JP5659128B2 - Acid gas absorbent, acid gas removal method and acid gas removal device - Google Patents

Acid gas absorbent, acid gas removal method and acid gas removal device

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Description

本発明の実施形態は、酸性ガス吸収剤、ならびにこれを用いた酸性ガス除去装置および酸性ガス除去方法に関する。 Embodiments of the present invention, the acidic gas absorbent, and to acid gas removal unit and an acid gas removal method using the same.

近年、地球の温暖化現象の一因として二酸化炭素(CO )濃度の上昇による温室効果が指摘され、地球規模で環境を守る国際的な対策が急務となっている。 In recent years, it has been pointed out that the greenhouse effect due to the increase of carbon dioxide (CO 2) concentration as contribute to global warming, international measures to protect the environment on a global scale has become an urgent task. CO の発生源としては産業活動によるところが大きく、その排出抑制への機運が高まっている。 Is largely depend industrial activities as a source of CO 2, there is a growing momentum to its emissions.

CO をはじめとする酸性ガスの濃度の上昇を抑制するための技術としては、省エネルギー製品の開発、排出する酸性ガスの分離回収技術、酸性ガスの資源としての利用や隔離貯留させる技術、酸性ガスを排出しない自然エネルギーや原子力エネルギーなどの代替エネルギーへの転換などがある。 Techniques for suppressing the increase in the concentration of acid gases, including CO 2, the development of energy-saving products, separation and recovery techniques acid gas to be discharged, a technique for utilizing and capture and storage as a resource acid gas, acid gases there is such a shift to alternative energy such as natural energy and nuclear energy that does not emit.

現在までに研究されてきた酸性ガス分離技術としては、吸収法、吸着法、膜分離法、深冷法などがある。 The acidic gas separation technique that has been studied to date, the absorption method, adsorption method, a membrane separation method, and deep cooling method. 中でも吸収法は、ガスを大量に処理するのに適しており、工場や発電所への適用が検討されている。 Among them, the absorption method is suitable for processing a large amount of gas, apply to factories and power plants has been studied.

したがって、化石燃料を使用する火力発電所などの設備を対象に、化石燃料(石炭、石油、天然ガス等)を燃焼する際に発生する排ガスを化学吸収剤と接触させ、燃焼排ガス中のCO を除去して回収する方法、さらに回収されたCO を貯蔵する方法が世界中で行われている。 Therefore, the target facilities such as thermal power plants using fossil fuels, fossil fuels (coal, oil, natural gas, etc.) the exhaust gas generated during the combustion is brought into contact with a chemical absorbent, CO in the combustion exhaust gas 2 method of recovering by removing the further recovered method of storing CO 2 is being performed all over the world. また、化学吸収剤を用いてCO 以外に硫化水素(H S)等の酸性ガスを除去することが提案されている。 Further, it has been proposed to remove acid gases such as hydrogen sulfide (H 2 S) in addition to CO 2 using a chemical absorbent.

一般に、吸収法において使用される化学吸収剤としてモノエタノールアミン(MEA)に代表されるアルカノールアミン類が1930年代ころから開発されており、現在も使用されている(例えば特許文献1参照。)。 Generally, absorption methods have been developed alkanolamines represented by monoethanolamine (MEA) as a chemical absorbent used is from around the 1930s in, and still used (for example, see Patent Document 1.). この方法は、経済的でありまた除去装置の大型化が容易である。 This method is easy enlargement of the economical and also removing device.

既存に広く使用されるアルカノールアミンとしては、モノエタノールアミン、2−アミノ−2−メチルプロパノールアミン、メチルアミノエタノール、エチルアミノエタノール、プロピルアミノエタノール、ジエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノ−1−メチルエタノールなどがある。 The alkanolamines used existing widely, monoethanolamine, 2-amino-2-methyl-propanolamine, methylamino ethanol, ethylamino ethanol, propyl aminoethanol, diethanolamine, methyldiethanolamine, dimethylethanolamine, diethylethanolamine, triethanolamine, and the like dimethylamino-1-methyl ethanol.

特に、1級のモノエタノールアミンは、反応速度が速いため広く使用されてきた。 In particular, primary of monoethanolamine, the reaction rate has been widely used for fast. しかし、この化合物は、腐食性を有しており、劣化し易く、また再生に要するエネルギーが高いという課題がある。 However, this compound has a corrosive, there is a problem that easily deteriorate, also the energy required for the high reproduction. 一方、3級のメチルジエタノールアミンは、腐食性は低く、また再生に要するエネルギーも低いものの、吸収速度が低いという欠点を有する。 On the other hand, tertiary methyldiethanolamine, corrosivity low and although less energy required for regeneration, have the disadvantage of low absorption rate. したがって、これらの点を改善した、新しい吸着剤の開発が要求されている。 Therefore, to improve these points, the development of a new sorbent is required.

近年、酸性ガスの吸収剤として、アミン系化合物の中でも、特に構造的に立体障害を有するアルカノールアミンに対する研究が盛んに試みられている(例えば特許文献2参照。)。 Recently, as an absorbent for acid gases, among amine-based compounds, in particular structurally studies of alkanolamines having steric hindrance is actively attempted (for example, see Patent Document 2.). 立体障害を有するアルカノールアミンは、酸性ガスの選択度が非常に高く、また再生に要するエネルギーが少ないという長所を有している。 Alkanolamines having a steric hindrance has the advantage that selection of the acid gas is very high, also the energy required for the regeneration is small.

立体障害を有するアミン系化合物の反応速度は、その立体構造によって決定される反応の障害の程度に依存する。 The reaction rate of amine compound having steric hindrance depends on the degree of disorder of the reaction being determined by its three-dimensional structure.

一方、アルカノールアミン類とは異なる構造を有するアミン系化合物として、環状アミンを吸収剤として使用する方法も知られている(特許文献1及び特許文献4参照。)。 On the other hand, the amine compound having a structure that is different from the alkanolamines, methods of using the cyclic amine as an absorbent is also known (see Patent Document 1 and Patent Document 4.).

特開2008−307519号公報 JP 2008-307519 JP 特許第2871334号公報 Patent No. 2871334 Publication 特開2009−6275号公報 JP 2009-6275 JP 米国特許4112052号明細書 US patent 4112052 Pat.

しかしながら、これらの技術でも、酸性ガス吸収量や酸性ガス吸収速度などの酸性ガス吸収能力に関してはいまだ不十分であり、ガス吸収能力のさらなる向上が求められている。 However, even these techniques are still insufficient with respect to the acid gas absorption capacity of such acid gas absorption and acid gas absorption rate, further improvement of the gas absorption capacity is demanded.

本発明が解決しようとする課題は、二酸化炭素等の酸性ガスの回収量が高い酸性ガス吸収剤、並びにこれを用いた酸性ガス除去装置および酸性ガス除去方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide is to provide recovery of acid gas is high acid gas absorbents such as carbon dioxide, as well as the acid gas removal unit and an acid gas removal method using the same.

実施形態の酸性ガス吸収剤は、下記一般式(1)で表される第2級アミン化合物を少なくとも1種含有する水溶液である Acid gas absorbent embodiment, an aqueous solution containing at least one secondary amine compound represented by the following general formula (1).
・・・(1) ... (1)
(上記式(1)中、 10 、R 11 は、これらが結合して炭素数3〜5の環式構造を形成する。R 10 、R 11 は、それぞれ、炭素数1〜5の置換または非置換のアルキル基を表す。12はヒドロキシアルキル基を表す (In the above formula (1), R 10, R 11 are, .R 10, R 11 they form a cyclic structure having 3 to 5 carbon atoms bound respectively, substituted or C1-5 an unsubstituted alkyl group. R 12 represents a hydroxyalkyl group.)

実施形態の酸性ガス除去方法は、酸性ガスを含有するガスと、上記した実施形態に係る酸性ガス吸剤とを接触させて、前記酸性ガスを含むガスから酸性ガスを除去するものである。 Acid gas removal method embodiment, a gas containing acid gases, by contacting the acid gas absorption agent according to the above-described embodiment is intended to remove acid gases from a gas containing the acid gases.

実施形態の酸性ガス除去装置は、酸性ガスを含有するガスと酸性ガス吸剤とを接触させて前記ガスから酸性ガスを除去する吸収塔と、酸性ガスを吸収した前記酸性ガス吸剤から酸性ガスを除去して該酸性ガス吸剤を再生する再生塔と、を有し、前記再生塔で再生した前記酸性ガス吸剤を前記吸収塔で再利用する酸性ガス除去装置であって、上記した実施形態に係る酸性ガス吸剤を用いてなるものである。 Acid gas removal apparatus embodiments, an absorption tower for removing acid gas from the gas by contacting the gas and the acid gas absorption agent containing acid gases, from the acid gas absorption agent which has absorbed acid gases It has a regenerator for reproducing the acid gas absorption agent to remove acid gases, and the acid gas absorption agent reproduced by the regenerator an acid gas removal system to recycle in the absorption tower it is obtained by using the acid gas absorption agent according to the above embodiment.

実施形態の酸性ガス除去装置の概略図である。 It is a schematic diagram of acid gas removal device of the embodiment.

以下、実施形態について詳細に説明する。 It will be described in detail below embodiments.
実施形態の酸性ガス吸収剤は、下記一般式(1)で表される第2級アミン化合物を少なくとも1種含むことを特徴とする。 Acid gas absorbent embodiments is characterized in that it comprises at least one secondary amine compound represented by the following general formula (1).

・・・(1) ... (1)
(上記式(1)中、R 10 、R 11は、いずれか一方が炭素数2〜5の置換又は非置換のアルキル基を表し、他方が炭素数1〜5の置換又は非置換のアルキル基を表す。R 12はヒドロキシアルキル基を表す。R 10 、R 11はそれぞれ同一あっても異なっていてもよく、これらが結合して環式構造を形成していてもよい。R 10 、R 11が環式構造を形成する場合、R 10 、R 11は炭素数1〜5の置換または非置換のアルキル基を表す。) (In the above formula (1), R 10, R 11 is either one represents a substituted or unsubstituted alkyl group having 2 to 5 carbon atoms and the other is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms .R 12 is .R 10, R 11 each may be different, even the same, optionally they are bonded to form a cyclic structure .R 10 representing a hydroxyalkyl group representing, R 11 If is to form a cyclic structure, R 10, R 11 represents a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.)

従来より、アミノ化合物が有する立体障害は、二酸化炭素吸収時の生成物に対する影響が大きく、低反応熱を示す重炭酸イオンの生成に有利に働くことが知られている。 Conventionally, sterically hindered amino compound has the large influence on product during carbon dioxide absorption, it is known that favor the formation of bicarbonate ions which indicate the low heat of reaction.
このような知見に基づき、立体障害の効果をさらに大きく得るため本願発明者が検討した結果、上記一般式(1)に示す化合物(例えば2−(シクロペンチルアミノ)エタノール)が、従来の分岐構造を有するアミノ化合物より、さらに低反応熱性を得られ、二酸化炭素吸収量が高められることを見出した。 Based on these findings, the results by the present inventors to obtain further larger effect of steric hindrance discussed, the general formula (1) shows compound (e.g. 2- (cyclopentylamino) ethanol) is a conventional branched structure from amino compounds having further obtained a low reaction heat was found that carbon dioxide absorption amount is increased.

