JP4913390B2

JP4913390B2 - 部分再生吸収剤溶液によるガス脱酸方法

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Publication number: JP4913390B2
Application number: JP2005328792A
Authority: JP
Inventors: カドールルノー; カレトピエール−ルイ; ブコピエール; ムーガンパスカル
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 2004-11-12
Filing date: 2005-11-14
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2025-11-14
Also published as: EP1656983B1; NO20055258L; DK1656983T3; NO20055258D0; NO340012B1; JP2006136885A; EP1656983A1; US7419646B2; FR2877858A1; US20060104877A1; FR2877858B1

Description

本発明は、ガス状流出物を脱酸する分野に関する。

例えば天然ガス、合成ガス、燃焼煙、製油所ガス、クラウステールガス、バイオマス発酵ガスなどのガス状流出物の脱酸は、吸収剤溶液で洗浄することにより一般に実施される。吸収剤溶液により、ガス状流出物中に存在する酸性化合物を吸収することが可能になる。この溶液の物理化学的特性は、処理しようとするガスの特性、すなわち処理したガスに期待される特性、汚染物質の選択的な除去、処理しようとするガス状流出物中に存在する種々の化合物に対するこの溶液の熱的および化学的安定性と密接に関連づけられる。

これらの流出物の脱酸、とりわけ脱炭酸および脱硫には、吸収剤溶液への下記の特別な要求条件が課せられる。すなわち、煙の場合の酸素および窒素に対する二酸化炭素への選択性および天然ガスの場合の炭化水素に対する二酸化炭素への選択性；熱的安定性；化学的安定性、とりわけ流出物中の汚染物質、すなわち本質的に酸素、ＳＯ_X、およびＮＯ_Xに対する安定性；ならびに脱酸カラム頂部における吸収剤溶液の損失を抑制するための低い蒸気圧である。

現在、最も普通に使用されている溶媒は、第一級、第二級、および第三級アルカノールアミン水溶液である。実際に、吸収されたＣＯ₂は、可逆的発熱反応によって溶液中に存在するアルカノールアミンと反応する。

アルカノールアミン水溶液の代替方法は、熱炭酸塩溶液の使用である。その原理は、水溶液中へのＣＯ₂の吸収に続く、炭酸塩との可逆的化学反応に基づいている。添加剤の添加により、溶媒の効率の最適化が可能であることが知られている。

例えば冷却メタノールまたはポリエチレングリコールなどの吸収剤溶液で洗浄することによる他の脱炭酸方法は、ＣＯ₂の物理吸着に基づいている。

一般的にみて、上述の全ての吸収剤溶液の使用は、分離剤再生のための無視できないエネルギー消費を伴う。吸収剤溶液の再生は、ストリッピングガスと通例呼ばれる蒸発させたガスに同伴させることにより行われる。再生に要する熱エネルギーは、吸収段階と再生段階との間での吸収剤溶液の加熱（吸収剤溶液の顕熱）、吸収剤溶液の蒸発熱、ならびに吸収された化学種と吸収剤溶液との間の結合エネルギーに関連づけて、３つの部分に分けられる。この結合エネルギーは、溶媒化合物と除去しようとする酸性化合物との間の物理化学的親和力が大きいほど、より大きくなる。アルカノールアミンの特定の場合、メチルジエタノールアミンなどの第三級アミンよりも、モノエタノールアミンなどの高度に塩基性の第一級アミンを再生させるのがより高価である。熱的再生段階において、吸収剤溶液中に含有される酸性化合物を除去するのに有利なストリッピング効果を得るためには、非常に大きな割合の吸収剤溶液の蒸発を要するので、吸収剤溶液の蒸発熱が考慮されなければならない。この蒸発される吸収剤溶液の割合は、吸収された汚染物質と吸収剤溶液との間の結合の程度に比例する。しかし、容易に蒸発可能な吸収剤溶液は、吸収しようとするガス供給物と吸収剤溶液との間で接触した際の同伴により吸収剤溶液が失われるという不利な点がある。顕熱の部分は吸収剤溶液の吸収能力と本質的に関連づけられ、吸収剤溶液の吸収能力は、実際のところ再生させようとする吸収剤溶液の流量速度に比例する。再生段階における顕熱と、蒸発熱と、吸収されたガス−吸収剤溶液結合エンタルピと間の、エネルギーコストの分配は、吸収剤溶液の、また吸収された化合物の物理化学的性状によって本質的に決まる。

本発明の目標は、ガス脱酸方法を提供することである。本発明は、酸性化合物を豊富に含んだ吸収剤溶液を再生させるのに要するエネルギー量の低減を提案する。

本発明は、所定量の酸性化合物を吸収すると、２つの分離可能な相、すなわち酸性化合物に富む第１相および酸性化合物に乏しい第２相を形成する性質を有する吸収剤溶液の使用を提案する。この２相分離性状により、酸性化合物を含んだ相だけを再生させることが可能になる。

概して、本発明は、硫化水素（Ｈ₂Ｓ）、メルカプタン、二酸化炭素（ＣＯ₂）、二酸化硫黄（ＳＯ₂）、オキシ硫化炭素（ＣＯＳ）および二硫化炭素（ＣＳ₂）からなる群の少なくとも１種の酸性化合物を含むガス状流出物の脱酸方法であって、下記の段階、
ａ）酸性化合物を非常に減少させたガス状流出物と、酸性化合物を豊富に含んだ吸収剤溶液とが得られるように、ガス状流出物を吸収剤溶液と接触させる段階、ここで吸収剤溶液は、ある量の酸性化合物を吸収すると２つの分離可能な相を形成する性質を有するよう選択される、
ｂ）酸性化合物を含んだ吸収剤溶液を酸性化合物を非常に減少させた第１の吸収剤溶液部分、および酸性化合物を豊富にした第２の吸収剤溶液部分の２つの部分に分離する段階、
ｃ）酸性化合物の一部を放出するように、第２の部分を再生させる段階、
ｄ）段階ｂ）で得られた第１の吸収剤溶液部分、および段階ｃ）で得られた再生された吸収剤溶液部分を、段階ａ）に吸収剤溶液として再循環する段階
を実施する方法に関する。

本発明により、この吸収剤溶液は、少なくとも１種の前記の酸性化合物と反応する化合物を含むことができ、この化合物は、アミン、アルカノールアミン、アミノ酸、アミノ酸アルカリ性塩、アミド、尿素、アルカリ金属リン酸塩、炭酸塩およびホウ酸塩からなる群から選択される。

