JP3048983B2 - 二酸化炭素吸収除去用剤 - Google Patents

二酸化炭素吸収除去用剤

Info

Publication number
JP3048983B2
JP3048983B2 JP9303331A JP30333197A JP3048983B2 JP 3048983 B2 JP3048983 B2 JP 3048983B2 JP 9303331 A JP9303331 A JP 9303331A JP 30333197 A JP30333197 A JP 30333197A JP 3048983 B2 JP3048983 B2 JP 3048983B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbon dioxide
alkanolamine
aqueous solution
gas
autoclave
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP9303331A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH11114353A (ja
Inventor
保義 巴
誠 清水
Original Assignee
帝国石油株式会社
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 帝国石油株式会社 filed Critical 帝国石油株式会社
Priority to JP9303331A priority Critical patent/JP3048983B2/ja
Publication of JPH11114353A publication Critical patent/JPH11114353A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3048983B2 publication Critical patent/JP3048983B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

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
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • 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

Landscapes

  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス(例えば天然
ガス,製油所ガスおよび火力発電所の排気ガス等)中
に、不純物として含まれている二酸化炭素を、図4に示
すような装置により、吸収除去するため水溶液として使
用に供されるものであって、高濃度において二酸化炭素
を吸収しても、装置を構成する炭素鋼に対する腐食性が
極めて低く、かつその他の酸性ガスも同時に除去できる
特定の第一アルカノールアミンに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ガス、例えば天然ガス,製油所ガ
ス等のガス中に不純物として含まれている二酸化炭素の
吸収除去剤として、第一,第二及び第三等のアルカノー
ルアミンの水溶液が用いられている。
【0003】例えば、モノエタノールアミン(ME
A)、ジグライコールアミン(DGA)、ジエタノール
アミン(DEA)、ジイソプロパノールアミン(DIP
A)、トリエタノールアミン(TEA)、およびメチル
ジエタノールアミン(MDEA)などである。これらの
アルカノールアミン類が二酸化炭素と反応し易く、また
吸収した二酸化炭素を加熱により容易に放出する性質を
利用したものである。
【0004】アルカノールアミンによる二酸化炭素の吸
収除去装置は、通常図4に模式図で示すように、主とし
て炭素鋼(一部ステンレス鋼)により構成されており二
酸化炭素を含むガス11は吸収塔12の下部から該塔内
に導入される。このガスは塔上部からのアルカノールア
ミン水溶液13と向流接触し、ガス中の二酸化炭素はア
ルカノールアミン水溶液13に吸収され、二酸化炭素が
吸収除去されたガスは11aとして塔頂から排出され
る。二酸化炭素を吸収したアルカノールアミン水溶液1
4は塔底部から出て熱交換器17で昇温され、アルカノ
ールアミン再生塔15の塔頂部に導かれる。再生塔15
内で、リボイラー18中でアルカノールアミン水溶液2
1から発生したスチームとの向流接触により、二酸化炭
素16がアルカノールアミン水溶液から放出される。二
酸化炭素を放出した高温のアルカノールアミン水溶液1
3は再生塔15の塔底から出て、圧送ポンプ19を介し
て熱交換器17および冷却器20で冷却され再び吸収塔
12に導かれる。なお、再生塔15の頂部から排出され
る二酸化炭素と水蒸気24は、凝縮器22により、水蒸
気が凝縮されて、気液分離器23により、二酸化炭素を
除去されたのち、凝縮水は再生塔15の上部に導入され
