JPH02172517A - ガス混合物から硫化水素を除去する方法 - Google Patents
ガス混合物から硫化水素を除去する方法Info
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- JPH02172517A JPH02172517A JP1273906A JP27390689A JPH02172517A JP H02172517 A JPH02172517 A JP H02172517A JP 1273906 A JP1273906 A JP 1273906A JP 27390689 A JP27390689 A JP 27390689A JP H02172517 A JPH02172517 A JP H02172517A
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
-
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- B01D53/1493—Selection of liquid materials for use as absorbents
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
主！上互肌ユ公団
本発明は、硫化水素と二酸化炭素を含有するガス混合物
から硫化水素を除去するに際して該ガス混合物をアミン
の形態の塩基を含有する液状吸収剤組成物と気液接触カ
ラム中で接触させる、硫化水素の除去方法に関する。該
吸収剤組成物における塩基は、硫化水素及び二酸化炭素
と反応して可溶性化合物を生成する。硫化水素を実質的
に含まない精製ガス、並びに該ガス混合物から吸収され
た硫化水素と二酸化炭素とを含むリッチ吸収剤組成物が
、該気液接触カラムから除去される。該リッチ吸収剤組
成物は熱を加えることによりかつ／あるいは不活性ガス
例えば水蒸気でストリッピングすることにより再生され
て、硫化水素に冨んだガス及びリーン吸収剤組成物（再
使用される。）を生じる。
から硫化水素を除去するに際して該ガス混合物をアミン
の形態の塩基を含有する液状吸収剤組成物と気液接触カ
ラム中で接触させる、硫化水素の除去方法に関する。該
吸収剤組成物における塩基は、硫化水素及び二酸化炭素
と反応して可溶性化合物を生成する。硫化水素を実質的
に含まない精製ガス、並びに該ガス混合物から吸収され
た硫化水素と二酸化炭素とを含むリッチ吸収剤組成物が
、該気液接触カラムから除去される。該リッチ吸収剤組
成物は熱を加えることによりかつ／あるいは不活性ガス
例えば水蒸気でストリッピングすることにより再生され
て、硫化水素に冨んだガス及びリーン吸収剤組成物（再
使用される。）を生じる。
本発明は特に、選択的吸収剤組成物を用いて該ガス混合
物から硫化水素を選択的に除去する方法に関する０本明
細書において、「選択的吸収剤組成物」なる表現は、大
きなＨｚ Ｓ吸収容量（モルＨ，Ｓ１モル塩基）を有し
かつ小さい二酸化炭素吸収速度（Ｊｏ）を有する塩基を
含有する吸収剤組成物を指すのに用いられている。
物から硫化水素を選択的に除去する方法に関する０本明
細書において、「選択的吸収剤組成物」なる表現は、大
きなＨｚ Ｓ吸収容量（モルＨ，Ｓ１モル塩基）を有し
かつ小さい二酸化炭素吸収速度（Ｊｏ）を有する塩基を
含有する吸収剤組成物を指すのに用いられている。
従来立技術
かかる選択的除去方法用の公知の吸収剤組成物は、メチ
ルジェタノールアミン（ＭＤＥＡ）の如き第３級アミン
を含む吸収剤組成物である。
ルジェタノールアミン（ＭＤＥＡ）の如き第３級アミン
を含む吸収剤組成物である。
”° しよ゛と る
本発明の目的は、ガス混合物から硫化水素を除去するた
めの一層選択的な方法を提供することである。
めの一層選択的な方法を提供することである。
！ ”ための
この目的のため、本発明による硫化水素を含むガス混合
物から硫化水素を除去する方法は、該ガス混合物をアミ
ノピリジンを含む液状吸収剤組成物と接触させることか
らなる。
物から硫化水素を除去する方法は、該ガス混合物をアミ
ノピリジンを含む液状吸収剤組成物と接触させることか
らなる。
発明の詳細な説明及び特許請求の範囲において、「アミ
ノピリジン」なる用語は、ピリジン環に直接結合したア
ミノ基を有するピリジン化合物を指すのに用いられてい