また、本吸収剤溶液は、水、グリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコール−プロピレングリコールコポリマー、グリコールエーテル、アルコール、尿素、ラクタム、Ｎ−アルキル化ピロリドン、Ｎ−アルキル化ピペリドン、シクロテトラメチレンスルホン、Ｎ−アルキルホルムアミド、Ｎ−アルキルアセトアミド、エーテル−ケトン、リン酸アルキル、およびそれらの誘導体からなる群から選択される溶媒和化合物を含むことができる。

さらに、吸収剤溶液は、アルカリ塩、アルカリ土類塩、金属塩、およびアミン塩からなる群から選択される塩を含むことができる。

本発明により、段階ｂ）において、デカンテーション、遠心分離および濾過の分離技術の１つを使用することができる。

段階ｃ）において、第２の吸収剤溶液部分は、ガス状の形態で酸性化合物を放出することにより酸性化合物を非常に減少させた再生された吸収剤溶液を生成するように蒸留することができる。

別法として、段階ｃ）において、第２の部分は、ガス状の形態で酸性化合物を放出することにより液体を生成し、次いで放出された酸性化合物を排出することができ、かつこの液体を、酸性化合物を非常に減少させた第１の再生された吸収剤溶液部分と、第３の吸収剤溶液部分とに分離するように、膨張させることができる。この場合、第３の吸収剤溶液部分は、膨張により酸性化合物を非常に減少させた第２の再生された吸収剤溶液部分と、ガス状の形態で放出された酸性化合物とを生成するように膨張させることができる。ガス状の形態で酸性化合物を放出することにより酸性化合物を非常に減少させた第２の再生された吸収剤溶液部分を生成するように第３の吸収剤溶液部分を蒸留することも可能である。

本発明による方法は、天然ガス、合成ガス、燃焼煙、製油所ガス、クラウステールガスおよびバイオマス発酵ガスを含む群から選択されたガス状流出物の処理に適用することができる。

燃焼煙または天然ガス中に存在する二酸化炭素の吸収に、クラウステールガスの処理に、または、天然ガスおよび製油所ガスの脱硫に、本発明の方法を適用する場合、下記の反応性化合物／溶媒和化合物対の１つを含む吸収剤溶液を使用することができる：Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ”−ペンタメチルジエチレントリアミン／水、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ”−ペンタメチルジプロピレントリアミン／水、Ｎ，Ｎ−ビス（２，２−ジエトキシ−エチル）メチルアミン／水、Ｎ，Ｎ−ジメチルジプロピレントリアミン／テトラエチレングリコールジメチル−エーテル、およびＮ，Ｎ−ジメチルジプロピレントリアミン／水。

本発明による方法は、吸収剤溶液の一部分だけを再生させる利点、したがって吸収剤溶液の再生に要するエネルギー量を抑制する利点を提供する。

添付する図面を参照して、本明細書における以後の記述を読むことから、本発明の他の特徴および利点が明らかになるであろう。

図１において、脱酸しようとするガス状流出物はライン１を通って流入する。図１に示した脱酸方法は、種々のガス状流出物の処理に適用することができる。例えば、本方法により燃焼煙を脱炭酸し、天然ガスまたはクラウステールガスを脱酸することが可能になる。本方法によりまた、合成ガス中に、総合石炭または天然ガス燃焼プラントにおける変換ガス中に、またバイオマス発酵から得られるガス中に含有される酸性化合物を除去することも可能になる。

燃焼煙を脱炭酸する状況で、ガス状流出物の典型的な組成は、窒素７５体積％、二酸化炭素１５体積％、酸素５体積％、および水５体積％である。ＳＯ_X、ＮＯ_X、Ａｒ、および他の粒子などの種々の汚染物質も、より低い割合で存在し、それらは一般に２体積％未満である。これらの煙の温度は、５０℃と１８０℃の間の範囲にあり、圧力は一般に１５バール未満である。

天然ガスは本質的に、２５体積％〜９９体積％の炭化水素、基本的にはメタンと一般に炭素原子２〜６個を有する炭化水素からなる。１体積％〜７５体積％の範囲の割合で、二酸化炭素の存在がしばしば観察される。他の汚染物質、本質的にはメルカプタン、ＣＯＳ、およびＨ₂Ｓなどの硫黄含有化合物が、数ｐｐｍ〜５０体積％の範囲の濃度で存在することができる。天然ガスでは２０〜１００バールの範囲の圧力で、また２０℃〜６０℃の範囲の温度で一般に利用可能である。輸送条件、温度および圧力により、このガス状流出物の水分含量の範囲が決まる。

クラウステールガスについては、その最終処理は、硫黄含有化学種全体を硫化水素に変換するために、水素化および加水分解段階をしばしば包含しており、その硫化水素自体は、アルカノールアミン系溶媒を使用する脱酸方法によって回収している。この方法の典型的な例は、ＳＣＯＴ法である。その場合、吸収段階の間に処理しようとするガスに、しばしば大気圧に近い圧力で、また５０℃近辺、普通は３８℃〜５５℃の範囲にある温度で適用可能である。これらのガスは平均して、５体積％未満、より通例では２体積％未満のＨ₂Ｓ、５０体積％までの二酸化炭素を含有し、ガスの残部は本質的に窒素からなる。これらのガスは水で飽和させることができ、例えばこれらのガスは約５体積％の水分を含有することができる。

合成ガス、総合石炭または天然ガス燃焼プラントにおける変換ガス、バイオマス発酵から得られるガスなどの、安全または輸送上の理由でまたはそれらの用途によって脱酸を要する他のガス状流出物では、それらの由来に応じて、とりわけ温度、圧力、ガスの組成、ならびにその酸性ガス濃度に関して、非常に変り易い適用条件を有する。

一般的にみて、ライン１を通って流入するガス状流出物から除去される酸性化合物は、硫化水素（Ｈ₂Ｓ）またはメルカプタン、とりわけメチルメルカプタンおよびエチルメルカプタン、などのブレンステッド酸、ならびに二酸化炭素（ＣＯ₂）、二酸化硫黄（ＳＯ₂）、オキシ硫化炭素（ＣＯＳ）および二硫化炭素（ＣＳ₂）などのルイス酸である。これらの酸性化合物は、天然ガス中において数ｐｐｍと数パーセント、例えばＣＯ₂およびＨ₂Ｓについては７５％までとの間の範囲にある割合で一般に出会うものである。

ライン１を通って流入するガス状流出物は、燃焼煙について大気圧から、天然ガスについて１５０バール、好ましくは１００バールとの間の範囲の圧力で利用することができる。低圧のガス状流出物の場合、本発明の実施を有利にする圧力範囲に到達させるために、圧縮段階を配することができる。このガス状流出物の温度は、天然ガスならびに燃焼煙を考えると、一般に０℃と３００℃の間の、好ましくは２０℃と１８０℃の間の範囲にある。しかし、吸収剤溶液による酸性化合物の捕集を有利にするために、温度を制御（加熱または冷却によって）することができる。

