KR950007912B1 - 산성 기체 흡수제 조성물 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

산성 기체 흡수제 조성물
본 발명은 신규의 산성 기체 흠수제 조성물에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 혼합 기체로부터 이산화탄소 및 황화수소와 같은 산성기체를 흡수하여 분리해내기 위한 우수한 산성 기체 흡수제 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 산성 기체 흡수제 조성물은 천연가스, 합성기체 및 코크스 오븐 기체에 함유된 산성기체의 분리에 특히 유용하다.
천연가스 및 혼합 기체로부터 이산화탄소 및 황화수소와 같은 산성기체를 제거하기 위한 산성 기체 흡수제로서 유기 용매 또는 그 유기용매의 수용액을 사용하는 것은 당 기술에서 공지이다. 그 예로, 문헌[A.L.Kohl 및 F.C.Riesenfeld저, “Gas Purification”, 3rd Ed. (1979)]에는 여러가지 산성 기체 흡수제가 언급되어 있다.
일반적으로. 기체 흡수제는 흡수 메카니즘에 의해 화학적 홉수제(화학반응에 의해 흡수가 일어남) 및 물리적 흡수제(물리적 결합에 의해 흡수가 일어남)로 나뉘어진다. 화학적 홉수제로서, 에탄올아민과 같은 알칸올아민의 수용액 및 뜨거운 탄산 칼륨 용액이 값싸게 사용된다.
천연가스 및 합성기체와 같은 혼합기체로부터 이산화탄소 및 황화수소와 같은 산성기체를 제거하는데 이용 가능한 모든 물리적 흡수제 중, 폴리에틸렌글리콜 올리고머의 에테르가 가장 광범위하게 사용된다.
그 예로서, 일본국 특허공보 제23,782(1973)호, 미합중국 특허 제3,737.392호 및 제4,581, 154호에는, 혼합기체로부터 산성기체를 제거하기 위한 흡수제로서 에틸렌글리콜 올리고머(2량체∼8량체)의 디메틸 에테르를 사용하는 것이 개시되어 있다.
일본국 특허공보 제45,034(1984)호에는 혼합기체로부터 이산화탄소 및/또는 황화수소와 같은 산성기체를 제거하기 위한 흡수제로서 n이 2∼8의 정수인 하기 일반식으로 표시되는 폴리에틸렌글리콜의 메틸 이소프로필에테르를 사용하는 것이 개시되어 있다.
[화학식 1]
Figure kpo00001
일본국 특허공개 제98,383(1974)호에는 천연가스로부터 이산화탄소 및/또는 황화수소와 같은 산성기체를 제거하기 위한 흡수제로서 하기 일반식의 알킬폴리에틸렌글리콜 t-부틸에테르를 사용하는 것이 개시되어 있다.
[화학식 2]
Figure kpo00002
식중, R은 탄소수 1∼4의 직쇄 또는 측쇄형 알킬기이고, n은 2∼10, 바람직하게는 2∼5의 정수이다.
미합중국 특허 제2,139,375호에는 혼합 기체로부터 황-함유 산성기체를 제거하기 위한 흡수제로서 다가의 알코올 또는 다가 알코올 올리고머의 에테르 또는 에스테르 또는 에테르-에스테르 혼합물을 사용하는 것이 개시되어 있다. 상기 미합중국 특허에는, 거기에 응용 가능한 홉수제의 예로서, 여러가지 다른물질중 디에틸렌글리콜 및 디프로필렌글리콜의 디프로필에테르가 언급되어 있다. 상기 미합중국 특허 명세서에는, 산성기체를 흡수하는 흡수제의 성능은 산소원자에 결합된 알킬기의 크기가 감소됨에 따라 증가하며, 메틸에테르가 가장 높은 산성기체 흡수능력을 나타낸다는 사실이 언급되어 있다. 거기에는 디프로필에테르의 우월성에 관해서는 전혀 언급되어 있지 않다.
미합중국 특허 제3,877,893호에는 혼합기체로부터 이산화탄소를 함유하는 불순물을 제거하기 위한 흡수제로서 1∼8개의 탄소원자 및 3∼8개의 에틸텐단위를 갖는 폴리에틸렌글리콜 디알킬에테르를 사용하는 것이 개시되어 있다. 상기 명세서에는, 모든 개시된 특정 흡수제중 폴리에틸렌글리콜 디메틸에테르가 가장 좋은 것으로 지목되고 있다. 상기 미합중국 특허에는 디이소프로필에테르의 우월성에 관하여 전혀 언급된 바가 없다.
