JPS63162017A - 酸性ガス吸収剤 - Google Patents

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） 本発明は新規な酸性ガス吸収剤に関する。詳しくは、混
合ガスから二酸化炭素、硫化水素、二酸化硫黄等の酸性
ガスを吸収・分離するための優れた酸性ガス吸収剤に関
するものである。

（従来の技術） 天然ガスおよび混合ガスから二酸化炭素、硫化水素、二
酸化硫黄等の酸性ガスを除去するための酸性ガス吸収剤
として、有機溶剤または有機溶剤水溶液の使用は当業界
において公知である。たとえば、コール（Ａ、Ｌ、Ｋｏ
ｈ　１　）およびリーゼンフイルド（Ｆ、Ｃ，Ｒｉｅｓ
ｅｎｆｅｌｃｌ）ｉ「ガス　ピュリフィケーション（Ｇ
ａｓ　　Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ）」　第３版（１９
７９）には種々の酸性ガス吸収剤が記載されている。

ガス吸収剤は一般的に吸収作用の違いにより化学吸収剤
（化学反応を伴なう吸収）および物理吸収剤（物理的結
合による吸収）に分けられる。化学吸収剤としては、エ
タノールアミン等のアルカノールアミン水溶液、熱炭酸
カリ溶液が主として使用されている。

物理吸収剤としては、 特公昭４８−２３７８２号明細書には、混合ガスから硫
化水素等の酸性ガスを除去するための酸性ガス吸収剤と
して、 一般式 ％式％） ［式中、Ｘは３〜９、平均分子量（２２０〜３０５）］ で示されるポリエチレングリコールのジメチルエーテル
を使用することが開示されている。

米国特許第２９２６７５１号明細書には、混合ガスから
二酸化炭素等の酸性ガスを除去するための酸性ガス吸収
剤として、プロピレンカーボネートを使用することが開
示されている。

特公昭５９−４５０３４号明細書には、混合ガスから二
酸化炭素および／または硫化水素等の酸性ガスを除去す
るための酸性ガス吸収剤として、一般式、 「 ＣＨ−０−（Ｃ２Ｈ４０）。−〇−ＣＨ３「 　Ｈ３ ［式中、ｎは２〜８コ のポリエチレングリコールのメチルイソプロピルエーテ
ルを使用することが開示されている。

特開昭４９−９８３８３号明細書には、天然ガスから二
酸化炭素および／または硫化水素等の酸性ガスを除去す
るための酸性ガス吸収剤として、一般式、 　Ｈ３ Ｒ・（ＯＣＨ−ＣＨ）　　・Ｏ−Ｃ−ＣＨ３２，２ｎ ＣＨ３ 〔式中、Ｒは直鎖状または分校状アルキル基（１〜４個
の炭素原子）を表し、ｎは２〜１０、特に２〜５の整数
である。〕 のアルキルポリエチレングリコール−第三ブチルエーテ
ルを使用することが開示されている。

アルカノールアミン水溶液等を用いる化学吸収剤は二酸
化炭素および／ｌたは硫化水素等の酸性ガスの吸収量に
限界があり、高い二酸化炭素ガス分圧の混合ガスを処理
する場合には不利となる。

また二酸化炭素ガスを吸収しなアルカノールアミン水溶
液は再生塔で二酸化炭素ガスを放出した後、二酸化炭素
ガス吸収塔に循環して使用するが二酸化炭素ガス再生に
は加熱が必要であり、吸収量が多い場合はかなりの再生
熱を必要とする。また、吸収液による装置の腐蝕も問題
となる。

物理吸収剤は二酸化炭素ガス吸収ｌが二酸化炭素ガス分
圧に比例するため、二酸化炭素ガス分圧の高い混合ガス
より二酸化炭素ガスを吸収・分離する場合は二酸化炭素
ガス吸収量が化学吸収剤に比べて大きく、また再生工程
も解圧または空気その他の不活性ガスによる放散により
容易に吸収した二酸化炭素ガスを放出し消費エネルギー
の面でも化学吸収剤に比べて有利である。

しかしながら、従来より開示されているポリエチレング
リコールのジメチルエーテル、プロピレンカーボネート
等の物理吸収剤では十分満足できる二酸化炭素ガス吸収
量を有しているとは言えない、さらに二酸化炭素ガス吸
収量の大きい物理吸収剤が得られれば、装置の縮小化、
消費エネルギーの低減化など工業上有利となる。