ライン１を通って流入するガス状流出物は、吸収帯域ＺＡにおいてライン９を通って流入する液体の吸収剤溶液と接触される。ガスと液体とを接触させる慣用技術（気泡カラム、プレートカラム、ランダムまたは積層充填による充填カラム、直列とした攪拌型反応器、膜接触器）を使用することができる。

吸収剤溶液は、帯域ＺＡにおいて酸性化合物を吸収するその適性より選択される。酸性化合物を非常に減少させたガス状流出物はライン２を通って帯域ＺＡから排出される。酸性化合物を豊富に含んだ吸収剤溶液は、ライン３を通って帯域ＺＡから排出される。

また、本発明により、所定の熱力学的条件下で、決定された割合の酸性化合物を吸収した場合、少なくとも２つの分離可能な相を形成するその性質によって、吸収剤溶液が選択される。酸性化合物を豊富に含んだ溶液は、酸性化合物と反応していない吸収剤溶液の分子を含む第１相と、酸性化合物と反応している吸収剤溶液の分子を含む第２相とを生成する。

帯域ＺＡで使用する接触技術は、この２相の性状にまた生成特性に、適合したものとする。

本吸収剤溶液は、酸性化合物と反応性のある、または物理化学的親和力を有する１種以上の化合物と、所望により１種以上の溶媒和化合物とからなることができる。酸性化合物と反応性のある化合物を含む吸収剤溶液を選択することが好ましい。この反応性化合物を溶媒和させるために所望により使用される化合物は、処理しようとする酸性化合物と反応性のある官能基を含有することができる。

反応性化合物は、１種以上の酸性化合物、例えばＨ₂Ｓ、ＣＯ₂もしくはＳＯ₂、またはメルカプタン、またはＣＯＳもしくはＣＳ₂との反応により第２の相、例えば液体もしくは固体、の生成を導く任意の化合物とすることができる。したがって、吸収剤溶液が１種以上の酸性化合物を吸収することにより、２つの液相間において、または１つの液相と１つの固相との間において平衡が形成される。吸収剤溶液は、所定量の酸性化合物を吸収した場合に２つの液相を生成するように選択することが好ましい。

反応性化合物の特性は、処理しようとする酸性化合物との可逆的化学反応を可能にするような、処理しようとする酸性化合物の特性によって選択することができる。使用の条件下で吸収剤溶液の安定性の増加がさらに得られるように、反応性化合物の化学構造を選択することもできる。

反応性化合物は、限定されるものではない例として、アミン（第一級、第二級、第三級、環状もしくは非環状、芳香族もしくは非芳香族、飽和もしくは不飽和）、アルカノールアミン、ポリアミン、アミノ酸、アミノ酸アルカリ性塩、アミド、尿素、アルカリ金属リン酸塩、炭酸塩またはホウ酸塩とすることができる。

アミン官能基を含む反応性化合物は、下記の構造を有することが好ましい：

Ｘはアミン官能基（Ｎ−Ｒ⁶）、または酸素原子（Ｏ）、または硫黄原子（Ｓ）、またはジスルフィド（Ｓ−Ｓ）、またはカルボニル官能基（Ｃ＝Ｏ）、またはカルボキシル官能基（Ｏ＝Ｃ−Ｏ）、またはアミド官能基（Ｏ＝Ｃ−Ｎ−Ｒ⁶）、またはフェニルを表す。

ｎおよびｍは整数である。ｎは０〜６、好ましくは０〜４の任意の値を有することができ、また、ｍは１〜７、好ましくは１〜５の任意の値を有することができる。

Ｒ⁵は水素原子か、または、炭素原子１〜１０個、好ましくは炭素原子１〜８個を含む分岐もしくは非分岐の、飽和もしくは不飽和の炭化水素鎖のいずれかを表す。

Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴およびＲ⁶は水素原子か、または、炭素原子１〜１０個、好ましくは炭素原子１〜８個を含む分岐もしくは非分岐の、飽和もしくは不飽和の炭化水素鎖のいずれかを表し、あるいはＲ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴およびＲ⁶は下記の構造を有する：

ｎおよびｐは整数である。ｎは０〜６、好ましくは０〜４の任意の値を有することができ、またｐは０〜７、好ましくは０〜５の任意の値を有することができる。Ｒ³およびＲ⁴は、上記のＲ³およびＲ⁴と同一の定義を有し、Ｒ³およびＲ⁴は同一とすることができ、または異なる特性のものとすることができる。

Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵およびＲ⁶は、それらを２つずつ会合させることにより、できれば飽和もしくは不飽和の、芳香族もしくは非芳香族の環もしくはヘテロ環を形成するように定義する。