미합중국 특허 제4,044,100호에는 디이소프로판올아민과 폴리에틸렌글리콜 디알킬에테르의 혼합물을 사용하는 것이 개시되어 있다. 마찬가지로 상기 미합중국 특허 명세서에도, 디메틸에테르가 다른 에테르보다 우수하다는 현상이 언급되어 있다.
또한, 미합중국 특허 제4,741,745호에는 산성기체 제거용 흡수제로서 폴리에틸렌글리콜 디이소프로필에테르를 사용하는 것이 개시되어 있다.
미합중국 특허 제2,926,751호에는 혼합 기체로부터 이산화탄소와 같은 산성기체를 제거하기 위한 산성기체 흡수제로서 프로필렌 카르보네이트를 사용하는 것이 개시되어 있다.
알칸올 아민의 수용액을 사용하는 화학적 흡수제는 이산화탄소 및/또는 황화수소와 같은 산성기체를 흡수하는 능력이 제한되어 있고, 따라서 높은 부분 압력의 이산화탄소를 함유하는 혼합 기체의 처리에는 불리하다는 것이 판명되었다. 이산화탄소 기체를 흡수한 알칸올아민의 수용액은 재생 컬럼에서 이산화탄소 기체를 방출하게된다음, 이산화탄소 기체 흡수 컬럼으로 재사용하기 위해 되돌려진다. 상기 재생을 위해서는 수용액을 가열해야 한다. 따라서, 수용액에 흡수된 이산화탄소 기체의 양이 많을 경우에는 재생에 요구되는 열량이 매우 크다. 흡수제에 의한 장치의 부식 가능성도 문제를 야기시킨다.
물리적 흡수제는 그 이산화탄소 기체의 횹수능이 처리되는 혼합기체내 이산화탄소의 부분압력에 비례한다. 높은 이산화탄소기체 부분 압력을 지닌 흔합 기체로부터 이산화탄소 기체를 흡수시켜 분리함에 있어서는, 이산화탄소 기체를 흡수하는 물리적 흡수제의 성능이 화학적 흡수제의 성능에 비해 크다. 또한 재생 단계에서, 물리적 흡수제는 공기 또는 기타 비활성 기체의 분산압력의 도움으로 흡수된 이산화탄소를 쉽게 제거할 수 있다. 따라서, 화학적 흡수제의 에너지 소비의 측면에서도 물리적 흡수제가 유리하다.
그러나 당 기술에 이제까지 개시된 폴리에틸렌글리콜의 디메틸에테르 및 프로필렌카르보네이트와 같은 물리적 흡수제는 이산화탄소 기체의 흡수능력이 완전히 만족스럽지는 못한 것으로 여겨진다. 이산화탄소 기체의 흡수능력이 훨씬 클 물리적 흡수제가 개발된다면, 장치를 간결하게 하고 에너지의 소비를 감소시킴으로써 경제적으로 현저한 공헌을 하게 될 것이다.
혼합 기체로부터 이산화탄소 및 황화수소와 같은 산성기체를 제거하기 위한 공지의 산성기체 흡수제의 예로서, 폴리에틸렌 글리콜의 디메틸에테르, 폴리에틸렌글리콜의 메틸이소프로필에테르 및 알킬폴리에틸렌글리콜 t-부틸에테르를 언급할 수 있다. 그러나, 상기 공지의 산성 기체 흡수제는 산성기체의 흡수 능력이 완전히 만족스러운 것은 아니다.
본 발명자들의 이제까지 개발된 발명에 의해 숙고된 모든 폴리에틸렌 글리콜 디이소프로필 에테르중, 디에틸렌글리콜 디이소프로필 에테르가 산성기체 흡수 능력에서 우수하다. 상기 특정 화합물은 비교적 높은 증기압을 가지므로, 상기 화합물을 사용하는 흡수 조작은 작업도중 흡수제의 손실을 막기 위해 충분히 낮은 온도에서 수행되어야 한다.
따라서 본 발명의 목적은 신규의 산성 기체 흡수제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 통상적인 물리적 흡수제에 비해 산성 기체 흡수 능력이 크고, 충분히 낮은 증기압을 가지며, 산성기체 홉수를 위해 유리하게 작용하는 신규의 물리적 홉수제를 제공하는 것이다.
상기 목적은 하기 일반식(I)로 표시되는 디에틸렌글리콜 디알킬에테르 및 하기 일반식(II)로 표시되는 폴리에틸렌글리콜 디알킬에테르로 이루어지는 산성기체 흡수제 조성물에 의해 성취된다.
