KR101422671B1 - Phase separation absorbent composition for removing acid gas and removing method of acid gas - Google Patents

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Abstract

본 발명은 산성가스 제거용 상분리 흡수제 조성물 및 이를 이용한 산성가스 제거방법에 관한 것으로, 기체상 배출물에 있어서 산성가스만을 제거하기 위한 흡수제로서 특히 산성가스를 흡수하기 전에는 단일 액체상을 유지하나 산성가스를 흡수한 후에는 산성가스 성분이 농축된 부분과 그렇지 않은 부분의 액체상이 서로 분리되어지는 상분리 흡수제 조성물 및 이를 이용한 산성가스 제거방법에 관한 것이다. 상기 상분리 흡수제 조성물을 사용하여 산성가스를 제거하면 기존의 산성가스 제거공정에 비해 에너지를 획기적으로 절감할 수 있다.The present invention relates to a phase separating absorbent composition for removing an acidic gas and a method for removing acidic gas using the same, and more particularly, to an absorbent for removing only acidic gas in a gaseous effluent, A liquid phase of the portion where the acidic gas component is concentrated and a portion of the liquid phase which are not concentrated are separated from each other, and a method for removing acidic gas using the same. When the acid gas is removed by using the phase separation absorbent composition, energy can be drastically reduced as compared with the conventional acid gas removal process.

Description

산성가스 제거용 상분리 흡수제 조성물 및 이를 이용한 산성가스 제거방법{Phase separation absorbent composition for removing acid gas and removing method of acid gas}[0001] The present invention relates to a phase separation absorbent composition for removing an acidic gas and a method for removing acid gas using the same.

본 발명은 연소배가스, 석유화학공정가스 등 산성성분의 가스, 예를 들면 CO2, H2S, COS, CS2를 흡수법으로 제거하기 위한 흡수제, 특히 산성가스 흡수 전에 단일 액상으로 존재하는 흡수액이 산성가스를 흡수한 후에는 산성가스 성분이 농축된 부분과 농축되지 않은 부분이 서로 층이 분리되어지는 상분리 흡수제 및 이를 이용한 산성가스 제거방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따르면, 기존의 산성가스를 제거하기 위한 흡수공정에서 가장 큰 문제가 되었던 재생 시 에너지 과소비로 인한 운전비용 문제를 획기적으로 절감할 수 있다.The present invention relates to an absorbent for removing an acid component gas such as a flue gas, a petrochemical process gas, for example, CO 2 , H 2 S, COS and CS 2 by an absorption method, And a method of removing acidic gas using the same. The present invention relates to a method for removing acidic gas using the same, and a method for removing acidic gas using the same. The problem of operation cost due to excessive energy consumption during regeneration, which is the greatest problem in the absorption process for eliminating carbon dioxide, can be drastically reduced.

지금까지 연소배가스 및 석유화학 공정가스 중 산성성분의 가스를 제거하기 위해서 알카놀아민을 이용한 흡수법이 상용화되어 많은 공정이 실제 적용되고 있다.Until now, the absorption method using alkanolamine has been commercialized in order to remove the acid component gas from the combustion gas and the petrochemical process gas, and many processes have actually been applied.

대표적인 방법이 모노에탄올아민(Mono ethanol amine; MEA), 디에탄올아민(Diethanolamine; DEA), 메틸디에탄올아민(Methyl diethanol amine; MDEA)와 같은 1급에서 3급까지의 알카놀아민을 주로 채용하여 왔으며 많은 상용화 공정이 적용되고 있으며 특히 MEA 공정은 흡수속도가 빠르고 가격이 싸서 다른 알카놀아민에 비해 매우 뛰어난 특성이 있으나 산성가스를 흡수한 후 흡수액을 재사용하기 위해 재생탑에서 흡수액을 재생할 때 에너지가 많이 소모되는 문제가 있다.Typical methods include primary to tertiary alkanolamines such as mono ethanol amine (MEA), diethanolamine (DEA), methyl diethanol amine (MDEA) And many commercialization processes are applied. Especially, MEA process has a high absorption rate and a very low cost compared with other alkanolamines. However, when the absorption liquid is regenerated in the regeneration tower to absorb the acid gas and reuse the absorption liquid, There is a problem that is consuming a lot.

이러한 문제점을 개선하기 위해 2급 또는 3급 아민을 사용하여 왔지만 에너지 소모 측면에서 일부 효과를 보고 있으나 획기적인 효과는 보지 못하고 있다. 에너지 소모의 가장 큰 부분은 아민 특성에 따른 반응열이 큰 부분을 차지하고 있으며, 또한 흡수액을 제조하기 위해 혼합한 물에 의한 증발잠열 및 열용량 증대의 영향도 매우 크다.In order to remedy this problem, a secondary or tertiary amine has been used but some effects have been observed in terms of energy consumption, but no significant effect has been observed. The greatest part of the energy consumption occupies a large part of the reaction heat depending on the amine characteristics, and the latent heat of evaporation and the increase in the heat capacity due to the water mixed to prepare the absorption liquid are also very large.

