JPH02262544A

JPH02262544A - ガススクラビング溶液の製造方法

Info

Publication number: JPH02262544A
Application number: JP1339870A
Authority: JP
Inventors: Warren A Thaler; ウォーレン　アレン　セイラー; Guido Sartori; グイド　サートリー; W S Winston Ho; ウィン　ソー　ウィンストン　ホー; Larry J Shulik; ラリー　ジョセフ　シュリック; George E Milliman; ジョージ　エルマー　ミリマン
Original assignee: Exxon Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1988-12-27
Filing date: 1989-12-27
Publication date: 1990-10-25
Anticipated expiration: 2014-06-14
Also published as: FI896263A0; EP0376636A3; SA90100188B1; JP2905526B2; EP0376636A2; AU4719789A; CA2005574A1; CA2005574C; AU633292B2; BR8906772A; FI119810B

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、アルカリ金属塩の酸性ガススクラビングにお
ける促進剤としての一級立体障害性アミノ酸の使用に関
する。

（従来技術及び発明が解決しようとする課題）酸性ガス
、例えば硫化水素及び二酸化炭素の除去のためのガス流
の処理は、石油精製、天然ガス製造、及び石油化学産業
において不可欠な処理工程である。無数の技術が、各々
特別な環境のために、操作性、工程条件、柔軟性及び経
済的因子に要求されるバランスを満足し、商業的地位を
達成してきた。

そのような方法には、物理的溶媒（ｐｈｙｓｉｃａｌｓ
ｏｌｖｅｎｔ）、化学物質（アミン、炭酸塩、レドック
スシステム）の水溶液、溶媒／化学物質混合物及び固体
吸収剤等の使用が含まれる。

歴史的に、ガス処理の問題には、３つの主なタイプ、即
ち硫化水素の除去、硫化水素及び二酸化炭素の同時の除
去、並びに硫化水素が存在しないか存在しても非常に少
ない場合の二酸化炭素の除去があった。本発明の方法は
、酸性ガス、特に硫黄ガスを全く含まないか、又は含ん
でも少量であるガス流、例えば水素とアンモニアの製造
において使用されるガス流からの二酸化炭素の除去に関
する。

商業的成功に適合するガス流から二酸化炭素を除去する
方法の一つの主流のタイプは、いわゆる“ホットポット
（ｈｏｔ　ｐｏｔ）″″方法ある。ホットポット方法は
、熱い炭酸カリウム水溶液を、ＣＤ２を炭酸水素カリウ
ムに転化するために使用することを基礎とする。活性剤
又は促進剤は通常は吸収率及び／又は溶液の容量を改良
するために使用され、そしてＶ＋５塩はしばしば腐食抑
制剤として使用される。限定的なものではないが、ホッ
トポット法において使用される促進剤の例には、アルカ
ノールアミン、特にジェタノールアミン（ＤＥＡ）、立
体障害性ポリアミン、例えばＮ−シクロヘキシル−１，
３−プロパンジアミン（ＣＨＰＤ）及び立体障害性アミ
ノ酸、例えばＮ−二級ブチルグリシン（ＳＢＧ）が含ま
れる。これらの促進剤の全ては種々の程度の商業的成功
に適合し、それらは全て欠点に直面している。例えば、
ＤＥＡは比較的低い吸収率と容量を有し、あまり安定で
はない。

ＣＨＰＤは共溶媒を必要とし、分解反応を進行させる。

そしてＳＢＧはバナジウムの存在下で酸化分解を進行さ
せる。

従って、当該技術分野においては、比較的高い吸収率と
作業容量を示すだけでなく、処理条件下又はバナジウム
腐食抑制剤の存在下で分解しやすくないホットポット方
法の促進剤が求められている。

（課題を解決するための手段）本発明においては、（ａ）１種類又はそれ以上のアルカリ金属塩、及びら）　２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール（Ａ
ＭＰ）と酸化剤との生成物を含む水溶性ガススクラビング組成物が提供される。好
ましい実施態様においては、アルカリ金属塩はに叶であ
り、生成物は触媒であるＣｄＯの存在下で生成する。