R1O (C2H4O)2R2
R3O (C2H4O)nR4
식중, R1, R2, R3및 R4는 독립적으로 탄소수 1∼4의 알킬기이고, n은 3∼8의 정수이다.
보다 상세하게는, 근면한 연구의 결과, 본 발명자들은 디에틸렌글리콜 디알킬에테르에 폴리에틸렌글리콜 디알킬에테르를 첨가하면, 에테르의 증기압이 라울의 법칙에 준하여 계산한 증기압의 감소분보다 더 크게 감소되며, 완전히 만족스러운 산성기체 흡수 능력을 유지시킬 수 있는 조성물을 생성한다는 현상을 발견하였다. 본 발명은 상기 지식에 의거하여 완성되었다.
본 발명에 의해 제공되는 산성기체 흡수제 조성물은, 하기 일반식(I)로 표시되는 디에틸렌글리콜 디알킬에테르 및 하기 밀반식 (II)로 표시되는 폴리에틸렌글리콜 디알킬에테르의 혼합물이다.
[화학식 3]
R1O (C2H4O)2R2
[화학식 4]
R3O (C2H4O)nR4
식중, R1, R2, R3및 R4는 독립적으로 탄소수 1∼4, 더욱 바람직하게는 탄소수 1-3, 가장 바람직하게는 탄소수 3의 알킬기이고, n은 3∼8의 정수이다. 단, 일반식 (II)가 혼합물을 나타내는 경우, 혼합물의 평균 분자량은 135∼400, 바람직하게는 190∼300이다.
본 발명에 사용되는 디에틸렌글리콜 디알킬에테츠의 특정예로서, 디에틸렌글리콜 디에틸에테르, 디에틸렌글리콜 메틸에틸에테르, 더에틸렌글리콜 메틸이소프로필에테르. 디에틸렌글리콜 메틸-t-부틸에테르, 디에틸렌글리콜 디에틸에테르, 디에틸렌글리콜 에틸이소프로필 에테르, 디에틸렌글리콜 에틸-t-부틸에테르, 디에틸렌글리콜 디이소프로실 에테르, 디에틸렌글리콜 이소프로필-t-부틸에테르, 디에틸렌글리콜 디-t-부틸에테르 및 그들의 혼합물을 언급할 수 있다.
본 발명에 사용되는 폴리에틸렌글리콜 디알킬에테르의 특정예로서, 트리에틸렌글리콜 디메틸에테르, 트리에틸렌글리콜 메틸에틸에테르, 트리에틸렌글리콜 메틸이소프로필 에테르, 트리에틸렌글리콜 메틸-t-부틸에테르, 트리에틸렌글리콜 디에틸에테르, 트리에틸렌글리콜 에틸이소프로필에테르, 트리에틸렌글리콜 에틸-t-부틸에테르, 트리에틸렌글리콜 디이소프로필에테르, 트리에틸렌글리콜 이소프로필-t-부틸에테르, 트리에틸렌글리콜 디-t-부틸에테르, 테트라에틸렌글리콜 디메틸에테르, 테트라에틸렌글리콜 메틸에틸에테르, 테트라에틸렌글리콜 메틸이소프로필 에테르, 테트라에틸렌글리콜 메틸-t-부틸에테르, 테트라에틸렌글리콜 디에틸에테르, 테트라에틸렌글리콜 아틸이소프로필에테르, 테트라에틸렌글리콜 에틸-t-부틸에테르, 테트라에틸렌글리콜 디이소프로필에테르, 테트라에틸렌글리콜 이소프로필-t-부틸에테르, 테트라에틸렌글리콜 디-t-부틸에테르, 및 거기에 3∼8몰의 산화 에틸렌이 부가된 혼합물, 즉 폴리에틸렌글리콜의 디메틸에테르, 메틸에틸에테르, 메틸이소프로필에테르, 메틸-t-부틸에테르, 디에틸에테르, 에틸이소프로필에테르, 에틸-t-부틸에테르, 디이소프로필에테르, 이소프로필-t-부틸에테르 및 디-t-부틸에테르 각각을 들 수 있다.