限定的されるものではない例として、アミン官能基を含む反応性化合物は、下記のリストから選択することができる：モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、２−（２−アミノエトキシ）エタノール、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエトキシエタノール、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリメチル−Ｎ’−ヒドロキシエチル−ビスアミノエチルエーテル、Ｎ，Ｎ−ビス−（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ−イソプロパノールアミン、Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ，Ｎ−ジイソプロパノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、ジイソ−プロパノールアミン、モルホリン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−１，３−プロパンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリス（３−ジメチルアミノプロピル）アミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−メチルイミノビスプロピルアミン、Ｎ−（３−アミノプロピル）モルホリン、Ｎ−（２−ジメチル−アミノエチル）モルホリン、３−メトキシプロピルアミン、Ｎ−（２−アミノエチル）ピペラジン、ビス−（２−ジメチルアミノエチル）エーテル、２，２−ジモルホリノジエチルエーテル、Ｎ，Ｎ’−ジメチルピペラジン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ”−ペンタメチルジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ”−ペンタメチルジプロピル−エントリアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２，２−ジエトキシエチル）メチルアミン、３−ブチル−２−（１−エチル−ペンチル）オキサゾリジン、３−エチル−２−メチル−２−（３−メチルブチル）オキサゾリジン、１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリドン、１−（２−メチルプロピル）−４−ピペリドン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラエチル−エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラエチルイミノビスエチルアミン、１，１，４，７，１０，１０−ヘキサメチル−トリエチレン−テトラミン、１−フェニルピペラジン、１−ホルミルピペラジン、エチル１−ピペラジン−カルボキシレート、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルエチレンジアミン、４−エチル−２−メチル−２−（３−メチル−ブチル）オキサゾリジン、テトラエチレンペンタミン、トリエチレンテトラミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルジエチレントリアミン、Ｎ１−イソプロピルジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルジプロピレントリアミン、ジエチレントリアミン、Ｎ−（２−アミノエチル）−１，３−プロパンジアミン、２，２’−（エチレンジオキシ）ジエチルアミン、Ｎ−（２−アミノ−エチル）モルホリン、４−アミノ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、１，２−ジアミノシクロヘキサン、２−ピペリジノエチルアミン、２−（２−アミノエチル）−１−メチルピロリジン、エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエチレンジアミン、Ｎ−フェニルエチレンジアミン、４，９−ジオキサ−１，１２−ドデカンジアミン、４，７，１０−トリオキサ−１，１３−トリデカンジアミン、１，２，４−トリメチルピペラジン、Ｎ，Ｎ’−ジエチル−Ｎ，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチル−Ｎ’，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミン、１，４，７−トリメチル−１，４，７−トリアザシクロノナン、１，４−ジメチル−１，４−ジアザシクロヘプタン、Ｎ−（２−ジメチルアミノエチル）−Ｎ’−メチルピペラジン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラエチルプロピレンジアミン、１−［２−（１−ピペリジニル）エチル）］ピペリジン、４，４’−エチレンジモルホリン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラエチル−Ｎ”−メチル−ジプロピレントリアミン、４−（ジメチルアミノ）−１，２，２，６，６−ペンタメチルピペリジン、１，５，９−トリメチル−１，５，９−トリアザシクロドデカン、１，４，８，１１−テトラメチル−１，４，８，１１−テトラアザシクロ−テトラデカン、Ｎ，Ｎ’−ジフルフリルエチレンジアミン、１，２−ビス（２−アミノエチル）チオエタン、ビス（２−アミノエチル）ジスルフィド、ビス（２−ジメチルアミノエチル）スルフィド、１−アセチル−２−ジエチルアミノ−エタン、１−アミノ−２−ベンジルアミノエタン、１−アセチル−３−ジメチルアミノプロパン、１−ジメチル−アミノ−３，３−ジフェニルプロパン、Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、２−（ジメチルアミノ−メチル）チオフェン、Ｎ，Ｎ，５−トリメチルフルフリルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（テトラヒドロ−２−フラニル−メチル）アミン、２−（エチルスルファニル）エタンアミン、チオモルホリン、２−［（２−アミノエチル）スルファニル］エタノール、３−チオモルホリニルメタノール、２−（ブチルアミノ）エタンチオール、ビス（２−ジエチルアミノエチル）エーテル、１−ジメチルアミノ−２−エチルメチルアミノエトキシエタン、１，２，３−トリアミノプロパンおよびＮ−１−（２−アミノプロピル）−１、２−プロパンジアミン。

溶媒和化合物は、十分な量の反応性化合物を溶解しまたは上述の反応性化合物と混和可能であり、かつそれらの溶媒和化合物が、１種以上の酸性化合物、例えばＨ₂Ｓ、ＣＯ₂もしくはＳＯ₂、またはメルカプタン、ＣＯＳもしくはＣＳ₂と反応した反応性化合物の少なくとも１種と会合した場合に、２相、例えば液体−液体もしくは液体−固体の形成へと導く全ての化合物とすることができる。

溶媒和化合物は、好ましくは水、グリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコール−プロピレングリコールコポリマー、グリコールエーテル、アルコール、尿素、ラクタム、Ｎ−アルキル化ピロリドン、Ｎ−アルキル化ピペリドン、シクロテトラメチレンスルホン、Ｎ−アルキルホルムアミド、Ｎ−アルキルアセトアミド、エーテル−ケトン、またはリン酸アルキル、およびそれらの誘導体である。限定されるものではないな例として、溶媒和化合物としては、水、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、スルホラン、Ｎ−メチルピロリドン、プロピレンカーボネート、ジメチルプロピレン尿素、Ｎ−メチルカプロラクタム、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ホルムアミド、アセトアミド、２−メトキシ−２−メチル−３−ブタノン、２−メトキシ−２−メチル−４−ペンタノン、またはリン酸トリブチルが挙げられる。

反応性化合物は、溶媒の１０〜１００重量％、好ましくは２５〜９０重量％、また理想的には４０〜８０重量％である。

本吸収剤溶液は、処理しようとする化合物の吸収を有利にする１種以上の活性化剤を含有することもできる。活性化剤は、例えばアミン、アミノ酸、アミノ酸アルカリ性塩、アルカリ金属リン酸塩、炭酸塩、またはホウ酸塩である。

アミン官能基を含む活性化剤は、下記の構造を有することが好ましい：

ｎおよびｍは整数である。ｎは０〜８、好ましくは０〜６の任意の値を有することができ、またｍは１〜７、好ましくは１〜５の任意の値を有することができる。

ｎおよびｐは整数である。ｎは０〜８、好ましくは０〜６の任意の値を有することができ、またｐは０〜７、好ましくは０〜５の任意の値を有することができる。Ｒ³およびＲ⁴は、上記のＲ³およびＲ⁴と同一の定義を有し、Ｒ³およびＲ⁴は同一でも異なっていてもよい。

Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵およびＲ⁶は、それらを２つずつ会合させることにより、飽和もしくは不飽和の、芳香族もしくは非芳香族の環もしくはヘテロ環を形成してもよい。

