KR101094327B1 - 산성가스 분리용 흡수제 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 산성가스 분리용 흡수제로서 하기 화학식 1과 화학식 2가 혼합된 혼합물에 화학식 3 또는 화학식 4로 표현된 화합물 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
화학식 1
화학식 2
화학식 3
a, b 는 0 내지 3의 정수이고,
R1 및 R2는 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬기, -(CH2)e-OH(e=1~3) 또는 -(CH2)f-NH2(f=0~4)이고 X, Z는 -NH 또는 -NCH3 이고 Y는 탄소수 1 내지 3의 알킬기, -CHOH, -NH, -O, -CHNH2 이다.
화학식 4
R3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬기, -OH, -(CH2)g-OH(g=0~4) 또는 (CH2)h-NH2(h=1~4) 이다.
본 발명에 따른 산성가스 분리용 흡수제는 기존의 모노에탄올아민 흡수제와 비교하여 산성가스의 흡수 속도 및 흡수량은 유사하나 탈거 속도 및 탈거량이 월등히 높아 동일 운전조건에서 산성가스 제거율 향상이 가능하고 탈거에 필요한 에너지를 줄일 수 있으므로 기존 흡수제 대비 경제성이 뛰어나고 부식성 측면에서 월등히 뛰어난 장점이 있다.
Description
본 발명은 혼합가스로부터 산성가스를 분리하기 위한 것으로 더욱 상세하게는 입체장애 아민을 포함한 혼합가스를 이용한 산성가스 분리용 흡수제에 관한 것이다.
연소배가스 및 공정 배출가스로부터 이산화탄소를 분리하기 위한 공정으로 현재 적용할 수 있는 기술은 크게 흡수법, 흡착법 및 막분리법 등이 있다. 그 중 흡수법은 대상성분의 농도가 10% 이상이며 대량인 발전소와 같은 고정 배출원에 적용할 수 있는 반면, 대상성분의 농도가 낮으며 소량 배출원인 경우는 흡착법과 막분리법이 적당한 것으로 알려지고 있다.
흡수법에 의한 이산화탄소 분리공정은 이산화탄소를 포함한 처리가스를 각종 흡수제와 접촉시켜 이산화탄소를 선택적으로 분리하는 기술로, 사용하는 흡수제의 특성에 따라 물리흡수공정과 화학흡수공정으로 구분된다. 특히, 알카놀아민 흡수용액을 사용한 흡수분리기술은 이산화탄소(CO2), 황화수소(H2S), COS와 같은 산성가스를 제거하기 위하여 화학산업에서 폭넓게 사용되어 왔다.
화학흡수공정에서 사용되는 흡수제는 크게 1차 아민, 2차 아민, 3차 아민으로 나눌 수 있으며, 1차 아민의 대표적인 흡수제는 모노에탄올아민이고, 2차 아민의 대표적인 흡수제는 디에탄올아민이며, 3차 아민의 대표적인 흡수제는 N-메틸디에탄올아민이 있다.
이중 모노에탄올아민(monoethanolamine, MEA), 디에탄올아민(diethanol amine, DEA)은 높은 반응속도를 갖는 장점 때문에 많이 사용되어 왔으나, 높은 부식성, 재생에너지 및 열화 등의 단점이 있다.
또한, N-메틸디에탄올아민(N-methyl diethanolamine, MDEA)은 부식성과 재생열은 낮은 반면, 흡수속도가 늦다는 단점이 있다.
근래에 새로운 알칸올아민 계열 흡수제로서 입체장애 아민에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이들 입체장애 아민은 흡수용량 및 산성 가스의 선택도가 높고, 재생에 필요한 에너지가 적다는 장점이 있는 반면, 상대적으로 흡수속도가 늦은 단점이 있다.
흡수제로 칼륨 타우레이트를 제시한 것이 있으나, 이는 이산화탄소와의 반응 후 침전물을 발생시켜 침전물을 처리하여야 한다. 또한, 상기 칼륨 타우레이트는 기존 흡수제와 비교하여 이산화탄소 흡수반응속도가 늦고, 입체장애를 가지지 않는 1급 아미노산 염 형태의 흡수제이기 때문에 이산화탄소를 분리할 때 많은 에너지를 필요로 한다.