すなわち、上記一般式(1)の第2級アミン化合物は、ヒドロキシアルキル基(R 12 )が窒素原子に結合しており、さらにこの窒素原子に結合した一つの炭素原子に二つのアルキル基(R 10 、R 11 )が結合した分岐構造を有している。 That is, the second amine compound of the general formula (1) is a hydroxyalkyl group (R 12) is bonded to the nitrogen atom, further two alkyl group (R in one carbon atom attached to the nitrogen atom 10, R 11) has a branched structure bound.

このように、分岐状のアルキル基が窒素原子に直接結合した上記一般式(1)の第2級アミン化合物は、立体障害の大きい構造を有する。 Thus, the secondary amine compound of the general formula branched alkyl group is bonded directly to the nitrogen atom (1) has a greater structural steric hindrance. このため、二酸化炭素(CO )等の酸性ガスに対し、高い反応性を有し、高い酸性ガス吸収量を得ることができる。 Therefore, with respect to acid gases, such as carbon dioxide (CO 2), and has a high reactivity, it is possible to obtain a high acid gas absorption.

上記の一般式(1)で表される第2級アミン化合物(以下、第2級アミン化合物(1)と示す。)を、例えば水などの溶媒に溶解させることにより、酸性ガスの吸収能力の高い酸性ガス吸収剤を得ることができる。 Secondary amine compound represented by the above general formula (1) (hereinafter, secondary amine compound (1) and shows.) And by dissolving in a solvent such as water, the absorption capacity of acid gases it is possible to obtain a high acid gas absorbent.
以下の実施態様では、酸性ガスが二酸化炭素である場合を例に説明するが、本発明の実施形態に係る酸性ガス吸収剤は、硫化水素等、その他の酸性ガスに関しても同様の効果を得ることができる。 It In the following embodiments will be described the case where the acid gas is carbon dioxide as an example, the acidic gas absorbent according to an embodiment of the present invention, to obtain the same effect with respect to hydrogen and the like, other acid gases sulfide can.

上記式(1)中、R 10 、R 11は、窒素原子に結合した炭素原子に結合する基である。 In the formula (1), R 10, R 11 is a group bonded to the carbon atom bonded to the nitrogen atom. 10 、R 11は、いずれか一方が炭素数2〜5の置換又は非置換のアルキル基を表し、他方が炭素数1〜5の置換又は非置換のアルキル基を表す。 R 10, R 11 is either one represents a substituted or unsubstituted alkyl group having 2 to 5 carbon atoms and the other represents a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. 10 、R 11は、同一のものであってもよく、異なっていてもよい。 R 10, R 11 may be the same, may be different.
炭素数1〜5の置換又は非置換のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、s−ブチル基等の分岐あるいは直鎖状の炭化水素基を用いることができ、これらの炭化水素基は、Si、O、N、S等のヘテロ原子を含有していてもよい。 The substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, such as methyl group, ethyl group, propyl group, an isopropyl group, using a butyl group, branched or straight hydrocarbon group such as s- butyl can be, these hydrocarbon groups, Si, O, N, may contain a heteroatom S, and the like.
炭素数1〜5の置換又は非置換のアルキル基としては、より好ましくはメチル基又はエチル基である。 The substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a methyl group or an ethyl group.

炭素数2〜5の置換又は非置換のアルキル基としては、例えばエチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、s−ブチル基等の分岐あるいは直鎖状の炭化水素基を用いることができ、これらの炭化水素基は、Si、O、N、S等のヘテロ原子を含有していてもよい。 The substituted or unsubstituted alkyl group having 2 to 5 carbon atoms, can be used, for example ethyl, propyl, isopropyl, butyl, branched or straight hydrocarbon group such as s- butyl group, these hydrocarbon groups, Si, O, N, may contain a heteroatom S, and the like.
炭素数2〜5の置換又は非置換のアルキル基としては、より好ましくはエチル基である。 The substituted or unsubstituted alkyl group having 2 to 5 carbon atoms, more preferably an ethyl group.

10 、R 11の少なくともいずれか一方が、炭素数2以上のアルキル基である、第2級アミン化合物(1)は、酸性ガスとの反応における反応熱が小さく、酸性ガスに対し、優れた反応性を有する。 At least one of R 10, R 11 is an alkyl group having 2 or more carbon atoms, secondary amine compound (1) is the reaction heat in the reaction of the acid gases is small, relative to the acid gas, excellent having a reactive.
また、R 10 、R 11のいずれか一方が、炭素数2以上のアルキル基である第2級アミン化合物(1)は、R 10 、R 11の双方がメチル基である第2級アミン化合物と比較して沸点が高く、吸収液からの揮発が生じ難い。 Also, one of R 10, R 11 are secondary amine compound is a alkyl group having 2 or more carbon atoms (1) includes a secondary amine compound both R 10, R 11 is a methyl group compared to high boiling point, volatility is less likely to occur from the absorption liquid.

10 、R 11は連結して、環式構造を形成していてもよい。 R 10, R 11 are linked, it may form a cyclic structure. 10 、R 11が環式構造を形成する場合、R 10 、R 11は炭素数1〜5の置換または非置換のアルキル基を表す。 If R 10, R 11 to form a cyclic structure, R 10, R 11 represents a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
このような環式構造としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基を挙げることができる。 Examples of such cyclic structures, mention may be made of cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, a cyclononyl group.

10 、R 11が環式構造を形成することで、第2級アミン化合物(1)の揮発性が抑えられる。 By R 10, R 11 to form a cyclic structure, secondary amine compounds volatile (1) is suppressed. このため、排気ガスを処理する過程で、大気中に放出されるアミン成分の量が低減された酸性ガス除去剤とすることができる。 Therefore, in the process of treating exhaust gas, it can be an acidic gas removing agent of the amine ingredient released is reduced to the atmosphere. また、R 10 、R 11が環式構造を形成することで、上記式(1)の第2級アミン化合物の酸性ガスとの反応時の反応熱が低減される。 Also, R 10, R 11 is by forming a cyclic structure, the heat of reaction upon reaction with acid gas secondary amine compound of formula (1) is reduced.
上記の環式構造の中でも、溶解性の観点から、シクロペンチル基、シクロヘキシル基がより好ましい。 Among the above-mentioned cyclic structure, from the viewpoint of solubility, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group are more preferable.

12は、ヒドロキシアルキル基である。 R 12 is a hydroxyalkyl group. 二酸化炭素との反応性を向上させる観点からは、炭素数が2〜4のヒドロキシアルキル基が好ましい。 From the viewpoint of improving the reactivity with carbon dioxide, preferably hydroxyalkyl group having 2 to 4 carbon atoms. 12のヒドロキシアルキル基は、より好ましくは2−ヒドロキシエチル基である。 Hydroxyalkyl group R 12 is more preferably 2-hydroxyethyl group.

分岐状アルキル基が窒素原子に結合した第2級アミン化合物(1)としては、以下の化合物が挙げられる。 The secondary amine compounds branched alkyl group is bonded to the nitrogen atom (1) include the following compounds. すなわち、第2級アミン化合物(1)としては、2−(2−ブチルアミノ)エタノール、2−(2−ペンチルアミノ)エタノール、2−(2−ヘキシルアミノ)エタノール、2−(3−ペンチルアミノ)エタノール、2−(3−ヘキシルアミノ)エタノール、2−(3−ヘプチルアミノ)エタノール、2−(4−ヘプチルアミノ)エタノール、2−(4−オクチルアミノ)エタノール、2−(5−ノニルアミノ)エタノール、3−(2−ブチルアミノ)プロパノール、3−(2−ペンチルアミノ)プロパノール、3−(2−ヘキシルアミノ)プロパノール、3−(3−ペンチルアミノ)プロパノール、3−(3−ヘキシルアミノ)プロパノール、3−(3−ヘプチルアミノ)プロパノール、3−(4−ヘプチルアミノ)プロパノール、3−( That is, the secondary amine compound (1), 2- (2-butylamino) ethanol, 2- (2-pentylamino) ethanol, 2- (2-hexylamino) ethanol, 2- (3-pentylamino ) ethanol, 2- (3-hexylamino) ethanol, 2- (3-heptyl-amino) ethanol, 2- (4-heptyl-amino) ethanol, 2- (4-octyl-amino) ethanol, 2- (5-nonylamino) ethanol, 3- (2-butylamino) propanol, 3- (2-pentylamino) propanol, 3- (2-hexylamino) propanol, 3- (3-pentylamino) propanol, 3- (3-hexylamino) propanol, 3- (3-heptyl-amino) propanol, 3- (4-heptyl-amino) propanol, 3- ( −オクチルアミノ)プロパノール、3−(5−ノニルアミノ)プロパノール、4−(2−ブチルアミノ)ブタノール、4−(2−ペンチルアミノ)ブタノール、4−(2−ヘキシルアミノ)ブタノール、4−(3−ペンチルアミノ)ブタノール、4−(3−ヘキシルアミノ)ブタノール、4−(3−ヘプチルアミノ)ブタノール、4−(4−ヘプチルアミノ)ブタノール、4−(4−オクチルアミノ)ブタノール、4−(5−ノニルアミノ)ブタノール、2−(シクロプロピルアミノ)エタノール、2−(シクロブチルアミノ)エタノール、2−(シクロペンチルアミノ)エタノール、2−(シクロヘキシルアミノ)エタノール、2−(シクロヘプチルアミノ)エタノール、2−(シクロオクチルアミノ)エタノール、3−(シクロプロピ - octyl amino) propanol, 3- (5-nonylamino) propanol, 4- (2-butylamino) butanol, 4- (2-pentylamino) butanol, 4- (2-hexylamino) butanol, 4- (3- pentylamino) butanol, 4- (3-hexylamino) butanol, 4- (3-heptyl-amino) butanol, 4- (4-heptyl amino) butanol, 4- (4-octyl amino) butanol, 4- (5- nonylamino) butanol, 2- (cyclopropylamino) ethanol, 2- (cyclobutylamino) ethanol, 2- (cyclopentylamino) ethanol, 2- (cyclohexylamino) ethanol, 2- (cycloheptyl amino) ethanol, 2- ( cyclooctyl amino) ethanol, 3- (Shikuropuropi アミノ)プロパノール、3−(シクロブチルアミノ)プロパノール、3−(シクロペンチルアミノ)プロパノール、3−(シクロヘキシルアミノ)プロパノール、3−(シクロヘプチルアミノ)プロパノール、3−(シクロオクチルアミノ)プロパノール、4−(シクロプロピルアミノ)プロパノール、4−(シクロブチルアミノ)ブタノール、4−(シクロペンチルアミノ)ブタノール、4−(シクロヘキシルアミノ)ブタノール、4−(シクロヘプチルアミノ)ブタノール、4−(シクロオクチルアミノ)ブタノールなどが挙げられる。 Amino) propanol, 3- (cyclobutylamino) propanol, 3- (cyclopentylamino) propanol, 3- (cyclohexylamino) propanol, 3- (cycloheptyl amino) propanol, 3- (cyclooctyl amino) propanol, 4- ( cyclopropylamino) propanol, 4- (cyclobutylamino) butanol, 4- (cyclopentylamino) butanol, 4- (cyclohexylamino) butanol, 4- (cycloheptyl amino) butanol, 4- (cyclooctyl amino) butanol and the like. なお、第2級アミン化合物(1)としては、上記の群から選択された、1種の化合物または2種以上の化合物を混合したものを用いることができる。 As the secondary amine compound (1) can be used a mixture of selected from the above group, one compound or two or more compounds.