（発明が解決しようとする問題点） 混合ガスから二酸化炭素、硫化水素、二酸化硫黄等の酸
性ガスを除去するための酸性ガス吸収剤として、公知の
酸性ガス吸収剤、たとえば、ポリエチレングリコールの
ジメチルエーテル、ポリエチレングリコールのメチルイ
ソプロピルエーテルおよびアルキルポリエチレングリコ
ール−第三ブチルエーテル等は吸収量がまだ不十分であ
る。

本発明の目的は従来の物理吸収剤に比較し酸性ガス吸収
量の大きい酸性ガス吸収用の新規な物理吸収剤を提供す
ることにある。

（問題を解決するための手段） 本発明は、 一般式 ％式％） 〔式中、Ｒは水素または直鎖または分校状アルキル基（
１〜４個の炭素原子）を表わし、ｎは１〜７の整数であ
る。〕 ζ・表され、かつ、ｎで表わされる分子同族体組成が、 ｎ　　　　　　組成（重量％） １　　　　　０〜７０ ２　　　　　５〜９０ ３　　　　　５〜９０ ４　　　　　０〜４０ ５　　　　　０〜１５ ６　　　　　０〜５ ７　　　　　０〜１ であるポリエチレングリコールエチルエーテルエステル
の混合物からなる酸性ガス吸収剤に関するものである。

本発明のポリエチレングリコールエチルエーテルエステ
ルの混合物の製造方法の一例としては、先ずエタノール
またはモノエチレングリコールエチルニーデルまたはそ
れらの混合物とエチレンオキシドとを温度７０〜２００
℃、圧力５〜うＯＫｇ／ａＪＧで反応させることにより
ポリエチレンクリコールモノエチルエーテルを製造し、
未反応エタノールおよびモノエチレングリコールモノエ
チルエーテルの一部または全部を蒸留により留出した後
の残留混合物と脂肪酸とを温度５０〜２００゛Ｃ１大気
圧または減圧下で反応させることによりポリエチレング
リコールエチルニーデルエステル混合物を製造すること
ができる。

本発明のポリエチレングリコールエチルエーテルエステ
ルの出発原料としては、モノエチレングリコールモノエ
チルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテ
ル等が挙げられる。

本発明の脂肪酸の出発原料としては、ギ酸、酢酸、プロ
ピオン酸、酪酸、カプロン酸等が挙げられる。

本発明のポリエチレングリコールエチルエーテルエステ
ルとしては、ポリエチレングリコールモノエチルエーテ
ルのギ酸エステル混合物、ポリエチレングリコールモノ
エチルエーテルの酢酸エステル混合物、ポリエチレング
リコールモノエチルエーテルのプロピオン酸エステル混
合物、ポリエチレングリコールモノエチルエーテルの酪
酸エステル混合物、ポリエチレングリコールモノエチル
エーテルのカプロン酸エステル混合物が挙げられる。

本発明のポリエチレングリコールエチルエーテルエステ
ルを使用できる分野は、天然ガス、合成ガス、コークス
炉ガス、石炭気化ガス等に含まれる二酸化炭素、硫化水
素、二酸化硫黄等の酸性ガスが挙げられる。

本発明の 一般式 ％式％） 〔式中、Ｒは水素または直鎖または分校状アルキル基（
１〜４個の炭素原子）を表し、ｎは１〜７の整数である
。〕 のポリエチレングリコールエチルエーテルエステルにお
いて、ｎが４以上の分子同族体が６０重量％を越える場
合には、二酸化炭素ガス吸収量が低下し、また溶剤の粘
度も高くなり装置上不利となる。

本発明のポリエチレングリコールエチルエーテルアセテ
ート混合物の物理的性質はたとえば表−１および表−２
の通りである。

表−１ ｎ　　　　　　　　Ｍｌ成（型車％） １　　　　　　　　　　　　　く　１ ６　　　　　　　　　　　　　く　１ 粘　　度　　　２５°Ｃ（Ｃｐ）　　　　　　　　４．
０融点　　　（”Ｃ）＜−２５ 沸点　　　（”Ｃ）　　２６０ 蒸気圧　　２０°Ｃ（ｍｍＨｇ）　　　　Ｏ−０１表　
−２ ｎ　　　　　　組成（重量％） １〈１ ５　　　　　　　　　　　　　く　１ ６　　　　　　　　　　　　　く　１ 粘度　２５°Ｃ（Ｃｐ）　　　３．１ 融点　　　（’Ｃ）＜−２５ 沸点　　　（’Ｃ）　　２４０ 蒸気圧　　２０℃＜ｍｍＨｇ）　　　　０．０２本発明
のポリエチレングリコールエチルエーテルプロビオネー
ト混合物の物理的性質はたとえば表−３の通りである。