따라서 일부에서는 최근 이와 같은 문제점을 개선하기 위해 산성가스를 흡수한 후 산성가스와 반응한 부분과 반응하지 않은 부분이 층을 이루어 상이 분리되는 상분리 흡수제를 개발하고 있으며 대표적인 기술로는 Renaud Cadours, Pierre-Louis Carrette등이 신청한 미국공개특허 제2006-0104877호와 미국공개특허 제2007-0264180호 등이 있다. Therefore, in order to overcome the above problems, some researchers have been developing a phase separation sorbent in which acid gas is absorbed and then reacted with the acid gas and the unreacted portion is separated into layers. Typical techniques include Renaud Cadours, Pierre- U.S. Published Patent Application No. 2006-0104877 and U.S. Published Patent Application No. 2007-0264180 filed by Louis Carrette et al.

미국공개특허 제2006-0104877호에서는 N,N,N',N',N"-펜타메틸디에틸렌트리아민을 물과 혼합하여 산성가스와 반응시켜서 산성가스를 흡수한 다음 2개의 액체상으로 분리되는 것인데, 액체상이 분리되기 위해서는 상기 특허에서 실시예를 보면 물이 20 중량%, 시약이 80 중량% 정도로 시약의 비율이 물에 비해 월등히 많아야 산성가스를 흡수한 후에 상분리가 되는데, 산성가스 흡수에 도움이 되는 물의 양이 너무 적어 산성가스 흡수능이 매우 낮은 제약이 따르고 있다. U.S. Published Patent Application No. 2006-0104877 discloses a process for the production of N, N, N ', N', N "-pentamethyldiethylenetriamine by mixing with water and reacting with acid gas to absorb the acid gas and then separating into two liquid phases In order to separate the liquid phase, in the embodiment of the patent, 20% by weight of water and 80% by weight of reagent are used, and the proportion of the reagent is much higher than that of water to absorb the acid gas and then phase separation. The amount of water to be added is so small that the acid gas absorption ability is very low.

미국공개특허 제2007-0264180호에서는 상기 언급한 시약을 이용함에 있어서 좀더 이러한 과정을 촉진하기 위해서 pH를 낮추기 위해 황산, 인산 등을 첨가하는 방법을 제시하며 이를 근거로 한 공정을 또한 제시하였다. 이러한 방법 역시 상기 시약으로만 상분리 속도가 늦기 때문에 촉진시키기 위한 방법으로 N,N,N',N',N"-펜타메틸디에틸렌트리아민의 비율이 물보다 낮아지지 않아 미국공개특허 제2006/0104877호와 동일한 제약이 따를 수 밖에 없다.U.S. Patent Publication No. 2007-0264180 proposes a method of adding sulfuric acid, phosphoric acid, and the like to lower the pH in order to further facilitate the above-mentioned reagents. In this method, too, the phase separation rate is delayed only with the above reagent, so that the ratio of N, N, N ', N', N "-pentamethyldiethylenetriamine does not become lower than water, The same constraint as the arc is bound to follow.

또한, Liang Hu는 미국등록특허 제7846407호에서 알카놀아민을 흡수액으로 사용함에 있어서 물과 혼합하지 않고 탄소수가 C8~C12인 지방족알코올(fatty alcohol)을 물 대신 용매로 이용하여 산성가스와 반응 후 산성가스와 반응한 알카놀아민과 반응하지 않은 부분이 액체상으로 분리되는 것을 제시하였다. 그러나 상기 특허는 알카놀아민의 부식성에 대한 점을 고려하지 않았다. 예를들어, MEA는 부식성이 매우 강한 화합물로서 30 중량% 이상을 사용하기는 현재로서는 불가능하며 산성가스를 흡수한 알카놀아민의 농도는 거의 순수한 아민으로 이루어져 있어서 이를 재생할 때 설비 부식 등의 문제로 인해 현실적으로 사용하기 어려우며, 또한 측쇄가 긴 지방족알코올을 용매로 이용할 때 점도 상승 등의 문제로 사용에 제약이 따른다.In addition, Liang Hu et al. In US Pat. No. 7,846,407 disclose that when using alkanolamine as the absorption liquid, fatty alcohol having C 8 -C 12 carbon atoms is mixed with water instead of water and reacted with acid gas It was suggested that the part which did not react with the alkanolamine reacted with the acid gas was separated into the liquid phase. However, the patent does not take into account the corrosiveness of alkanolamines. For example, it is not possible to use more than 30% by weight of MEA as a highly corrosive compound, and the concentration of alkanolamine absorbing acid gas is almost pure amine. It is difficult to use them practically, and when the aliphatic alcohol having a long side chain is used as a solvent, there is a restriction on its use due to problems such as viscosity increase.

