RU2780621C1

RU2780621C1 - Co2 and/or h2s absorbent and apparatus and method for extracting co2 and/or h2s

Info

Publication number: RU2780621C1
Application number: RU2021129463A
Authority: RU
Inventors: Хироси ТАНАКА; Такаси КАМИДЗЁ; Синя КИСИМОТО; Такуя ХИРАТА; Тацуя ЦУДЗИУТИ
Original assignee: Мицубиси Хеви Индастриз Энджиниринг, Лтд.; Те Кансай Электрик Пауэр Ко., Инк.
Priority date: 2019-04-12
Filing date: 2020-02-26
Publication date: 2022-09-28

Abstract

FIELD: chemical processes.

SUBSTANCE: invention relates to an absorbent for absorbing carbon dioxide (CO₂), or hydrogen sulphide (H₂S), or for absorbing both CO₂ and H₂S, and to an apparatus and method for extracting CO₂, or H₂S, or both CO₂ and H₂S. Described is an absorbent for absorbing CO₂, or H₂S, or both CO₂ and H₂S in a gas, containing, as components: (a) secondary linear monoamine; (b) tertiary linear monoamine, and (c) secondary cyclic diamine; wherein the concentration of secondary linear monoamine (a) is over 30 wt.% and below 45 wt.%, the concentration of tertiary linear monoamine (b) is over 15 wt.% and below 30 wt.%, and the secondary linear monoamine (a) includes a compound selected from at least one of N-methylaminoethanol, N-ethylaminoethanol, N-propylaminoethanol, N-butylaminoethanol; the tertiary linear monoamine (b) includes a compound selected from at least one of N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N-butyldiethanolamine, 4-dimethylamino-1-butanol, 2-dimethylaminoethanol, 2-diethylaminoethanol, 2-di-n-butylaminoethanol, N-ethyl-N-methylethanolamine, 3-dimethylamino-1-propanol, 2-dimethylamino-2-methyl-1-propanol, and the secondary cyclic diamine (c) constitutes a piperazine derivative including piperazine (C₄H₁₀N₂), 2-methylpiperazine (C₅H₁₂N₂), and 2,5-dimethylpiperazine (C₆H₁₄N₂), or a mixture thereof.

EFFECT: provided absorbent of CO₂, and/or H₂S, or both CO₂ and H₂S, capable of reducing the heat load on the reboiler in the process of recirculation of the absorbent; and provided method and apparatus for extracting CO₂, or H₂S, or both CO₂ and H₂S.

8 cl, 12 tbl, 7 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs

Настоящее изобретение относится к абсорбенту для абсорбции двуокиси углерода (CO₂) или сульфида водорода (H₂S) или для абсорбции и CO₂ и H₂S, и к устройству и способу для извлечения CO₂, или H₂S, или и CO₂ и H₂S и, в частности, к абсорбенту CO₂, содержащемуся в отходящем газе, и к установке и способу для получения CO₂.The present invention relates to an absorbent for absorbing carbon dioxide (CO ₂ ) or hydrogen sulfide (H ₂ S) or for absorbing both CO ₂ and H ₂ S, and to a device and method for recovering CO ₂ or H ₂ S or and CO ₂ and H ₂ S and, in particular, to the absorbent CO ₂ contained in the exhaust gas, and to the plant and method for producing CO ₂ .

Уровень техникиState of the art

В качестве способа извлечения и удаления кислого газа, содержащегося в газе (газе, подлежащем очистке), включающем природный газ, различные заводские газы, полученные на химических заводах, такие как синтетический газ, отходящий газ, и тому подобный газ, в частности, CO₂ были предложены различные традиционные способы. Примеры таких способов включают способ, в котором CO₂ и H₂S, содержащиеся в отходящем газе, приводят в контакт с водным раствором алканоламина, используемым в качестве абсорбента, удаляют и, таким образом, извлекают. As a method for recovering and removing acid gas contained in a gas (gas to be purified) including natural gas, various factory gases produced in chemical plants, such as synthetic gas, exhaust gas, and the like, in particular CO ₂ various traditional methods have been proposed. Examples of such methods include a method in which CO ₂ and H ₂ S contained in the exhaust gas are brought into contact with an aqueous solution of an alkanolamine used as an absorbent, removed, and thus recovered.

Таким абсорбентом является, например, моноэтаноламин (MEA), то есть первичный моноамин алканоламина. Разложение абсорбента происходит без постороннего воздействия, само собой, с помощью кислорода и подобного газа, присутствующего в отходящем газе. В качестве мер противодействия этому процессу разложения известно использование абсорбента, полученного путем смешивания вторичного циклического диамина или заранее выбранного первичного моноамина, который характеризуется сильным эффектом стерического затруднения, вместе с ранее не используемым вторичным моноамином (см., например, патентный документ D1). Известен также абсорбент, полученный путем добавления третичного моноамина к смеси вторичного моноамина и вторичного циклического диамина (см., например, патентные документы D2 и D3). Кроме того, известен абсорбент, полученный путем смешивания предварительно выбранных первичного, вторичного и третичного моноаминов, обладающих сильным эффектом стерического затруднения (см., например, патентный документ D4). Помимо этого, известен абсорбент, полученный путем смешивания вторичного моноамина, вторичного циклического диамина и третичного моноамина (см., например, патентный документ D5).Such an absorbent is, for example, monoethanolamine (MEA), ie the primary monoamine of the alkanolamine. The decomposition of the absorbent occurs without outside influence, of course, with the help of oxygen and a similar gas present in the exhaust gas. As countermeasures against this degradation process, it is known to use an absorbent obtained by mixing a secondary cyclic diamine or a preselected primary monoamine, which has a strong hindrance effect, together with a previously unused secondary monoamine (see, for example, Patent Document D1). Also known is an absorbent obtained by adding a tertiary monoamine to a mixture of a secondary monoamine and a secondary cyclic diamine (see, for example, patent documents D2 and D3). In addition, an absorbent obtained by mixing preselected primary, secondary and tertiary monoamines having a strong hindrance effect is known (see, for example, Patent Document D4). In addition, an absorbent obtained by mixing a secondary monoamine, a secondary cyclic diamine and a tertiary monoamine is known (see, for example, Patent Document D5).