る。また、アルカノールアミン水溶液から脱離された二
酸化炭素は凝縮器22により、付随した水蒸気が凝縮さ
れて、次いで気液分離器23により気液分離されたのち
排出される。
【0005】この系において、酸性の二酸化炭素は炭素
鋼に対する腐食作用が強く、加熱によりアルカノールア
ミン水溶液から放出される再生塔内で特に激しい。腐食
対策としてSUS304などのステンレス鋼が使用され
るが、この材料も激しい腐食を受け、カーペンター20
Cb3などの非常に高級な材料も使用されるが、この材
料も腐食する場合もあるという厳しさである。
【0006】したがって、アルカノールアミンの水溶液
を用いて二酸化炭素を吸収除去するに当っては、アルカ
ノールアミン濃度を高濃度下で行ない、かつ装置の腐食
が抑制されるならば、運転費用も低く抑えられ、能率は
向上し経済的にも極めて有利となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来使用
されているアルカノールアミンのうち、第一及び第二ア
ルカノールアミンに属するものは、二酸化炭素の吸収速
度が速いものの、その水溶液濃度を上げると二酸化炭素
を吸収した際に、吸収除去装置に用いられる炭素鋼に対
する腐食性が一層高まるという不都合があった。
【0008】また、第三アルカノールアミン類は、その
高濃度水溶液で使用しても、炭素鋼の腐食は比較的低い
が、二酸化炭素の吸収速度が遅いので吸収速度を高める
ために吸収速度の速い第一又は第二アルカノールアミン
類などを混合しての使用が必要であった。その場合混合
する第一又は第二アルカノールアミンの濃度が高いと腐
食性が上昇するという問題があり、調整が困難であっ
た。
【0009】本発明は、このような従来の問題点を解決
し、その高濃度水溶液により二酸化炭素を速やかに吸収
させ、かつ、二酸化炭素による炭素鋼に対する腐食性が
低く、効率よくガス中の二酸化炭素を吸収除去すると共
に、不純物としてのその他の酸性ガスも速やかに除くこ
とのできるアルカノールアミンを提供することを目的と
する。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意研究
の結果、従来用いられていなかった特定のアルカノール
アミン、すなわちn−プロパノールアミン(NPA)
が、特に高濃度水溶液において気体又は液体から二酸化
炭素を速やかに吸収し、かつ該水溶液は炭素鋼に対する
腐食性が著しく低いという作用効果を奏する事実を後記
する実験によって確認し、この新知見に基づいて本発明
に到達した。
【0011】すなわち本発明は、n−プロパノールアミ
ンを用いたことを特徴とする二酸化炭素の吸収除去用剤
である。また本発明は、n−プロパノールアミンにメチ
ルジエタノールアミン(MDEA)を混合して用いるこ
とができる。
【0012】本発明者らは、二酸化炭素を吸収したアル
カノールアミン類の水溶液中の炭素鋼の腐食について1
00〜135℃で研究した結果、以下の知見が得られ
た。すなわち、第三アルカノールアミン類の場合には、
炭素鋼表面に保護性の炭酸鉄が生成し、それ以後の腐食
が抑えられる。一方、第一アルカノールアミン類の場合
には、保護性の炭酸鉄が生成せず炭素鋼は激しい全面腐
食を受ける。その原因は、第一アルカノールアミン類が
二酸化炭素を吸収するとキレート作用の強いカーバメイ
トが生成するためであることが認められた。
【0013】前記した二酸化炭素の吸収除去剤として従
来用いられてきたMEA〜MDEAなどのアルカノール
アミン類はそのアミノアルカノール基でキレート化合物
が生成すると、水溶性の5員環のキレート化合物となっ
た。普通、5員環が最も安定なキレート化合物となるこ
とが知られている。そのキレート化合物が水溶性であれ
ば、腐食が加速されるものと考えられる。より安定性の
低いキレート化合物であれば、腐食の促進は5員環のも
のと比べ低いものと考えられる。本発明は、5員環を形
成する第一アルカノールアミン類と、それ以外の大きさ
のキレート環を形成する第一アルカノールアミン類の、
高温・二酸化炭素環境中での炭素鋼の腐食に対する影響
を下記の実験により比較検討することによりなされた。
【0014】(実験例1)図1に示すようにイオン交換
水で所定の濃度に希釈した第一アルカノールアミン水溶
液1を20mlと、通常の前処理をした10×50×2
mmの短冊型炭素鋼試験片2を試験管3に入れ、その試
験管に通気可能なように発泡シリコーン栓4をした。そ
の試験管3を、ハステロイC−276内張りの内容量
2.3リットル(l)のオートクレイブ5に収容した。
オートクレイブの蓋5aを閉め、オートクレイブのバル
ブを開き、二酸化炭素をボンベから導入し、オートクレ
イブ内を3.5MPa(ゲージ圧)に加圧した後、オー
トクレイブを100℃まで昇温した。
【0015】4日後にオートクレイブを冷却し、各試験
片を取り出した。防食剤を添加した希塩酸中で、表面に
付着した腐食生成物を溶解除去した。試験片を水洗、乾
燥した後、秤量した。浸漬試験前後の重量差から平均腐
食速度を計算した。結果を図2に示す。二酸化炭素加圧
下の、4,5,6Mという第一アルカノールアミンの高