本発明の別の実施態様には、２−アミノ−２メチル−１
−プロパノールと酸化剤との生成物を製造する方法が含
まれる。

本発明の別の実施態様においては、スクラビング組成物
はさらに有効量のバナジウム腐食抑制剤をも含有する。

これは、少なくとも本方法のユニット装置の金属の腐食
を防止する量である。バナジウム塩は、バナジウム金属
をベースとして、約０．００１ないし１０重量％、好ま
しくは約０．１ないし５重量％、さらに好ましくは約０
．１ないし１重量％の濃度で使用され・うる。

酸性ガスの語は、ＣＤ□単独又はＣＯ２と、Ｈ２Ｓ　。

ＳＯ７、ＳＯ３、ＣＳ２　、ＨＣＮ　、　ＣＯ３、及び
炭素原子数１ないし４の炭化水素の酸化物及び硫黄誘導
体との組み合わせを含む。これらの酸性ガスは、ガス状
混合物内にわずかに存在しても、多債に存在してもよい
。

上記の酸が、１種類又はそれ以上のアルカリ金属塩（水
酸化物を含む）、及び１種類又はそれ以上の立体障害性
アミノ酸を使用することにより、ガス流から除去される
ことが知られている（米国特許第４．７５９．８６６号
参照）。−級立体障害性アミノ酸は、１−アミノシクロ
ペンタンカルボン酸又は次式：（式中、Ｒ，及びＲ２は各々独立にＣＬ　、Ｃ，Ｒ５及
びＣ，Ｈ，から選ばれる基を表し、Ｒ３及びＲ４は各々
独立に水素原子及びＣ１（３を表し、そしてｎは０．２
又は３を表す）で表されるアミノ酸でありうる。好まし
くはＲ１及びＲ２は各々独立にＣＬ及びＣ２Ｈ５から選
ばれ、さらに好ましくは、Ｒ１及びＲ２の両方がＣＬを
表し、そしてｎが０を表す。β−アミノ酸は水性媒体中
で脱アミノ化が進行するが、α−アミノ酸及びＴ−アミ
ノ酸は脱アミノ化が進行しないので、ｎは［を表しえな
い。該アミノ酸が次式：で表される２−アミノイソ醋酸
（ＡＩＢＡ）である組成物が好ましい。

本発明の吸収溶液に使用するのに好ましいアルカリ金属
は、カリウムである。他の弱酸のカリウム塩を使用して
も良いが、炭酸カリウム、水酸化カリウム、ホウ酸カリ
ウム、及びそれらの混合物が好ましい。本発明において
、アルカリ金属塩の語は、アルカリ金属水酸化物をも含
むものと理解されるべきである。

本明細書において使用するのに適するバナジウム腐食抑
制剤は、５価の酸化状態のバナジウムを含むバナジウム
化合物、又はバナジウムが５価の酸化状態である結果、
酸化が進行しうるバナジウム化合物である。好ましいＶ
＋５化合物は、ｖ２０５である。酸化によりＶ　＋５組
成物を生じうる好ましいバナジウム塩は、アルカリ金属
バナダイト（ｖａｎａｄ　ｉ　ｔｅ）を含む。

本発明は、促進剤が２−アミノ−２−メチル−１−プロ
パノール（ＡＭＰ）の酸化生成物である促進された炭酸
カリウム溶液により、ＣＯ２を除去するためのガス処理
組成物に関する。促進されたガス処理組成物は、ガス処
理工程中のＡＭＰのその場での酸化により、又はＡＭＰ
の予めの酸化により誘導されうる。

本発明の、促進された炭酸カリウム溶液によりＣＤ□を
除去するためのガス処理組成物は、好ましくは２−アミ
ノ−２−メチル−１−プロパノールと水酸化カリウムか
ら製造される。アミノアルコールは、当量の固体の水酸
化カリウムと、好ましくは触媒量の金属塩の存在下で、
水素の発生が止むまで加熱される。多くの異なる金属塩
は種々の程度の成功率で作用する。しかしながら、カド
ミウム塩は最も早い速度で水素を発生させる。温度範囲
は１２０〜３００℃、好ましくは１４０〜・２５０℃、
最も好ましくは約１６０〜１８０℃である。固体のＫＯ
）ｌ　　（〜８５％）が最も便利であるが、水は反応条
件下で除去されるので、その水溶液を使用することもで
きる。