Список релевантных патентных документов List of relevant patent documents

D1 – патент Японии №5215595D1 - Japanese Patent No. 5215595

D2 – патент Японии №4634384D2 - Japanese Patent No. 4634384

D3 - выложенная заявка на патент Японии №2013-086079D3 - Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-086079

D4 - выложенная заявка на патент Японии №2008-168227D4 - Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-168227

D5 - выложенная заявка на патент Японии №2017-64645D5 - Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-64645

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Техническая проблемаTechnical problem

В отношении компонентов абсорбентов, описанных в патентных документах D1-D5, и соотношений этих компонентов в смеси, существует проблема, которая заключается в необходимости затрат большого количества теплоты в ребойлере в процессе рециркуляции абсорбентов. With regard to the components of the absorbents described in patent documents D1-D5, and the ratios of these components in the mixture, there is a problem that it is necessary to spend a large amount of heat in the reboiler in the process of recirculating the absorbents.

В связи с указанными обстоятельствами задача изобретения заключается в том, чтобы обеспечить абсорбент CO₂ и/или H₂S, или и CO₂ и H₂S, который может уменьшить тепловую нагрузку ребойлера в процессе рециркуляции абсорбента, и обеспечить также способ и устройство для извлечения CO2, или H2S, или и CO2 и H₂S. In connection with these circumstances, the object of the invention is to provide an absorbent for CO ₂ and/or H ₂ S, or both CO ₂ and H ₂ S, which can reduce the heat load of the reboiler in the process of recycling the absorbent, and to provide also a method and apparatus for extraction of CO2, or H2S, or both CO2 and H ₂ S.

Решение проблемыSolution

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения обеспечивается абсорбент для абсорбции присутствующих в газе CO2, или H2S, или и CO2 и H₂S. Абсорбент содержит в качестве компонентов (а) вторичный линейный моноамин; (b) третичный линейный моноамин; и (с) вторичный циклический диамин. Концентрация вторичного линейного моноамина (а) составляет более 30 мас.% и менее 45 мас.%. Концентрация третичного линейного моноамина (b) составляет более 15 мас.% и менее 30 мас.%.According to a first aspect of the present invention, an absorbent is provided for absorbing CO2 or H2S present in a gas, or both CO2 and H ₂ S. The absorbent contains as components (a) a secondary linear monoamine; (b) a tertiary linear monoamine; and (c) a secondary cyclic diamine. The concentration of secondary linear monoamine (a) is more than 30 wt.% and less than 45 wt.%. The concentration of the tertiary linear monoamine (b) is more than 15% by weight and less than 30% by weight.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения обеспечивается устройство для извлечения CO₂, или H₂S, или и CO₂ и H₂S. Указанное устройство содержит абсорбер, в котором газ, содержащий CO₂, или H₂S, или и CO₂ и H₂S, приводится в контакт с абсорбентом для извлечения CO₂, или H₂S, или и CO₂ и H₂S; и регенератор абсорбента, который обеспечивает регенерацию раствора, в котором абсорбируется CO₂, или H₂S, или и CO₂ и H₂S. Раствор, регенерированный путем извлечения CO₂, или H₂S, или и CO₂ и H₂S в регенераторе абсорбента, используется повторно в абсорбере. Абсорбент, используемый в устройстве, представляет собой абсорбент в соответствии с первым аспектом изобретения. According to a second aspect of the present invention, there is provided a device for recovering CO ₂ or H ₂ S or both CO ₂ and H ₂ S. Said device comprises an absorber in which a gas containing CO ₂ or H ₂ S or both CO ₂ and H ₂ S, brought into contact with the absorbent to recover CO ₂ or H ₂ S or both CO ₂ and H ₂ S; and an absorbent regenerator that regenerates a solution in which CO ₂ or H ₂ S or both CO ₂ and H ₂ S is absorbed. The solution regenerated by removing CO ₂ or H ₂ S or both CO ₂ and H ₂ S in the absorbent regenerator, reused in the absorber. The absorbent used in the device is an absorbent according to the first aspect of the invention.

В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения обеспечивается способ извлечения CO2, или H2S, или и CO2 и H₂S. Способ включает: приведение газа, содержащего CO2, или H2S, или и CO2 и H₂S, в контакт с абсорбентом для извлечения CO2, или H2S, или и CO2 и H₂S в абсорбере; регенерацию раствора, в котором абсорбируются CO2, или H2S, или и CO2 и H₂S, в регенераторе абсорбента; и повторное использование в абсорбере раствора, регенерированного путем извлечения в регенераторе абсорбента CO₂ или H₂S или и CO₂ и H₂S. Абсорбент, используемый для извлечения CO2, или H2S, или и CO2 и H₂S, представляет собой абсорбент в соответствии с первым аспектом изобретения.According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for recovering CO2 or H2S or both CO2 and H ₂ S. The method includes: contacting a gas containing CO2 or H2S or both CO2 and H ₂ S with an absorbent to recover CO2 , or H2S, or both CO2 and H ₂ S in the absorber; regenerating a solution in which CO2 or H2S or both CO2 and H ₂ S are absorbed in an absorbent regenerator; and reusing in the absorber the solution regenerated by recovering the absorbent CO ₂ or H ₂ S or both CO ₂ and H ₂ S in the regenerator. The absorbent used to recover CO 2 or H 2 S or both CO 2 and H ₂ S is according to the first aspect of the invention.

Положительные эффекты изобретенияPositive effects of the invention

Настоящее изобретение может обеспечить абсорбент для абсорбции присутствующих в газе CO2, или H2S, или и CO2 и H₂S, содержащий в качестве компонентов (а) вторичный линейный моноамин; (b) третичный линейный моноамин; и (с) вторичный циклический диамин, при этом, в том случае, если концентрация вторичного линейного моноамина (а) составляет более 30 мас.% и менее 45 мас.%, а концентрация третичного линейного моноамина (b) составляет более 15 мас.% и менее 30 мас.%, тепловая нагрузка ребойлера может быть уменьшена; настоящее изобретение может обеспечить также устройство и способ извлечения CO2, или H2S, или и CO2 и H₂S.The present invention can provide an absorbent for absorbing CO2, or H2S, or both CO2 and _H2S present in a gas, comprising as components (a) a secondary linear monoamine; (b) a tertiary linear monoamine; and (c) a secondary cyclic diamine, wherein, if the concentration of the secondary linear monoamine (a) is more than 30 wt.% and less than 45 wt.%, and the concentration of the tertiary linear monoamine (b) is more than 15 wt.% and less than 30 wt.%, the heat load of the reboiler can be reduced; the present invention may also provide an apparatus and method for recovering CO2 or H2S or both CO2 and H ₂ S.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Фиг. 1 - схематическое изображение установки для получения СО₂ в соответствии с Примером 1.Fig. 1 is a schematic representation of a plant for the production of CO ₂ in accordance with Example 1.