전형적으로 본 발명의 디에틸렌글리콜 디알킬에테르 및 폴리에틸렌글리콜 디알킬에테르는, 예를들면, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜 또는 테트라에틸렌글리콜과 같은 글리콜을 알킬 할라이드, 알칼리 금속 수산화물 또는 알칼리 금속과 50∼150℃의 온도에서 반응시킴을 특징으로 하는 방법, 또는 프로필렌 또는 이소부텐과 같은 올레핀을 산촉매의 존재하에 폴리에틸렌글리콜과 반응시킴을 특징으로 하는 방법에 의해 제조된다. 서로 다른 말단 알킬기를 갖는 디에틸렌글리콜 디알킬에테르 및 폴리에틸렌글리콜 디알킬에테르는 알코올을 50∼200℃의 온도에서 5∼50kg/㎠G의 압력하에 산화 에틸렌과 반응시켜 디에틸렌글리콜 모노알킬에테르 및 폴리에틸렌글리콜 모노알킬에테르를 형성시키고, 이어서 모노알킬에테르를 알킬할라이드, 알칼리금속 수산화물 또는 알칼리 금속과 50∼150℃의 온도에서 반응시킴을 특징으로 하는 방법, 또는 프로필렌 또는 이소부텐과 같은 올레핀을 산촉매의 존재하에 디에틸렌글리콜 모노알킬에테르 또는 폴리에틸렌글리콜모노알킬에테르와 반응시킴을 특징으로 하는 방법에 의해 제조된다.
디에틸렌글리콜 디알킬에테르 및 폴리에틸렌글리콜 디알킬에테르를 제조하기 위한 출발물질인 글리콜의 예로서, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜 및 그의 혼합물을 들 수 있다.
본 발명의 디에틸렌글리콜 디알킬에테르 및 폴리에틸렌글리콜 디알킬에테르를 제조하기 위한 출발물질인 디에틸렌글리콜 및 폴리에틸렌글리콜의 모노알킬에테르의 예로서, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜 및 테트라에틸렌글리콜 각각의 모노메틸, 모노에틸, 모노프로필 및 모노부틸에테르을 언급할 수 있다.
본 발명에서 에테르화제인 알킬할라이드의 전형적인 예로서, 메틸클로라이드, 에틸클로라이드, 프로필클로라이드, 부틸클로라이드, 메틸브로마이드 및 에틸브로마이드를 들 수 있다.
본 발명에서 에테르화 반응에 사용되는 올레핀의 예로서, 프로필렌 및 이소부텐을 언급할 수 있다.
상기 조성물이 산성 기체 흡수제로서 유리하게 사용되기 위해서, 고압에서 높은 이산화탄소 흡수 능력,저압 및 고압에서 흡수량의 현격한 차이, 특히 저온에서 충분히 낮은 점도, 가수분해에 견딜 수 있는 안정성, 및 낮은 증기압으로 인한 홉수제 손실의 방지 등은 중요한 요인이며 고려해야할 필요가 있다. 이들 요인의 측면에서 특히 바람직한 것으로 판명된 흡수제 조성물의 예로서, 디에틸렌글리콜 디이소프로필에테르 및 테트라에틸렌글리콜 디이소프로필에테르로 이루어지는 조성물, 및 디에틸렌글리콜 디이소프로필에테르 및 폴리에틸렌글리콜 디이소프로필에테르, 즉 평균 분자량이 135~400인 3~8몰의 산화 에틸렌이 부가된 혼합물로 이루어지는 조성물을 들 수 있다.
본 발명의 흡수제 조성물은 특히 폴리에틸렌글리콜 디알킬에테르에 대한 디에틸렌글리콜 디알킬에테르의 몰비가 95 : 5∼60 : 40, 바람직하게는 85 : 15-65 : 35인 경우에는, 통상적인 흡수제에 비해 그 자체로서 충분한 흡수능력, 낮은 증기압 및 넓은 작동 온도 범위를 갖는 산성기체 흡수제를 구성한다.
조성물에 배합되는 폴리에틸렌글리콜 디알킬에테르의 양이 40몰%를 초과할 경우, 조성물은 훨씬 낮은 증기압을 가지나 산성가스 흡수능력이 내려가기 때문에 곤란하다. 따라서 조성물은 통상적인 물리적 흡수제에 비해 그다지 유리하지도 않다.