아민이 3차 탄소 원자에 결합되어 입체장애가 큰 2-아미노-2-메틸프로판올(2-amino-2-methyl-1-propanol, AMP) 또는 (2-아미노에틸) 에탄올 등과 같은 2차 아민에 피페라진유도체를 반응촉진제로 사용한 기술을 제시된 바도 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 산성가스의 흡수 후 탈거 속도 및 탈거량이 월등히 높은 산성가스 분리용 흡수제를 제공하기 위한 목적이 있다.
본 발명인 산성가스 분리용 흡수제는 하기 화학식 1과 화학식 2가 혼합된 혼합물에 화학식 3 또는 화학식 4로 표현된 화합물 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
화학식 1
화학식 2
화학식 3
a, b 는 0 내지 3의 정수이고,
R1 및 R2는 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬기, -(CH2)e-OH(e=1~3) 또는 -(CH2)f-NH2(f=0~4)이고 X, Z는 -NH 또는 -NCH3 이고 Y는 탄소수 1 내지 3의 알킬기, -CHOH, -NH, -O, -CHNH2 이다.
화학식 4
R3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬기, -OH, -(CH2)g-OH(g=0~4) 또는 (CH2)h-NH2(h=1~4) 이다.
상기 화학식 2의 N-이소프로필디에탄올아민이 상기 화학식 1의 2-(이소프로필아미노)에탄올 100중량부에 대하여 40 내지 60 중량부로 포함될 수 있다.
상기 화학식 3 또는 4로 표현되는 화합물이 상기 화학식 1의 2-(이소프로필아미노)에탄올 100중량부에 대하여 10 내지 200중량부로 포함될 수 있다.
상기 화학식 3의 화합물이 에틸렌트리아민, 1,3-디아미노-2-프로판올, 1,5-디아미노-3-펜탄올, 부틸렌디아민, 펜타메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 비스(3-아미노프로필)아민, N-이소프로필에틸렌디아민, N-이소프로필-1,3-프로판디아민, 테트라에틸렌펜타아민, N,N'-디메틸-1,3-프로판디아민, 2-(2-아미노에틸아미노)에탄올, 1-디메틸아미노-2-프로필아민, 2,2-디메틸-1,3-프로판디아민, N,N-디메틸-1,3-프로판디아민, N,N,N,N-테트라메틸에틸렌디아민 등으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 화학식 4의 화합물이 피페라진, 2-메틸피페라진, 1,4-디메틸피페라진, 1,4-디에틸피페라진, 2,3-디메틸피페라진, 2,5-디메틸피페라진, 2,4-디메틸피페라진, 1,4-디프로필피페라진, 1,4-디이소프로필피페라진, 1-(2-아미노에틸)피페라진, 2-아미노에틸피페라진, 1-(2-하이드록실에틸)피페라진, 1-(1-하이드록실메틸)피페라진, 1-(3-하이드록실프로필)피페라진, 1,4-비스(1-아미노메틸)피페라진, 1,4-비스(2-아미노에틸)피페라진, 1,4-비스(3-아미노프로필)피페라진, 피페라지놀 등으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 산성가스 분리용 혼합 흡수제가 10 ~ 60%(w/v) 농도 범위의 수용액으로 사용되는 것을 특징으로 한다.
상기 산성가스는 이산화탄소(CO2), 황화수소(H2S), 이산화황(SO2), 질소(NO2) 및 COS인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 산성가스 분리용 흡수제는 기존의 모노에탄올아민 흡수제와 비교하여 산성가스의 흡수 속도 및 흡수량은 유사하나 탈거 속도 및 탈거량이 월등히 높아 동일 운전조건에서 산성가스 제거율 향상이 가능하고 탈거에 필요한 에너 지를 줄일 수 있으므로 기존 흡수제 대비 경제성이 뛰어나고 부식성 측면에서 월등히 뛰어난 장점이 있다.
본 발명은 산성가스 분리용 혼합 흡수제는 하기 화학식 1의 2-(이소프로필아미노)에탄올, 하기 화학식 2의 N-이소프로필디에탄올아민을 혼합한 그 혼합물에 하기 화학식 3 또는 화학식 4중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
화학식 1
화학식 2
화학식 3
a, b 는 0 내지 3의 정수이고,
R1 및 R2는 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬기, -(CH2)e-OH(e=1~3) 또는 -(CH2)f-NH2(f=0~4)이고 X, Z는 -NH 또는 -NCH3 이고 Y는 탄소수 1 내지 3의 알킬기, -CHOH, -NH, -O, -CHNH2 이다.
화학식 4
R3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬기, -OH, -(CH2)g-OH(g=0 ~ 4) 또는 (CH2)h-NH2(h=1 ~ 4) 이다.