Фиг. 2 - график, иллюстрирующий уменьшение тепловой нагрузки ребойлера (в процентах) при использовании абсорбентов на основе трех компонентов в Примерах испытаний (1-1) – (1-5). Fig. 2 is a graph illustrating the reduction in heat load of the reboiler (in percent) when using absorbents based on three components in Test Examples (1-1) through (1-5).

Фиг. 3 - график, иллюстрирующий уменьшение тепловой нагрузки ребойлера (в процентах) при использовании абсорбентов на основе трех компонентов в Примерах испытаний (2-1) – (2-5).Fig. 3 is a graph illustrating the reduction in the heat load of the reboiler (in percent) when using absorbents based on three components in Test Examples (2-1) to (2-5).

Фиг. 4 - график, иллюстрирующий соотношение между концентрацией аминосодержащего компонента (мас.%) в абсорбирующем компоненте абсорбента и относительной величиной тепловой нагрузки ребойлера в Примере испытания 1-6.Fig. 4 is a graph illustrating the relationship between the concentration of the amine-containing component (wt.%) in the absorbent component of the absorbent and the relative value of the heat load of the reboiler in Test Example 1-6.

Фиг. 5 - график, иллюстрирующий соотношение между концентрацией аминосодержащего компонента (мас.%) в абсорбирующем компоненте абсорбента и относительной величиной тепловой нагрузки ребойлера в Примере испытания 3. Fig. 5 is a graph illustrating the relationship between the concentration of the amine-containing component (wt.%) in the absorbent component of the absorbent and the relative value of the heat load of the reboiler in Test Example 3.

Фиг. 6 - график, иллюстрирующий зависимость между массовым отношением «(b) третичный линейный моноамин/(а) вторичный линейный моноамин + (с) вторичный циклический диамин» и относительной величиной тепловой нагрузки ребойлера в Примере испытания 6. Fig. 6 is a graph illustrating the relationship between the weight ratio "(b) tertiary linear monoamine/(a) secondary linear monoamine + (c) secondary cyclic diamine" and the relative heat load of the reboiler in Test Example 6.

Фиг. 7 - график, иллюстрирующий зависимость между массовым отношением «(b) третичный линейный моноамин/(а) вторичный линейный моноамин» и относительной величиной тепловой нагрузки ребойлера в Примере испытания 7. Fig. 7 is a graph illustrating the relationship between the mass ratio of "(b) tertiary linear monoamine/(a) secondary linear monoamine" and the relative heat load of the reboiler in Test Example 7.

Описание воплощений изобретенияDescription of embodiments of the invention

Далее будут подробно описаны предпочтительные примеры воплощений настоящего изобретения со ссылками на сопровождающие чертежи. Настоящее изобретение не ограничивается этими предпочтительными примерами. Поскольку существует множество примеров воплощения, настоящее изобретение включает комбинацию таких примеров. In the following, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to these preferred examples. Since there are many examples of embodiment, the present invention includes a combination of such examples.

ПримерыExamples

Абсорбент в соответствии с настоящим изобретением представляет собой абсорбент для абсорбции присутствующих в газе CO2, или H2S, или и CO2 и H₂S. Абсорбент содержит в качестве компонентов (а) вторичный линейный моноамин, (b) третичный линейный моноамин и (с) вторичный циклический диамин. Концентрация вторичного линейного моноамина (а) составляет более 30 мас.% и менее 45 мас.%, а концентрация третичного линейного моноамина (b) составляет более 15 мас.% и менее 30 мас.%.The absorbent according to the present invention is an absorbent for absorbing CO2 or H2S or both CO2 and H ₂ S present in a gas. The absorbent contains as components (a) secondary linear monoamine, (b) tertiary linear monoamine and (c) cyclic diamine. The concentration of the secondary linear monoamine (a) is more than 30 wt.% and less than 45 wt.%, and the concentration of the tertiary linear monoamine (b) is more than 15 wt.% and less than 30 wt.%.

Предпочтительно концентрация (мас.%) (с) вторичного циклического диамина в абсорбенте меньше концентрации вторичного линейного моноамина (а) и меньше концентрации третичного линейного моноамина (b).Preferably the concentration (wt.%) (c) of the secondary cyclic diamine in the absorbent is less than the concentration of the secondary linear monoamine (a) and less than the concentration of the tertiary linear monoamine (b).

Общая концентрация (а) вторичного линейного моноамина, (b) третичного линейного моноамина и (с) вторичного циклического диамина предпочтительно составляет более 46 мас.% и менее 75 мас.% или меньше.The total concentration of (a) secondary linear monoamine, (b) tertiary linear monoamine and (c) secondary cyclic diamine is preferably more than 46 wt.% and less than 75 wt.% or less.

Предпочтительной является общая концентрация компонентов (а) – (с), которая находится в интервале от 50 мас.% до 70 мас.%, и, более предпочтительно в интервале от 55 мас.% до 65 мас.%. Это обусловлено тем, что тепловая нагрузка ребойлера может быть уменьшена в процессе рециркуляции абсорбента даже в том случае, если концентрация указанных компонентов является высокой.Preferred is the total concentration of components (a) - (c), which is in the range from 50 wt.% to 70 wt.%, and more preferably in the range from 55 wt.% to 65 wt.%. This is because the heat load of the reboiler can be reduced by recirculating the absorbent even if the concentration of these components is high.

Нижний предел концентрации вторичного циклического диамина (с) предпочтительно составляет 1 мас. % или более, предпочтительнее 3 мас.% или более.The lower limit of the concentration of the secondary cyclic diamine (c) is preferably 1 wt. % or more, preferably 3 wt.% or more.

