用の前記アミノイソ酪酸を製造する工程を含む、前
記製造方法。 - 【請求項2】該方法を、有効な触媒量の金属塩の存在下
で実施し、該金属がCd、Zn、Cu、Ni、V、Mn、Ceからな
る群から選ばれる、請求項(1)記載の方法。 - 【請求項3】前記触媒がCdOである、請求項(2)記載
の方法。
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