Ｒ¹、Ｒ²、およびＲ⁶は、それらの少なくとも１つが水素原子を表すよう定義される。

活性化剤濃度は、吸収剤溶液の０〜３０重量％、好ましくは０〜１５重量％の範囲で変化する。

活性化剤は、例えば下記のリストから選択することができる：モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、２−（２−アミノエトキシ）エタノール（ジグリコールアミン）、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−エチルエタノールアミン、Ｎ−プロピルエタノールアミン、Ｎ−ブチルエタノール−アミン、Ｎ−（２−アミノエチル）エタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、３−アミノ−１−プロパノール、モルホリン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−１，３−プロパンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−イミノビスプロピルアミン、Ｎ−（３−アミノプロピル）モルホリン、３−メトキシプロピルアミン、３−エトキシプロピルアミン、Ｎ−（２−アミノエチル）ピペラジン、Ｎ−（３−アミノプロピル）ピペラジン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラエチルイミノビスエチルアミン、１−フェニルピペラジン、１−ホルミルピペラジン、エチル１−ピペラジンカルボキシレート、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルエチレンジアミン、４−エチル−２−メチル−２−（３−メチルブチル）オキサゾリジン、テトラエチレンペンタミン、トリエチレン−テトラミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルジエチレントリアミン、Ｎ−１−イソプロピルジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ジプロピレントリアミン、ジプロピレントリアミン、ジエチレントリアミン、Ｎ−（２−アミノエチル）−１，３−プロパンジアミン、２，２’−（エチレンジオキシ）ジエチルアミン、Ｎ−（２−アミノ−エチル）モルホリン、４−アミノ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、Ｎ−（２−アミノエチル）ピペリジン、Ｎ−（３−アミノプロピル）ピペリジン、１，２−ジアミノシクロヘキサン、Ｎ−シクロヘキシル−１，３−プロパン−ジアミン、２−ピペリジノ−エチルアミン、２−（２−アミノエチル）−１−メチルピロリジン、エチレン−ジアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチル−エチレンジアミン、Ｎ−フェニルエチレンジアミン、４，９−ジオキサ−１，１２−ドデカンジアミン、４，７，１０−トリオキサ−１，１３−トリデカンジアミン、フルフリルアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフルフリル−エチレンジアミン、１，２−ビス（２−アミノエチル）チオエタン、ビス（２−アミノエチル）ジスルフィド、ビス（アミノエチル）スルフィド、１−アミノ−２−ベンジルアミノエタン、２−（アミノメチル）チオフェン、Ｎ，Ｎ−ビス（テトラヒドロ−２−フラニルメチル）アミン、２−（エチルスルファニル）エタンアミン、チオ−モルホリン、２−［（２−アミノエチル）スルファニル］エタノール、２−（ブチルアミノ）エタンチオール、１，２，３−トリアミノプロパン、１，３−ジアミノプロパン、１，４−ジアミノブタン、１，５−ジアミノ−ペンタン、ヘキサメチレンジアミン、１，２−プロパンジアミン、２−メチル−１，２−プロパンジアミン、２−メチルピペラジン、Ｎ−２−，Ｎ−２−ジメチル−１，２−プロパンジアミン、Ｎ−１−，Ｎ−１−ジメチル−１，２−プロパンジアミン、２，６−ジメチルピペラジン、１−エチル−３−ピペリジンアミン、Ｎ−１−（２−アミノプロピル）−１，２−プロパンジアミン、デカヒドロキノキサリン、２，３，５，６−テトラメチル−ピペラジン、Ｎ，Ｎ−ジメチル（２−ピペリジニル）メタンアミン、１−（２−ピペリジニル−メチル）ピペリジン、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジアミン、Ｎ−１−，Ｎ−３−，２−トリメチル−１，３−プロパンジアミン、２−（アミノメチル）−２−メチル−１，３−プロパンジアミン、Ｎ−１−，Ｎ−１−，２，２−テトラ−メチル−１，３−プロパンジアミン、１−メトキシ−２−プロパンアミン、テトラヒドロ−２−フラニル−メチルアミン、２，６−ジメチルモルホリン、Ｎ−メチル（テトラヒドロ−２−フラニル）メタンアミン。

本吸収剤溶液は、１種または複数の反応性化合物との酸性ガスの反応により第２相が生成する際の酸性ガス分圧を低下させるために、１種以上の塩を含むこともできる。これらの塩の限定するものではない例としては、アルカリ、アルカリ土類、金属またはアミン塩が挙げられる。結合されるアニオンは、限定するものではない例として、ハロゲン化物、リン酸塩、硫酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩、亜リン酸塩、またはカルボン酸の共役塩基が挙げられる。これらの塩のために使用される１種以上の複数のアミンは、酸性化合物との反応性化合物、または活性化剤として吸収剤溶液中に存在し、また処理されるガス状流出物中に存在する酸よりも強い１種または複数の酸により部分中和されている１種以上のアミンとすることができる。使用される酸の限定するものではない例としては、リン酸、亜リン酸、亜硝酸、シュウ酸、酢酸、ギ酸、プロパン酸、ブタン酸、硝酸、硫酸、または塩酸が挙げられる。このような酸により完全中和される他の型のアミンを吸収剤溶液に添加することもできる。これらの塩は、吸収剤溶液の部分劣化から、例えば処理されるガス中の汚染物質との反応性化合物の反応の後で得ることもできる。これらの塩は、本方法を実施するプラントで生成される酸を中和するためにソーダまたはカリを添加することにより得ることもできる。また、塩の添加は、活性化剤、反応性化合物、またはなんらかの他の添加剤が本来の塩である場合、避けることができる可能性がある。塩濃度は、分圧によって、また、処理しようとするガス供給物中に存在する１種以上の酸性化合物の特性によって、また実施態様の条件によって調節することができる。

本吸収剤溶液は、防腐食および／または消泡添加剤を含有することもできる。それらの特性および濃度は、使用する吸収溶媒の特性に応じて、処理しようとする供給物に応じて、また実施条件に応じて選択する。吸収剤溶液中のそれらの濃度は、典型的には０．０１重量％〜５重量％の範囲である。これらの薬剤は、酸化バナジウム（例えばＶ₂Ｏ₃）、またはクロム酸塩（例えばＫ₂Ｃｒ₂Ｏ₇）とすることができる。

吸収剤溶液の組成は、とりわけ、処理しようとするガス状流出物の特性に応じて、また本脱酸方法の実施態様の条件に応じて決定される。

燃焼煙の脱炭酸、天然ガスの脱炭酸、クラウステールガス処理、または天然ガスおよび製油所ガスの脱硫に本発明の方法を適用するため、下記の反応性化合物／溶媒和化合物の対を使用することが好ましい：Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ”−ペンタメチルジエチレントリアミン／水、またはＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ”−ペンタメチル−ジプロピレントリアミン／水、またはＮ，Ｎ−ビス（２，２−ジエトキシエチル）メチルアミン／水、またはＮ，Ｎ−ジメチル−ジプロピレントリアミン／テトラエチレングリコールジメチルエーテル、またはＮ，Ｎ−ジメチル−ジプロピレントリアミン／水。

酸性化合物を一旦含んだ吸収剤溶液は２つの相を有しており、この吸収剤溶液は、ライン３を通って分離帯域ＺＳ中に供給される。帯域ＺＳ内においてこの２相を分離する。分離はデカンテーションにより、すなわち重力の影響下における相の密度差により、行うことができる。帯域ＺＳにおける滞留時間は、２相の沈降速度によって調節することができる。遠心分離または濾過を用いる相分離技術を使用することもできる。

分離により、酸性化合物と反応していない分子に富む第１の部分を得ることができる。ライン３を通って流入する吸収剤溶液に対して、この第１の吸収剤溶液部分は、酸性化合物を非常に減少させた状態である。他方、分離により、酸性化合物と反応している分子に富む第２の部分を得ることができる。ライン３を通って流入する吸収剤溶液に対して、この第２の吸収剤溶液部分は、酸性化合物が豊富になっている。

第１の部分は、ライン５を通って帯域ＺＳから排出され、次いで吸収帯域ＺＡ中に供給される。

第２の部分は、ライン４を通って帯域ＺＳから排出され、再生帯域ＺＲ中に供給される。帯域ＺＲでは、吸収剤溶液から酸性化合物を分離する。

帯域ＺＲでは、膨張による再生、および／または熱的再生すなわち温度上昇による再生を利用することができる。再生技術は、図４に関連して下記に記述する。

酸性化合物は、ライン７を通って帯域ＺＲから排出される。再生された吸収剤溶液部分、すなわち酸性化合物を非常に減少させた部分は、ライン６を通って排出され、かつ帯域ＺＡ中に供給する。