Таким образом, если концентрации (а) вторичного линейного моноамина, (b) третичного линейного моноамина и (с) вторичного циклического диамина находятся в пределах упомянутых интервалов величин, абсорбционная способность абсорбента к абсорбции СО₂ может сохраняться благодаря исключительно высокой способности к абсорбции СО₂ вторичного линейного моноамина (а) и вторичного циклического диамина (с), а способность к десорбции СО₂ может быть улучшена благодаря исключительно высокой способности вторичного линейного моноамина (а) и третичного линейного моноамина (с) к выделению СО₂. Таким образом, даже если концентрация абсорбирующего компонента является высокой, тепловая нагрузка ребойлера в процессе регенерации абсорбента, которым была абсорбирован СО₂, может быть уменьшена. Thus, if the concentrations of (a) a secondary linear monoamine, (b) a tertiary linear monoamine, and (c) a secondary cyclic diamine are within the ranges mentioned above, the CO ₂ absorption capacity of the absorbent can be maintained due to the exceptionally high CO ₂ absorption capacity of the secondary linear monoamine (a) and secondary cyclic diamine (c), and the CO ₂ desorption capacity can be improved due to the exceptionally high CO ₂ release capacity of secondary linear monoamine (a) and tertiary linear monoamine (c). Thus, even if the concentration of the absorbent component is high, the heat load of the reboiler during the regeneration of the absorbent to which CO ₂ has been absorbed can be reduced.

Вторичным линейным моноамином (а) предпочтительно является соединение, представленное химической формулой (I), которая приведена ниже, как «Формула I».The secondary linear monoamine (a) is preferably a compound represented by the chemical formula (I), which is listed below as "Formula I".

Формула IFormula I

где R1: углеводородная группа, содержащая от 1 до 4 атомов углерода,where R1: hydrocarbon group containing from 1 to 4 carbon atoms,

R2: гидроксиалкильная группа, содержащая от 1 до 4 атомов углерода.R2: hydroxyalkyl group containing from 1 to 4 carbon atoms.

Конкретные примеры вторичного линейного моноамина (а) включают соединение, выбранное по меньшей мере из одного из N-метиламиноэтанола, N- этиламиноэтанола, N- пропиламиноэтанола, N- бутиламиноэтанола и подобных соединений, однако настоящее изобретение не ограничивается этими конкретными примерами. Указанные химические соединения могут быть скомбинированы.Specific examples of the secondary linear monoamine (a) include a compound selected from at least one of N-methylaminoethanol, N-ethylaminoethanol, N-propylaminoethanol, N-butylaminoethanol and the like, however, the present invention is not limited to these specific examples. These chemical compounds can be combined.

Третичным линейным моноамином (с) предпочтительно является соединение, представленное химической формулой (II), которая приведена ниже, как «Формула II».The tertiary linear monoamine (c) is preferably a compound represented by the chemical formula (II), which is listed below as "Formula II".

Формула IIFormula II

где R3: углеводородная группа, содержащая от 1 до 4 атомов углерода,where R3: hydrocarbon group containing from 1 to 4 carbon atoms,

R4 и R5: углеводородная группа или гидроксиалкильная группа, содержащая от 1 до 4 атомов углерода.R4 and R5: a hydrocarbon group or a hydroxyalkyl group containing from 1 to 4 carbon atoms.

Конкретные примеры третичного линейного моноамина (с) включают соединение, выбранное, по меньшей мере, из одного из N-метилдиэтаноламина, N- этилдиэтаноламина, N- бутилдиэтаноламина, 4-диметиламино-1-бутанола, 2-диметиламиноэтанола, 2-диэтиламиноэтанола, 2-ди-n-бутиламиноэтанола, N-этил-N-метилэтаноламина, 3-диметиламино-1-пропанола, 2-диметиламино-2-метил-1-пропанола и подобных соединений, однако настоящее изобретение не ограничивается этими конкретными примерами. Указанные химические соединения могут быть скомбинированы.Specific examples of the tertiary linear monoamine (c) include a compound selected from at least one of N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N-butyldiethanolamine, 4-dimethylamino-1-butanol, 2-dimethylaminoethanol, 2-diethylaminoethanol, 2- di-n-butylaminoethanol, N-ethyl-N-methylethanolamine, 3-dimethylamino-1-propanol, 2-dimethylamino-2-methyl-1-propanol and the like, but the present invention is not limited to these specific examples. These chemical compounds can be combined.

Вторичным циклическим диамином (с) является производное пиперазина. Примеры такого производного пиперазина включают соединение, например, пиперазин (C₄H₁₀N₂), 2-метилпиперазин (C₅H₁₂N₂), и 2,5 – диметилпиперазин (C₆H₁₄N₂) или смесь указанных соединений.The secondary cyclic diamine (c) is a piperazine derivative. Examples of such a piperazine derivative include a compound such as piperazine (C ₄ H ₁₀ N ₂ ), 2-methylpiperazine (C ₅ H ₁₂ N ₂ ), and 2,5-dimethylpiperazine (C ₆ H ₁₄ N ₂ ) or a mixture of these compounds.

Вторичный линейный моноамин (а), то есть компонент, входящий в состав абсорбирующего компонента в настоящем изобретении, имеет присущие ему характеристики, в соответствии с которыми за счет реакции с СО₂, содержащемся в отходящих газах, производится карбамат амина в качестве абсорбирующего компонента, и связывается СО₂. Соответственно, вторичный линейный моноамин (а) имеет высокую абсорбционную способность. The secondary linear monoamine (a), that is, the component constituting the absorbent component in the present invention, has inherent characteristics in which an amine carbamate is produced as an absorbent component by reaction with CO ₂ contained in exhaust gases, and binds CO ₂ . Accordingly, the secondary linear monoamine (a) has a high absorption capacity.

Однако, в условиях высокой концентрации, необходимо предотвратить ухудшение интенсивности абсорбции и абсорбционной способности вследствие повышенной вязкости абсорбента, и необходимо предотвратить ухудшение эффективности процесса регенерации. However, under conditions of high concentration, it is necessary to prevent the deterioration of the absorption rate and absorption capacity due to the increased viscosity of the absorbent, and it is necessary to prevent the deterioration of the efficiency of the regeneration process.