第2級アミン化合物(1)としては、上記の高沸点を有する第2級アミン化合物(第2級アミノアルコール類)がよい。 The secondary amine compound (1), secondary amine compounds having a high boiling point of the (secondary amino alcohol) is good. CO を吸収した酸性ガス吸収剤は、120℃程度の高温域で加熱して再生される。 Acid gas absorbent that has absorbed CO 2 is regenerated by heating at a high temperature range of about 120 ° C.. このため、第2級アミン化合物(1)としては、加熱した際に再生塔から放出され難い、高沸点の第2級アミン化合物を用いることが好ましい。 Therefore, as the secondary amine compound (1), less likely to be released from the regeneration tower when heated, it is preferable to use a secondary amine compound having a high boiling point. このため、第2級アミン化合物(1)としては、炭素数の多いアルキル基を用いることが好ましい。 Therefore, as the secondary amine compound (1), it is preferable to use more alkyl groups of carbon number. 特に、環式構造を有する第2級アミン化合物が好ましい。 In particular, the secondary amine compound having a cyclic structure is preferred.

なお、第2級アミン化合物(1)としては、上記の群より選択された1種の化合物を用いることができ、または上記の群より選択された2種以上の化合物を混合したものを用いることも可能である。 As the secondary amine compound (1), using a mixture of the above one compound selected from the group can be used, or two or more compounds selected from the group of the it is also possible.

酸性ガス吸着剤に含まれる第2級アミン化合物(1)の含有量は、10〜55質量%であることが好ましい。 The content of the secondary amine compound contained in the acid gas adsorbent (1) is preferably 10 to 55 wt%.
一般に、アミン成分の濃度が高い方が単位容量当たりの二酸化炭素の吸収量、脱離量が多く、また二酸化炭素の吸収速度、脱離速度が速いため、エネルギー消費の面やプラント設備の大きさ、処理効率の面においては好ましい。 In general, the absorption amount of carbon dioxide per a unit capacity the higher the concentration of the amine component, the desorption amount is large and also the absorption rate of carbon dioxide, for desorption speed is high, the energy consumption faces and plant equipment size preferred in terms of process efficiency.
しかし、吸収液中のアミン成分の濃度が高すぎると、吸収液に含まれる水が、二酸化炭素吸収に対する活性剤としての機能を十分に発揮できなくなる。 However, when the concentration of the amine component in the absorption liquid is too high, water contained in the absorption liquid, can not be sufficiently exhibit its function as an active agent for carbon dioxide absorption. また、吸収液中のアミン成分の濃度が高すぎると、吸収液の粘度が上昇するなどの欠点が無視できなくなる。 Further, when the concentration of the amine component in the absorption liquid is too high, the viscosity of the absorption liquid is not negligible drawback of such increases.

第2級アミン化合物(1)の含有量が55質量%以下の場合、吸収液の粘度の上昇や、活性剤としての水の機能低下などの現象は見られない。 If the content of the secondary amine compound (1) is less than 55 mass%, increase and viscosity of the absorbing liquid, phenomena such as depression of water as the active agent is not observed. また、第2級アミン化合物(1)の含有量を10質量%以上とすることで、十分な二酸化炭素の吸収量、吸収速度を得ることができ、優れた処理効率を得ることができる。 Since the second amine compound content of (1) and 10 mass% or more can sufficiently absorb the amount of carbon dioxide, the absorption rate, it is possible to obtain excellent performance.

第2級アミン化合物(1)の含有量が10〜55質量%の範囲にある酸性ガス吸収剤は、二酸化炭素回収用として用いた場合、二酸化炭素吸収量及び二酸化炭素吸収速度が高いだけでなく、二酸化炭素脱離量及び二酸化炭素脱離速度も高い。 Acid gas absorbent content of the secondary amine compound (1) is in the range of 10 to 55 mass%, when used as a carbon dioxide recovery, not only a high carbon dioxide absorption and carbon dioxide absorption rate carbon dioxide desorption amount and carbon dioxide desorption rate is also high. このため、二酸化炭素の回収を効率的に行える点で有利である。 Therefore, it is advantageous in that allows the recovery of carbon dioxide efficiently.
第2級アミン化合物(1)の含有量は、より好ましくは20〜50質量%である。 The content of the secondary amine compound (1) is more preferably 20 to 50 wt%.

第2級アミン化合物(1)は、アルカノールアミン類および/または下記一般式(2)で表されるヘテロ環状アミン化合物(以下、ヘテロ環状アミン化合物(2)と示す。)からなる反応促進剤と混合して使用することが好ましい。 Secondary amine compound (1) is, alkanolamines and / or heterocyclic amine compound represented by the following general formula (2) a reaction accelerator consisting of (hereinafter, heterocyclic amine compound (2) and shown.) mixed and it is preferable to use.

・・・(2) ... (2)

上記式(2)中、R は水素原子または炭素数1〜4の置換もしくは非置換のアルキル基を表し、R は炭素原子に結合した炭素数1〜4の置換または非置換のアルキル基を表す。 In the above formula (2), R 5 represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 6 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms bonded to carbon atoms a representative. nは1〜3の整数を表し、mは1〜4の整数を表し、pは0〜12の整数を表す。 n represents an integer of 1 to 3, m represents an integer of 1 to 4, p is an integer of 0 to 12. nが2〜3の場合には、窒素原子同士は直接結合していない。 If n is 2 or 3, the nitrogen atom with each other are not directly linked.

本実施形態では、例えば第2級アミン化合物(1)と、アルカノールアミン類および/またはヘテロ環状アミン化合物(2)からなる反応促進剤とを混合し、これらの混合物を例えば水溶液としたものを、酸性ガス吸収剤として用いることができる。 In the present embodiment, for example, secondary amine compound (1), those alkanolamines and / or heterocyclic amine compound (2) and a reaction accelerator is mixed consisting of the mixture thereof for example an aqueous solution, it can be used as the acidic gas absorbent.
第2級アミン化合物(1)を、アルカノールアミン類および/またはヘテロ環状アミン化合物(2)と混合して用いることで、第2級アミン化合物(1)の単位モル当たりの二酸化炭素吸収量や、酸性ガス吸収剤の単位体積当たりの二酸化炭素吸収量および二酸化炭素吸収速度をより一層向上させることができる。 Secondary amine compound (1), by using as a mixture with alkanolamines and / or heterocyclic amine compound (2), and carbon dioxide absorption amount per unit mole of the secondary amine compound (1), carbon dioxide absorption amount and the carbon dioxide absorption rate per unit volume of the acid gas absorbent can be further improved.
また、第2級アミン化合物(1)を、アルカノールアミン類および/またはヘテロ環状アミン化合物(2)と混合して用いることで、二酸化炭素吸収後に酸性ガスを分離するエネルギー(酸性ガス脱離エネルギー)も低下し、酸性ガス吸収剤を再生させる際のエネルギーを低減することができる。 Further, the secondary amine compound (1), alkanolamines and / or heterocyclic amine compound by using mixed with (2), the energy for separating acid gases after carbon dioxide absorption (acid gas desorption energy) it can also decrease, reduce energy when regenerating the acid gas absorbent.

アルカノールアミンとしては、例えばモノエタノールアミン、2−アミノ−2−メチルプロパノールアミン、2−アミノ−2−メチル−1,3−ジプロパノールアミン、メチルアミノエタノール、エチルアミノエタノール、プロピルアミノエタノール、ジエタノールアミン、ビス(2−ヒドロキシ−1−メチルエチル)アミン、メチルジエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノ−1−メチルエタノール、2-メチルアミノエタノール、2-エチルアミノエタノール、2-プロピルアミノエタノール、n-ブチルアミノエタノール、2-(イソプロピルアミノ)エタノール、3-エチルアミノプロパノール、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン等が挙げられる。 The alkanolamines, such as monoethanolamine, 2-amino-2-methyl-propanolamine, 2-amino-2-methyl-1,3-propanol amine, methyl aminoethanol, ethylamino ethanol, propyl aminoethanol, diethanolamine, bis (2-hydroxy-1-methylethyl) amine, methyldiethanolamine, dimethylethanolamine, diethylethanolamine, triethanolamine, dimethylamino-1-methyl ethanol, 2-methyl-aminoethanol, 2-ethylamino ethanol, 2- propylamino ethanol, n- butyl aminoethanol, 2- (isopropylamino) ethanol, 3-ethylamino-propanol, triethanolamine, diethanolamine and the like.

これらの中でも、アルカノールアミン類としては、第3級アミンと酸性ガスとの反応性をより向上させる観点から、2−(イソプロピルアミノ)エタノール、2−(エチルアミノ)エタノール及び2−アミノ−2−メチル−1−プロパノールからなる群より選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。 Among these, as the alkanolamines, from the viewpoint of improving the reactivity of the tertiary amine and the acid gas, 2- (isopropylamino) ethanol, 2- (ethylamino) ethanol and 2-amino-2- is preferably at least one selected from the group consisting of methyl-1-propanol.