ライン６内を循環する吸収剤溶液と、ライン５内を循環する第１の部分とを混合し、次いでライン９を通って吸収帯域ＺＡ中に供給することができる。別法として、ライン５および６内を循環する２つの流れを、２つの異なった箇所で別々に帯域ＺＡ内に導入することもできる。

さらに、補給吸収剤溶液を、ライン８を通って流入させ、ライン９を通って帯域ＺＡに供給することができる。この補給溶液は、帯域ＺＲ内で失われた可能性のある吸収剤溶液の部分を補充することを特に可能する。

図２に示す単一の筺体Ｅ内に、吸収帯域ＺＡおよび分離帯域ＺＳを集めることができる。図２の参照番号は、同一の構成要素を示す図１の参照番号と全く同じである。

筺体Ｅはその上方部分に吸収帯域ＺＡを、またその下方部分に分離帯域ＺＳを、または、換言すると、筺体Ｅの底部の位置としたデカンテーションブートＺＳを、備えている。デカンテーションブートの実施態様により、流体流量速度、すなわちガス状流出物の流量速度、および帯域ＺＡに入る吸収剤溶液の流量速度に関連してデカンテーション現象が十分に迅速である限り、単一の筺体内に帯域ＺＡおよび帯域ＺＳを集めることが可能になる。ライン９および１５を通って流入する吸収剤溶液と帯域ＺＡ内で接触を行うように、ライン１を通って筺体Ｅ中にガス状流出物を供給する。酸性化合物を非常に減少させたガス状流出物は、筺体Ｅの頂部でライン２を通って排出される。酸性化合物を豊富に含んだ吸収剤溶液は、重力により帯域ＺＡからデカンテーションブートＺＳ中に流れる。デカンテーションブートＺＳでは、酸性化合物と反応していない化合物に富んだ第１の部分を、酸性化合物と反応している化合物に富んだ第２の部分から分離する。

図２において、酸性化合物を豊富に含んだ相はブートの底部に沈降する。ブートの底部に沈降する相が、酸性化合物を非常に減少させた相である場合もあってよい。図３、４および５に関連した記述では、酸性化合物を豊富に含んだ相が、相分離装置の底部に沈降するものとしている。

ライン１５により、筺体Ｅの帯域ＺＳから酸性化合物に乏しい第１の部分を排出し、次いでこの第１の部分を帯域ＺＡ中に導入することが可能になる。

酸性化合物に富む第２の部分は、ライン４を通って筺体Ｅから排出される。

図３に示す配置図により、吸収帯域ＺＡおよび分離帯域ＺＳを配置することができる。図３の参照番号は、同一の構成要素を示す図１の参照番号と全く同じである。

図３において、ライン１を通って流入するガス状流出物は、ライン９を通って流入する吸収剤溶液と混合機ＺＡ１内で接触される。図３によれば、処理されるガスと吸収剤溶液とが並流で循環する。ＺＡ１から排出された流体の混合物は、ライン３１を通って分離器Ｂ２、例えば分離ドラム中に供給される。酸性化合物を非常に減少させたガス状流出物は、ドラムＢ２の頂部でライン３２を通って排出される。液体の吸収剤溶液はドラムＢ２の底部に沈降する。酸性化合物と反応していない分子に富む吸収剤溶液部分は、ライン３３を通って排出される。酸性化合物と反応している分子に富む吸収剤溶液部分は、ライン３４を通ってドラムＢ２から排出される。

ライン３２を通って循環する、酸性化合物を非常に減少させたガス状流出物は、ライン３５を通って流入する吸収剤溶液（ライン３５を通って流入するこの吸収剤溶液は、ライン９を通って流入する吸収剤溶液部分とすることができる。）と混合機ＺＡ２内で接触される。ＺＡ２から排出された流体の混合物は、ライン３６を通って分離ドラムＢ３中に供給される。酸性化合物を非常に減少させたガス状流出物は、ドラムＢ３の頂部でライン２を通って排出される。液体の吸収剤溶液はドラムＢ３の底部に沈降する。酸性化合物と反応していない分子に富む吸収剤溶液部分は、ライン３７を通って排出される。酸性化合物と反応している分子に富む吸収剤溶液部分は、ライン３８を通って排出される。

ライン３３および３７内を循環する吸収剤溶液流を集め、次いでライン５を通って帯域ＺＡ１および／またはＺＡ２に送入することができる。

ライン３４および３８内を循環する酸性化合物を豊富に含んだ吸収剤溶液を集め、次いでライン４を通って再生帯域に送ることができる。

混合機ＺＡ１およびＺＡ２は、静的もしくは動的混合機、または攪拌式反応器型の装置とすることができる。それぞれ混合機ＺＡ１および沈降器Ｂ１、ＺＡ２およびＢ２を組み合せている混合機沈降器装置（ミキサセトラデバイス）を使用することも可能である。

図３に示した方法により、処理しようとするガスは、２台の混合機沈降器装置中に連続して供給される。本発明の範囲から逸脱せずに、３台以上の混合機沈降器装置中にガスを供給することができる。

図４の線図は、再生帯域ＺＲを詳細に示している。図４の参照番号は、同一の構成要素を示す図１の参照番号と全く同じである。

ライン４を通って流入する第２の吸収剤溶液部分は、酸性化合物と反応している分子に富む。この第２の部分を再生しなければならない、すなわち第２の部分が吸収している酸性化合物を除去しなければならない。

膨張および／または温度上昇により、再生を行うことができる。図４の線図は膨張による、また温度上昇による再生を示している。

ライン４を通って流入する第２の部分を、膨張手段Ｖ１を通して膨張させる。膨張手段は弁、タービン、または弁およびタービンの組合せを含むことができる。膨張により、第２の部分を部分的に再生させることが可能になる。実際に、圧力低下により、第２の部分に含まれる酸性化合物の一部、ならびに接触帯域ＺＡで同時吸収された供給物のガス状化学種を、ガス状の形態で放出することが可能になる。天然ガスを処理する場合、これらの同時吸収されたガス状化学種は主に炭化水素である。