濃度水溶液中の炭素鋼の腐食速度は、5員環を形成する
ジグライコールアミンやイソプロパノールアミンと比
べ、6員環および8員環を形成するものにおいては、格
段に低い腐食速度であり、特にn−プロパノールアミン
(以下NPAと記す)の腐食速度は、極めて低いことが
認められた。なお、図2において、Mはmol/l(リ
ットル),Yは年を示す。
【0016】(実験例2)二酸化炭素除去プラントで
は、第三アルカノールアミンのMDEAを主剤として、
二酸化炭素の吸収速度のより速い、第一あるいは第二ア
ルカノールアミンを混ぜた混合水溶液が使用される例が
増えて来ている。そこで、MDEAに第一アルカノール
アミンのMEA,DGA、あるいはNPAを混合させた
水溶液に二酸化炭素を吸収させ、炭素鋼の腐食速度に対
する影響を調べた。アルカノールアミンの合計濃度を5
0vol.%とした。実験方法は(実験例1)と同様で
あるが、試験期間を15日間とした。結果を図3に示
す。このようにNPAは、全濃度に亘って従来の第一ア
ルカノールアミン類と比べ極めて低い腐食速度であっ
た。特に、実際に使用されているMEA添加の低濃度範
囲で、MEA添加液と比べNPA添加液は非常に低い腐
食速度を示すという特徴が見られた。図3において、M
はmol/l(リットル),Yは年を示す。
【0017】
【発明の実施の形態】図4において、12に示す二酸化
炭素吸収塔12の下部から二酸化炭素を含むガス11を
塔内に導入し、上部からNPAの高濃度水溶液13(例
えば40〜60wt%)を導入して向流接触させて二酸
化炭素をこれに吸収せしめ、該NPA14は塔底から、
一方二酸化炭素が除去されたガス11aは塔頂から排出
せしめる。
【0018】上記NPA単独の水溶液に代え、NPAと
MDEAの混合物よりなる水溶液を用いて同様に行うこ
とができる。NPAのMDEAに対する混合割合は通常
10〜15%であるが、特に限定されるものではない。
【0019】二酸化炭素を吸収したNPA及び又はMD
EA水溶液は、図4に示すように、常法により再生塔1
5で二酸化炭素を分離して再使用する。
【0020】NPAの二酸化炭素吸収速度については、
二酸化炭素の吸収速度が速いことで知られるDGAと、
吸収速度が遅いことで知られるMDEAと、下記の実験
により比較することにより検討された。
【0021】(実験例3)図1に示した内容量2.3リ
ットル(l)のオートクレイブ5に、5M(mol/L)のア
ルカノールアミン水溶液を1.8リットル(l)注入し
た。オートクレイブの蓋5aを閉め、中のアルカノール
アミン水溶液を350rpm (回転/分)の速度で攪拌し
ながら、オートクレイブのバルブを開き、オートクレイ
ブ内の圧力が5.0MPaになるまで、二酸化炭素をボ
ンベから速やかに導入した。
【0022】二酸化炭素がアルカノールアミン水溶液に
吸収されることによる、オートクレイブ内の圧力の低下
の様子を調べた。結果を図5に示す。DGAの場合に
は、二酸化炭素による加圧直後のオートクレイブ内の圧
力低下が顕著であった。DGAの二酸化炭素吸収速度が
速いことを示す。これに対し、MDEAの場合には、圧
力低下が緩慢であった。二酸化炭素の吸収速度が遅いこ
とを示す。NPAの場合には、DGAに準ずる圧力低下
が見られ、充分な二酸化炭素吸収速度を有することが認
められた。
【0023】
【発明の効果】以上述べたとおり、本発明の二酸化炭素
除去用剤によれば、容易に高濃度水溶液を調製でき、か
つ速やかに液体及び気体に含まれる二酸化炭素その他の
酸性ガスを吸収除去し、しかも装置の構成,材料の腐食
損傷が防がれ、装置も小型化できるので運転費用も低減
される等その効果は頗る大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】実験例1に用いたオートクレイブ及びその内部
の構成を模式的に示す断面図である。
【図2】二酸化炭素を吸収した第一アルカノールアミン
水溶液の腐食性を示すグラフである。
【図3】二酸化炭素を吸収した混合アルカノールアミン
水溶液の炭素鋼に対する腐食性を示すグラフである。
【図4】アルカノールアミン水溶液による二酸化炭素の
吸収除去装置を示す模式図である。
【図5】アルカノールアミン水溶液によるCO2吸収曲
線を示す図である。
【符号の説明】
1 第一アルカノールアミン水溶液 2 炭素鋼試験片 3 試験管 4 発泡シリコン栓 5 オートクレイブ 5a オートクレイブの蓋 11 二酸化炭素を含むガス 11a 二酸化炭素が吸収除去されたガス 12 二酸化炭素吸収塔 13 アルカノールアミン水溶液 14 二酸化炭素を吸収したアルカノールアミン 15 アルカノールアミン再生塔 16 二酸化炭素 17 熱交換器 18 リボイラー 19 圧送用ポンプ 20 冷却器 21 アルカノールアミン水溶液(二酸化炭素が除かれ
た) 22 凝縮器 23 気液分離器(二酸化炭素と凝縮水の) 24 二酸化炭素+水蒸気
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 53/14 102 B01D 53/34 135