る。
ノピリジン」なる用語は、ピリジン環に直接結合したア
ミノ基を有するピリジン化合物を指すのに用いられてい
る。
適当には、アミノ基はバラ位置でピリジン環に結合し、
しかしてアミノピリジンは下記に示される構造を有する
。
しかしてアミノピリジンは下記に示される構造を有する
。
上記に示された構造において、Ｒ，及びＲ２は水素又は
アルキル基であり得る。Ｒ５及びＲ２が水素である場合
は、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ１及びＲ５は適当には、水素、アル
キル基及びアルコキシ基を含む群から独立的に選択され
る。一方Ｒ７及びＲ２がアルキル基である場合は、Ｒ３
及びＲ４は水素でありそしてＲ３及びＲ，は水素、アル
キル基及びアルコキシ基を含む群から独立的に選択され
る。後者の化合物の例は、４−ジメチルアミノピリジン
（ＤＭＡＰと称される。）、２−メチル−４−ジメチル
アミノピリジン（ＤＭＡＰＰと称される。）及び２，６
−ジメチル−４−ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰＬ
と称される。）である。
アルキル基であり得る。Ｒ５及びＲ２が水素である場合
は、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ１及びＲ５は適当には、水素、アル
キル基及びアルコキシ基を含む群から独立的に選択され
る。一方Ｒ７及びＲ２がアルキル基である場合は、Ｒ３
及びＲ４は水素でありそしてＲ３及びＲ，は水素、アル
キル基及びアルコキシ基を含む群から独立的に選択され
る。後者の化合物の例は、４−ジメチルアミノピリジン
（ＤＭＡＰと称される。）、２−メチル−４−ジメチル
アミノピリジン（ＤＭＡＰＰと称される。）及び２，６
−ジメチル−４−ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰＬ
と称される。）である。
更なる適当な態様では、Ｒ１及びＲ２は４〜５個の炭素
原子を含有するアルキレン基を形成し、Ｒ１及びＲ４は
水素であり、そしてＲ８及びＲ。
原子を含有するアルキレン基を形成し、Ｒ１及びＲ４は
水素であり、そしてＲ８及びＲ。
は水素、アルキル基及びアルコキシ基を含む群から独立
的に選択される。
的に選択される。
適当なアミノピリジンはＤＭＡＰである。本発明による
方法にとって非常に適しているのは、ＤＭＡＰＰ及び特
にＤＭＡＰＬである。
方法にとって非常に適しているのは、ＤＭＡＰＰ及び特
にＤＭＡＰＬである。
適当には、吸収剤組成物は、０．３〜２＋ｇｏｌ／Ｉ！
、（モル／リットル）の物理的溶剤例えばスルホラン及
び１〜４ｍｏｌ／ｌのアミノピリジン−層適当には１〜
２ ｍｏｌ ／ ｆ！のアミノピリジンを含む水溶液で
ある。該物理的溶剤は、該吸収剤組成物の相分離を防止
するために加えられる。
、（モル／リットル）の物理的溶剤例えばスルホラン及
び１〜４ｍｏｌ／ｌのアミノピリジン−層適当には１〜
２ ｍｏｌ ／ ｆ！のアミノピリジンを含む水溶液で
ある。該物理的溶剤は、該吸収剤組成物の相分離を防止
するために加えられる。
硫化水素と二酸化炭素を含有しかつ硫化水素が本発明に
よる方法で選択的に除去されねばならないガス混合物の
例は、天然ガス又は還元されたクラウス排ガスである。
よる方法で選択的に除去されねばならないガス混合物の
例は、天然ガス又は還元されたクラウス排ガスである。
本発明による方法において、接触は、２０〜８０°Ｃの
温度、約大気圧の圧力にて行われる。必要なら、接触は
、高められた圧力においても行われ得る。
温度、約大気圧の圧力にて行われる。必要なら、接触は
、高められた圧力においても行われ得る。
通常、ガス混合物は、気液接触カラム例えばトレイカラ
ム中で吸収剤組成物と向流的に接触される。接触は、渦
巻き管、形状が様々の充填物又は形状が一定の充填物が
装着されている気液接触カラム中においても行われ得る
。
ム中で吸収剤組成物と向流的に接触される。接触は、渦
巻き管、形状が様々の充填物又は形状が一定の充填物が
装着されている気液接触カラム中においても行われ得る
。
硫化水素を吸収したリッチ吸収剤組成物は、その溶液を
加熱しかつ／あるいは該組成物を不活性ガス例えば水蒸
気でストリッピングすることにより再生される。再生は