상기 화학식 1로 표현되는 2-(이소프로필아미노)에탄올은 분자 내에 알코올성 수산기와 2차 아민을 각각 하나씩 가지고 있는데, 아민에 치환된 이소프로필기의 전자공여 효과로 인해 산성가스와의 흡수반응 특성이 우수할 뿐만 아니라, 고온의 탈거조건에서는 흡수된 산성가스와 이소프로필기의 입체반발이 발생하게 되어 결과적으로 산성가스의 탈거 특성이 우수하게 되어 탈거 에너지가 감소하고 경제성이 향상된다.
상기 화학식 2로 표현되는 N-이소프로필디에탄올아민은 분자 내에 알코올성 수산기 2개를 가지고, 3차 아민을 하나 가진 구조이다. 이러한 3차 아민은 이산화 탄소와의 반응메커니즘이 카바메이트 생성반응이 아니라 수분이 촉매로서 작용하는 반응에서 중탄산염 이온을 형성하는 메커니즘으로, 화학양론상 3차 아민 1분자는 이산화탄소 1분자와 반응하므로 아민 2분자와 이산화탄소 1분자가 반응하는 1차 또는 2차 아민 보다 이산화탄소 흡수 능력이 뛰어나다.
상기 화학식 2로 표현되는 화합물은 상기 화학식 1로 표현되는 화합물 100 중량부에 대하여 40 내지 60 중량부로 포함될 수 있다. 40 중량부 미만으로 포함되면 3차 아민의 절대량이 부족하여 이산화탄소와의 흡수성능이 저하되며, 60 중량부를 초과할 경우 이산화탄소와의 반응 속도가 느린 3차 아민의 특징으로 인해 전체적인 흡수성능이 저하되게 된다.
상기 화학식 3으로 표현되는 화합물의 구체적인 예로는, 에틸렌트리아민, 1,3-디아미노-2-프로판올, 1,5-디아미노-3-펜탄올, 부틸렌디아민, 펜타메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 비스(3-아미노프로필)아민, N-이소프로필에틸렌디아민, N-이소프로필-1,3-프로판디아민, 테트라에틸렌펜타아민, N,N'-디메틸-1,3-프로판디아민, 2-(2-아미노에틸아미노)에탄올, 1-디메틸아미노-2-프로필아민, 2,2-디메틸-1,3-프로판디아민, N,N-디메틸-1,3-프로판디아민, N,N,N,N-테트라메틸에틸렌디아민 등일 수 있다.
상기 화학식 4으로 표현되는 화합물의 구체적인 예로는, 피페라진, 2-메틸피페라진, 1,4-디메틸피페라진, 1,4-디에틸피페라진, 2,3-디메틸피페라진, 2,5-디메틸피페라진, 2,4-디메틸피페라진, 1,4-디프로필피페라진, 1,4-디이소프로필피페라진, 1-(2-아미노에틸)피페라진, 2-아미노에틸피페라진, 1-(2-하이드록실에틸)피페 라진, 1-(1-하이드록실메틸)피페라진, 1-(3-하이드록실프로필)피페라진, 1,4-비스(1-아미노메틸)피페라진, 1,4-비스(2-아미노에틸)피페라진, 1,4-비스(3-아미노프로필)피페라진, 피페라지놀 등일 수 있다. 바람직하게는 피페라진이 사용될 수 있다.
상기 화학식 3 또는 4로 표현되는 화합물은 산성가스 분리용 혼합 흡수제를 제조시 1개 이상 선택하여 혼합할 수도 있다.
화학식 3 또는 4로 표현되는 화합물은 분자 내에 아민을 2개 이상 가지고 있어 반응시 이산화탄소와 결합할 수 있는 아민이 2배가 되므로 이산화탄소의 제거 속도를 증가시킬 수 있다. 상기 화학식 3 또는 4로 표현되는 화합물은 상기 화학식 1의 2-(이소프로필아미노)에탄올 100 중량부에 대하여 10 내지 200 중량부로 포함된다. 10 중량부 미만으로 포함되면 이산화탄소의 흡수능을 증가시키고자 하는 목적을 달성하기 어렵고, 200 중량부를 초과할 경우 사용량 대비 이산화탄소 흡수능력의 향상 효과가 미미하여 경제성 측면에서 좋지 못하다.