В то же время, в третичном линейном моноамине (b), который является другим компонентом абсорбента согласно настоящему изобретению, СО₂ растворяется в основном как бикарбонатная соль без образования карбамата при реагировании с СО₂. Таким образом, абсорбционная способность третичного линейного моноамина (b) уступает абсорбционной способности вторичного линейного моноамина (а). Даже в условиях высокой концентрации повышение вязкости абсорбента может быть сравнительно умеренным. Третичный линейный моноамин (b) обладает исключительно высокой регенерирующей способностью.At the same time, in the tertiary linear monoamine (b), which is another component of the absorbent of the present invention, CO ₂ dissolves mainly as a bicarbonate salt without forming a carbamate when reacted with CO ₂ . Thus, the absorption capacity of the tertiary linear monoamine (b) is inferior to the absorption capacity of the secondary linear monoamine (a). Even under conditions of high concentration, the increase in the viscosity of the absorbent can be relatively modest. The tertiary linear monoamine (b) has an exceptionally high regenerative capacity.

Исходя из вышеуказанных свойств обоих компонентов, образующих абсорбент, был исследован компонентный состав абсорбирующего компонента, который препятствует повышению вязкости абсорбента, сохраняет абсорбционную способность даже в условиях высокой концентрации и обеспечивает снижение тепловой нагрузки ребойлера. В настоящем изобретении было обнаружено, что в состав абсорбирующего компонента, в котором концентрация третичного линейного моноамина (b) находится в пределах подходящего интервала относительно высоких величин концентрации даже при высокой концентрации вторичного линейного моноамина (а), входят следующие компоненты: вторичный линейный моноамин (а), третичный линейный моноамин (b) и вторичный циклический диамин (с), при этом концентрация вторичного линейного моноамина (а) установлена в пределах интервала концентраций, составляющих более 30 мас.% и менее 45 мас.%, а концентрация третичного линейного моноамина (b) установлена в пределах интервала концентраций, составляющих более 15 мас.% и менее 30 мас.%. Based on the above properties of both components forming the absorbent, the component composition of the absorbent component was investigated, which prevents the increase in the viscosity of the absorbent, retains the absorption capacity even under conditions of high concentration, and provides a reduction in the heat load of the reboiler. In the present invention, it has been found that an absorbent component in which the concentration of the tertiary linear monoamine (b) is within a suitable range of relatively high concentration values even at a high concentration of the secondary linear monoamine (a) contains the following components: the secondary linear monoamine (a ), a tertiary linear monoamine (b) and a secondary cyclic diamine (c), while the concentration of the secondary linear monoamine (a) is set within the concentration range of more than 30 wt.% and less than 45 wt.%, and the concentration of the tertiary linear monoamine ( b) established within the range of concentrations of more than 15 wt.% and less than 30 wt.%.

Для измерения повышенной вязкости абсорбента измеряют вязкость (А) при подаче в абсорбер СО₂ регенерированного абсорбента СО₂ (обедненный раствор), (абсорбент циркулирует и повторно используется в абсорбере СО₂ для извлечения СО₂, присутствующего в отходящих газах, и в регенераторе абсорбента, который освобождает абсорбированный СО₂), и вязкость (В) абсорбента СО₂ (обогащенный раствор), в котором абсорбирована СО₂ в той части абсорбера СО₂, в которой осуществляется извлечение СО₂. При смешивании компонентов в настоящем изобретении так, как указано в рассмотренных ниже Примерах испытаний, получено подтверждение предотвращения повышения вязкости абсорбента. To measure the increased viscosity of the absorbent, the viscosity (A) is measured when regenerated CO ₂ absorbent (lean solution) is supplied to the CO ₂ absorber (the absorbent is circulated and reused in the CO ₂ absorber to recover CO ₂ present in the exhaust gases, and in the absorbent regenerator, which releases the absorbed CO ₂ ), and the viscosity (B) of the CO ₂ absorbent (rich solution) in which the CO ₂ is absorbed in the portion of the CO ₂ absorber in which the CO ₂ is recovered. By mixing the components in the present invention as described in the Test Examples discussed below, the prevention of an increase in the viscosity of the absorbent was confirmed.

Кроме того, предпочтительно, чтобы соотношение компонентов смеси (компонентов а, b, с) было установлено в смеси так, чтобы массовое отношение третичного линейного моноамина (b) к общей массе вторичного линейного моноамина (а) и вторичного циклического диамина (с) составляло более 0,3 и менее 0,85. In addition, it is preferable that the ratio of the components of the mixture (components a, b, c) be set in the mixture so that the mass ratio of the tertiary linear monoamine (b) to the total mass of the secondary linear monoamine (a) and the secondary cyclic diamine (c) is more than 0.3 and less than 0.85.

При установлении соотношений компонентов смеси указанным образом может быть создан абсорбент, содержащий в качестве абсорбирующих компонентов вторичный линейный моноамин (а) и третичный линейный моноамин (b) с высокими концентрациями и обеспечивающий исключительно высокую экономию энергии вследствие правильно подобранного массового отношения «(b) третичный линейный моноамин/(а) вторичный линейный моноамин + (с) вторичный циклический диамин».By setting the mixture ratios in this way, an absorbent can be created containing high concentrations of secondary linear monoamine (a) and tertiary linear monoamine (b) as absorbent components and providing exceptionally high energy savings due to a properly selected mass ratio "(b) tertiary linear monoamine / (a) secondary linear monoamine + (c) secondary cyclic diamine.

Предпочтительно, чтобы отношение компонентов в смеси (компонентов а и b) было определено так, чтобы массовое отношение третичного линейного моноамина (b) и вторичного линейного моноамина (а) составляло более 0,5 и менее 1,0.Preferably, the mixture ratio (components a and b) is determined such that the weight ratio of the tertiary linear monoamine (b) and the secondary linear monoamine (a) is greater than 0.5 and less than 1.0.

При установлении отношений компонентов смеси так, как указано выше, может быть создан абсорбент, содержащий в качестве абсорбирующего компонента третичный линейный моноамин (b) с высокой концентрацией и обеспечивающий исключительно высокую экономию энергии вследствие правильно подобранного массового отношения «(b) третичный линейный моноамин/(а) вторичный линейный моноамин».By setting the mixture ratios as above, an absorbent can be created containing a high concentration of tertiary linear monoamine (b) as an absorbent component and providing exceptionally high energy savings due to a properly selected mass ratio "(b) tertiary linear monoamine / ( a) secondary linear monoamine.