그리고, 국제공개특허 제2010-044836호에서는 이와는 달리 에멀젼(emulsion) 개념을 가지는 기술을 개시하였으며, 상기 특허에서는 물을 첨가하였으며 물은 지방산알코올과 상호 용해되지 않으므로 에멀젼화하여 지방족알코올에 함유된 아민이 산성가스와 반응하여 분리된 후 이 성분이 물에 용해되도록 하는 방법을 제시하였다. 그러나 이러한 방법은 매우 복잡할 수 있으며 에멀젼화된 용액이 원활하게 흡수탑에서 기체와 잘 접촉하는 방법을 고안해야 하는 문제가 있다.In addition, International Patent Publication No. 2010-044836 discloses a technique having an emulsion concept. In the patent, water is added. Since water is not mutually soluble with the fatty acid alcohol, it is emulsified and the amine contained in the aliphatic alcohol And then reacted with the acid gas to separate and dissolve the component in water. However, this method can be very complicated, and there is a problem in that it is necessary to devise a method in which the emulsified solution smoothly contacts the gas smoothly in the absorption tower.

또한, 독일의 Dormund 대학의 Agar 등은 국제공개특허 제2008-015217호에서 알카놀아민을 사용하지 않고 알코올기가 없는 알킬아민을 이용하는 새로운 방법을 제시하였다. 알킬아민은 -OH기가 없어서 물에 용해되지 않는다. 국제공개특허 제2008-015217호에서 제시한 방법은 앞서 언급한 방법들과는 반대의 개념으로 산성가스와 반응하기 전에는 알킬아민이 물에 용해되지 않으므로 두 개의 액체상으로 존재하며 산성가스와 반응 후에는 알킬아민에 산성성분이 결합하여 친수성이 되어서 단일상이 되는 방법을 제시하였다. 이러한 방법의 장점으로는 재생온도가 알카놀아민이 약 120℃ 정도 이상의 온도가 필요한 것에 비해 낮은 온도인 100℃ 이하에서도 완전히 재생되어 운전비용을 낮출 수 있다는 점이 특징이나, 앞서 언급한 Hu의 발명처럼 흡수탑의 상부에 주입되기 전에 상이 분리되어 있으므로 균일하게 혼합되기 위한 방법을 필요로 하며 또한 균일하게 분산된 알킬아민이 일정시간 동안 유지될 수 있는 새로운 첨가물 또는 장치가 제안되어야 하나 이에 대한 방법을 제시되지 못하고 있다.In addition, Agar et al. Of Dormund University, Germany, have proposed a new method of using alkylamines without alcoholic groups without using alkanolamines in International Patent Publication No. 2008-015217. The alkylamines do not dissolve in water because they do not have an -OH group. The method disclosed in WO 2008-015217 is contrary to the above-mentioned methods. Since the alkylamine is not dissolved in water before reacting with the acid gas, it is present in two liquid phases. After the reaction with the acid gas, the alkylamine And the acidic components are combined with each other to become hydrophilic and thus become a single phase. Advantages of this method are that the regeneration temperature can be lowered to 100 ° C or less, which is lower than the temperature required for the alkanolamine to be about 120 ° C or more, thereby lowering the running cost. However, Since the phases are separated before being injected into the upper part of the tower, a method for uniformly mixing them is required. Also, a new additive or device capable of maintaining a uniformly dispersed alkylamine for a predetermined time should be proposed. I can not.

본 발명은 연소 배가스나 석유화학 공정가스, 시멘트 공장의 배가스, 제철산업의 고로가스 등과 같은 가스 중에 함유된 CO2, H2S, COS, CS2와 같은 산성성분의 가스를 제거함에 있어서 기존의 알카놀아민을 이용한 흡수액을 재생할 때 소모되는 에너지를 절감하고자 산성가스를 용해한 부분과 용해하지 않은 부분이 흡수공정을 거친 후에 두 개의 상으로 분리되어 산성가스를 함유한 부분만을 재생하므로써 재생에너지를 기존 공정 대비 획기적으로 저감할 수 있는 에너지 절감형 상분리 흡수제 조성물 및 이를 이용한 산성가스 제거방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.The present invention relates to a process for removing an acidic component gas such as CO 2 , H 2 S, COS, and CS 2 contained in a gas such as combustion exhaust gas, petrochemical process gas, flue gas of a cement factory, blast furnace gas of a steel industry, In order to save the energy consumed when regenerating the absorption liquid using alkanolamine, the acid gas-dissolving part and the non-dissolved part are separated into two phases after the absorption process and only the part containing acid gas is regenerated, The present invention provides an energy-saving type phase-separation absorbent composition which can be remarkably reduced compared to a process and an acid gas removing method using the same.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 10 내지 40 중량%의 2-디에틸아미노에탄올(디에틸에탄올아민; DEEA), 10 내지 40 중량%의 알킬아민류 및 20 내지 50 중량%의 물을 포함하는 산성가스 제거용 상분리 흡수제 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention relates to a process for the preparation of a pharmaceutical composition comprising 10 to 40% by weight of 2-diethylaminoethanol (diethylethanolamine; DEEA), 10 to 40% by weight of alkylamines and 20 to 50% A phase separation absorbent composition for acid gas removal is provided.