Ｖ１における膨張後に得られる流出物は３つの相：膨張により放出された酸性化合物を含む気相、酸性化合物を非常に減少させた再生された吸収剤溶液の液相、ならびに酸性化合物を豊富に含んだ残留する液相もしくは固相を含む。これらの３相は分離手段Ｂ１、例えばドラム内で分離させる。膨張により放出された酸性化合物は、ライン２１を通って排出される。膨張から得られたガス状流出物中の同時吸収化学種の割合、および酸性ガスの割合を考慮しながら、後者（膨張から得られるガス状流出物）は、直近の使用向けに酸性ガスを取り出すために、ライン１を通って流入する供給物との混合によるか、またはライン７を通って再生段階から来る酸性ガスとの再混合によるかのいずれかによって、例えば再処理することができる。再生されている吸収剤溶液の部分は、ライン２２を通って排出される。酸性化合物を豊富に含んだ吸収剤溶液の部分は、ライン２３を通って排出され、蒸留カラムＣＤ中に供給される。

カラムＣＤにおける熱的再生は、慣用技術すなわちランダムもしくは積層充填型蒸留カラムやプレートカラムにより行われる。カラムＣＤ内で行われる蒸留の実施態様条件は、再生しようとする溶液の物理化学的性状によって調節する。溶液の温度上昇により、ガス状の形態で酸性化合物を放出することが可能になる。カラムＣＤの底部にリボイラＲを設ける。ライン２４を通ってカラムＣＤの頂部で排出されるガス留分は、熱交換器Ｅ１で一部凝縮され、次いでドラムＢ中に供給する。ドラムＢの底部で集められた凝縮物を、還流としてカラムＣＤの頂部において導入する。酸性化合物に富む流出物は、ライン２５を通ってドラムＢから排出される。再生された溶液、すなわち再生段階からの溶液は、ライン２６を通ってカラムＣＤの底部で排出される。

ライン２２および２６内を循環する再生された吸収剤溶液の流れを混合し、次いでライン６を通って帯域ＺＡに送ることができる。別法として、これらの２つの再生された吸収剤溶液の流れは、別々に帯域ＺＡに送ることができる。

本発明の範囲から逸脱することなく、膨張による再生の２〜３レベルを熱的再生段階の前に位置させることができる。

強力な脱酸を要しないガス状流出物の場合には、再生は、図５に示すひと続きの膨張からなるものとすることができる。図５の参照番号は、同一の構成要素を示す図１の参照番号と全く同じである。

図５において、脱酸しようとするガス状流出物は、ライン１を通って流入し、吸収カラムＺＡ中に供給して、ライン４１、５１、５２、および５３を通って流入する吸収剤溶液と接触される。酸性化合物を非常に減少させたガス状流出物は、ライン２を通って帯域ＺＡから排出される。酸性化合物を豊富に含んだ吸収剤溶液はライン３を通って帯域ＺＡから排出され、次いで帯域ＺＳ中に供給される。

酸性化合物を豊富に含んだ吸収剤溶液は、帯域ＺＳで酸性化合物に乏しい吸収剤溶液、および酸性化合物に富む吸収剤溶液の２つの部分に分離させる。

酸性化合物に乏しい吸収剤溶液部分は、ライン４１を通って吸収カラムＺＡに供給されることにより、再循環される。

酸性化合物に富む吸収剤溶液部分はライン４２を通って排出され、膨張手段Ｖ２（弁、タービン、または弁とタービンとの組合せ）を通って膨張して、酸性化合物の一部を放出する。膨張手段Ｖ２から来る流出物は、分離手段Ｂ４、例えばドラムで分離する。膨張の際に放出される、酸性化合物と、可能性として同時吸収された化合物とを含む富化ガスは、ライン４３を通ってドラムＢ４から排出される。酸性化合物の割合、および同時吸収された化合物の割合によって、ライン４３を通って排出されたガスは、種々の酸性流出物で処理することができ、または圧縮し、かつライン１を通って流入する供給物と一緒に、吸収帯域ＺＡに送り戻すことができる。酸性化合物を非常に減少させた吸収剤溶液部分は、ライン４５を通ってドラムＢ４から排出される。酸性化合物に富む吸収剤溶液部分はライン４４を通ってドラムＢ４から排出される。

ライン４４から排出された酸性化合物に富む吸収剤溶液部分は、膨張手段Ｖ３を通って膨張して、酸性化合物の一部を放出する。膨張手段Ｖ３から来る流出物は、分離装置Ｂ５、例えばドラムで分離する。膨張の際に放出された酸性化合物を含む富化ガスは、ライン４７を通ってドラムＢ５から排出される。酸性化合物を非常に減少させた吸収剤溶液部分は、ライン４８を通ってドラムＢ５から排出される。酸性化合物に富む吸収剤溶液部分はライン４６を通ってドラムＢ５から排出される。

ライン４６を通って排出された酸性化合物を含んだ吸収剤溶液部分は、膨張手段Ｖ４を通って膨張して、酸性化合物の一部を放出する。膨張手段から来る流出物は、分離装置Ｂ６、例えばドラムで分離する。膨張の際に放出された酸性化合物を含む富化ガスは、ライン４９を通ってドラムＢ６から排出される。酸性化合物を非常に減少させた吸収剤溶液部分は、ライン５０を通ってドラムＢ６から排出される。

ライン４５、４８、および５０により循環している吸収剤溶液流は、ポンプＰ１、Ｐ２、およびＰ３によりそれぞれポンプ送りし、次いでライン５１、５２、および５３を通って帯域ＺＡ中に供給される。

図５において、ライン４１、５１、５２、および５３により、吸収カラムＺＡの異なったレベルに吸収剤溶液部分を運ぶ。別法として、ライン４１、５１、５２、および５３を集めて単一のラインとし、そのラインが吸収カラムＺＡの単一レベルに吸収剤溶液部分を運ぶ。

以下、番号付き実施例により、本発明による方法を例示する。

Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ”−ペンタメチル−ジプロピレントリアミン８０重量％と、水２０重量％とを含有する溶媒を、気−液接触器内において４０℃および大気圧で、ＣＯ₂３０体積％を含有するガス状Ｎ₂−ＣＯ₂混合物に接触させる。溶媒への二酸化炭素の吸収は、２つの液相となる、溶媒のデミキシングを導く。吸収されたＣＯ₂は、溶媒中に最初存在した水分の７０％を有する重質相内に濃縮される。この相は、溶媒の全重量の２８％である。

リン酸の添加（アミンの２モル％）は、ＣＯ₂１０体積％を含有するガス状Ｎ₂−ＣＯ₂混合物によりデミキシングが得られることが可能になる。

２相溶媒の全部または一部分、とりわけ吸収したＣＯ₂に富む相についての、窒素でストリッピングすることによる再生、および蒸留による熱的再生により、この溶媒がＣＯ₂に対するその吸収能力を回復することを可能にしている。