、適当には大気圧又は大気圧に近い圧力にて行われる。
加熱しかつ／あるいは該組成物を不活性ガス例えば水蒸
気でストリッピングすることにより再生される。再生は
、適当には大気圧又は大気圧に近い圧力にて行われる。
接触が高められた圧力にて行われる場合、天然ガス又は
二酸化炭素の如き吸収されたガスが吸収剤組成物から分
離されるように吸収剤組成物が低圧にフランシュされる
１つ又はそれ以上のフラッシュ段階を、再生の前に行っ
てもよい。
二酸化炭素の如き吸収されたガスが吸収剤組成物から分
離されるように吸収剤組成物が低圧にフランシュされる
１つ又はそれ以上のフラッシュ段階を、再生の前に行っ
てもよい。
尖施拠
例Ｉ
ＭＤＥＡ、ＤＭＡＰ、ＤＭＡＰＰ又はＤＭＡＰＬを含有
する吸収剤組成物の二酸化炭素吸収速度を測定するため
に、４つの実験を行った。各実験において、当該塩基の
水溶液９５戚（ミリリットル）を、容器中３０°Ｃの温
度にて二酸化炭素と１バールの一定の分圧にて接触させ
た。充分に明確な気液界面域を確保するために、接触中
吸収剤組成物をゆっくりかくはんした。平衡状態に達す
るまで一定間隔で、吸収剤組成物に吸収された二酸化炭
素の量を測定した。これらのデータから、初期の二酸化
炭素吸収速度を概算した（気液界面の面積で割ってＪ。
する吸収剤組成物の二酸化炭素吸収速度を測定するため
に、４つの実験を行った。各実験において、当該塩基の
水溶液９５戚（ミリリットル）を、容器中３０°Ｃの温
度にて二酸化炭素と１バールの一定の分圧にて接触させ
た。充分に明確な気液界面域を確保するために、接触中
吸収剤組成物をゆっくりかくはんした。平衡状態に達す
るまで一定間隔で、吸収剤組成物に吸収された二酸化炭
素の量を測定した。これらのデータから、初期の二酸化
炭素吸収速度を概算した（気液界面の面積で割ってＪ。
を得た。）。Ｊｏはかくはん速度に無関係であることが
判明し、従ってその大きさはＣＯ２の反応動力学にとっ
て良好な尺度となる。
判明し、従ってその大きさはＣＯ２の反応動力学にとっ
て良好な尺度となる。
下記の表の結果は、ＤＭＡＰ、、ＤＭＡＰＰ又はＤＭＡ
ＰＬを含有する吸収剤組成物はＭＤＥＡより強い塩基を
含有するけれども、かかる組成物はＭＤＥＡのＪｏと同
様なＪｏを有することを示している。
ＰＬを含有する吸収剤組成物はＭＤＥＡより強い塩基を
含有するけれども、かかる組成物はＭＤＥＡのＪｏと同
様なＪｏを有することを示している。
塩基 濃度 ｐＫａ Ｊ。
（ｍｏｌ／ Ｉｔ ） （ｍｏｌ／ｎ
？／５）（２０°Ｃに （３０”Ｃに おいて） おいて） ＭＤＥＡ １．５４ Ｂ、６
２．４Ｘ１０弓ＤＭＡＰ １．５ ９．
７ ２．３Ｘ１０−”叶＾ＰＰ １．２
１０．１ ２．５×１０づＤＭＡＰＬ
１．４７ １０．５ ２．５Ｘ１
０−３ＭＤＥＡ及びＤＭＡＰのｐＫａは「デイ−・デイ
−・ヘリン（Ｄ、Ｄ、Ｐｅｒｒｉｎ）の“水溶液中の有
機塩基の解離定数（Ｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｃｏｎ
ｓ−ｔａｎｔｓ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ｂａｓｅｓ
ｉｎ ａｑｕｅｏｕｓ ５ｏｌｕｔｉｏｎｓ）”＋ロン
ドン、１９６５Ｊに記載されており、ＤＭＡＰＰのｐＫ
ａ及びＤＭＡＰＬのｐＫａは別々に測定した。
？／５）（２０°Ｃに （３０”Ｃに おいて） おいて） ＭＤＥＡ １．５４ Ｂ、６
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機塩基の解離定数（Ｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｃｏｎ
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ドン、１９６５Ｊに記載されており、ＤＭＡＰＰのｐＫ
ａ及びＤＭＡＰＬのｐＫａは別々に測定した。
例２
ＤＭＡＰ含有吸収剤組成物、ＤＭＡＰＬ含有吸収剤組成
物及びＭＤＥＡ含有吸収剤組成物の平衡状態におけるＨ
！Ｓ吸収容量（ｘ、塩基１モル当たりのＨｔ Ｓのモル
数にて）を、硫化水素の分圧（ｐＨｚ３、バールにて）
の関数として実験的に測定した。
物及びＭＤＥＡ含有吸収剤組成物の平衡状態におけるＨ