ヘテロ環状アミン化合物(2)としては、アゼチジン、1−メチルアゼチジン、1−エチルアゼチジン、2−メチルアゼチジン、2−アゼチジルメタノール、2−(2−アミノエチル)アゼチジン、ピロリジン、1−メチルピロリジン、2−メチルピロリジン、2−ブチルピロリジン、2−ピロリジルメタノール、2−(2−アミノエチル)ピロリジン、ピペリジン、1−メチルピペリジン、2−エチルピペリジン、3−プロピルピペリジン、4−エチルピペリジン、2−ピペリジルメタノール、3−ピペリジルエタノール、2−(2−アミノエチル)ピロリジン、ヘキサヒドロ−1H−アゼピン、ヘキサメチレンテトラミン、ピペラジン、ピぺラジン誘導体等が挙げられる。 The heterocyclic amine compound (2), azetidine, 1-methyl-azetidine, 1-ethyl-azetidine, 2-methyl azetidine, 2-azetidine Jill methanol, 2- (2-aminoethyl) azetidine, pyrrolidine, 1- methylpyrrolidine, 2-methylpyrrolidine, 2-butyl pyrrolidine, 2-pyrrolidyl methanol, 2- (2-aminoethyl) pyrrolidine, piperidine, 1-methylpiperidine, 2-ethylpiperidine, 3-propyl-piperidine, 4-ethyl piperidine , 2-piperidyl methanol, 3-piperidyl ethanol, 2- (2-aminoethyl) pyrrolidine, hexahydro -1H- azepine, hexamethylenetetramine, piperazine, and piperidines Rajin derivatives.

これらの中でも、特にピぺラジン誘導体は、酸性ガス吸収剤の二酸化炭素吸収量および吸収速度向上の観点から望ましい。 Among them, piperidines Rajin derivatives are desirable from the standpoint of carbon dioxide absorption amount and absorption rate improved acid gas absorbent.
ピペラジン誘導体は第2級アミン化合物であり、一般に、第2級アミノ基の窒素原子が二酸化炭素と結合し、カルバメートイオンを形成することで、反応初期段階における吸収速度の向上に寄与する。 Piperazine derivatives are secondary amine compound, generally, the nitrogen atom of the secondary amino group is bonded to carbon dioxide, the formation of the carbamate ions, contributing to the improvement of the absorption rate in the initial reaction stage. さらに第2級アミノ基の窒素原子は、これに結合した二酸化炭素を重炭酸イオン(HCO )に転換する役割を担っており、反応後半段階の速度向上に寄与する。 Further nitrogen atom of the secondary amino group, the carbon dioxide bound to bicarbonate ion (HCO 3 -) plays a role of converting the contribute to speed up the second half of reaction step.

ピぺラジン誘導体としては、2−メチルピペラジン、2,5−ジメチルピペラジン、2,6−ジメチルピペラジンのうちの少なくとも1種類であることがより好ましい。 The piperidines Rajin derivatives, 2-methylpiperazine, 2,5-dimethylpiperazine, and more preferably is at least one of 2,6-dimethylpiperazine.

酸性ガス吸着剤に含まれる反応促進剤(アルカノールアミン類および/またはヘテロ環状アミン化合物(2))の含有量は、1〜20質量%であることが好ましい。 Content of the reaction accelerator contained in the acid gas adsorbent (alkanolamines and / or heterocyclic amine compound (2)) is preferably 1 to 20 mass%. 酸性ガス吸着剤に含まれる反応促進剤の含有量が1質量%未満であると、二酸化炭素吸収速度を向上させる効果を十分に得られないおそれがある。 When the content of the reaction accelerator contained in the acid gas adsorbent is less than 1 wt%, there may not be sufficiently obtained an effect of improving the carbon dioxide absorption rate. 酸性ガス吸着剤に含まれる反応促進剤の含有量が20質量%を超えると、吸収剤の粘度が過度に高くなり、かえって反応性が低下するおそれがある。 When the content of the reaction accelerator contained in the acid gas adsorbent is more than 20 wt%, the viscosity of the absorbent becomes excessively high, rather reactivity may decrease. 反応促進剤(アルカノールアミン類および/またはヘテロ環状アミン化合物(2))の含有量は、より好ましくは5〜15質量%である。 The content of the reaction accelerator (alkanolamines and / or heterocyclic amine compound (2)) is more preferably 5 to 15 wt%.

酸性ガス吸収剤には、上記のアミン化合物および反応促進剤の他に、プラント設備の腐食を防止するためのリン酸系等の防食剤や、泡立ち防止のためのシリコーン系等の消泡剤や、酸性ガス吸収剤の劣化防止のための酸化防止剤等を含有していてもよい。 The acid gas absorbent, in addition to the above amine compound and reaction accelerator, Corrosion agent such as phosphoric acid and to prevent the plant equipment, Ya defoamer silicone or the like for foaming prevention it may contain the antioxidant or the like for preventing deterioration of the acidic gas absorbent.

本実施形態に係る酸性ガス除去方法は、酸性ガスを含有する排気ガスと、上記の実施形態で説明したアミン化合物を溶媒に溶解させてなる酸性ガス吸収剤とを接触させ、酸性ガスを含む排気ガスから酸性ガスを吸収分離して除去するようにしたものである。 Acid gas removal method according to the present embodiment includes an exhaust gas containing acidic gases, an amine compound described in the above embodiment by contacting the acid gas absorbent comprising dissolved in a solvent, the acid gas exhaust it is obtained so as to remove by absorption separation of acid gases from a gas.

二酸化炭素の吸収分離工程の基本的な構成は、酸性ガス吸収剤に、二酸化炭素を含有する排気ガスを接触させて、酸性ガス吸収剤に二酸化炭素を吸収させる工程(二酸化炭素吸収工程)と、上記二酸化炭素吸収工程で得られた、二酸化炭素が吸収された酸性ガス吸収剤を加熱して、二酸化炭素を脱離して回収する工程(二酸化炭素分離工程)とを含む。 The basic structure of the absorption separation process of carbon dioxide, an acidic gas absorbent, by contacting the exhaust gas containing carbon dioxide, a step of absorbing carbon dioxide in the acid gas absorbent (carbon dioxide absorption step), the carbon dioxide obtained in the absorption step, carbon dioxide by heating the absorbed acid gas absorbent, and a step (carbon dioxide separation step) recovering carbon dioxide desorbed.

二酸化炭素を含むガスを、上記の酸性ガス吸収剤を含む水溶液に接触させる方法は特に限定されないが、例えば、酸性ガス吸収剤中に二酸化炭素を含むガスをバブリングさせて吸収する方法、二酸化炭素を含むガス気流中に酸性ガス吸収剤を霧状に降らす方法(噴霧乃至スプレー方式)、あるいは磁製や金属網製の充填材の入った吸収塔内で二酸化炭素を含むガスと酸性ガス吸収剤を向流接触させる方法などによって行われる。 The gas containing carbon dioxide, a method of contacting an aqueous solution containing the acidic gas absorbent is not particularly limited, for example, a method of absorbing by bubbling a gas containing carbon dioxide in an acidic gas absorbent, the carbon dioxide how flask acidic gas absorbent in the gas stream in atomized containing (spray or a spray method), or porcelain of or a metal net made of the filler containing the gas and acid gas absorbent containing carbon dioxide in an absorption tower It carried out by a method for countercurrent contact.

二酸化炭素を含むガスを水溶液に吸収させる時の酸性ガス吸収剤の温度は、通常室温から60℃以下で行われる。 The temperature of the acid gas absorbent when absorbing a gas containing carbon dioxide in aqueous solution is carried out at 60 ° C. below the normal room temperature. 好ましくは50℃以下、より好ましくは20〜45℃程度で行われる。 Preferably 50 ° C. or less, and more preferably carried out at about 20 to 45 ° C..
低温度で行うほど、酸性ガスの吸収量は増加するが、処理温度の下限値は、プロセス上のガス温度や熱回収目標等によって決定される。 More at low temperature, absorption of acid gases increases, the lower limit of the processing temperature is determined by the gas temperature and the heat recovery target, etc. in the process. 二酸化炭素吸収時の圧力は通常ほぼ大気圧で行われる。 Pressure during carbon dioxide absorption is usually carried out at about atmospheric pressure. 吸収性能を高めるためより高い圧力まで加圧することもできるが、圧縮のために要するエネルギー消費を抑えるため大気圧下で行うのが好ましい。 It may be pressurized to a pressure greater than to enhance the absorption performance, but preferably carried out under atmospheric pressure to suppress the energy consumption required for compression.

二酸化炭素吸収工程において、上述した実施形態に係るアミン化合物を10〜55質量%含む酸性ガス吸収剤の二酸化炭素吸収時(40℃)における二酸化炭素吸収量は、吸収剤中に含まれるアミン1mol当り0.26〜0.62mol程度であり、二酸化炭素の吸収を開始した時点から数分経過後の二酸化炭素吸収速度は0.029〜0.038mol/L/min程度である。 In the carbon dioxide absorption step, the carbon dioxide absorption amount at the time of the carbon dioxide absorption (40 ° C.) of the acid gas absorbent comprising an amine compound according to the above-described embodiments 10 to 55 wt%, the amine 1mol per contained in absorbent is about 0.26~0.62Mol, carbon dioxide absorption rate after lapse of a few minutes from the time of starting the absorption of carbon dioxide is about 0.029~0.038mol / L / min.

ここで、二酸化炭素飽和吸収量は、酸性ガス吸収剤中の無機炭素量を赤外線式ガス濃度測定装置で測定した値であり、また、二酸化炭素吸収速度は、二酸化炭素の吸収を開始した時点から数分経過した時点において赤外線式二酸化炭素計を用いて測定した値である。 Here, the carbon dioxide saturated absorption amount, the inorganic carbon content in the acidic gas absorbent is a value measured by the infrared gas concentration measurement apparatus, also, carbon dioxide absorption rate, from the time of starting the absorption of carbon dioxide is a value measured using a infrared carbon dioxide meter at the time when after several minutes.

二酸化炭素を吸収した酸性ガス吸収剤から二酸化炭素を分離し、純粋なあるいは高濃度の二酸化炭素を回収する方法としては、蒸留と同じく酸性ガス吸収剤を加熱して釜で泡立てて脱離する方法、棚段塔、スプレー塔、磁製や金属網製の充填材の入った再生塔内で液界面を広げて加熱する方法などが挙げられる。 How carbon dioxide separating carbon dioxide from the acid gas absorbent that has absorbed, as a method for recovering pure or high concentrations of carbon dioxide, which is eliminated by bubbling in the kettle was heated to distillation and also the acidic gas absorbent , plate column, spray column, and a method for heating to expand the liquid interface in the regenerator containing a porcelain or metal mesh made of the filler and the like. これにより、カルバミン酸アニオンや重炭酸イオンから二酸化炭素が遊離して放出される。 Thus, carbon dioxide from the carbamate anions and bicarbonate ions are released to release.

二酸化炭素分離時の酸性ガス吸収剤温度は通常70℃以上で行われ、好ましくは80℃以上、より好ましくは90〜120℃程度で行われる。 Acid gas absorbent temperature during the carbon dioxide separation is carried out at usually 70 ° C. or higher, preferably 80 ° C. or higher, more preferably at about 90 to 120 ° C.. 温度が高いほど吸収量は増加するが、温度を上げると吸収液の加熱に要するエネルギーが増すため、その温度はプロセス上のガス温度や熱回収目標等によって決定される。 Although higher temperatures absorption increases, to increase the energy required to heat the absorbing liquid raising the temperature, the temperature is determined by the gas temperature and the heat recovery target, etc. in the process. 二酸化炭素脱離時の圧力は通常ほぼ大気圧で行われる。 Pressure during the CO desorption is usually carried out at about atmospheric pressure. 脱離性能を高めるためより低い圧力まで減圧することもできるが、減圧のために要するエネルギー消費を抑えるため大気圧下で行うのが好ましい。 To a pressure lower than to enhance the separation performance may be reduced pressure, but carried out under atmospheric pressure to suppress the energy consumption required for decompression is preferred.