상기 알킬아민류는 N,N,N',N'-테트라메틸-1,3-프로판디아민, N,N,N',N',N"-펜타메틸디에틸렌트리아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민 및 디메틸사이클로헥실아민으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 조합일 수 있다. The alkyl amines may be selected from the group consisting of N, N, N ', N'-tetramethyl-1,3-propanediamine, N, N, N', N ', N "-pentamethyldiethylenetriamine, Amines, and dimethylcyclohexylamines. ≪ / RTI >

상기 산성가스는 CO2, H2S, COS 및 CS2로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 조합일 수 있다.The acid gas may be any one or a combination of two or more selected from the group consisting of CO 2 , H 2 S, COS, and CS 2 .

또한, 본 발명은 10 내지 40 중량%의 2-디에틸아미노에탄올(디에틸에탄올아민; DEEA), 10 내지 40 중량%의 알킬아민류 및 20 내지 50 중량%의 물을 포함하는 상분리 흡수제를 제조하는 단계; 산성가스를 포함한 가스상 배출물을 상기 상분리 흡수제에 흡수시키는 단계; 및 상기 흡수 후 2개의 상으로 분리된 흡수액에 질소를 처리하여 산성가스를 탈착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 산성가스 제거방법을 제공한다.The present invention also relates to a process for preparing a phase separating absorbent comprising 10 to 40% by weight of 2-diethylaminoethanol (diethylethanolamine; DEEA), 10 to 40% by weight of alkylamines and 20 to 50% step; Absorbing a gaseous effluent containing an acidic gas into the phase separating absorbent; And a step of desorbing the acidic gas by treating nitrogen in the absorption liquid separated into two phases after the absorption.

본 발명에 따르면, DEEA, 알킬아민류 및 물의 혼합에 의해 제조된 액상 흡수제가 산성가스와 반응한 후 산성가스를 많이 함유한 부분과 그렇지 않은 부분의 2개의 부분으로 액체가 상이 분리되며 산성가스를 많이 함유한 하층부의 흡수액만을 재생할 수 있어서 일반 흡수액에 비해 재생 에너지가 현저히 감소될 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, after the liquid absorbent prepared by mixing DEEA, alkyl amines and water reacts with the acid gas, the liquid phase is separated into the two portions of the portion containing the acidic gas and the portion not containing the acidic gas, It is possible to regenerate only the absorption liquid of the lower layer portion contained therein, and thus the regeneration energy can be remarkably reduced as compared with the general absorption liquid.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 산성가스를 흡수한 상분리된 흡수액을 나타낸 것이고,
도 2는 도 1의 상분리된 흡수액을 80℃에서 질소를 이용하여 흡수된 CO2를 탈착하여 단일상으로 변화된 상태를 나타낸 것이다.
1 is a view showing a phase-separated absorption liquid absorbing an acidic gas according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 shows a state where the phase-separated absorption liquid of FIG. 1 is desorbed by absorption of CO 2 at 80 ° C. using nitrogen and changed into a single phase.

이하, 본 발명을 하기에서 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명은 산성가스 제거용 흡수제를 제조함에 있어서 특정한 활성화제와 알킬아민류를 혼합하여 산성가스를 흡수한 후 상분리가 잘될 수 있도록 하거나 물에 잘 용해되지 않는 알킬아민류와 특정한 활성화제를 첨가하여 물과 혼합하므로 물에 용해되지 않는 알킬아민류가 물에 잘 용해되며 산성가스와 반응 후에는 산성가스 흡수 부분과 흡수되지 않는 부분으로 구분되어 산성가스가 흡수된 부분만 재생하므로써 에너지 소모를 줄일 수 있는 산성가스 제거용 상분리 흡수제, 이를 이용한 산성가스 제거공정에 관한 것이다.The present invention relates to an absorbent for removing an acidic gas, which comprises mixing a specific activating agent and an alkylamine to absorb an acidic gas and then phase-separating the absorbed acid gas, or adding an alkylamine and a specific activating agent, The alkylamines which are not soluble in water dissolve in water because they are mixed, and after acid gas reaction, they are divided into acid gas absorbing part and non absorbing part so that only acid gas absorbing part is regenerated. Thus, acid gas And an acid gas removing process using the same.