表−３ ｎ　　　　　　組成（重量％） １〈１ ５〈１ ６　　　　　　　　　　　　　く　１ 粘度　２５°Ｃ（Ｃｐ）　　　４．０ 融　　点　　　　　　　　　　（”Ｃ）＜−２５沸　　
点　　　　　　　　　　（’Ｃ）　　　　　２５０蒸気
圧　　２０°Ｃ（ｍｍＨｇ）　　　　０．０１（作　　
用） 本発明のポリエチレングリコールエチルエーテルエステ
ルは、ガス状混合物より二酸化炭素ガス硫化水素ガス、
二酸化硫黄ガス等の酸性ガスを吸収・分離するための優
れた酸性ガス吸収剤として優れた作用を発揮するもので
ある。特にアンモニアプラントや水素Ｍ製プラントのご
とき二酸化炭素ガス分圧の高い、窩圧の合成ガスおよび
二酸化炭素ガス分圧の高い天然ガスよりの二酸化炭素ガ
ス吸収剤として有利に使用できるものである。また二酸
化炭素ガスと同時に存在する他の酸性カスに対しても充
分な吸収能を有しているものである。

以下、実施例により本発明を説明するか本発明はこれら
に限定されるものではない。

（実　施　例） （二酸化炭素ガス吸収量） 実施例において、二酸化炭素ガス吸収量は温度２５°Ｃ
１二酸化炭素ガス分圧１　ａ　ｔ　Ｊ７１および６ａｔ
ｍにおける各吸収剤ＩＫｇあたりのモル星で表示する。

実　　施　　例　　　１ 温度（２５°Ｃ）を一定に保った内容積３００　ｍｌの
ステンレス製オートクレーブに 一般式 Ｃ２Ｈ５（ＯＣ２Ｈ４）。ｏＣＣＨ３ ｊ１ 〔式中、ｎは１〜６の整数である。〕 で表され、かつ、ｎで表わされる分子同族体組成が、 。　　　　　　組成（重量％） １く１ ６　　　　　　　　　　　　　く　１ のポリエチレングリコールエチルエーテルアセテ−１・
混合物からなる吸収剤１００ｇを入れ、減圧脱気後、圧
力計の付属した二酸化炭素ガスボンベよりオートクレー
ブに一定圧になるまで二酸化炭素ガスを導入した。二酸
化炭素ガスボンベ内の二酸化炭素ガスガス減少見および
オートクレーブ内気相部での二酸化炭素ガス員より吸収
された二酸化炭素ガス量を求めた。

二酸化炭素ガス吸収量は表−４に示す。

実施例　２ 温度（２５°Ｃンを一定に保った内容Ｒｔ　３００　ｍ
ｌのステンレス製オートクレーブに 一般式 ％式％ 〔式中、ｎは１〜６の整数である。〕 で表され、かつ、ｎで表わされる分子同族体組成が、 ｎ　　　　　　組成（重量％） １〈１ ５　　　　　　　　　　　　く　１ ６〈１ のポリエチレングリコールエチルエーテルアセテート混
合物からなる吸収剤１００ｇを入れ、減圧脱気後、圧力
計の付属した二酸化炭素ガスボンベよりオートクレーブ
に一定圧になるまで二酸化炭素カスを導入した。二酸化
炭素ガスボンベ内の二酸化炭素カスガス減少皇およびオ
ートクレーブ内気相部での二酸化炭素ガス量より吸収さ
れた二酸化炭素ガス量を求めた。

二酸化炭素ガス吸収量は表−４に示す。

実　　施　　例　　　３ 温度（２５℃）を一定に保った内容積３００ｍ１のステ
ンレス製オートクレーブに 一般式 ％式％ 〔式中、Ωは１〜６の整数である。〕 で表され、かつ、Ωで表わされる分子同族体組成が、 ｎ　　　　　　組成（重量％） １　　　　　　　　　　　　　く　１ ５　　　　　　　　　　　　　く　１ ６　　　　　　　　　　　　く　１ のポリエチレングリコールエチルエーテルプロピオネー
ト混合物からなる吸収剤１００ｇを入れ、減圧脱気後、
圧力計の付属した二酸化炭素ガスボンベよりオートクレ
ーブに一定圧になるまで二酸化炭素ガスを導入した。二
酸化炭素ガスボンベ内の二酸化炭素ガスガス減少量およ
びオートクレーブ内気相部での二酸化炭素ガス量より吸
収された二酸化炭素ガス量を求めた。