본 발명이 특별히 유용하게 사용될 수 있는 공정의 예로서 합성 기체로부터 이산화탄소를 제거하는 것을 들 수 있다. 전형적으로 상기 공정은 합성기체를 약 27기압압력하에 작동되는 이산화탄소 흡수 컬럼에서 흡수제와 접속시킴으로써 수행된다. 흡수제에 홉수되어 혼합기체로부터 분리된 이산화탄소는 흡수 컬럼내에서 아래쪽으로 흘러간다. 이산화탄소 기체를 흡수한 흡수제는 흡수 컬럼의 바닥을 통해 앞쪽으로 나와 5-10기압의 압력하에 작동되고 있는 플래쉬 드럼(flash drum)으로 들어간다. 플래쉬 드럼에서 대부분의 수소, 메탄 및 비활성 기체가 흉수제로부터 분리된다. 분리된 기체를 계속적으로 압축한 다음 흡수 컬럼으로 재순환 시키거나 다른 목적으로 사용한다. 이 단계에서 이산화탄소는 실질적으로 전량이 흡수제에 남아 있으므로, 약 1기압의 압력에서 작동되는 두번째 플래쉬 드럼에 흡수제를 도입한다. 두번째 플래쉬 드럼에서, 50∼70%의 이산화탄소가 흡수제로부터 분리되고 회수되어 이산화탄소 생산 라인에 보내진다. 흡수제로부터 충분히 많은 양의 이산화탄소가 회수될 경우, 흡수제는 확산 컬럼에서 재생된다. 일반적으로 확산 매질로 사용되는 공기는 충진된 컬럼에서 흡수제와 역류 접촉하게 된다. 이제 소량의 이산화탄소를 실은 공기는 컬럼의 정상으로부터 주위공기로 배출된다. 확산 처리된 홉수제는 실질적으로 이산화탄소를 함유하지 않으며, 흡수 컬럼으로 재순환된다. 공기에 실린 채로 주위공기로 배출된 이산화탄소는 본 공정에서 회수되지 않는다.
사용된 이산화탄소의 양이 많고, 필연적인 결과로서 상기 기체의 회수율이 높은 경우, 1기압의 압력에서 작동된 두번째 플래쉬 드럼에서 처리된 흡수제를 공기 확산 컬럼으로 보내기에 앞서 일반적으로 0.3-0.8기압의 압력으로 작동되는 진공플래쉬 드럼에 도입한다. 세번째 분출 조작이 충분히 낮은 압력하에 수행될 경우, 이산화탄소의 회수율이 90%까지 증가한다.
상술한 분리 공정의 여러가지 개선책은 당 기술에 공지인 일반적 실용의 영역에 적용된다. 흡수는 하기 방법중 어느 하나에 의해 임의로 수행될 수 있다.
예를들면, 흡수제와 역류 접촉하도록 공기를 도입하게 고안된 플래쉬 드럼 대신 진공하에 확산을 수행하도록 고안된 공기 확산 컬럼을 사용함으로써, 처리에 요구되는 공기의 양을 줄이고 배출된 기체중 이산화탄소의 농도를 증가시킴을 특징으로 하는 방법, 및 공기 대신 흡수 처리된 합성기체로 확산을 수행함을 특징으로 하는 방법이 사용될 수 있다. 상기 언급한 후자의 방법에 있어서는, 확산 컬럼으로부터 방출된 기체가 그 바닥을 통해 흡수 컬럼으로 재순환되므로, 이산화탄소가 실제적으로 전량 회수된다.
디에틸렌글리콜 디알킬에테르 및 폴리에틸렌글리콜 디알킬에테르로 이루어지는 본 발명의 산성기체 흡수제 조성물은 통상적인 산성기체 흡수제에 비해 높은 산성기체 흡수 능력을 가지며 충분히 낮은 증기압을 생성한다. 따라서 본 발명의 산성기체 홉수제 조성물을 흡수 조작은 저온에서 수행되어야 할 필요가 없다. 이러한 사실은 장치 비용 및 작동 비용을 감소시킨다. 혼합 기체로부터 이산화탄소 및 황화수소와 같은 산성기체를 흡수하여 분리하기 위한 산성기체 흡수제로서, 본 발명의 산성기체 흡수제 조성물은 그 탁월한 성능이 명백하다.
이제, 본 발명을 하기 실시예를 참고하여 보다 상세히 기술한다. 그러나 본 발명은 이들 실시예에 국한되는것이 아님을 밝혀둔다.
실시예에서, 흡수된 이산화탄소 기체의 양은 25℃의 온도, 6기압의 이산화탄소 기체 압력하에 측정되고, 해당되는 흡수제 1kg당 이산화탄소의 몰수로 기록된다.