본 발명의 산성가스 분리용 혼합 흡수제는 농도가 10 내지 60%(w/v) 범위인 수용액으로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 흡수제의 농도가 10% 이하인 경우 흡수능은 유지가 되지만 흡수제의 절대량이 부족하여 흡수되는 이산화탄소의 절대량이 적게 되며, 60% 이상인 경우 이산화탄소 흡수능력과 흡수속도는 우수하지만 많은 양의 흡수제가 사용되어 경제성 측면에서 효율적이지 못하다.
본 발명의 산성가스 분리용 흡수제는 이산화탄소뿐만 아니라 다양한 종류의 산성가스 분리에 적용될 수 있으며, 산성 가스의 예로는 이산화탄소(CO2), 황화수소(H2S), 이산화황(SO2), 질소(NO2) 및 COS 등이 있다.
이하 실시예와 비교예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이는 본 발명의 실시예일 뿐, 이로 인해 발명의 범위가 제한되지 않는다.
<실시예 1 내지 10> 흡수제의 제조
하기 [표 1]과 같은 조성으로 흡수제 수용액을 제조하였다.
[표 1] 흡수제 실시예 제조(단위 : 중량부)
제1흡수제명 | 제2흡수제명 | 제3흡수제명 | 농도 | |
2-(isopropylamino) ethanol | N-isoproyl diethanolamine | 중량부 | M | |
실시예1 |
100 |
43 |
Piperazine | 2.4 |
200 | ||||
실시예2 |
100 |
43 |
Piperazine | 1.3 |
57 | ||||
실시예3 |
100 |
43 |
Piperazine | 1.1 |
28 | ||||
실시예4 |
100 |
43 |
2-methylpiperazine | 1.25 |
57 | ||||
실시예5 |
100 |
43 |
1,3-diamino-2-propanol | 1.29 |
57 | ||||
실시예6 |
100 |
43 |
1,4-bis(3-aminopropyl) piperazine | 1.08 |
86 | ||||
실시예7 |
100 |
43 |
n,n-dimethyl-1,3-propane diamine | 1.25 |
57 | ||||
실시예8 |
100 |
43 |
diethylenetriamine | 1.24 |
57 | ||||
실시예9 |
100 |
43 |
2-(2-aminoethylamino) ethanol | 1.24 |
57 | ||||
실시예10 |
100 |
43 |
2,2-dimethyl-1,3-propane diamine | 1.25 |
57 | ||||
실시예11 |
100 |
43 |
Piperazine | 3.68 |
50 | ||||
실시예12 |
100 |
43 |
2-methylpiperazine | 2.87 |
57 |
< 비교예 1 > 이산화탄소 흡수제로 상용화된 단일화합물로서 가장 빠른 반응속도를 지닌 모노에탄올아민(MEA) 2.45M 수용액을 제조하였다.
< 비교예 2 > 화학식 1의 2-(이소프로필아미노)에탄올 100 중량부와 화학식 2의 N-이소프로필디에탄올아민 43 중량부를 포함하는 2M 수용액을 제조하였다.
< 비교예 3 > 화학식 1의 2-(이소프로필아미노)에탄올 100 중량부와 화학식 2의 N-이소프로필디에탄올아민 43 중량부를 포함하는 2.5M 수용액을 제조하였다.
< 실험예 1 > 온도가 40℃가 되도록 설정한 항온수조 내에 유리로 만든 반응 용기를 담근 후, 반응 용기 내에 실시예와 비교예에서 제조한 흡수제를 충진하였다. 반응 용기 내부로 유리관을 통해 대기압 하에서 이산화탄소 15%, 질소 85% 조성을 가지는 기체를 3 liter/min의 속도로 주입 분산시켰다. 흡수액 출구 기체 중 이산화탄소의 농도를 적외선식 이산화탄소 농도 측정기를 이용하여 연속적으로 측정하여 이산화탄소 흡수 속도 및 이산화탄소 부하량을 측정하였다. 흡수제가 이산화탄소에 의해 포화가 된 일정 시점(약 90분)에 반응기를 미리 80℃로 준비된 항온수조로 옮겨 흡수제로부터 탈거된 이산화탄소의 탈거량과 탈거속도를 30 분간 측정하였다. 그 결과는 하기 [표 2]에 나타내었다.