보다 상세하게는 상분리를 쉽게 할 수 있는 특정 화합물로서는 2-디에틸아미노에탄올(디에틸에탄올아민; DEEA)이며, 이를 물과 혼합한 후 알킬아민류를 혼합하여 상분리 흡수제를 제조하며, 상기 상분리 흡수제를 산성가스와 반응시키면 흡수액이 2개의 상으로 상분리가 일어난다.More specifically, as a specific compound which can facilitate phase separation, 2-diethylaminoethanol (diethylethanolamine; DEEA) is mixed with water, alkyl amines are mixed to prepare a phase separating absorbent, When reacted with an acid gas, the absorption liquid is phase separated into two phases.

이때 사용되는 알킬아민류는 모든 종류의 알킬아민류가 사용가능하지만, 일부 알킬아민류는 산성가스와 반응한 후 고체염을 형성하여 재생이 되지 않은 종류도 있다. 그러나 이러한 종류의 알킬아민류는 혼합비를 1몰 이하로 제한하는 경우 이러한 현상은 피할 수 있다.The alkylamines used herein may be all kinds of alkylamines, but some alkylamines are not regenerated because they react with acid gases and form solid salts. However, this kind of alkylamines can be avoided if the mixing ratio is limited to 1 mole or less.

DEEA와 혼합하여 상분리가 잘 형성되는 대표적인 알킬아민류는 N,N,N',N'-테트라메틸-1,3-프로판디아민, 디메틸사이클로헥실아민, N,N,N',N',N"-펜타메틸디에틸렌트리아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민 등을 사용할 수 있으며 특히 단독으로 물에 용해하지 않는 트리에틸아민, 트리프로필아민, 디메틸사이클로헥실아민 등은 DEEA와 혼합할 때 물에 잘 용해되어 산성가스와 접촉하기 전에는 단일 액상 즉 수용성 흡수제로서 존재하며 산성가스를 흡수한 후는 산성가스가 농축된 부분과 농축되지 않은 부분으로 두 개의 액상으로 분리된다.Representative alkylamines which are well-phase-separated by mixing with DEEA are N, N, N ', N'-tetramethyl-1,3-propanediamine, dimethylcyclohexylamine, N, N, N' Triethylamine, tripropylamine, and the like. Particularly, triethylamine, tripropylamine, dimethylcyclohexylamine and the like which are not solely dissolved in water can be mixed with DEEA Before being dissolved and contacting with acid gas, it exists as a single liquid phase, that is, as a water-soluble absorbent, and after absorbing the acid gas, it is separated into two liquid phases as concentrated and unconcentrated portions of the acid gas.

알킬아민류는 N,N,N',N'- 테트라메틸-1,3-프로판디아민과 N,N,N',N',N"- 펜타메틸디에틸렌트리아민은 단독으로 물에 용해되는 알킬아민류이기는 하나 앞서 설명한 바와 같이 N,N,N',N',N"- 펜타메틸디에틸렌트리아민은 상분리 흡수가 되기 위해서는 물의 양이 매우 적은 경우 효과가 있으며 또한 상분리 현상을 촉진하기 위해서 산 종류를 첨가하여 pH를 조절하는 과정이 필요한 반면 본 발명에서는 DEEA/물에 알킬아민류를 첨가하는 경우로 쉽게 상분리 현상이 구현된다.Alkylamines include N, N, N ', N'-tetramethyl-1,3-propanediamine and N, N, N', N ', N "-pentamethyldiethylenetriamine, As described above, N, N, N ', N', N '' - pentamethyldiethylenetriamine is effective in the case of a very small amount of water in order to achieve phase separation. In order to promote phase separation, To adjust the pH. However, in the present invention, the addition of alkyl amines to DEEA / water facilitates the phase separation phenomenon.

본 발명에서 물의 양은 50 중량% 이하로 제한하여야 하며 이를 초과할 시에는 상분리 현상이 일어나지 않는 경우도 발생한다. 그리고 DEEA의 첨가는 10 내지 40 중량%, 그 이외는 알킬아민류로 형성된다. 이때, DEEA의 함량이 10 중량% 미만이거나 40 중량%를 초과하는 경우에는 상분리 현상이 나타나지 않을 수 있다.In the present invention, the amount of water should be limited to 50% by weight or less, and if it exceeds this amount, phase separation may not occur. And the addition of DEEA is 10 to 40% by weight, and the other is formed of alkylamines. At this time, when the content of DEEA is less than 10% by weight or exceeds 40% by weight, phase separation may not occur.

본 발명과 같이 산성가스 흡수제로서 DEEA를 사용하는 경우 함량 비율이 적합하면 대부분의 알킬아민류가 물에 혼합되며, 또한 상분리 흡수제의 활성화제 역할을 충실하게 수행할 수 있다. 또한, 기존의 알카놀아민류는 물의 양이 많아서 재생 에너지가 많이 소모되는 단점이 있는데, 본 발명에서는 이러한 문제점을 개선하기 위해서 산성가스를 흡수한 부분만 재생하게 되므로 전체적으로 재생해야 되는 흡수제의 부분이 줄어들고 또한 물의 사용량도 적기 때문에 재생 에너지를 크게 절감시킬 수 있다.
When DEEA is used as an acid gas absorbent as in the present invention, most of the alkyl amines are mixed with water and can act as an activator of the phase separating absorbent if the content ratio is appropriate. In the present invention, in order to solve such a problem, only the portion absorbing the acid gas is regenerated, so that the portion of the absorbent to be regenerated as a whole is reduced Also, since the amount of water used is small, renewable energy can be greatly reduced.