上述した実施形態に係るアミン化合物を10〜55質量%含む水溶液の二酸化炭素脱離時(80℃)における二酸化炭素脱離量は、吸収剤中に含まれるアミン1mol当り0.15〜0.47mol程度である。 CO desorption amount in the carbon dioxide removal Hanaretoki aqueous solution containing an amine compound according to the above-described embodiments 10 to 55 wt% (80 ° C.), the amine 1mol per 0.15~0.47mol contained in absorbent it is the degree.

二酸化炭素を分離した後の酸性ガス吸収剤は、再び二酸化炭素吸収工程に送られ循環使用(リサイクル)される。 Acid gas absorbent after separation of carbon dioxide is fed back to the carbon dioxide absorption step is recycled (recycling). また、二酸化炭素吸収の際に生じた熱は、一般的には水溶液のリサイクル過程において再生塔に注入される水溶液の予熱のために熱交換器で熱交換されて冷却される。 The heat generated during carbon dioxide absorption is generally is cooled by heat exchange in the heat exchanger for the preheating of the aqueous solution to be injected to the regenerator in the recycling process of the aqueous solution.

このようにして回収された二酸化炭素の純度は、通常、95〜99体積%程度と極めて純度が高いものである。 Thus the purity of the recovered carbon dioxide are typically those very purity of about 95-99% by volume high. この純粋な二酸化炭素あるいは高濃度の二酸化炭素は、化学品、あるいは高分子物質の合成原料、食品冷凍用の冷剤等として用いられる。 Carbon dioxide the pure carbon dioxide or a high concentration of chemicals, or a synthetic raw material of the polymer material is used as a cooling agent for food freezing. その他、回収した二酸化炭素を、現在技術開発されつつある地下等へ隔離貯蔵することも可能である。 Other, the recovered carbon dioxide, it is also possible to isolate the storage underground or the like which is being currently technical development.

上述した工程のうち、酸性ガス吸収剤から二酸化炭素を分離して酸性ガス吸収剤を再生する工程が、最も多量のエネルギーを消費する部分であり、この工程で、全体工程の約50〜80%程度のエネルギーが消費される。 Of the above-mentioned processes, a step of reproducing the acid gas absorbent to separate carbon dioxide from acid gas absorbent, a part that consumes the greatest amount of energy, in this step, approximately 50-80% of the overall process the extent of the energy is consumed. 従って、酸性ガス吸収剤の再生工程における消費エネルギーを低減することにより、二酸化炭素の吸収分離工程のコストを低減でき、排気ガスからの酸性ガス除去を、経済的に有利に行うことができる。 Therefore, by reducing the energy consumption in the regeneration step of the acid gas absorbent can reduce the cost of the absorption separation process of carbon dioxide, the acid gas removal from the exhaust gas, it is economically advantageous to perform it.

本実施形態によれば、上記の実施形態の酸性ガス吸収剤を用いることで、二酸化炭素脱離(再生工程)のために必要なエネルギーを低減することができる。 According to this embodiment, by using the acidic gas absorbent of the above embodiments, it is possible to reduce the energy required for carbon dioxide elimination (regeneration step). このため、二酸化炭素の吸収分離工程を、経済的に有利な条件で行うことができる。 Therefore, the absorption separation process of carbon dioxide can be carried out in an economically advantageous conditions.

また、上述した実施形態に係るアミン化合物は、従来より酸性ガス吸収剤として用いられてきた2−アミノエタノール等のアルカノールアミン類と比較して、炭素鋼などの金属材料に対し、著しく高い耐腐食性を有している。 Further, amine compounds according to the embodiment described above, as compared to conventionally alkanolamines 2-aminoethanol or the like have been used as the acidic gas absorbent, with respect to a metal material such as carbon steel, significantly high corrosion have sex. したがって、このような酸性ガス吸収剤を用いた酸性ガス除去方法とすることで、例えばプラント建設において、高コストの高級耐食鋼を用いる必要がなくなり、コスト面で有利である。 Therefore, by the acid gas removal method using such acid gas absorbent, for instance in plant construction, it is not necessary to use a higher corrosion resistant steel of high cost, which is advantageous in cost.

本実施形態に係る酸性ガス除去装置は、酸性ガスを含有するガスと酸性ガス吸着剤とを接触させて前記ガスから酸性ガスを除去する吸収塔と、酸性ガスを吸収した前記酸性ガス吸着剤から酸性ガスを除去して該酸性ガス吸着剤を再生する再生塔と、を有し、前記再生塔で再生した前記酸性ガス吸着剤を前記吸収塔で再利用する酸性ガス除去装置であって、前記酸性ガス吸着剤として、例えば上記の実施形態に係る酸性ガス吸収剤を用いたものである。 Acid gas removal device according to the present embodiment, an absorption tower for removing acid gas from the gas by contacting the gas and the acid gas absorbent containing the acid gas from the acid gas absorbent that has absorbed acid gases has a regenerator to remove acid gases to play the acid gas adsorbent, and the acid gas adsorbent regenerated by the regenerator an acid gas removal system to recycle in the absorption tower, wherein as acid gas adsorbent, such as those using an acid gas absorbent according to the embodiment.

図1は、実施形態の酸性ガス除去装置の概略図である。 Figure 1 is a schematic diagram of acid gas removal device of the embodiment. この酸性ガス除去装置1は、酸性ガスを含むガス(以下、排気ガスと示す。)と酸性ガス吸着剤とを接触させ、この排気ガスから酸性ガスを吸収させて除去する吸収塔2と、酸性ガスを吸収した酸性ガス吸着剤から酸性ガスを分離し、酸性ガス吸着剤を再生する再生塔3と、を備えている。 The acid gas removal device 1, a gas containing acid gases (hereinafter referred to as exhaust gas.) And contacting the acid gas absorbent, the absorption tower 2 to be removed by absorbing the acid gases from the exhaust gas, acidic the acid gases are separated from the acid gas absorbent that has absorbed gas, and a regeneration tower 3 for reproducing an acid gas adsorption agent. 以下、酸性ガスが二酸化炭素である場合を例に説明する。 Hereinafter, a case acid gas is carbon dioxide as an example.

図1に示すように、火力発電所から排出される燃焼排ガス等の、二酸化炭素を含む排気ガスが、ガス供給口4を通って吸収塔2下部へ導かれる。 As shown in FIG. 1, such as a combustion exhaust gas discharged from thermal power plants, the exhaust gas containing carbon dioxide is led into the absorption tower 2 below through a gas supply port 4. この排気ガスは、吸収塔2に押し込められ、吸収塔2上部の酸性ガス吸収剤供給口5から供給された酸性ガス吸収剤と接触する。 The exhaust gas is forced into the absorber 2, in contact with the supplied acid gas absorbent from the absorber 2 the upper portion of the acid gas absorbent feed port 5. 酸性ガス吸収剤としては、上述した実施形態に係る酸性ガス吸収剤を使用する。 The acidic gas absorbent, using an acid gas absorbent according to the embodiment described above.

酸性ガス吸収剤のpH値は、少なくとも9以上に調整すればよいが、排気ガス中に含まれる有害ガスの種類、濃度、流量等によって、適宜最適条件を選択することがよい。 pH value of the acidic gas absorbent may be adjusted to at least 9 or more, but the kind of noxious gas contained in the exhaust gas, the concentration, the flow rate, etc., may be selected as appropriate optimal conditions.
また、この酸性ガス吸収剤には、上記のアミン系化合物、および水などの溶媒の他に、二酸化炭素の吸収性能を向上させる含窒素化合物、酸化防止剤、pH調整剤等、その他化合物を任意の割合で含有していてもよい。 Also, this acid gas absorbent, the above amine compounds, and other solvents such as water, optionally a nitrogen-containing compound to enhance the absorption performance of the carbon dioxide, antioxidants, pH adjusting agents, etc., and other compounds it may be contained in a ratio of.

このように、排気ガスが酸性ガス吸収剤と接触することで、この排気ガス中の二酸化炭素が酸性ガス吸収剤に吸収され除去される。 Thus, the exhaust gas by contact with an acidic gas absorbent, the carbon dioxide in the exhaust gas is removed is absorbed in an acidic gas absorbent. 二酸化炭素が除去された後の排気ガスは、ガス排出口6から吸収塔2外部に排出される。 Exhaust gas after the carbon dioxide has been removed is discharged into the absorber 2 outside through the gas discharge port 6.

二酸化炭素を吸収した酸性ガス吸収剤は、熱交換器7、加熱器8に送液され、加熱された後、再生塔3に送液される。 Acid gas absorbent which has absorbed carbon dioxide, a heat exchanger 7, is fed to the heater 8, after being heated, is fed to the regenerator 3. 再生塔3内部に送液された酸性ガス吸収剤は、再生塔3の上部から下部に移動し、この間に、酸性ガス吸収剤中の二酸化炭素が脱離し、酸性ガス吸収剤が再生する。 Acid gas absorbents fed inside the regenerator 3 is moved from the top of the regenerator 3 to the lower, during which release carbon dioxide in the acid gas absorbent is removed, the acidic gas absorbent is regenerated.

再生塔3で再生した酸性ガス吸収剤は、ポンプ9によって熱交換器7、吸収液冷却器10に送液され、酸性ガス吸収剤供給口5から吸収塔2に戻される。 Acid gas absorbent regenerated in the regeneration tower 3, the heat exchanger 7 by the pump 9 is sent to the absorption liquid cooler 10 and returned to the absorber 2 from the acid gas absorbent feed port 5.

一方、酸性ガス吸収剤から分離された二酸化炭素は、再生塔3上部において、還流ドラム11から供給された還流水と接触し、再生塔3外部に排出される。 Meanwhile, carbon dioxide separated from the acid gas absorbent, the regeneration tower 3 upper, in contact with the reflux water supplied from the reflux drum 11, and is discharged to the regenerator 3 outside.
二酸化炭素が溶解した還流水は、還流冷却器12で冷却された後、還流ドラム11において、二酸化炭素を伴う水蒸気が凝縮した液体成分と分離される。 Reflux water carbon dioxide dissolved is cooled in a reflux condenser 12, the reflux drum 11, steam with carbon dioxide is separated from the condensed liquid component. この液体成分は、回収二酸化炭素ライン13により二酸化炭素回収工程に導かれる。 The liquid component is introduced to the carbon dioxide recovery process by the recovery of carbon dioxide line 13. 一方、二酸化炭素が分離された還流水は、還流水ポンプ14で再生塔3に送液される。 On the other hand, reflux water from which the carbon dioxide has been separated, is fed to the regenerator 3 by the reflux water pump 14.