！Ｓ吸収容量（ｘ、塩基１モル当たりのＨｔ Ｓのモル
数にて）を、硫化水素の分圧（ｐＨｚ３、バールにて）
の関数として実験的に測定した。
水性のＤＭＡＰ含有吸収剤組成物は１．６５モルのＤＭ
ＡＰ＃！及び０．３３モルのスルホラン／ｌを含有し、
水性のＤＭＡＰＬ含有吸収荊組成物は１．６５モルのＤ
ＭＡＰＬ／１及び０．５モルのスルホラン／２を含有し
、そして水性のＭＤＥＡ含有吸収剤組成物は１．７１モ
ルのＭＤＥＡ／ｌを含有していた。実験は、３０°Ｃに
て行われた。
ＡＰ＃！及び０．３３モルのスルホラン／ｌを含有し、
水性のＤＭＡＰＬ含有吸収荊組成物は１．６５モルのＤ
ＭＡＰＬ／１及び０．５モルのスルホラン／２を含有し
、そして水性のＭＤＥＡ含有吸収剤組成物は１．７１モ
ルのＭＤＥＡ／ｌを含有していた。実験は、３０°Ｃに
て行われた。
結果を下記の表に示す。
水性ＤＭＡＰ
ＨｚＳ ｘ
Ｏ，００？ ０．２１９
０．０３５ ０．５０２
０．１０３ ０．７１１
０．６３２ ０．９４５
１．８２１ １．０？２
３．８９３ １．２２１
７．９３３ １．５３０
１３．２９０ １．９００
水性ＤＭＡＰＬ 水性ＭＤＥＡ
Ｈ２Ｓ ｘ Ｈ５ｘｏ、００？
０．４７４ ０．００？ ０．１３９０．０３５
０．７２９ ０．０３５ ０．３３４０．１０３
０．８８０ ０．１０３ ０．５４３０．６３２
１．００６ ０．６３２ ０．８９２１．８２０
１．０？９ １．８２０ １．０５３４．０００
１．２４０ ３．９５０ １．２１２７．９５０
１．５００ ７，９５０ １．４６８１３．３０
０ １．８１０ １３．３００ １．７９７上記の表
から、低い分圧において特に、水性ＤＭＡＰのＨ，Ｓ吸
収容量が水性ＭＤＥＡのＨ，Ｓ吸収容量よりも大きいこ
と、並びに水性ＤＭＡＰＬのＨ，Ｓ吸収容量が水性ＤＭ
ＡＰのＨ，Ｓ吸収容量より大きいことが結論され得る。
０．４７４ ０．００？ ０．１３９０．０３５
０．７２９ ０．０３５ ０．３３４０．１０３
０．８８０ ０．１０３ ０．５４３０．６３２
１．００６ ０．６３２ ０．８９２１．８２０
１．０？９ １．８２０ １．０５３４．０００
１．２４０ ３．９５０ １．２１２７．９５０
１．５００ ７，９５０ １．４６８１３．３０
０ １．８１０ １３．３００ １．７９７上記の表
から、低い分圧において特に、水性ＤＭＡＰのＨ，Ｓ吸
収容量が水性ＭＤＥＡのＨ，Ｓ吸収容量よりも大きいこ
と、並びに水性ＤＭＡＰＬのＨ，Ｓ吸収容量が水性ＤＭ
ＡＰのＨ，Ｓ吸収容量より大きいことが結論され得る。
Claims (11)
- （１）硫化水素を含むガス混合物から硫化水素を除去す
る方法において、該ガス混合物をアミノピリジンを含む
液状吸収剤組成物と接触させることを特徴とする上記方
法。 - （２）アミノピリジンが下記に示される構造▲数式、化
学式、表等があります▼ を有する、請求項１記載の方法。 - （３）Ｒ＿１及びＲ＿２が水素でありそしてＲ＿３、Ｒ
＿４、Ｒ＿５及びＲ＿６が水素、アルキル基及びアルコ
キシ基を含む群から独立的に選択される、請求項２記載
の方法。 - （４）Ｒ＿１及びＲ＿２がアルキル基であり、Ｒ＿３及
びＲ＿４が水素でありそしてＲ＿５及びＲ＿６が水素、
アルキル基及びアルコキシ基を含む群から独立的に選択
される、請求項２記載の方法。 - （５）Ｒ＿１及びＲ＿２が４〜５個の炭素原子を含有す
るアルキレン基を形成し、Ｒ＿３及びＲ＿４が水素であ
りそしてＲ＿５及びＲ＿６が水素、アルキル基及びアル
コキシ基を含む群から独立的に選択される、請求項２記
載の方法。 - （６）アミノピリジンが４−ジメチルアミノピリジンで
ある、請求項１記載の方法。 - （７）アミノピリジンが２−メチル−４−ジメチルアミ
ノピリジンである、請求項１記載の方法。 - （８）アミノピリジンが２，６−ジメチル−４−ジメチ
ルアミノピリジンである、請求項１記載の方法。 - （９）吸収剤組成物が、０．３〜２ｍｏｌ／ｌの物理的
溶剤及び１〜４ｍｏｌ／ｌのアミノピリジンを含む水溶
液である、請求項１〜８のいずれか一つの項記載の方法
。 - （１０）吸収剤組成物が１〜２ｍｏｌ／ｌのアミノピリ
ジンを含む、請求項９記載の方法。 - （１１）ガス混合物が更に二酸化炭素を含む、請求項１
〜１０のいずれか一つの項記載の方法。
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