JP7185421B2 - 酸性ガス吸収剤、酸性ガスの除去方法および酸性ガス除去装置 - Google Patents
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Description
R1はそれぞれ独立に、末端に水酸基を有する炭素数2~6の直鎖状ヒドロキシアルキル基であり、
R2は炭素数3~6の分岐状の2級アルキル基である。]
R3は、水素原子、水酸基、炭素数1~8のヒドロキシアルキル基またはアミノアルキル基を表し、
R4は、それぞれ独立に、水素原子、水酸基、炭素数1~8のヒドロキシアルキル基またはアミノアルキル基を表し、
R3およびR4のうち少なくともひとつは、炭素数1~8の、ヒドロキシアルキル基またはアミノアルキル基であり、
pは、それぞれ独立に2~4の整数であり、
式(2)中の環状骨格は構成員として酸素を含んでいてもよい]
R5は、それぞれ独立に水素原子、水酸基、炭素数1~8のヒドロキシアルキル基またはアミノアルキル基を表し、
R5のうち少なくともひとつは炭素数1~8の、ヒドロキシアルキル基またはアミノアルキル基であり、
qは、3~8の整数であり、
式(3)中の環状骨格は構成員として酸素を含んでいてもよい]
この酸性ガスを吸収した酸性ガス吸収剤から酸性ガスを脱離させて、この酸性ガス吸収剤を再生する再生器とを有し、
前記の再生器で再生した前記の酸性ガス吸収剤を前記の吸収器にて再利用する酸性ガス除去装置であるものである。
N-イソプロピルジエタノールアミン、
N-イソプロピルジプロパノールアミン、
N-イソプロピルジブタノールアミン、
N-イソプロピルジペンタノールアミン、
N-イソプロピルジヘキサノールアミン、
3-[(2-ヒドロキシエチル)(プロパン-2-イル)アミノ]プロパン-1-オール、
4-[(2-ヒドロキシエチル)(プロパン-2-イル)アミノ]ブタン-1-オール、
5-[(2-ヒドロキシエチル)(プロパン-2-イル)アミノ]ペンタン-1-オール、
6-[(2-ヒドロキシエチル)(プロパン-2-イル)アミノ]ヘキサン-1-オール、
N-sec-ブチルジエタノールアミン、
N-sec-ブチルジプロパノールアミン、
N-sec-ブチルジブタノールアミン、
N-sec-ブチルジペンタノールアミン、
N-sec-ブチルジヘキサノールアミン、
3-[(2-ヒドロキシエチル)(ブタン-2-イル)アミノ]プロパン-1-オール、
4-[(2-ヒドロキシエチル)(ブタン-2-イル)アミノ]ブタン-1-オール、
5-[(2-ヒドロキシエチル)(ブタン-2-イル)アミノ]ペンタン-1-オール、
6-[(2-ヒドロキシエチル)(ブタン-2-イル)アミノ]ヘキサン-1-オール、
N-シクロペンチルジエタノールアミン、
N-シクロペンチルジプロパノールアミン、
N-シクロペンチルジブタノールアミン、
N-シクロペンチルジペンタノールアミン、
N-シクロペンチルジヘキサノールアミン、
3-[(2-ヒドロキシエチル)(シクロペンチル)アミノ]プロパン-1-オール、
4-[(2-ヒドロキシエチル)(シクロペンチル)アミノ]ブタン-1-オール、
5-[(2-ヒドロキシエチル)(シクロペンチル)アミノ]ペンタン-1-オール、
6-[(2-ヒドロキシエチル)(シクロペンチル)アミノ]ヘキサン-1-オール、などが挙げられる。
N-イソプロピルジエタノールアミン、
N-イソプロピルジプロパノールアミン、
3-[(2-ヒドロキシエチル)(プロパン-2-イル)アミノ]プロパン-1-オール、
N-sec-ブチルジエタノールアミン、
N-sec-ブチルジプロパノールアミン、
N-sec-ブチルジブタノールアミン、
3-[(2-ヒドロキシエチル)(ブタン-2-イル)アミノ]プロパン-1-オール、
N-シクロペンチルジエタノールアミン、
N-シクロペンチルジプロパノールアミン、および
3-[(2-ヒドロキシエチル)(シクロペンチル)アミノ]プロパン-1-オール、
からなる群から選ばれるものが好ましい。
R5は、それぞれ独立に水素原子、水酸基、炭素数1~8のヒドロキシアルキル基またはアミノアルキル基を表す、複数存在するR5は、それぞれが同一であってもよいし、異なっていてもよい。そして、R5のうち少なくともひとつは炭素数1~8の、ヒドロキシアルキル基またはアミノアルキル基である。すなわち一般式(3)の化合物は、構造中に少なくともひとつのヒドロキシアルキル基を含んでいる。
qは、3~8の整数である。したがって、一般式(2)の化合物は、構成員の数が4~9の複素環状骨格を含んでいる。
2-アゼチジンメタノール、
2-(2-アミノエチル)アゼチジン、
2-ピロリジンメタノール、
2-(2-アミノエチル)ピロリジン、
2-ピペリジンメタノール、
3-ピペリジンエタノール、
2-(2-アミノエチル)ピロリジン、
1-(2-ヒドロキシエチル)ピペラジン、
2-(ヒドロキシメチル)ピペラジン、
3-ヒドロキシピロリジン、3-ピロリジンメタノール、
2-(2-ヒドロキシエチル)ピロリジン、
4-ピペリジンエタノール、
3-ヒドロキシピペリジン、
4-ヒドロキシピペリジン、
4-(ヒドロキシメチル)ピペリジン、
N-(2-アミノエチル)ピペラジン、および
3-アミノピペリジン
などが挙げられる。
2-アゼチジンメタノール、
2-(2-アミノエチル)アゼチジン、
2-ピロリジンメタノール、
2-(2-アミノエチル)ピロリジン、
4-ヒドロキシピペリジン、
2-ピペリジンメタノール、
3-ピペリジンエタノール、
2-(2-アミノエチル)ピロリジン、
1-(2-ヒドロキシエチル)ピペラジン、および