[실시예 1]
내부용적이 30ml이며, 고정된 온도(25°C)로 유지된 스테인레스스틸 오토클레이브에 80몰%의 디에틸렌글리콜 디이소프로필에테르 및 20몰%의 테트라에틸렌글리콜 디이소프로필에테르로 이루어진 100g의 산성기체 흡수제 조성물을 넣고 진공하에 공기를 제거한다. 압력 계량기가 장치된 이산화탄소 기체실린더로부터, 내부압력이 일정해질때까지 이산화탄소 기체를 오토클레이브에 도입한다. 흡수된 이산화탄소 기체의 양은 실린더로부터 배출된 이산화탄소의 양과 오토클레이브의 내부 기체상에 함유된 이산화탄소 기체의 양을 비교함으로써 결정된다. 흡수된 이산화탄소 기체의 양을 표 1에 나타낸다.
[실시예 2]
내부용적이 300ml이며, 고정된 온도(25oc)로 유지된 스테인레스스틸 오토클레이브에 80몰%의 디에틸렌글리콜 에틸이소프로필에테르 및 20몰%의 테트라에틸렌글리콜 에틸이소프로필에테르로 이루어진 100g의 산성기체 흡수제 조성물을 넣고 진공하에 공기를 제거한다. 압력 계량기가 장치된 이산화탄소 기체실린더로부터, 내부압력이 일정해질때까지 이산화탄소 기체를 오토클레이브에 도입한다. 흡수된 이산화탄소 기체의 양은 실린더로부터 배출된 이산화탄소의 양과 오토클레이브의 내부 기체상에 함유된 이산화탄소 기체의 양을 비교함으로써 결정된다 흡수된 이산화탄소 기체의 양을 표 1에 나타낸다.
[실시예 3]
내부용적이 300m1이며, 고정된 온도(25oC)로 유지된 스테인레스스틸 오토클레이브에 80몰%의 디에틸렌글리콜 디이소프로필에테르 및 20몰%의 트리에틸렌글리콜 디이소프로필에테르로 이루어진 100g의 산성기체 홉수제 조성물을 넣고 진공하에 공기를 제거한다. 압력 계량기가 장치된 이산화탄소 기체실린더로부터, 내부압력이 일정해질때까지 이산화탄소 기체를 오토클레이브에 도입한다. 흡수된 이산화탄소 기체의 양은 실린더로부터 배출된 이산화탄소의 양과 오토클레이브의 내부 기체상에 함유된 이산화탄소 기체의 양을 비교함으로써 결정된다. 흡수된 이산화탄소 기체의 양을 표 1에 나타낸다.
[실시예4]
내부용적이 300m1이며, 고정된 온도(25oc)로 유지된 스테인레스스틸 오토클레이브에 70몰%의 디에틸렌글리콜 디이소프로필에테르 및 30몰%의 분자량이 280인(n=3∼8) 폴리에틸렌글리콜 디이소프로필에테르혼합물로 이루어진 100g의 산성기체 홉수제 조성물을 넣고 진공하에 공기를 제거한다. 압력 계량기가 장치된 이산화탄소 기체실린더로부터, 내부압력이 일정해질때까지 이산화탄소 기체를 오토클레이브에 도입한다.
흡수된 이산화탄소 기체의 양은 실린더로부터 배출된 이산화탄소의 양과 오토클레이브의 내부 기체상에 함유된 이산화탄소 기체의 양을 비교함으로써 결정된다. 흡수된 이산화탄소 기체의 양을 표 1에 나타낸다.
[실시예 5]
내부용적이 300ml이며, 고정된 온도(25oC)로 유지된 스테인레스스틸 오토클레이브에 80몰%의 디에틸렌글리콜 디이소프로필에테르 및 20몰%의 테트라에틸렌글리콜 디메틸에테르로 이루어진 100g의 산성기체 흡수제 조성물을 넣고 진공하에 공기를 제거한다. 압력 계량기가 장치된 이산화탄소 기체실린더로부터, 내부압력이 일정해질때까지 이산화탄소 기체를 오토클레이브에 도입한다. 흡수된 이산화탄소 기체의 양은 실린더로부터 배출된 이산화탄소의 양과 오토클레이브의 내부 기체상에 함유된 이산화탄소 기체의 양을 비교함으로써 결정된다. 흡수된 이산화탄소 기체의 양을 표 1에 나타낸다
[실시예 6]
내부용적이 300m1이며, 고정된 온도(25℃)로 유지된 스테인레스스틸 오토클레이브에 80몰%의 디에틸렌글리콜 디이소프로필에테르 및 20몰%의 테트라에틸렌글리콜 에틸이소프로필에테르로 이루어진 100g의 산성기체 흡수제 조성물을 넣고 진공하에 공기를 제거한다. 압력 계량기가 장치된 이산화탄소 기체실린더로부터, 내부압력이 일정해질때까지 이산화탄소 기체를 오토클레이브에 도입한다. 흡수된 이산화탄소 기체의 양은 실린더로부터 배출된 이산화탄소의 양과 오토클레이브의 내부 기체상에 함유된 이산화탄소 기체의 양을 비교함으로써 결정된다. 흡수된 이산화탄소 기체의 양을 표1에 나타낸다.