이하, 하기 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 다만, 이러한 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited by these examples.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

DEEA, 물, N,N,N',N'-테트라메틸-1,3-프로판디아민을 각각 18 중량%, 42 중량% 및 40 중량%로 혼합하여 액상 흡수제를 제조하였다. CO2 농도를 20%로 함유한 혼합기체를 40℃에서 상기 준비된 흡수제 조성물에 흡수시켰다.DEEA, water and N, N, N ', N'-tetramethyl-1,3-propanediamine were mixed at 18 wt%, 42 wt% and 40 wt%, respectively. A mixed gas containing a CO 2 concentration of 20% was absorbed into the prepared absorbent composition at 40 캜.

그 결과, 단일상이던 액상 흡수제는 CO2를 흡수하면서 상이 분리되어 2개의 액상으로 변화하였다. 그리고 흡수가 끝난 후 2개의 상으로 분리된 흡수액을 80℃에서 질소를 이용하여 흡수된 CO2를 탈착한 결과 다시 단일상으로 변화되었다.As a result, the single phase liquid sorbent was separated into two liquid phases while absorbing CO 2 . After the absorption, the absorption liquid separated into two phases was changed to single phase by desorbing CO 2 absorbed by nitrogen at 80 ° C.

흡수가 완료된 두 개의 상으로 존재할 때 상층부의 액상에 용해된 CO2를 측정한 결과 0.066몰 CO2/Liter, 하층부의 CO2 농도는 3.425몰 CO2/Liter로 나타났다.The dissolved CO 2 concentration in the upper layer was 0.066 mol CO 2 / Liter and the lower CO 2 concentration was 3.425 mol CO 2 / Liter.

도 1에 산성가스를 흡수한 후 상분리된 흡수액을 나타내었으며 도 2는 80℃에서 재생한 후 흡수액이 다시 단일상으로 변화된 상태를 나타내고 있다.
FIG. 1 shows an absorption liquid phase-separated after absorbing an acidic gas. FIG. 2 shows a state in which the absorption liquid is further changed into a single phase after regeneration at 80.degree.

<실시예 2>&Lt; Example 2 >

DEEA, 물, N,N,N',N'-테트라메틸-1,3-프로판디아민을 각각 20 중량%, 45 중량% 및 35 중량%로 혼합하여 액상 흡수제를 제조하였다. CO2 농도를 20%로 함유한 혼합기체를 40℃에서 상기 준비된 흡수제 조성물에 흡수시켰다.DEEA, water, N, N, N ', N'-tetramethyl-1,3-propanediamine were mixed at 20 wt%, 45 wt% and 35 wt%, respectively. A mixed gas containing a CO 2 concentration of 20% was absorbed into the prepared absorbent composition at 40 캜.

그 결과, 단일상이던 액상흡수제는 CO2를 흡수하면서 상이 분리되어 2개의 액상으로 변화하였다. 그리고 흡수가 끝난 후 2개의 상으로 분리된 흡수액을 80℃에서 질소를 이용하여 흡수된 CO2를 탈착한 결과 다시 단일상으로 변화되었다.As a result, the single phase liquid sorbent was separated into two liquid phases while absorbing CO 2 . After the absorption, the absorption liquid separated into two phases was changed to single phase by desorbing CO 2 absorbed by nitrogen at 80 ° C.

흡수가 완료된 두 개의 상으로 존재할 때 상층부의 액상에 용해된 CO2를 측정한 결과 0.086몰 CO2/Liter, 하층부의 CO2 농도는 3.76몰 CO2/Liter로 나타났다.
When the two phases were completely adsorbed, the CO 2 dissolved in the liquid phase of the upper layer was measured to be 0.086 mol CO 2 / Liter and the CO 2 concentration in the lower layer was found to be 3.76 mol CO 2 / Liter.

<비교예 1>&Lt; Comparative Example 1 &

DEEA, 물, N,N,N',N'-테트라메틸-1,3-프로판디아민을 각각 15 중량%, 51 중량% 및 34 중량%로 혼합하여 액상 흡수제를 제조하였다. CO2 농도를 20%로 함유한 혼합기체를 40℃에서 상기 준비된 흡수제 조성물에 흡수시켰다.DEEA, water, N, N, N ', N'-tetramethyl-1,3-propanediamine were mixed at 15 wt%, 51 wt% and 34 wt%, respectively. A mixed gas containing a CO 2 concentration of 20% was absorbed into the prepared absorbent composition at 40 캜.