2-(ヒドロキシメチル)ピペラジン
からなる群から選ばれるものが好ましい。
<任意成分>
本発明の実施形態による酸性ガス吸収剤は、一般式(1)のアミンと一般式(2)または(3)で表される環状アミン化合物とを含むものであるが、必要に応じて任意成分を含むことができる。
本発明の実施形態による酸性ガスの除去方法は、酸性ガスを含有するガスと、前記の第一または第二の酸性ガス吸収剤とを接触させ、前記の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。
本発明の実施形態による酸性ガス除去装置は、酸性ガスを含有するガスと、前記の第一または第二の酸性ガス吸収剤とを接触させ、この酸性ガス吸収剤に酸性ガスを吸収させることにより前記の酸性ガスを含有するガスから酸性ガスを除去する吸収器と、
この酸性ガスを吸収した酸性ガス吸収剤から酸性ガスを脱離させて、この酸性ガス吸収剤を再生する再生器とを有し、
前記の再生器で再生した前記の酸性ガス吸収剤を前記の吸収器にて再利用する酸性ガス除去装置である。
この酸性ガス除去装置1は、酸性ガスを含むガス(例えば、排気ガス)と酸性ガス吸収剤とを接触させ、この酸性ガスを含むガスから酸性ガスを吸収させて除去する吸収器2と、酸性ガスを吸収した酸性ガス吸収剤から酸性ガスを分離し、酸性ガス吸収剤を再生する再生器3と、を備えている。以下、酸性ガスが二酸化炭素である場合を例に説明する。
N-イソプロピルジエタノールアミンを20質量%、1-ピペラジンエタノールを20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。この吸収液を試験管に充填して40℃に加熱し、二酸化炭素(CO2)10体積%、窒素(N2)ガス90体積%含む混合ガスを流速400mL/minで通気して、試験管出口でのガス中の二酸化炭素(CO2)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。
N-イソプロピルジエタノールアミンの代わりに3-[(2-ヒドロキシエチル)(プロパン-2-イル)アミノ]プロパン-1-オ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、アミン化合物の回収量、放散量を測定した。
N-イソプロピルジエタノールアミンの代わりに N-イソプロピルジプロパノールアミ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、アミン化合物の回収量、放散量を測定した。
1-ピペラジンエタノールの代わりに4-ヒドロキシ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、アミン化合物の回収量、放散量を測定した。
N-イソプロピルジエタノールアミンの代わりに N-シクロペンチルジプロパノールアミ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、アミン化合物の回収量、放散量を測定した。
メチルイミノジエタノール20質量%、ピペラジンエタノールを20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。その後、実施例1と同様の装置を用い、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、アミン化合物の回収量、放散量を測定した。
N-tert-ブチルジエタノールアミン20質量%、1-ピペラジンエタノールを20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。その後、実施例1と同様の装置を用い、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、アミン化合物の回収量、放散量を測定した。
以上の結果から明らかなように、実施形態の実施例の吸収液では、比較例に比べて二酸化炭素吸収量が多く、回収量も多い。また、実施形態の放散性は比較例に対して同等以上であった。
Claims (4)
- N-イソプロピルジエタノールアミン、
N-イソプロピルジプロパノールアミン、
3-[(2-ヒドロキシエチル)(プロパン-2-イル)アミノ]プロパン-1-オール、および
N-シクロペンチルジプロパノールアミン
からなる群から選択されるアミン化合物、および
1-ピペラジンエタノール、および
4-ヒドロキシピペリジン
からなる群から選択される環状アミノ化合物を含む、酸性ガス吸収剤。 - 前記酸性ガス吸収剤の全量を100質量%として、前記アミン化合物の含有量が10~60質量%であり、前記環状アミノ化合物の含有量が1~50質量%である、請求項1に記載の酸性ガス吸収剤。
- 酸性ガスを含有するガスと、請求項1または2に記載の酸性ガス吸収剤とを接触させて、前記の酸性ガスを含むガスから酸性ガスを除去することからなる、酸性ガスの除去方法。
- 酸性ガスを含有するガスと請求項1または2に記載の酸性ガス吸収剤との接触によって、この酸性ガス吸収剤に酸性ガスを吸収させることにより前記の酸性ガスを含有するガスから酸性ガスを除去する吸収器と、
この酸性ガスを吸収した酸性ガス吸収剤から酸性ガスを脱離させて、この酸性ガス吸収剤を再生する再生器とを有し、
前記の再生器で再生した前記の酸性ガス吸収剤を前記の吸収器にて再利用する酸性ガス除去装置である、酸性ガス除去装置。
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