В настоящем изобретении, например, предпочтительно, чтобы температура абсорбции в абсорбере при осуществлении способа химической абсорбции в процессе контакта абсорбента с отходящим газом, содержащим СО₂ или подобный газ, обычно находилась в интервале от 30 до 80°С. К используемому в настоящем изобретении абсорбенту добавляют, при необходимости, ингибитор коррозии, ингибитор разложения или подобный ингибитор.In the present invention, for example, it is preferable that the absorption temperature in the absorber in carrying out the chemical absorption method in the process of contacting the absorbent with an exhaust gas containing CO ₂ or the like is usually in the range of 30 to 80°C. To the absorbent used in the present invention, a corrosion inhibitor, a decomposition inhibitor, or the like is added as necessary.

Предпочтительно, чтобы в процессе абсорбции парциальное давление СО₂ на входе в абсорбер СО₂, в котором происходит абсорбция СО₂, присутствующего в подлежащем очистке газе, было меньше парциального давления СО₂ (например, от 0,003 до 0,1 МПа) с учетом применения способа химической абсорбции. Preferably, during the absorption process, the CO ₂ partial pressure at the inlet to the CO ₂ absorber, in which the absorption of CO ₂ present in the gas to be cleaned, is less than the partial pressure of CO ₂ (for example, from 0.003 to 0.1 MPa), taking into account the application chemical absorption method.

В настоящем изобретении, если давление в регенераторе абсорбента, который выделяет СО₂ или подобный газ из абсорбента, который абсорбировал СО₂ или другой газ, находится в интервале от 130 до 200 кПа (абсолютное давление), предпочтительно, чтобы температура в нижней части регенератора абсорбента, т.е. температура регенерации в регенераторе составляла 110°С или выше. Это связано с тем, что при температуре менее 110°С необходимо увеличить количество абсорбента, циркулирующего в системе в процессе регенерации, и регенерация, с точки зрения её эффективности, становится нецелесообразной. Регенерацию более предпочтительно осуществлять при температуре 115°С или выше. In the present invention, if the pressure in the absorbent regenerator that emits CO ₂ or the like from the absorbent that has absorbed CO ₂ or other gas is in the range of 130 to 200 kPa (absolute pressure), it is preferable that the temperature at the bottom of the absorbent regenerator , i.e. the regeneration temperature in the regenerator was 110° C. or higher. This is due to the fact that at a temperature of less than 110°C it is necessary to increase the amount of absorbent circulating in the system during regeneration, and regeneration, from the point of view of its efficiency, becomes impractical. The regeneration is more preferably carried out at a temperature of 115° C. or higher.

Примеры газа, подлежащего очистке в соответствии с настоящим изобретением, включают газ, полученный при газификации угля, синтетический газ, газ коксовых печей, нефтяной газ, природный газ, отходящий газ и подобный газ, но эти примеры не ограничиваются указанными газами. Любой газ может быть подвергнут очистке при условии, что он представляет собой газ, содержащий кислый газ, например, СО₂ или H₂S. Examples of the gas to be purified according to the present invention include coal gasification gas, synthetic gas, coke oven gas, petroleum gas, natural gas, exhaust gas, and the like, but these examples are not limited to these gases. Any gas can be treated, provided that it is a gas containing an acid gas, such as CO ₂ or H ₂ S.

Технологическое оборудование, которое может быть использовано в способе извлечения СО₂ или H₂S, или и СО₂ и H₂S, присутствующих в газе, в соответствии с настоящим изобретением, не является особо ограниченным, и пример устройства для извлечения СО₂ будет описан ниже со ссылкой на фиг. 1. The process equipment that can be used in the method for recovering CO ₂ or H ₂ S, or both CO ₂ and H ₂ S present in a gas according to the present invention is not particularly limited, and an example of a device for recovering CO ₂ will be described. below with reference to FIG. one.

На фиг. 1 представлена схема установки для получения СО₂ согласно Примеру 1. Как показано на фиг. 1, установка 12 для получения СО₂ в соответствии с Примером 1 содержит устройство 16 для охлаждения отходящего газа, использующее охлаждающую воду 15, которая охлаждает отходящий газ, содержащий СО₂ и О₂, отводимый из промышленной установки 13, работающий со сжиганием топлива, такой как котельная установка или газотурбинная установка. В состав установки 12 входит также абсорбер СО₂ 18, содержащий участок 18А извлечения СО₂, который приводит охлажденный отходящий газ 14, содержащий СО₂, в контакт с абсорбентом СО₂ 17 (иногда именуемым здесь просто как «абсорбент»), который абсорбирует СО₂ для извлечения СО₂ из отходящего газа 14, и регенератор 20 абсорбента, в котором осуществляется выделение СО₂ из абсорбента СО₂ (который здесь иногда именуется как «обогащенный раствор») 19, в котором абсорбирован СО₂, и, таким образом, происходит регенерация абсорбента СО₂. В установке 12 для получения СО₂, регенерированный абсорбент СО₂ (который здесь иногда именуется как «обедненный раствор») 17, из которого был извлечен СО₂ в регенераторе 20 абсорбента, вновь используется в качестве абсорбента СО₂ в абсорбере СО₂ 18.In FIG. 1 is a diagram of a plant for producing CO ₂ according to Example 1. As shown in FIG. 1, the plant 12 for producing CO ₂ according to Example 1 comprises an exhaust gas cooling device 16 using cooling water 15 that cools the exhaust gas containing CO ₂ and O ₂ discharged from the industrial plant 13, operating with fuel combustion, such as a boiler plant or a gas turbine plant. The plant 12 also includes a CO ₂ absorber 18 comprising a CO ₂ recovery section 18A which brings the cooled off-gas 14 containing CO ₂ into contact with a CO ₂ absorbent 17 (sometimes referred to herein simply as "absorbent") which absorbs CO ₂ to recover CO ₂ from exhaust gas 14, and an absorbent regenerator 20 in which CO ₂ is recovered from the CO ₂ absorbent (which is sometimes referred to here as "rich solution") 19 in which CO ₂ is absorbed and thus occurs regeneration of CO ₂ absorbent. In the CO ₂ plant 12, the regenerated CO ₂ absorbent (here sometimes referred to as "lean liquor") 17 from which the CO ₂ was recovered in the absorbent regenerator 20 is reused as the CO ₂ absorbent in the CO ₂ absorber 18.