本実施形態の酸性ガス除去装置1によれば、二酸化炭素の吸収特性および脱離特性に優れた酸性ガス吸収剤を用いることで、効率の高い二酸化炭素の吸収除去を行うことが可能となる。 According to acid gas removal device 1 of the present embodiment, by using the superior acid gas absorbent absorption and desorption characteristics of carbon dioxide, it is possible to perform the absorption removal of the high efficiency of carbon dioxide.

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明したが、上記の実施例は、本発明の一例として挙げたものであり、本発明を限定するものではない。 Having described embodiments of the present invention with reference to examples, the above examples are cited by way of example of the present invention and are not intended to limit the present invention.
また、上記の各実施形態の説明では、酸性ガス吸収剤、酸性ガス除去装置および酸性ガス除去方法において、本発明の説明に直接必要とされない部分等についての記載を省略したが、これらについて必要とされる各要素を適宜選択して用いることができる。 In the description of the above embodiments, the acidic gas absorbent, the acid gas removal unit and an acid gas removal process is not described for such is not directly necessary portion for explaining the present invention, the need for these each element being can be appropriately selected and the.

その他、本発明の要素を具備し、本発明の趣旨に反しない範囲で当業者が適宜設計変更しうる全ての酸性ガス吸収剤、酸性ガス除去装置および酸性ガス除去方法は、本発明の範囲に包含される。 Other, which include the elements of the present invention, all of the acid gas absorbent that those skilled in the art without departing the spirit of the present invention can be appropriately modified, acid gas removal unit and an acid gas removal methods, the scope of the present invention It is included. 本発明の範囲は、特許請求の範囲およびその均等物の範囲によって定義されるものである。 The scope of the invention is to be defined by the scope of the following claims and their equivalents.

以下、本発明について実施例、比較例を参照してさらに詳細な説明を行うが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, examples for the present invention, performs the more detailed description with reference to the comparative examples, the present invention is not limited to these examples.

(実施例1) (Example 1)
2−(シクロペンチルアミノ)エタノールを45質量%、ピペラジンを5質量%となるように水に溶解させ、50mlの水溶液(以下、吸収液と示す。)とした。 2- (cyclopentylamino) ethanol 45 wt%, was dissolved in water to piperazine 5 mass% aqueous solution of 50 ml (hereinafter, referred to as the absorption liquid.) Was. この吸収液を試験管に充填して40℃に加熱し、二酸化炭素(CO )10体積%、窒素(N )ガス90体積%含む混合ガスを流速500mL/minで通気して、試験管出口でのガス中の二酸化炭素(CO )濃度を赤外線式ガス濃度測定装置(株式会社島津製作所製、商品名「CGT−700」)を用いて測定し、吸収性能を評価した。 The absorption liquid is heated to and filled in a test tube 40 ° C. The carbon dioxide (CO 2) 10% by volume was bubbled with nitrogen (N 2) gas 90 vol% including mixed gas at a flow rate of 500 mL / min, tube carbon dioxide in the gas at the outlet (CO 2) infrared gas concentration measurement apparatus concentration was determined using a (Shimadzu Corporation, trade name "CGT-700") was evaluated absorption performance. 試験管内のアミン水溶液へのガス導入口には、1/8インチのテフロン(登録商標)チューブ(内径:1.59mm、外径:3.17mm)を用いて行った。 The gas inlet to the aqueous amine solution in the test tube, 1/8-inch Teflon tubing (inner diameter: 1.59 mm, external diameter: 3.17 mm) was performed using.
また、上記のように混合ガスを40℃で吸収させた後の水溶液を80℃に加熱し、100%窒素(N )ガスを流速500mL/minで通気し、吸収液中のCO 濃度を赤外線式ガス濃度測定装置を用いて測定して放出性能を評価した。 Further, the aqueous solution after being absorbed gas mixture as described above at 40 ° C. was heated to 80 ° C., aerated with 100% nitrogen (N 2) gas at a flow rate of 500 mL / min, the CO 2 concentration in the absorbing solution was evaluated release performance was measured using an infrared gas concentration measurement apparatus.

吸収液の二酸化炭素吸収速度は、二酸化炭素の吸収を開始してから2分後の時点で計測した速度とした。 Carbon dioxide absorption rate of the absorbing solution was the speed measured from the start of the absorption of carbon dioxide at a later point in time 2 minutes.
反応熱は、熱量計「DRC Evolution」(製品名、SETRAM社製)を用いて測定した。 The heat of reaction calorimeter "DRC Evolution" (product name, manufactured by SETRAM Co., Ltd.) was used for the measurement.

アミン化合物の放散性は、以下のようにして評価した。 Dissipation of the amine compound was evaluated as follows. すなわち、冷却管付のフラスコ内に吸収液を投入した後、フラスコごと120℃に加熱した。 That is, after the absorption liquid was poured into a flask with a cooling tube, and heated to each flask 120 ° C.. そして、冷却管から放散される気体成分を回収し、回収された気体に含まれるアミン化合物の量を測定した。 Then, the gaseous components to be dissipated from the cooling tube was collected to determine the amount of the amine compound contained in the recovered gas.

40℃での吸収液の二酸化炭素吸収量は、吸収液中のアミノ化合物1mol当り0.56molであった。 Carbon dioxide absorption amount of the absorbing liquid at 40 ° C. were amino compound 1mol per 0.56mol in the absorbing solution. また、80℃での吸収液の二酸化炭素(CO )吸収量は、アミノ化合物1mol当り0.25molであった。 Also, the absorbing solution at 80 ° C. carbon dioxide (CO 2) absorption was 1mol per 0.25mol amino compounds. 40℃で二酸化炭素(CO )を吸収させ、80℃で二酸化炭素(CO )を脱離させる過程で、アミノ化合物1mol当り0.31molのCO が回収された。 To absorb the carbon dioxide (CO 2) at 40 ° C., in the process of carbon dioxide (CO 2) desorbed at 80 ° C., CO 2 amino compounds 1mol per 0.31mol was recovered. 二酸化炭素吸収速度は0.036mol/L/minであった。 Carbon dioxide absorption rate was 0.036mol / L / min.

(実施例2) (Example 2)
2−(シクロペンチルアミノ)エタノールに代えて2−(2−ブチルアミノ)エタノールを用いたこと以外は、実施例1と同様にして吸収液を調製し、実施例1と同様の装置を用い、同条件下で二酸化炭素吸収量及び二酸化炭素吸収速度を測定した。 2 except for using (cyclopentylamino) in place of ethanol 2- (2-butylamino) ethanol, the absorbing liquid was prepared in the same manner as in Example 1, using the same apparatus as in Example 1, the It was measured carbon dioxide absorption and carbon dioxide absorption rate under.
吸収液中のアミノ化合物1mol当り、40℃での二酸化炭素吸収量は0.57molであり、80℃での二酸化炭素吸収量は0.24molであり、吸収液中のアミノ化合物1mol当り0.33molの二酸化炭素が回収された。 Amino compounds 1mol per the absorbing solution, carbon dioxide absorption amount at 40 ° C. is 0.57 mol, of carbon dioxide absorption at 80 ° C. is 0.24 mol, the amino compound 1mol per 0.33mol in the absorbing solution carbon dioxide was recovered of. 二酸化炭素吸収速度は0.036mol/L/minであった。 Carbon dioxide absorption rate was 0.036mol / L / min.

(実施例3) (Example 3)
2−(シクロペンチルアミノ)エタノールに代えて2−(2−ペンチルアミノ)エタノールを用いたこと以外は、実施例1と同様にして吸収液を調製し、実施例1と同様の装置を用い、同条件下で二酸化炭素吸収量及び二酸化炭素吸収速度を測定した。 2 in place of (cyclopentylamino) ethanol 2- (2-pentylamino) except for the use of ethanol, the absorbing liquid was prepared in the same manner as in Example 1, using the same apparatus as in Example 1, the It was measured carbon dioxide absorption and carbon dioxide absorption rate under.
吸収液中のアミノ化合物1mol当り、40℃での二酸化炭素吸収量は0.55molであり、80℃での二酸化炭素吸収量は0.25molであり、吸収液中のアミノ化合物1mol当り0.30molの二酸化炭素が回収された。 Amino compounds 1mol per the absorbing solution, carbon dioxide absorption amount at 40 ° C. is 0.55 mol, of carbon dioxide absorption at 80 ° C. is 0.25 mol, the amino compound 1mol per 0.30mol in the absorbing solution carbon dioxide was recovered of. 二酸化炭素吸収速度は0.036mol/L/minであった。 Carbon dioxide absorption rate was 0.036mol / L / min.

(実施例4) (Example 4)
2−(シクロペンチルアミノ)エタノールに代えて2−(3−ペンチルアミノ)エタノールを用いたこと以外は、実施例1と同様にして吸収液を調製し、実施例1と同様の装置を用い、同条件下で二酸化炭素吸収量及び二酸化炭素吸収速度を測定した。 2 in place of (cyclopentylamino) ethanol 2- (3-pentylamino) except for the use of ethanol, the absorbing liquid was prepared in the same manner as in Example 1, using the same apparatus as in Example 1, the It was measured carbon dioxide absorption and carbon dioxide absorption rate under.
吸収液中のアミノ化合物1mol当り、40℃での二酸化炭素吸収量は0.53molであり、80℃での二酸化炭素吸収量は0.25molであり、吸収液中のアミノ化合物1mol当り0.28molの二酸化炭素が回収された。 Amino compounds 1mol per the absorbing solution, carbon dioxide absorption amount at 40 ° C. is 0.53 mol, of carbon dioxide absorption at 80 ° C. is 0.25 mol, the amino compound 1mol per 0.28mol in the absorbing solution carbon dioxide was recovered of. 二酸化炭素吸収速度は0.036mol/L/minであった。 Carbon dioxide absorption rate was 0.036mol / L / min.

(実施例5) (Example 5)
2−(シクロペンチルアミノ)エタノールに代えて2−(2−ヘキシルアミノ)エタノールを用いたこと以外は、実施例1と同様にして吸収液を調製し、実施例1と同様の装置を用い、同条件下で二酸化炭素吸収量及び二酸化炭素吸収速度を測定した。 2 except for using (cyclopentylamino) in place of ethanol 2- (2-hexylamino) ethanol, the absorbing liquid was prepared in the same manner as in Example 1, using the same apparatus as in Example 1, the It was measured carbon dioxide absorption and carbon dioxide absorption rate under.
吸収液中のアミノ化合物1mol当り、40℃での二酸化炭素吸収量は0.51molであり、80℃での二酸化炭素吸収量は0.26molであり、吸収液中のアミノ化合物1mol当り0.25molの二酸化炭素が回収された。 Amino compounds 1mol per the absorbing solution, carbon dioxide absorption amount at 40 ° C. is 0.51 mol, of carbon dioxide absorption at 80 ° C. is 0.26 mol, the amino compound 1mol per 0.25mol in the absorbing solution carbon dioxide was recovered of. 二酸化炭素吸収速度は0.036mol/L/minであった。 Carbon dioxide absorption rate was 0.036mol / L / min.