[표 2]
|
이산화탄소 부하량 (CO2 mole/흡수제 mole) |
이산화탄소 흡수속도 (g-CO2/L흡수제*min) |
이산화탄소 탈거속도 (g-CO2/L흡수제*min) |
|||
40 ℃ 흡수조건 |
80℃ 탈거조건 |
부하량차이 | 탈거율 | 초기 10분 | 초기 10분 | |
실시예1 | 1.01 | 0.52 | 0.49 | 0.51 | 3.21 | 2.8 |
실시예2 | 1.19 | 0.78 | 0.41 | 0.65 | 3.19 | 2.4 |
실시예3 | 1.20 | 0.87 | 0.33 | 0.73 | 3.21 | 2.6 |
실시예4 | 1.25 | 0.81 | 0.44 | 0.65 | 3.13 | 2.4 |
실시예5 | 1.08 | 0.67 | 0.41 | 0.63 | 3.10 | 2.0 |
실시예6 | 1.39 | 0.93 | 0.46 | 0.67 | 3.01 | 2.4 |
실시예7 | 1.24 | 0.82 | 0.42 | 0.66 | 3.14 | 2.3 |
실시예8 | 1.25 | 0.77 | 0.48 | 0.62 | 3.09 | 2.2 |
실시예9 | 1.12 | 0.82 | 0.30 | 0.73 | 2.67 | 2.2 |
실시예10 | 1.13 | 0.74 | 0.39 | 0.66 | 2.85 | 2.1 |
비교예1 | 0.63 | 0.31 | 0.32 | 0.49 | 2.86 | 1.9 |
비교예2 | 0.79 | 0.57 | 0.22 | 0.71 | 2.76 | 1.9 |
비교예3 | 0.75 | 0.58 | 0.17 | 0.77 | 2.69 | 2.3 |
[표 2]에서 보는 바와 같이 모든 실시예는 비교예1과 비교하였을 때 부하량 차이, 탈거율에서 비교우위에 있다. 그리고 초기 10분간 흡수속도는 동등하거나 동등이상을 나타내 흡수속도가 늦지 않음을 알 수 있다. 또한 탈거속도 측면에서도 초기 10분간 비교예1보다 모두 빨라 탈거에너지 저감 측면에서 매우 유리한 것을 알 수 있다.
또한 모든 실시예를 비교예 2 또는 3과 비교하였을 때 탈거율은 비슷하거나 조금 낮으나 초기 10분간 흡수속도에서 모든 실시예가 빠름을 알 수 있다. 그리고 초기 10분간 탈거속도도 모든 실시예가 비슷하거나 조금 더 빠름을 알 수 있다. 부하량 차이를 비교해 보면 대부분의 실시예가 비교예 2 또는 3보다 2배 정도 큰 것을 알 수 있어 이로부터 본 발명의 흡수제는 기존 흡수제보다 흡수능도 뛰어나고 탈거에너지도 획기적으로 절감 가능하게 되어 경제성 확보 및 실용화에 유리하다.
< 실험예 2 > 탄소강 시편(20x13x3t)을 200, 400 연마지를 이용하여 연마 하고 무게를 쟀다. 실시예와 비교예의 흡수제를 각각 99.999%의 고순도 이산화탄소로 포화시켰다. 포화된 흡수제를 고압반응기 안에 넣은 후 미리 준비된 시편을 각각 4개씩 흡수제에 넣고 가스가 새지 않도록 고압반응기를 충분히 잠근 후 48시간 동안 120℃에서 부식시켰다. 48시간 동안 부식된 시편을 꺼내 아세톤으로 닦은 후 세정제에 넣어 4시간 동안 세정시켰다. 4시간 동안 세정시킨 시편을 다시 아세톤으로 닦은 후 진공건조기에서 2시간 정도 건조하고 시편의 무게를 쟀다. 각 시편의 최초 무게와 실험 후 무게를 비교하여 부식도를 측정하고 4개 시편의 평균을 구하여 결과를 나타내었다. 그 결과는 하기 [표 3]에 나타내었다.
[표 3]
흡수제 |
아민농도 | 부식도 |
M | mm/yr | |
실시예11 | 3.68 | 0.0971 |
실시예12 | 2.87 | 0.0810 |
비교예1 | 2.45 | 0.4704 |
[표 3]에서 보는 바와 같이 본 발명의 실시예는 가장 광범위하게 사용되고 있는 비교예보다 부식도 측면에서 20% 정도의 부식만 나타내었다. 비교예의 경우 아민농도가 2.45M 이고, 실시예의 경우 아민 농도가 약 50% 증가한 3.68M 임에도 비교예 보다 부식도가 월등히 적으며 실 공정 적용시 내부식성 재료의 사용을 줄일 수 있어 경제성을 확보에 매우 유리하다.