二酸化炭素ガス吸収量は表−４に示す。

比　　較　ＰＡ１ 温度（２う°Ｃ）を一定に保った内容積３００　ｍｌの
ステンレス製オートクレーブにポリエチレングリコール
ジメチルエーテル吸収剤１００ｇを入れ、減圧脱気後、
圧力計の付属した二酸化炭素ガスボンベよりオートクレ
ーブに一定圧になるまで二酸化炭素ガスを導入した。二
酸化炭素ガスボンベ内の二酸化炭素ガスガス減少量およ
びオートクレーブ内気相部での二酸１ヒ炭素ガス量より
吸収された二酸化炭素ガス量を求めた。

二酸化炭素ガス吸収量は表−４に示す。

比　　較　　例　　２ 温度（２う°Ｃ）を一定に保った内容Ｗｔ　３００　ｍ
ｌのステンレス製オートクレーブにプロピレンカーボネ
ート吸収剤１００ｇを入れ、減圧脱気後、圧力計の付属
した二酸化炭素ガスボンベよりオートクレーブに一定圧
になるまで二酸化炭素カスを導入した。二酸化炭素ガス
ボンベ内の二酸化炭素ガスカス城少量およびオートクレ
ーブ内気相部での二酸化炭素ガス量より吸収された二酸
化炭素ガス匙を求めた。

二酸化炭素ガス吸収量は表−４に示す。

比　　較　　例　　３ 温度（２５°Ｃ）を一定に保った内容積３００＋ｎｌの
ステンレス製オートクレーブにポリエチレングリ：１−
ルのメチル第三ブチルエーテル吸収剤１００ｇを入れ、
減圧脱気後、圧力計の付属しな二酸化炭素ガスボンベよ
りオートクレーブに一定圧になるまで二酸化炭素ガスを
導入した。二酸化炭素ガスボンベ内の二酸化炭素ガスガ
ス減少量およびオートクレーブ内気相部での二酸化炭素
ガス量より吸収された二酸化炭素ガス量を求めた。

二酸化炭素ガス吸収量は表−４に示す。

比　　較　　例　　４ 温度（２５°Ｃ）を一定に保った内容積３００　ｍｌの
ステンレス製オートクレーブにポリエチレングリコール
のメチル第三ブチルエーテル吸収剤１００ｇを入れ、減
圧脱気後、圧力１１の付属した二酸化炭素ガスボンベよ
りオートクレーブに一定圧になるまで二酸化炭素カスを
導入した。二酸化炭素カスボンベ内の二酸化炭素ガスガ
ス減少量およびオートクレーブ内気相部での二酸化炭素
ガス量より吸収された二酸化炭素ガス量を求めた。

二酸化炭素カス吸収量は表−１１に示す。

（発明の効果） 本発明の　一般式 〔式中、Ｒは水素または直鎖または分枝状アルキル基（
１〜４個の炭素原子）を表わし、ｎは１〜７の整数であ
る。〕 で表され、かつ、ｎで表わされる分子同族体組成か、 ｎ　　　　　　組成（重量％） １　　　　　０〜７０ ２　　　　　５〜９０ ３　　　　　５〜９０ ４　　　　　０〜４０ ５　　　　　０〜１５ ６　　　　　０〜５ ７　　　　　０〜１ のポリエチレングリコールエチルエーテルエステル混合
物を使用した酸性ガス吸収剤は、混合ガスから二酸化炭
素、硫化水素、二酸化硫黄等の酸性ガスの吸収量を大き
くすることが可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Ｒは水素または直鎖または分枝状アルキル基（
   １〜４個の炭素原子）を表わし、ｎは１〜７の整数であ
   る。〕 で表され、かつ、ｎで表わされる分子同族体組成が、 ｎ　組成（重量％） １　０〜７０ ２　５〜９０ ３　５〜９０ ４　０〜４０ ５　０〜１５ ６　０〜５ ７　０〜１ であるポリエチレングリコールエチルエーテルエステル
   の混合物からなる酸性ガス吸収剤。