(実施例6) (Example 6)
2−(シクロペンチルアミノ)エタノールに代えて2−(3−ヘキシルアミノ)エタノールを用いたこと以外は、実施例1と同様にして吸収液を調製し、実施例1と同様の装置を用い、同条件下で二酸化炭素吸収量及び二酸化炭素吸収速度を測定した。 2 except for using (cyclopentylamino) in place of ethanol 2- (3-hexylamino) ethanol, the absorbing liquid was prepared in the same manner as in Example 1, using the same apparatus as in Example 1, the It was measured carbon dioxide absorption and carbon dioxide absorption rate under.
吸収液中のアミノ化合物1mol当り、40℃での二酸化炭素吸収量は0.50molであり、80℃での二酸化炭素吸収量は0.27molであり、吸収液中のアミノ化合物1mol当り0.23molの二酸化炭素が回収された。 Amino compounds 1mol per the absorbing solution, carbon dioxide absorption amount at 40 ° C. is 0.50 mol, of carbon dioxide absorption at 80 ° C. is 0.27 mol, the amino compound 1mol per 0.23mol in the absorbing solution carbon dioxide was recovered of. 二酸化炭素吸収速度は0.034mol/L/minであった。 Carbon dioxide absorption rate was 0.034mol / L / min.

(実施例7) (Example 7)
2−(シクロペンチルアミノ)エタノールの配合量を45質量%から30質量%に変更したこと以外は、実施例1と同様にして吸収液を調製し、実施例1と同様の装置を用い、同条件下で二酸化炭素吸収量及び二酸化炭素吸収速度を測定した。 2 except for changing the amount of (cyclopentylamino) ethanol 45 wt% to 30 wt%, the absorbent solution was prepared in the same manner as in Example 1, using the same apparatus as in Example 1, the same conditions It was measured carbon dioxide absorption and carbon dioxide absorption rate under.
吸収液中のアミノ化合物1mol当り、40℃での二酸化炭素吸収量は0.56molであり、80℃での二酸化炭素吸収量は0.24molであり、吸収液中のアミノ化合物1mol当り0.32molの二酸化炭素が回収された。 Amino compounds 1mol per the absorbing solution, carbon dioxide absorption amount at 40 ° C. is 0.56 mol, of carbon dioxide absorption at 80 ° C. is 0.24 mol, the amino compound 1mol per 0.32mol in the absorbing solution carbon dioxide was recovered of. 二酸化炭素吸収速度は0.037mol/L/minであった。 Carbon dioxide absorption rate was 0.037mol / L / min.

(実施例8) (Example 8)
2−(シクロペンチルアミノ)エタノールに代えて2−(シクロブチルアミノ)エタノールを用いたこと以外は、実施例1と同様にして吸収液を調製し、実施例1と同様の装置を用い、同条件下で二酸化炭素吸収量及び二酸化炭素吸収速度を測定した。 2 in place of (cyclopentylamino) ethanol 2- except for using (cyclobutylamino) ethanol, the absorbing liquid was prepared in the same manner as in Example 1, using the same apparatus as in Example 1, the same conditions It was measured carbon dioxide absorption and carbon dioxide absorption rate under.
吸収液中のアミノ化合物1mol当り、40℃での二酸化炭素吸収量は0.56molであり、80℃での二酸化炭素吸収量は0.25molであり、吸収液中のアミノ化合物1mol当り0.31molの二酸化炭素が回収された。 Amino compounds 1mol per the absorbing solution, carbon dioxide absorption amount at 40 ° C. is 0.56 mol, of carbon dioxide absorption at 80 ° C. is 0.25 mol, the amino compound 1mol per 0.31mol in the absorbing solution carbon dioxide was recovered of. 二酸化炭素吸収速度は0.037mol/L/minであった。 Carbon dioxide absorption rate was 0.037mol / L / min.

(実施例9) (Example 9)
2−(シクロペンチルアミノ)エタノールに代えて2−(シクロペンチルアミノ)−1−プロパノールを用い、ピペラジンに代えてピペリジンを用いたこと以外は、実施例1と同様にして吸収液を調製し、実施例1と同様の装置を用い、同条件下で二酸化炭素吸収量及び二酸化炭素吸収速度を測定した。 2 in place of (cyclopentylamino) ethanol using 2- (cyclopentylamino) -1-propanol, except using piperidine in place of piperazine, the absorbing liquid was prepared in the same manner as in Example 1, Example 1 using the same apparatus as was measured carbon dioxide absorption and carbon dioxide absorption rate under the same conditions.
吸収液中のアミノ化合物1mol当り、40℃での二酸化炭素吸収量は0.54molであり、80℃での二酸化炭素吸収量は0.24molであり、吸収液中のアミノ化合物1mol当り0.30molの二酸化炭素が回収された。 Amino compounds 1mol per the absorbing solution, carbon dioxide absorption amount at 40 ° C. is 0.54 mol, of carbon dioxide absorption at 80 ° C. is 0.24 mol, the amino compound 1mol per 0.30mol in the absorbing solution carbon dioxide was recovered of. 二酸化炭素吸収速度は0.034mol/L/minであった。 Carbon dioxide absorption rate was 0.034mol / L / min.

(実施例10) (Example 10)
2−(シクロペンチルアミノ)エタノールに代えて3−(シクロヘキシルアミノ)エタノールを用いたこと以外は、実施例1と同様にして吸収液を調製し、実施例1と同様の装置を用い、同条件下で二酸化炭素吸収量及び二酸化炭素吸収速度を測定した。 2 in place of (cyclopentylamino) ethanol 3 except for using (cyclohexylamino) ethanol, the absorbing liquid was prepared in the same manner as in Example 1, using the same apparatus as in Example 1, under the same conditions in was measured carbon dioxide absorption and carbon dioxide absorption rate.
吸収液中のアミノ化合物1mol当り、40℃での二酸化炭素吸収量は0.50molであり、80℃での二酸化炭素吸収量は0.24molであり、吸収液中のアミノ化合物1mol当り0.26molの二酸化炭素が回収された。 Amino compounds 1mol per the absorbing solution, carbon dioxide absorption amount at 40 ° C. is 0.50 mol, of carbon dioxide absorption at 80 ° C. is 0.24 mol, the amino compound 1mol per 0.26mol in the absorbing solution carbon dioxide was recovered of. 二酸化炭素吸収速度は0.034mol/L/minであった。 Carbon dioxide absorption rate was 0.034mol / L / min.

(実施例11) (Example 11)
ピペラジン5質量%に代えて、ピペラジン2.5質量%、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール2.5質量%を用いたこと以外は、実施例1と同様にして吸収液を調製し、実施例1と同様の装置を用い、同条件下で二酸化炭素吸収量及び二酸化炭素吸収速度を測定した。 Instead of the piperazine 5 wt%, piperazine 2.5 mass%, except for using 2.5 wt% of 2-amino-2-methyl-1-propanol, the absorbing liquid was prepared in the same manner as in Example 1 , using the same apparatus as in example 1, was measured carbon dioxide absorption and carbon dioxide absorption rate under the same conditions.
吸収液中のアミノ化合物1mol当り、40℃での二酸化炭素吸収量は0.58molであり、80℃での二酸化炭素吸収量は0.26molであり、吸収液中のアミノ化合物1mol当り0.32molの二酸化炭素が回収された。 Amino compounds 1mol per the absorbing solution, carbon dioxide absorption amount at 40 ° C. is 0.58 mol, of carbon dioxide absorption at 80 ° C. is 0.26 mol, the amino compound 1mol per 0.32mol in the absorbing solution carbon dioxide was recovered of. 二酸化炭素吸収速度は0.037mol/L/minであった。 Carbon dioxide absorption rate was 0.037mol / L / min.

(実施例12) (Example 12)
2−(シクロペンチルアミノ)エタノールの配合量を45質量%から30質量%に変更し、ピペラジンを用いないこと以外は、実施例1と同様にして吸収液を調製し、実施例1と同様の装置を用い、同条件下で二酸化炭素吸収量及び二酸化炭素吸収速度を測定した。 2 to change the amount of (cyclopentylamino) ethanol 45 wt% to 30 wt%, but without the piperazine, the absorbing liquid was prepared in the same manner as in Example 1, as in Example 1 device the reference was measured carbon dioxide absorption and carbon dioxide absorption rate under the same conditions.
吸収液中のアミノ化合物1mol当り、40℃での二酸化炭素吸収量は0.59molであり、80℃での二酸化炭素吸収量は0.25molであり、吸収液中のアミノ化合物1mol当り0.34molの二酸化炭素が回収された。 Amino compounds 1mol per the absorbing solution, carbon dioxide absorption amount at 40 ° C. is 0.59 mol, of carbon dioxide absorption at 80 ° C. is 0.25 mol, the amino compound 1mol per 0.34mol in the absorbing solution carbon dioxide was recovered of. 二酸化炭素吸収速度は0.038mol/L/minであった。 Carbon dioxide absorption rate was 0.038mol / L / min.

(実施例13) (Example 13)
2−(シクロペンチルアミノ)エタノールの配合量を45質量%から30質量%に変更し、ピペラジンの代わりに2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール5質量%を用いること以外は、実施例1と同様にして吸収液を調製し、実施例1と同様の装置を用い、同条件下で二酸化炭素吸収量及び二酸化炭素吸収速度を測定した。 2 to change the amount of (cyclopentylamino) ethanol 45 wt% to 30 wt%, except for using 5 wt% of 2-amino-2-methyl-1-propanol in place of piperazine, as in Example 1 the absorbing liquid was prepared in the same manner, using the same apparatus as in example 1, was measured carbon dioxide absorption and carbon dioxide absorption rate under the same conditions.
吸収液中のアミノ化合物1mol当り、40℃での二酸化炭素吸収量は0.61molであり、80℃での二酸化炭素吸収量は0.28molであり、吸収液中のアミノ化合物1mol当り0.33molの二酸化炭素が回収された。 Amino compounds 1mol per the absorbing solution, carbon dioxide absorption amount at 40 ° C. is 0.61 mol, of carbon dioxide absorption at 80 ° C. is 0.28 mol, the amino compound 1mol per 0.33mol in the absorbing solution carbon dioxide was recovered of. 二酸化炭素吸収速度は0.038mol/L/minであった。 Carbon dioxide absorption rate was 0.038mol / L / min.