그 결과, 흡수 과정에서 거품이 많이 발생하였으며 흡수 완료 후 상이 분리되지 않고 단일상 형태를 유지하였다
As a result, a lot of bubbles were generated during the absorption process, and the phase did not separate after the absorption,

<실시예 3>&Lt; Example 3 >

DEEA, 물, N,N,N',N',N''-펜타메틸디에틸렌트리아민을 각각 27 중량%, 40 중량% 및 33 중량%로 혼합하여 액상 흡수제를 제조하였다. CO2 농도를 20%로 함유한 혼합기체를 40℃에서 상기 준비된 흡수제 조성물에 흡수시켰다.DEEA, water, N, N, N ', N', N '' - pentamethyldiethylenetriamine were mixed at 27 wt%, 40 wt% and 33 wt%, respectively. A mixed gas containing a CO 2 concentration of 20% was absorbed into the prepared absorbent composition at 40 캜.

그 결과, 단일상이던 액상 흡수제는 CO2를 흡수하면서 상이 분리되어 2개의 액상으로 변화하였다. 그리고 흡수가 끝난 후 2개의 상으로 분리된 흡수액을 80℃에서 질소를 이용하여 흡수된 CO2를 탈착한 결과 다시 단일상으로 변화되었다.As a result, the single phase liquid sorbent was separated into two liquid phases while absorbing CO 2 . After the absorption, the absorption liquid separated into two phases was changed to single phase by desorbing CO 2 absorbed by nitrogen at 80 ° C.

흡수가 완료된 두 개의 상으로 존재할 때 상층부의 액상에 용해된 CO2를 측정한 결과 0.0597몰 CO2/Liter, 하층부의 CO2 농도는 2.719몰 CO2/Liter로 나타났다.
As a result of measuring the CO 2 dissolved in the upper liquid phase in the presence of two phases is complete absorption 0.0597 mol CO 2 / Liter, CO 2 concentration of the lower layer is found to be 2.719 mol CO 2 / Liter.

<실시예 4><Example 4>

DEEA, 물, N,N,N',N',N''-펜타메틸디에틸렌트리아민을 각각 15 중량%, 40 중량% 및 45 중량%로 혼합하여 액상 흡수제를 제조하였다. CO2 농도를 20%로 함유한 혼합기체를 40℃에서 상기 준비된 흡수제 조성물에 흡수시켰다.DEEA, water, N, N, N ', N', N '' - pentamethyldiethylenetriamine were mixed at 15 wt%, 40 wt% and 45 wt%, respectively. A mixed gas containing a CO 2 concentration of 20% was absorbed into the prepared absorbent composition at 40 캜.

그 결과, 단일상이던 액상흡수제는 CO2를 흡수하면서 상이 분리되어 2개의 액상으로 변화하였다. 그리고 흡수가 끝난 후 2개의 상으로 분리된 흡수액을 80℃에서 질소를 이용하여 흡수된 CO2를 탈착한 결과 다시 단일상으로 변화되었다.As a result, the single phase liquid sorbent was separated into two liquid phases while absorbing CO 2 . After the absorption, the absorption liquid separated into two phases was changed to single phase by desorbing CO 2 absorbed by nitrogen at 80 ° C.

흡수가 완료된 두 개의 상으로 존재할 때 상층부의 액상에 용해된 CO2를 측정한 결과 0.156몰 CO2/Liter, 하층부의 CO2 농도는 2.01몰 CO2/Liter로 나타났다.
The CO 2 concentration in the upper liquid phase was 0.156 mol CO 2 / Liter and the lower CO 2 concentration was 2.01 mol CO 2 / Liter.

<실시예 5>&Lt; Example 5 >

DEEA, 물, 트리에틸아민을 각각 20 중량%, 40 중량% 및 40 중량% 로 혼합하여 액상 흡수제를 제조하였다. CO2 농도를 20%로 함유한 혼합기체를 40℃에서 상기 준비된 흡수제 조성물에 흡수시켰다.DEEA, water and triethylamine were mixed at 20 wt%, 40 wt% and 40 wt%, respectively, to prepare a liquid absorbent. A mixed gas containing a CO 2 concentration of 20% was absorbed into the prepared absorbent composition at 40 캜.

그 결과, 단일상이던 액상 흡수제는 CO2를 흡수하면서 상이 분리되어 2개의 액상으로 변화하였다. 그리고 흡수가 끝난 후 2개의 상으로 분리된 흡수액을 80℃에서 질소를 이용하여 흡수된 CO2를 탈착한 결과 다시 단일상으로 변화되었다.As a result, the single phase liquid sorbent was separated into two liquid phases while absorbing CO 2 . After the absorption, the absorption liquid separated into two phases was changed to single phase by desorbing CO 2 absorbed by nitrogen at 80 ° C.