過剰量のに０１（は反応速度を増加させる。典型的には
５０％過剰のＫＯＨが便利である。これらの条件下では
生成物はアミノイソ酪酸カリウム塩とＫＯＨとの混合物
である。

ＫＯ）ｌは、Ｃ０２による適当な希釈とＣＤ□との接触
により、炭酸塩−炭酸水素塩系へ転化し、その結果、付
加的なに２Ｃ０３又はＫＨＣ［］３のみが追加されれば
よい。典型的には、Ｋ、ＣＤ、はガス処理溶液の約２０
〜２８重量％であり、ガス処理溶液は６〜１０％のＡＩ
ＢＡ及び約２５００　ｐ　ｐｍ（７）Ｖ”腐食抑制剤を
含んでいる。

ここに記載された方法は、非常に便利で経済的なカリウ
ムＡＩＢＡ溶液の製造方法である。反応は、発生した副
生成物である水素から計算した理論量に近い非常に高い
収率で進行する。溶液の核磁気共鳴分析は、ＡｒＢＡカ
リウム塩のみを示している。さらに、吸収−脱着実験に
より、対応するＡ　Ｉ　Ｂ　Ａ−に、Ｃ０３溶液と等価
な結果が得られる。

本発明の合成方法においては、得られたＡＭＰアルコー
ルと、約５０％過剰量の市販のＫＯＨ（８５％）が使用
された。この組み合わせにより、反応条件下で溶融物が
形成される。溶媒は必要ない。ＫＯＨ内に存在する水は
、水素とともに除去される。本発明において使用した生
成物処理は、最終生成物を水中に希釈し、少量の不溶の
Ｃｄ［ｌ触媒を濾去することだけである。

コストの低い試薬を精製せずに使用できること、溶媒を
使用しない方法であるため反応器の容量を有効に利用で
きることに関連する反応及び装置の単純さ、並びに生成
物を後処理する必要がなく直接使用できることの利点を
総合した効果により、本発明の方法はＡＩＢＡへの魅力
的な合成経路となっている。

実施例実施例１２−アミノ−２−メチル−１−７”ロバノール１０ｇ１
酸化カドミウム０．３３ｇ（アミノアルコールに対して
３．３重量％）及び８５％の水酸化カリウム１０．５　
ｇを使用した実験により、理論量の水素ガスを得た。生
成物を、５０ｍ１．のＨ２Ｏで希釈し、濾過し、その後
、総量が１００ｍ１になるまで希釈した。溶液を残留す
るＣｄについて分析したところ、ＣｄＯとして１８．４
ｍｇ／ｄであった。合成を２０倍の規模に拡大して繰り
返した。今回は、水素は、メスシリンダーの代わりに湿
潤試験メーター（ｗｅｔ　ｔｅｓｔ　ｍｅｔｅｒ）によ
り測定した。水素は理論量の９０％であった。ＮＭＲ分
析により、アミノ酸塩からなる単一の生成物のみが含ま
れることが示された。生成物の一部を遊離のアミノ酸と
して単離した。その赤外線スペクトルは、ＡＩＢＡの規
格品サンプルのものと区別がつかなかった。溶液を希釈
し、濾過して、５９．１％の固体を含む透明な溶液を得
た。

実施例２：市販のＡＩＢＡを使用したＣＤ。吸収−脱着
実験第１図は吸収装置を示し、これは、加熱マントル、熱電
対、還流冷却器、空気運搬スターラー及びガス流入管を
備えたｌの容器である。ポンプＰ、は容器の底から液体
を除去することができ、スパーゲルＳを通してそれをフ
ィードバックさせることができる。

第２図は脱着装置を示し、これは、スターラー還流冷却
器、温度計及びガス流入管を備えた２１Ｑ容器である。

下記に典型的な実験を詳細に記載する。下記の試薬を２
１のエーレンマイヤーに入れた。

２−アミンイソ酪酸（１０重量％）　　　７５ｇＫ２Ｃ
Ｏ３（２８重量％）　　　　　　　　　　２１０ｇＲ２
Ｏ４６５ｇフラスコを加熱して固体を完全に溶解させ、その後、溶
液を吸収装置に入れ、ポンプＰ、＋ごより循環させなが
ら、８３℃にし、その後、容器をポンプＰ、により溶液
が沸騰するまで排気した。バルブＴ、を閉め、液体循環
速度を３β／分にし、スターラーを始動させ、１５００
ｒｐｍに合わせた。バルブＴ、を開け、これによりＣＤ
□を入れた。