(比較例1) (Comparative Example 1)
n−ブチルジエタノールアミンを60質量%、ピペラジンを5質量%となるように水に溶解させ、50mlの水溶液(以下、吸収液と示す。)とした。 The n- butyl diethanolamine 60 wt%, was dissolved in water to piperazine 5 mass% aqueous solution of 50 ml (hereinafter, referred to as the absorption liquid.) Was. その後、実施例1と同様の装置を用い、実施例1と同条件下で二酸化炭素吸収量及び二酸化炭素吸収速度を測定した。 Then, using the same apparatus as in Example 1, it was measured carbon dioxide absorption and carbon dioxide absorption rate under the same conditions as in Example 1.
吸収液中のアミノ化合物1mol当り、40℃での二酸化炭素吸収量は0.20molであり、80℃での二酸化炭素吸収量は0.08molであり、吸収液中のアミノ化合物1mol当り0.12molの二酸化炭素が回収された。 Amino compounds 1mol per the absorbing solution, carbon dioxide absorption amount at 40 ° C. is 0.20 mol, of carbon dioxide absorption at 80 ° C. is 0.08 mol, the amino compound 1mol per 0.12mol in the absorbing solution carbon dioxide was recovered of. 二酸化炭素吸収速度は0.023mol/L/minであった。 Carbon dioxide absorption rate was 0.023mol / L / min.

表1に、実施例1〜13および比較例1について、吸収液中のアミノ化合物および反応促進剤の含有量と共に、40℃での二酸化炭素吸収量、80℃での二酸化炭素吸収量、二酸化炭素回収量、二酸化炭素吸収速度、および反応熱の測定結果を示す。 Table 1, for Examples 1 to 13 and Comparative Example 1, the amount of amino compound and reaction accelerator in the absorbing solution, carbon dioxide absorption amount at 40 ° C., the carbon dioxide absorption amount at 80 ° C., carbon dioxide recovery of carbon dioxide absorption rate, and the measurement result of the heat of reaction shown. なお、表1中、二酸化炭素吸収量及び二酸化炭素回収量は、吸収液に含まれるアミン化合物1mol当りの吸収量及び回収量をモル数で示したものである。 In Table 1, the carbon dioxide absorption amount and carbon dioxide recovery weight is the absorption and recovery of the amine compound per 1mol contained in the absorption liquid shown in moles.

表1から明らかなように、分岐状アルキル基又は環状アルキル基を有する第2級アミン化合物を用いた実施例1〜13の吸収液では、二酸化炭素吸収量、二酸化炭素回収量が高かった。 As apparent from Table 1, the absorption solution of Example 1 to 13 using the secondary amine compound having a branched alkyl group or a cyclic alkyl group, the carbon dioxide absorption, the carbon dioxide recovery amount was high. また、実施例1〜13では二酸化炭素吸収速度も高く、二酸化炭素の吸収性能に優れていた。 In Examples 1 to 13 in carbon dioxide absorption speed is high, it was excellent in the absorption performance of the carbon dioxide.
特に、環状アルキル基を有する第2級アミン化合物を用いた実施例1、7、11は、分岐状アルキル基を有する第2級アミン化合物を用いた実施例2〜6と比較して、より反応熱が低いことが認められた。 In particular, Example using the second amine compound having a cyclic alkyl group 1, 7, 11, as compared with Example 2-6 using secondary amine compound having a branched alkyl group, more reaction heat it was observed low.
また、放散性の評価試験では、分岐状アルキル基を有する第2級アミン化合物を用いた実施例2〜6では、1質量%程度のアミン化合物が回収されたのに対し、環状アルキル基を有する第2級アミン化合物を用いた実施例1、実施例7〜13では、アミン化合物は殆ど回収されなかった。 Further, in the evaluation test of dissipation, in Examples 2-6 using secondary amine compound having a branched alkyl group, while the amine compound of about 1 mass% was recovered, having a cyclic alkyl group example 1 using the secondary amine compound, in examples 7 to 13, the amine compound was hardly recovered. このことから、環状アルキル基を有する第2級アミン化合物は、放散性が低く、揮発性が抑制されていることが認められた。 Therefore, secondary amine compound having a cyclic alkyl group, dissipation is low, it has been found that volatile is suppressed. さらに、実施例1、実施例7〜13では、実施例2〜6と同等の二酸化炭素回収量、二酸化炭素回収速度を得られることが認められた。 Furthermore, Example 1, Example 7-13, the carbon dioxide recovery amount equivalent to Example 2-6, can be obtained the carbon dioxide recovery rate was observed.

一方、分岐状アルキル基または環状アルキル基を有しないアミン化合物を用いた比較例1では、二酸化炭素回収量が0.12molと低く、また二酸化炭素吸収速度も小さいことが認められた。 On the other hand, in Comparative Example 1 using no amine compound branched alkyl group or a cyclic alkyl group, the carbon dioxide recovery amount was as low as 0.12 mol, was also observed that the carbon dioxide absorption rate is small.

1…酸性ガス除去装置、2…吸収塔、3…再生塔、4…ガス供給口、5…酸性ガス吸収剤供給口、6…ガス排出口、7…熱交換器、8…加熱器、9…ポンプ、10…吸収液冷却器、11…還流ドラム、12…還流冷却器、13…回収二酸化炭素ライン、14…還流水ポンプ 1 ... acid gas removal unit, 2 ... absorption tower, 3 ... regenerator, 4 ... gas inlet, 5 ... acid gas absorbent feed port, 6 ... gas discharge port, 7 ... heat exchanger, 8 ... heater, 9 ... pump, 10 ... absorbing liquid cooler, 11 ... reflux drum, 12 ... reflux condenser, 13 ... recovery of carbon dioxide line 14 ... reflux water pump

Claims (9)

  1. 下記一般式(1)で表される第2級アミン化合物を少なくとも1種含有する水溶液であることを特徴とする酸性ガス吸収剤。 Acid gas absorbing agent, characterized in that the secondary amine compound is an aqueous solution containing at least one of the following general formula (1).
    ・・・(1) ... (1)
    (上記式(1)中、 10 、R 11 は、これらが結合して炭素数3〜5の環式構造を形成する。R 10 、R 11 は、それぞれ、炭素数1〜5の置換または非置換のアルキル基を表す。12はヒドロキシアルキル基を表す (In the above formula (1), R 10, R 11 are, .R 10, R 11 they form a cyclic structure having 3 to 5 carbon atoms bound respectively, substituted or C1-5 an unsubstituted alkyl group. R 12 represents a hydroxyalkyl group.)
  2. 前記一般式(1)で示される第2級アミン化合物において、R 12が2−ヒドロキシエチル基である請求項1記載の酸性ガス吸収剤。 The In secondary amine compound, an acid gas absorbent according to claim 1 R 12 is a 2-hydroxyethyl group represented by the general formula (1).
  3. 前記一般式(1)で示される第2級アミン化合物の含有量が10〜55質量%である請求項1又は2記載の酸性ガス吸剤。 Acid gas absorption agent according to claim 1 or 2, wherein the content of the secondary amine compound is 10 to 55 wt% represented by the general formula (1).
  4. アルカノールアミン類および/または下記一般式(2)で表されるヘテロ環状アミン化合物からなる反応促進剤をさらに含有し、前記反応促進剤の含有量が1〜20質量%である請求項1乃至3のいずれか1項記載の酸性ガス吸収剤。 Alkanolamines and / or reaction accelerator further comprises comprising a heterocyclic amine compound represented by the following general formula (2), according to claim 1 to 3 content of the reaction accelerator is a 1 to 20 mass% acid gas absorbent according to any one of.
    ・・・(2) ... (2)
    (上記式(2)中、R は水素原子または炭素数1〜4の置換もしくは非置換のアルキル基を表し、R は炭素原子に結合した炭素数1〜4の置換または非置換のアルキル基を表す。nは1〜3の整数を表し、mは1〜4の整数を表し、pは0〜12の整数を表す。nが2〜3の場合には、窒素原子同士は直接結合していない。) (In the above formula (2), R 5 represents a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon hydrogen or C, R 6 is a substituted or unsubstituted alkyl of 1 to 4 carbon atoms bonded to carbon atoms .n represents a group represents an integer of 1 to 3, m represents an integer of 1 to 4, p is if .n is 2-3 represents an integer of 0 to 12, the nitrogen atom together are a direct bond to not.)
  5. 前記アルカノールアミン類が2−(イソプロピルアミノ)エタノール、2−(エチルアミノ)エタノール及び2−アミノ−2−メチル−1−プロパノールからなる群より選ばれる少なくとも一種である請求項4記載の酸性ガス吸収剤。 The alkanolamines 2- (isopropylamino) ethanol, 2-acid gas absorption of at least one type is claimed in claim 4 selected from the group consisting of (ethylamino) ethanol and 2-amino-2-methyl-1-propanol agent.
  6. 前記ヘテロ環状アミン化合物がピペラジン類からなる群より選ばれる少なくとも一種を含む請求項4又は5記載の酸性ガス吸収剤。 Acid gas absorbent according to claim 4 or 5, wherein at least one of the heterocyclic amine compound is selected from the group consisting of piperazines.
  7. 前記ピペラジン類が、ピペラジン、2−メチルピペラジン、2,5−ジメチルピペラジン及び2,6−ジメチルピペラジンからなる群より選ばれる少なくとも一種である請求項6記載の酸性ガス吸収剤。 The piperazines are piperazine, 2-methylpiperazine, the acid gas absorbent according to claim 6, wherein at least one selected from the group consisting of 2,5-dimethylpiperazine and 2,6-dimethylpiperazine.
  8. 酸性ガスを含有するガスと、請求項1乃至7のいずれか1項記載の酸性ガス吸剤とを接触させて、前記酸性ガスを含むガスから酸性ガスを除去することを特徴とする酸性ガス除去方法。 A gas containing acid gases, by contacting the acid gas absorption agent according to any one of claims 1 to 7, acid gases, and removing acid gases from a gas containing the acid gases removal method.
  9. 酸性ガスを含有するガスと酸性ガス吸剤とを接触させて前記ガスから酸性ガスを除去する吸収塔と、酸性ガスを吸収した前記酸性ガス吸剤から酸性ガスを除去して該酸性ガス吸剤を再生する再生塔と、を有し、前記再生塔で再生した前記酸性ガス吸剤を前記吸収塔で再利用する酸性ガス除去装置であって、請求項1乃至7のいずれか1項記載の酸性ガス吸剤を用いてなることを特徴とする酸性ガス除去装置。 An absorption tower for removing acid gas from the gas by contacting the gas containing acid gas and the acid gas absorption agent, the acid gas to remove acidic gases from said acid gas absorption agent which has absorbed acid gases has a regenerator for reproducing absorption agent, and the acid gas absorption agent reproduced by the regenerator an acid gas removal system to recycle in the absorption tower, any one of claims 1 to 7 acid gas removal apparatus characterized by using the acid gas absorption agent according to 1, wherein.
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