На фиг. 1 канал для потока отходящего газа обозначен позицией 13а, дымовая труба обозначена позицией 13b, и вода, полученная из сконденсированного водяного пара, обозначена позицией 34. Установка 12 для получения СО₂ может быть модернизирована для получения СО₂ из существующего и действующего источника отходящего газа или может быть создана вместе с новым источником отходящего газа. На линии отходящего газа 14 установлена открываемая и закрываемая задвижка, которая открывается во время работы установки 12 для удаления отходящего газа. Задвижка установлена с возможностью закрытия, когда источник отходящего газа работает, но работа установки 12 для получения СО₂ прекращается.In FIG. 1, the off-gas flow path is indicated at 13a, the chimney is indicated at 13b, and the water obtained from the condensed steam is indicated at 34. The CO ₂ plant 12 can be retrofitted to produce CO ₂ from an existing and operating off-gas source or can be created along with a new off-gas source. The off-gas line 14 is fitted with an openable and closed gate valve which is opened during operation of the plant 12 to remove the off-gas. The valve is set to close when the off-gas source is operating, but the operation of the plant 12 for producing CO ₂ is stopped.

В способе получения СО₂, использующем установку 12 для получения СО₂, отходящий газ 14, содержащий СО₂, отведенный из промышленной установки 13, работающей со сжиганием топлива, такой как бойлер или газотурбинная установка, сжимается с помощью газодувки 22 отходящего газа, направляется в устройство 16 для охлаждения отходящего газа, использующего охлаждающую воду 15, и направляется в абсорбер СО₂ 18.In the method for producing CO ₂ using the plant 12 for producing CO ₂ , the off-gas 14 containing CO ₂ removed from the industrial plant 13 operating with fuel combustion, such as a boiler or a gas turbine plant, is compressed by an off-gas blower 22, is sent to device 16 for cooling off-gas using cooling water 15 and is sent to CO ₂ absorber 18.

В абсорбере СО₂ 18 отходящий газ 14 входит в контакт в противотоке с абсорбентом СО₂ 17, то есть с аминосодержащим абсорбентом, соответствующим рассматриваемому примеру, и содержащийся в отходящем газе СО₂ абсорбируется абсорбентом СО₂ 17 посредством химической реакции. Отходящий газ, из которого СО₂ извлечен на участке 18А извлечения СО₂, вступает в контакт газ-жидкость с циркулирующей очищающей водой 21, содержащей абсорбент СО₂, то есть поступает из распределителя жидкости на участок 18В очистки водой в абсорбере 18, абсорбент СО₂ 17, увлекаемый отходящим газом, из которого извлечена СО₂, удаляется, при этом отходящий газ 23, из которого извлечен СО₂, отводится затем за пределы системы. Обогащенный раствор 19, то есть абсорбент СО₂, которым абсорбирован СО₂, сжимается насосом 24 обогащенного раствора, нагревается с помощью обедненного раствора, то есть абсорбента СО₂ 17, регенерированного в регенераторе 20 абсорбента в теплообменнике 25 обедненного и обогащенного растворов, и направляется в регенератор 20 абсорбента. In the CO ₂ absorber 18, the exhaust gas 14 comes into contact in countercurrent with the CO ₂ absorbent 17, i.e. the amine-containing absorbent according to the example in question, and the CO ₂ contained in the exhaust gas is absorbed by the CO ₂ absorbent 17 by means of a chemical reaction. The exhaust gas from which CO ₂ is extracted in the CO ₂ recovery section 18A comes into gas-liquid contact with the circulating purification water 21 containing the CO ₂ absorbent, that is, it flows from the liquid distributor to the water purification section 18B in the absorber 18, the CO ₂ absorbent 17 entrained in the off-gas from which CO ₂ has been extracted is removed, and the off-gas 23 from which CO ₂ has been extracted is then discharged outside the system. The rich solution 19, that is, the CO ₂ absorbent by which CO ₂ is absorbed, is compressed by the rich solution pump 24, heated by the lean solution, that is, the CO ₂ absorbent 17, regenerated in the absorbent regenerator 20 in the lean and rich solution heat exchanger 25, and sent to regenerator 20 absorbent.

Обогащенный раствор 19, отведенный из верхней части регенератора 20 абсорбента в его внутренний объем, инициирует эндотермическую реакцию, использующую водяной пар, поступающий из нижней части регенератора, при этом выделяется большая часть СО₂. Абсорбент СО₂, из которого в регенераторе 20 абсорбентабыла выделена часть или большая часть СО₂, именуется полуобедненным раствором. На выходе из нижней части регенератора 20 абсорбента этот полуобедненный раствор становится абсорбентом (обедненным раствором) 17, из которого извлечен практически весь СО₂. Некоторая часть этого обедненного раствора 17 перегревается водяным паром 27 в ребойлере 26, и полученный водяной пар, используемый для десорбции СО₂, поступает во внутренний объем регенератора 20 абсорбента.The enriched solution 19, withdrawn from the top of the absorbent regenerator 20 into its interior volume, initiates an endothermic reaction using water vapor coming from the bottom of the regenerator, with the release of most of the CO₂. CO absorbent₂, from which in the regenerator 20 absorbentpart or most of the CO was isolated₂, is called a semi-depleted solution. At the exit from the lower part of the absorbent regenerator 20, this semi-depleted solution becomes absorbent (depleted solution) 17, from which almost all CO is extracted.₂. Some of this lean solution 17 is superheated by steam 27 in reboiler 26, and the resulting steam used for desorption of CO₂enters the internal volume of the regenerator 20 absorbent.