タンクＴはバラストとして作用し、水銀バブラー（ｍｅ
ｒｃｕｒｙ　ｂｕｂｂｌｅｒ）　Ｂ２から空気が吸引さ
れるのを防ぐ。３１の湿潤試験メーター（ＷＴＭ）は、
随時、ＣＯ２が何ｌ吸収されたかを示す。合計して２０
、１１のＣＯ２が吸収された。このようにして得られた
ＣＯ□に富む溶液を、ポンプＰ１により脱着装置に移し
た。温度を１０３℃に上げ、この間に１６、５　Ｊの０
０２が脱着された。その後、溶液を６０分間還流させ、
その間に温度は１０５．５℃に上がった。脱着されたＣ
Ｄ２の合計量は３１βであった。

その後、ＣＤ。が希薄な溶液を吸収装置に戻し、温度を
８３℃に上げた。同じ方法を初期の吸収について行った
ところ、３０．５　ＡのＣＯ２が吸収された。そのうち
最初の１分に吸収されたのは９．５１であった。

実施例３二酸化されたＡＭＰ溶液を使用したＣＯ２吸収
−脱着実施例１から得られた溶液は下記の組成を有した：　５
９．１％の固体、溶液１ｇ当たり０．４９３ｇのに−ア
ミノイソブチレート、溶液１ｇ当たり０．０９８　ｇの
に叶。

ガス処理組成物を下記の組成により製造した。

Ｈ２Ｏ４０７，Ｏｇ実施例２の方法により、この溶液を用いてＣ０２の吸収
−脱着実験を行った。溶液は３０．４　ｆのＣＯ２を再
吸収し、そのうち１０．５　ｆのＣＤ□が最初の１分間
に吸収された。

この結果は、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノー
ルとに叶との反応により製造されたガス処理溶液の優れ
た性能を示している。

実施例４水素発生の速度に対するＣｄ濃度の効果を調べた。

結果は約３％未満のＣｄＯ当量では、２−アミノ２−メ
チル−１−プロパノールの酸化速度が遅いことを示して
いる（第３図）。

【図面の簡単な説明】

第１図はガス流から二酸化炭素を除去するための実験的
反応装置を説明する模式図であり、第２図は脱着装置の
模式図であり、そして第３図はＣｄ濃度の関数としての
水素発生の効果を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）次式： ▲数式、化学式、表等があります▼ で表される２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール
（ＡＭＰ）とＡＭＰの酸化剤を、約１２０℃〜約３００
℃の温度で反応させることを含むアミノイソ酪酸又はそ
の塩の製造方法。
（２）該方法を、有効な触媒量の金属塩の存在下で実施
し、該金属がＣｄ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｃｅ
からなる群から選ばれる請求項（１）記載の方法。
（３）前記触媒がＣｄＯである請求項（２）記載の方法
。
（４）前記酸化剤が金属の水酸化物である請求項（１）
記載の方法。
（５）前記金属の水酸化物が水酸化カリウム（ＫＯＨ）
である請求項（４）記載の方法。
（６）（ａ）１種類又はそれ以上のアルカリ金属塩、及
び（ｂ）２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール（Ａ
ＭＰ）と酸化剤との生成物を含む水溶性の酸性ガススクラビング組成物。
（７）前記アルカリ金属がカリウムである請求項（６）
記載のスクラビング組成物。
（８）前記アルカリ金属塩が炭酸カリウム（Ｋ＿２ＣＯ
＿３）である請求項（７）記載の方法。
（９）前記酸化剤が水酸化カリウム（ＫＯＨ）である請
求項（６）記載のスクラビング組成物。
（１０）前記のＡＭＰとＫＯＨとの生成物が、有効な触
媒量の金属塩を含む触媒であり、該金属がＣｄ、Ｚｎ、
Ｃｕ、Ｎｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｃｅからなる群から選ばれる請
求項（９）記載のスクラビング組成物。
（１１）触媒がＣｄＯである請求項（１０）記載の方法
。
（１２）さらに、有効量のバナジウム腐食抑制剤を含む
請求項（６）記載のスクラビング組成物。