[실시예 7]
내부용적이 300m1이며, 고정된 온도(25℃)로 유지된 스테인레스스틸 오토클레이브에 80몰%의 디에틸렌글리콜 디메틸에테르 및 20몰%의 테트라에틸렌글리콜 디이소프로필에테르로 이루어진 100g의 산성기체 흡수제 조성물을 넣고 진공하에 공기를 제거한다. 압력 계량기가 장치된 이산화탄소 기체실린더로부터, 내부압력이 일정해질때까지 이산화탄소 기체를 오토클레이브에 도입한다. 흡수된 이산화탄소 기체의 양은 실린더로부터 배출된 이산화탄소의 양과 오토클레이브의 내부 기체상에 함유된 이산화탄소 기체의 양을 비교함으로써 결정된다. 흡수된 이산화탄소 기체의 양을 표1에 나타낸다.
[실시예 8]
내부용적이 300m1이며, 고정된 온도(25℃)로 유지된 스테인레스스틸 오토클레이브에 80몰%의 디에틸렌글리콜 디에틸에테르 및 20몰%의 테트라에틸렌글리콜 디이소프로필에테르로 이루어진 100g의 산성기체 흡수제 조성물을 넣고 진공하에 공기를 제거한다. 압력 계량기가 장치된 이산화탄소 기체실린더로부터, 내부압력이 일정해질때까지 이산화탄소 기체를 오토클레이브에 도입한다. 흡수된 이산화탄소 기체의 양은 실린더로부터 배출된 이산화탄소의 양과 오토클레이브의 내부 기체상에 함유된 이산화탄소 기체의 양을 비교함으로써 결정된다. 흡수된 이산화탄소 기체의 양을 표1에 나타낸다.
[대조예 1]
내부용적이 300m1이며, 고정된 온도(25℃)로 유지된 스테인레스스틸 오토클레이브에 100g의 디에틸렌글리콜 디이소프로필에테르를 넣고 진공하에 공기를 제거한다. 압력 계량기가 장치된 이산화탄소 기체실린더로부터, 내부압력이 일정해질때까지 이산화탄소 기체를 오토클레이브에 도입한다. 흡수된 이산화탄소 기체의 양은 실린더로부터 배출된 이산화탄소의 양과 오토클레이브의 내부 기체상에 함유된 이산화탄소 기체의 양을 비교함으로써 결정된다. 흡수된 이산화탄소 기체의 양을 표1에 나타낸다.
[대조예 2]
내부용적이 300m1이며, 고정된 온도(25℃)로 유지된 스테인레스스틸 오토클레이브에 100g의 디에틸렌글리콜 에틸이소프로필에테르를 넣고 진공하에 공기를 제거한다. 압력 계량기가 장치된 이산화탄소 기체실린더로부터, 내부압력이 일정해질때까지 이산화탄소 기체를 오토클레이브에 도입한다. 흡수된 이산화탄소 기체의 양은 실린더로부터 배출된 이산화탄소의 양과 오토클레이브의 내부 기체상에 함유된 이산화탄소 기체의 양을 비교함으로써 결정된다. 흡수된 이산화탄소 기체의 양을 표1에 나타낸다.
[대조예 3]
내부용적이 300ml이며, 고정된 온도(25℃)로 유지된 스테인레스스틸 오토클레이브에 100g의 디에틸렌글리콜 디메틸에테르를 넣고 진공하에 공기를 제거한다. 압력 계량기가 장치된 이산화탄소 기체실린더로부터, 내부압력이 일정해질때까지 이산화탄소 기체를 오토클레이브에 도입한다. 흡수된 이산화탄소 기체의 양은 실린더로부터 배출된 이산화탄소의 양과 오토클레이브의 내부 기체상에 함유된 이산화탄소 기체의 양을 비교함으로써 결정된다. 흡수된 이산화탄소 기체의 양을 표1에 나타낸다.