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 n−プロパノールアミンを用いたことを
    特徴とする二酸化炭素吸収除去用剤。
  2. 【請求項2】 n−プロパノールアミンとメチルジエタ
    ノールアミンとの混合物よりなる請求項1記載の二酸化
    炭素吸収除去用剤。
JP9303331A 1997-10-20 1997-10-20 二酸化炭素吸収除去用剤 Expired - Lifetime JP3048983B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9303331A JP3048983B2 (ja) 1997-10-20 1997-10-20 二酸化炭素吸収除去用剤

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9303331A JP3048983B2 (ja) 1997-10-20 1997-10-20 二酸化炭素吸収除去用剤

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11114353A JPH11114353A (ja) 1999-04-27
JP3048983B2 true JP3048983B2 (ja) 2000-06-05

Family

ID=17919698

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9303331A Expired - Lifetime JP3048983B2 (ja) 1997-10-20 1997-10-20 二酸化炭素吸収除去用剤

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3048983B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5604588B2 (ja) * 2011-04-21 2014-10-08 パナソニック株式会社 二酸化炭素の吸着及び放出デバイス
NO20121474A1 (no) * 2012-12-07 2014-06-09 Aker Engineering & Technology Forbedret vandig CO2-absorbent
CN113134281A (zh) * 2021-05-10 2021-07-20 重庆丰淼生态环境科技有限责任公司 一种电厂烟气中的二氧化碳的捕集方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH11114353A (ja) 1999-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2301460T3 (es) Recuperacion de dioxido de carbono a partir de una mezcla que contiene oxigeno.
JP5661681B2 (ja) 酸性ガスを流体の流れから除去することによって高い圧力下にある酸性ガス流を取得する方法
RU2642071C2 (ru) Водная алканоламиновая абсорбирующая композиция, содержащая пиперазин для улучшенного удаления сероводорода из газовых смесей, и способ ее использования
KR102131467B1 (ko) 수성 알칸올아민 용액 및 가스 혼합물로부터 황화수소의 제거 방법
CN101143286B (zh) 从酸性气流中除去cos的方法
EP0796646B1 (en) Method for the removal of carbon dioxide present in gases and absorbent
EP1059109A2 (en) Carbon dioxide recovery with composite amine blends
CA2311202C (en) System for recovering carbon dioxide from a lean feed
JP4216152B2 (ja) 脱硫脱炭酸方法及びその装置
US10449483B2 (en) Gas sweetening solvents containing quaternary ammonium salts
JPH0464359B2 (ja)
US6740230B1 (en) Method for removing mercaptans from fluid fluxes
EP2644255B1 (en) Device for removing carbon dioxide in combustion exhaust gas
JP2007325996A (ja) 吸収液、co2又はh2s又はその双方の除去装置及び方法
JP2009006275A (ja) 排ガス中の二酸化炭素を効率的に回収する方法
US6165432A (en) Composition and process for removal of acid gases
CN100584432C (zh) 从酸性气流中除去硫醇的吸收剂和方法
JP3771708B2 (ja) ガス中の二酸化炭素の除去方法
JP3048983B2 (ja) 二酸化炭素吸収除去用剤
EP0737094B1 (en) Purification of natural gas
JP4838489B2 (ja) 二酸化窒素と二酸化炭素の除去方法及びその装置
JP2018516747A (ja) ガス状混合物からの硫化水素の選択的除去のための水溶性アルカノールアミン組成物及び工程
JPH10507491A (ja) アミン溶媒処理系における溶媒劣化および腐食を最小限にする方法
KR101311783B1 (ko) 아민계 흡수제 및 이의 제조방법
Tomoe et al. Corrosivity difference among primary alkanolamines when loaded with CO2

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080324

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090324

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100324

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100324

Year of fee payment: 10

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100324

Year of fee payment: 10

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100324

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110324

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120324

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130324

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130324

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140324

Year of fee payment: 14

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term