기존의 모노에탄올아민 흡수제와 비교하여 산성가스의 흡수 속도 및 흡수량이 월등히 높고 탈거속도 및 탈거량 또한 월등히 높아 동일 운전조건에서 산성가스 제거율 향상이 가능하고 탈거에 필요한 에너지를 줄일 수 있어 기존 흡수제 대비 경제성이 뛰어나다.
Claims (7)
- 하기 화학식 1과 화학식 2가 혼합된 혼합물에 화학식 3 또는 화학식 4로 표현된 화합물 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 더 포함하는 것을 특징으로 하는 산성가스 분리용 흡수제.화학식 1화학식 2화학식 3a, b 는 0 내지 3의 정수이고,R1 및 R2는 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬기, -(CH2)e-OH(e=1~3) 또는 -(CH2)f-NH2(f=0~4)이고 X, Z는 -NH 또는 -NCH3 이고 Y는 탄소수 1 내지 3의 알킬기, -CHOH, -NH, -O, -CHNH2 이다.화학식 4R3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬기, -OH, -(CH2)g-OH(g=0~4) 또는 (CH2)h-NH2(h=1~4) 이다.
- 제 1항에 있어서,상기 화학식 2의 N-이소프로필디에탄올아민이 상기 화학식 1의 2-(이소프로필아미노)에탄올 100중량부에 대하여 40 내지 60 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 산성가스 분리용 흡수제.
- 제 1항에 있어서,상기 화학식 3 또는 4로 표현되는 화합물이 상기 화학식 1의 2-(이소프로필아미노)에탄올 100중량부에 대하여 10 내지 200중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 산성가스 분리용 흡수제.
- 제1항에 있어서,상기 화학식 3의 화합물이 에틸렌트리아민, 1,3-디아미노-2-프로판올, 1,5-디아미노-3-펜탄올, 부틸렌디아민, 펜타메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 비스(3-아미노프로필)아민, N-이소프로필에틸렌디아민, N-이소프로필-1,3-프로판디아민, 테트라에틸렌펜타아민, N,N'-디메틸-1,3-프로판디아민, 2-(2-아미노에틸아미노)에탄올, 1-디메틸아미노-2-프로필아민, 2,2-디메틸-1,3-프로판디아민, N,N-디메틸-1,3-프로판디아민 및 N,N,N,N-테트라메틸에틸렌디아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물인 것을 특징으로 하는 산성가스 분리용 혼합 흡수제.
- 제1항에 있어서,상기 화학식 4의 화합물이 피페라진, 2-메틸피페라진, 1,4-디메틸피페라진, 1,4-디에틸피페라진, 2,3-디메틸피페라진, 2,5-디메틸피페라진, 2,4-디메틸피페라진, 1,4-디프로필피페라진, 1,4-디이소프로필피페라진, 1-(2-아미노에틸)피페라진, 2-아미노에틸피페라진, 1-(2-하이드록실에틸)피페라진, 1-(1-하이드록실메틸)피페라진, 1-(3-하이드록실프로필)피페라진, 1,4-비스(1-아미노메틸)피페라진, 1,4-비스(2-아미노에틸)피페라진, 1,4-비스(3-아미노프로필)피페라진 및 피페라지놀으로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물인 것을 특징으로 하는 산성가스 분리용 혼합 흡수제.
- 제1항에 있어서,상기 산성가스 분리용 혼합 흡수제가 10 ~ 60%(w/v) 농도 범위의 수용액으로 사용되는 것을 특징으로 하는 산성가스 분리용 혼합 흡수제.
- 제1항에 있어서,상기 산성가스는 이산화탄소(CO2), 황화수소(H2S), 이산화황(SO2), 질소(NO2) 또는 COS인 것을 특징으로 하는 산성가스 분리용 혼합 흡수제.
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Families Citing this family (4)
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KR101427044B1 (ko) * | 2013-04-29 | 2014-08-05 | 한국서부발전 주식회사 | 산성가스 분리용 흡수제 |
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100572286B1 (ko) | 1998-06-29 | 2006-04-19 | 바스프 악티엔게젤샤프트 | 가스로부터 산성 가스 성분의 제거 방법 |
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100572286B1 (ko) | 1998-06-29 | 2006-04-19 | 바스프 악티엔게젤샤프트 | 가스로부터 산성 가스 성분의 제거 방법 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017026640A1 (ko) * | 2015-08-12 | 2017-02-16 | 주식회사 쓰리제이글로벌 | 이산화탄소와 이산화유황의 생화학 제거액 및 이의 제조방법 |
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