흡수가 완료된 두 개의 상으로 존재할 때 상층부의 액상에 용해된 CO2를 측정한 결과 0.176몰 CO2/Liter, 하층부의 CO2 농도는 3.275몰 CO2/Liter로 나타났다.
The dissolved CO 2 concentration in the liquid phase of the upper layer was 0.176 mol CO 2 / Liter and the lower CO 2 concentration was 3.275 mol CO 2 / Liter.

<실시예 6>&Lt; Example 6 >

DEEA, 물, 디메틸사이클로헥실아민을 각각 30 중량%, 40 중량% 및 30 중량%로 혼합하여 액상 흡수제를 제조하였다. CO2 농도를 20%로 함유한 혼합기체를 40℃에서 상기 준비된 흡수제 조성물에 흡수시켰다.DEEA, water, and dimethylcyclohexylamine were mixed at 30 wt%, 40 wt%, and 30 wt%, respectively, to prepare a liquid absorbent. A mixed gas containing a CO 2 concentration of 20% was absorbed into the prepared absorbent composition at 40 캜.

그 결과, 단일상이던 액상 흡수제는 CO2를 흡수하면서 상이 분리되어 2개의 액상으로 변화하였다. 그리고 흡수가 끝난 후 2개의 상으로 분리된 흡수액을 80℃에서 질소를 이용하여 흡수된 CO2를 탈착한 결과 다시 단일상으로 변화되었다.As a result, the single phase liquid sorbent was separated into two liquid phases while absorbing CO 2 . After the absorption, the absorption liquid separated into two phases was changed to single phase by desorbing CO 2 absorbed by nitrogen at 80 ° C.

흡수가 완료된 두 개의 상으로 존재할 때 상층부의 액상에 용해된 CO2를 측정한 결과 0.198몰 CO2/Liter, 하층부의 CO2 농도는 3.075몰 CO2/Liter로 나타났다.
As a result of measuring the CO 2 dissolved in the upper liquid phase in the presence of two phases is complete absorption 0.198 mol CO 2 / Liter, CO 2 concentration of the lower layer is found to be 3.075 mol CO 2 / Liter.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, those skilled in the art will appreciate that such specific embodiments are merely preferred embodiments and that the scope of the present invention is not limited thereby. something to do. It is therefore intended that the scope of the invention be defined by the claims appended hereto and their equivalents.

Claims (4)

10 내지 40 중량%의 2-디에틸아미노에탄올(디에틸에탄올아민; DEEA), 10 내지 40 중량%의 N,N,N',N'-테트라메틸-1,3-프로판디아민 및 40 내지 50 중량%의 물을 포함하는 산성가스 제거용 상분리 흡수제 조성물.10 to 40% by weight of 2-diethylaminoethanol (diethylethanolamine; DEEA), 10 to 40% by weight of N, N, N ', N'-tetramethyl- % By weight of water. 삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 산성가스는 CO2, H2S, COS 및 CS2로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 조합인 것을 특징으로 하는 산성가스 제거용 상분리 흡수제 조성물.The composition according to claim 1, wherein the acid gas is any one or a combination of two or more selected from the group consisting of CO 2 , H 2 S, COS, and CS 2 . 10 내지 40 중량%의 2-디에틸아미노에탄올(디에틸에탄올아민; DEEA), 10 내지 40 중량%의 N,N,N',N'-테트라메틸-1,3-프로판디아민 및 40 내지 50 중량%의 물을 포함하는 상분리 흡수제를 제조하는 단계;
산성가스를 포함한 가스상 배출물을 상기 상분리 흡수제에 흡수시키는 단계; 및
상기 흡수 후 2개의 상으로 분리된 흡수액에 질소를 처리하여 산성가스를 탈착시키는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 산성가스 제거방법.
10 to 40% by weight of 2-diethylaminoethanol (diethylethanolamine; DEEA), 10 to 40% by weight of N, N, N ', N'-tetramethyl- Preparing a phase separating absorbent comprising water in weight percent;
Absorbing a gaseous effluent containing an acidic gas into the phase separating absorbent; And
Treating the absorption liquid separated into two phases after the absorption to desorb the acid gas
And removing the acidic gas.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060104877A1 (en) * 2004-11-12 2006-05-18 Renaud Cadours Method of deacidizing a gas with a fractional regeneration absorbent solution
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080025893A1 (en) 2004-03-09 2008-01-31 Basf Aktiengesellschaft Method For The Removal Of Carbon Dioxide From Gas Flows With Low Carbon Dioxide Partial Pressures
US20060104877A1 (en) * 2004-11-12 2006-05-18 Renaud Cadours Method of deacidizing a gas with a fractional regeneration absorbent solution
US8075673B2 (en) 2005-10-20 2011-12-13 Basf Se Absorption medium and method for removing carbon dioxide from gas streams
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