[대조예 4]
내부용적이 300m1이며, 고정된 온도(25℃)로 유지된 스테인레스스틸 오토클레이브에 100g의 디에틸렌글리콜 디에틸에테르를넣고 진공하에 공기를 제거한다. 압력 계량기가 장치된 이산화탄소 기체실린더로부터, 내부압력이 일정해질때까지 이산화탄소 기체를 오토클레이브에 도입한다. 흡수된 이산화탄소 기체의 양은 실린더로부터 배출된 이산화탄소의 양과 오토클레이브의 내부 기체상에 함유된 이산화탄소 기체의 양을 비교함으로써 결정된다. 흡수된 이산화탄소 기체의 양을 표1에 나타낸다.
[대조예 5]
내부용적이 300ml이며, 고정된 온도(25℃)로 유지된 스테인레스스틸 오토클레이브에 100g의 폴리에틸렌글리콜 디메틸에테르(평균 분자량 270, n=3∼10)를 넣고 진공하에 공기를 제거한다. 압력 계량기가 장치된 이산화탄소 기체실린더로부터, 내부압력이 일정해질때까지 이산화탄소를 오토클레이브에 도입한다. 흡수된 이산화탄소 기체의 양은 실린더로부터 배출된 이산화탄소의 양과 오토클레이브의 내부 기체상에 함유된 이산화탄소 기체의 양을 비교함으로써 결정된다. 흡수된 이산화탄소 기체의 양을 표1에 나타낸다.
[표 1]
Figure kpo00003
Figure kpo00004
*25℃, 이산화탄소 부분 압력 6기압 하에서, 용매 1kg당 이산화탄소의 몰수로 결정됨.
하기 일반식(I)로 표시되는 디에틸렌글리콜 디알킬에테르 및 하기 일반식 (II)로 표시되는 폴리에틸렌글리콜 디알킬에테르로 이루어지는 산성기체 흡수제 조성물은 산성기체의 흡수 능력이 크고, 충분히 낮은 중기압을 나타낸다.
[화학식 3]
R1O (C2H4O)2R2
[화학식 4]
R3O (C2H4O)nR4
식중, R1, R2, R3및 R4는 독립적으로 탄소수 1∼4의 알킬기이고, n은 3∼8의 정수이다. 따라서, 상기 조성물은 흡수 처리의 영향으로 인한 흡수제의 감지할 수 있을 만한 손실없이 혼합 기체로부터 이산화탄소 및 황화수소와 같은 산성기체를 흡수하여 분리하기 위한 산성기체 흡수제로서 유리하게 작용한다.

Claims (7)

  1. 하기 일반식(I)로 표시되는 디에틸렌글리콜 디알킬에테르 및 하기 일반식 (II)로 표시되는 폴리에틸렌 글리콜 디알킬에테르로 이루어지는 산성기체 흡수제 조성물.
    [화학식 1]
    R1O (C2H4O)2R2
    [화학식 2]
    R3O (C2H4O)nR4
    식중, R1, R2, R3및 R4는 탄소수 1∼4의 알킬이고, n은 3∼8의 정수이다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리에틸렌글리콜 디알킬에테르에 대한 상기 디에틸렌글리콜 디알킬에테르의 몰비가 95 : 5∼60 : 40의 범위인 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 일반식(I)의 R1및 R2가 독립적으로 탄소수 1∼3의 알킬기이고, 상기 일반식(II)의 R3및 R4가 독립적으로 탄소수 1∼3의 알킬기인 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 상기 디에틸렌글리콜 디알킬에테르가 디에틸렌글리콜 디이소프로필에테르이고, 상기 폴리에틸렌글리콜 디알킬에테르가 테트라에틸렌글리콜 디이소프로필에테르인 조성물.
  5. 제3항에 있어서, 상기 디에틸렌글리콜 디알킬에테르가 디에틸렌글리콜 디이소프로필에테르이고, 상기 폴리에틸렌글리콜 디알킬에테르가 3∼8몰의 산화에틸렌이 부가된 평균 분자량이 234∼400인 폴리에틸렌글리콜 디이소프로필 에테르인 조성물.
  6. 제3항에 있어서, 상기 플리에틸렌글리콜 디알킬에테르에 대한 상기 디에틸렌글리콜 디알킬에테르의 몰비가 85 : 15∼65 : 35의 범위인 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 산성 기체를 함유하는 혼합기체가 천연가스, 합성기체 및 코크스 오븐 기체로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 하나의 기체인 조성물.
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