密閉反応器内において温度４０℃で組成２５〜７５重量％の水−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ”−ペンタメチルジエチレントリアミン溶媒１６０．５ｇへの、種々のＨ₂Ｓ注入を行っている。反応器内のＨ₂Ｓ分圧が０．３バールを超えると、２つの液相の分離が観察される。窒素でスイーピングすることによって、溶媒が吸収した硫化水素をストリッピングすることが可能になり、この溶媒は再び単一相溶媒となりかつその吸収能力を回復する。

ＣＯ₂１３体積％を含有する燃焼煙の場合を考える。このガス状流出物の脱炭酸は、二酸化炭素の９０％を捕集するために、ＭＥＡ水溶液を使用する方法によって最もしばしば実施される。

水溶液中にＭＥＡ３０重量％を含有する溶媒により、４０℃でこの煙を処理する。アルカノールアミンは部分的に炭酸化される。すなわち、適用した再生段階の間に、この方法で使用した全溶媒に対し１８％のＭＥＡは再生されない。生成されたＣＯ₂１トンに対するエネルギーコストは、再生段階に供給された場合のアミン１モル当たりＣＯ₂０．５０モルまでを含有する溶媒の再生コストと本質的に関連づけられる。この再生コストは、ＣＯ₂１トン当たり４．３ＧＪと推定され、溶媒の顕熱１０％と、特に、蒸発熱、およびＣＯ₂とモノエタノールアミン間の反応熱各４５％との間に分配される。

本発明により、水溶液中７５重量％のＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ”−ペンタメチルジプロピレントリアミンなどの第三級アミンを使用する場合、煙中に最初存在するＣＯ₂の９０％除去を達成するには、より高い溶媒流量速度が必要である。しかし、分子のアミン官能基の第三級特性により、ＣＯ₂とアミン間の反応熱に関連づけられるエネルギーコストの部分を低減することが可能である。また、炭酸化された化学種に富む吸収剤溶液部分のデミキシング後、溶媒の一部分だけが熱的に再生される点を考慮すると、溶媒の顕熱に関連づけられる再生コストの部分は、脱炭酸に要する溶媒流量速度の増加によって影響されない。その場合再生コストはＣＯ₂１トン当たり２．７ＧＪに低減される。

吸収剤溶液の部分再生を用いた脱酸方法を図解的に示す図である。酸性化合物吸収の、また２相への吸収剤溶液の分離の２つの実施形態を示す図である。酸性化合物吸収の、また２相への吸収剤溶液の分離の２つの実施形態を示す図である。溶媒再生の実施形態を示す図である。脱酸方法の他の実施形態を示す図である。

符号の説明

ＺＡ吸収帯域、吸収カラム
ＺＳ分離帯域、デカンテーションブート
ＺＲ再生帯域
Ｅ筺体
Ｅ１熱交換器
ＣＤ蒸留カラム
Ｒリボイラ
ＺＡ１混合機
ＺＡ２混合機
Ｂドラム
Ｂ１沈降器、分離手段
Ｂ２沈降器、分離器、ドラム
Ｂ３分離ドラム
Ｂ４分離手段、ドラム
Ｂ５分離装置、ドラム
Ｂ６分離装置、ドラム
Ｐ１ポンプ
Ｐ２ポンプ
Ｐ３ポンプ
１〜９、１５、２１〜２６、３１〜３８、４１〜５３ライン
Ｖ１膨張手段
Ｖ２膨張手段
Ｖ３膨張手段
Ｖ４膨張手段

Claims

硫化水素（Ｈ₂Ｓ）、メルカプタン、二酸化炭素（ＣＯ₂）、二酸化硫黄（ＳＯ₂）、オキシ硫化炭素（ＣＯＳ）および二硫化炭素（ＣＳ₂）からなる群の少なくとも１種の酸性化合物を含むガス状流出物の脱酸方法であって、下記の段階を実施する方法。
ａ）酸性化合物を非常に減少させたガス状流出物と、酸性化合物を豊富に含んだ吸収剤溶液とが得られるように、前記ガス状流出物を吸収剤溶液と接触させる段階、ここで前記吸収剤溶液は、水である溶媒和化合物と、アミンの群から選択される反応性化合物とを含み、また、該吸収剤溶液は、ある量の酸性化合物を吸収すると２つの分離可能な相を形成する性質を有するよう選択される、
ｂ）酸性化合物を豊富に含んだ前記吸収剤溶液を酸性化合物を非常に減少させた第１の吸収剤溶液部分、および酸性化合物を豊富にした第２の吸収剤溶液部分の２つの部分に分離する段階、
ｃ）前記酸性化合物の一部を放出するように、前記第２の部分を再生させる段階、
ｄ）段階ｂ）で得られた前記第１の吸収剤溶液部分、および段階ｃ）で得られた前記再生された吸収剤溶液部分を、段階ａ）に前記吸収剤溶液として再循環する段階。
前記吸収剤溶液が、アルカリ塩、アルカリ土類塩、金属塩、およびアミン塩からなる群から選択される塩を含む、請求項１に記載の方法。
段階ｂ）において、デカンテーション、遠心分離および濾過の分離技術の１つを使用する請求項１または２に記載の方法。
段階ｃ）において前記第２の吸収剤溶液部分は、ガス状の形態で酸性化合物を放出することにより酸性化合物を非常に減少させた再生された吸収剤溶液を生成するように蒸留する、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
段階ｃ）において前記第２の部分は、ガス状の形態で酸性化合物を放出することにより液体を生成し、次いで放出された前記酸性化合物を排出し、かつ前記液体が、酸性化合物を非常に減少させた第１の再生された吸収剤溶液部分と、第３の吸収剤溶液部分とに分離するように膨張させる、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
前記第３の吸収剤溶液部分は、膨張により酸性化合物を非常に減少させた第２の再生された吸収剤溶液部分と、ガス状の形態で放出された酸性化合物とを生成するように膨張させる、請求項５に記載の方法。
前記第３の吸収剤溶液部分は、ガス状の形態で酸性化合物を放出することにより酸性化合物を非常に減少させた第２の再生された吸収剤溶液部分を生成するように蒸留する、請求項５に記載の方法。
前記ガス状流出物が、天然ガス、合成ガス、燃焼煙、製油所ガス、クラウステールガスおよびバイオマス発酵ガスからなる群から選択される、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
燃焼煙または天然ガス中に存在する二酸化炭素の前記吸収に、クラウステールガスの処理に、または天然ガスおよび製油所ガスの脱硫に適用され、次の反応性化合物／溶媒和化合物対：Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ”−ペンタメチルジエチレントリアミン／水、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ”−ペンタメチルジプロピレントリアミン／水、Ｎ，Ｎ−ビス（２，２−ジエトキシエチル）メチルアミン／水、およびＮ，Ｎ−ジメチル−ジプロピレントリアミン／水の１つを含む吸収剤溶液を使用する、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。