В то же время, из верхней части регенератора 20 абсорбента выходит поток газа 28, увлекающий СО₂ вместе с водяным паром, который выделился из обогащенного раствора 19 и полуобедненного раствора в регенераторе. Водяной пар конденсируется в конденсаторе 29, вода отделяется в разделительной ёмкости 30, а газ 40, содержащий СО₂, отводится за пределы системы, сжимается с помощью отдельного компрессора 41 и удаляется из установки. Газ 42, содержащий СО₂, после сжатия и отвода из компрессора 41, проходит через разделительную ёмкость 43 и нагнетается в нефтяное месторождение, в котором используются методы повышения нефтеотдачи пласта (EOR), или аккумулируется в водоносном слое. В результате осуществляется противодействие глобальному потеплению. Орошающая вода 31, отделенная от газа 28, сопровождающего СО₂ вместе с водяным паром, в разделительной ёмкости 30, с помощью циркуляционного насоса 30 орошающей воды направляется в верхнюю часть регенератора 20 абсорбента и в ветвь подачи очищающей воды 21. Регенерированный абсорбент СО₂ (обедненный раствор) 17 охлаждается с помощью обогащенного раствора 19 в теплообменнике 25 «обедненный раствор - обогащенный раствор», затем сжимается насосом 32 обедненного раствора, охлаждается в охладителе 33 обедненного раствора и направляется во внутренний объем абсорбера СО₂ 18. В рассматриваемом воплощении описана лишь упрощенная схема установки, и некоторые используемые устройства не указаны и не показаны. At the same time, a gas stream 28 emerges from the upper part of the absorbent regenerator 20, entraining CO ₂ together with water vapor, which has been released from the rich solution 19 and the semi-lean solution in the regenerator. The water vapor is condensed in the condenser 29, the water is separated in the separation tank 30, and the gas 40 containing CO ₂ is discharged outside the system, compressed by a separate compressor 41 and removed from the plant. The gas 42 containing CO ₂ , after being compressed and withdrawn from the compressor 41, passes through the separation vessel 43 and is injected into the oil field in which enhanced oil recovery (EOR) techniques are used, or accumulated in the aquifer. As a result, global warming is counteracted. Irrigation water 31, separated from the gas 28 accompanying CO ₂ together with water vapor, in the separating tank 30, is sent to the upper part of the absorbent regenerator 20 and to the purification water supply branch 21 by means of the irrigation water circulation pump 30. Regenerated CO ₂ absorbent (depleted solution) 17 is cooled by the enriched solution 19 in the "lean solution - rich solution" heat exchanger 25, then compressed by the lean solution pump 32, cooled in the lean solution cooler 33 and sent to the internal volume of the CO ₂ absorber 18. In this embodiment, only a simplified scheme is described installation, and some of the devices used are not listed or shown.

Ниже будут описаны предпочтительные Примеры испытаний, демонстрирующие эффекты настоящего изобретения, но настоящее изобретение этими Примерами испытаний не ограничивается.The preferred Test Examples showing the effects of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these Test Examples.

Примеры испытания от 1-1 до 1-5Test examples from 1-1 to 1-5

СО₂ был абсорбирован в устройстве для проведения испытания (не показано).CO ₂ was absorbed in the test device (not shown).

На фиг. 2 представлен график, иллюстрирующий процентное снижение тепловой нагрузки (потребности в теплоте) ребойлера в Примерах испытаний (1-1) - (1-5) при использовании абсорбента, содержащего три компонента (вторичный линейный моноамин (а), третичный линейный моноамин (b) и вторичный циклический диамин (с), растворенные в воде). In FIG. 2 is a graph showing the percentage reduction in heat load (heat demand) of the reboiler in Test Examples (1-1) to (1-5) using an absorbent containing three components (secondary linear monoamine (a), tertiary linear monoamine (b) and a secondary cyclic diamine (c) dissolved in water).

N-бутиламиноэтанол (более 30 мас.% и менее 45 мас.%) в качестве вторичного линейного моноамина (а), N- метилдиэтаноламин (более 15 мас.% и менее 30 мас.%) в качестве третичного линейного моноамина (b) и 2-метилпиперазин (с концентрацией меньшей, чем концентрации компонентов (а) и (b)) в качестве вторичного циклического диамина (с) были растворены и смешаны в воде с получением абсорбента в Примере испытания 1-1 так, что общая концентрация аминосодержащих компонентов в абсорбирующем компоненте составляла 55 мас.%.N-butylaminoethanol (more than 30 wt.% and less than 45 wt.%) as a secondary linear monoamine (a), N-methyldiethanolamine (more than 15 wt.% and less than 30 wt.%) as a tertiary linear monoamine (b) and 2-methylpiperazine (with a concentration less than the concentration of components (a) and (b)) as a secondary cyclic diamine (c) were dissolved and mixed in water to obtain an absorbent in Test Example 1-1 so that the total concentration of amine-containing components in absorbent component was 55 wt.%.

Абсорбент в Примере испытания 1-2 был приготовлен таким же образом, что и в Примере испытания 1-1, за исключением использования пиперазина в качестве вторичного циклического диамина (с).The absorbent in Test Example 1-2 was prepared in the same manner as in Test Example 1-1 except for using piperazine as the secondary cyclic diamine (c).

Абсорбент в Примере испытания 1-3 был приготовлен таким же образом, что и в Примере испытания 1-1, за исключением использования N-бутилдиэтаноламина в качестве третичного циклического диамина (b).The absorbent in Test Example 1-3 was prepared in the same manner as in Test Example 1-1 except for using N-butyldiethanolamine as the tertiary cyclic diamine (b).

Абсорбент в Примере испытания 1-4 был приготовлен таким же образом, что и в Примере испытания 1-1, за исключением использования N-этиламиноэтанола в качестве вторичного линейного моноамина (а) и пиперазина в качестве вторичного циклического диамина (с).The absorbent in Test Example 1-4 was prepared in the same manner as in Test Example 1-1 except for using N-ethylaminoethanol as the secondary linear monoamine (a) and piperazine as the secondary cyclic diamine (c).

Абсорбент в Примере испытания 1-5 был приготовлен таким же образом, что и в Примере испытания 1-4, за исключением использования N-этилдиэтаноламина в качестве третичного линейного моноамина (b).The absorbent in Test Example 1-5 was prepared in the same manner as in Test Example 1-4 except for using N-ethyldiethanolamine as the tertiary linear monoamine (b).

В Сравнительном примере моноэтаноламин (МЕА) был растворен и смешан с концентрацией 30 мас.% для получения абсорбента Сравнительного примера 1. Составы абсорбентов в Примерах испытаний и Сравнительном примере приведены ниже в таблице 1.In the Comparative Example, monoethanolamine (MEA) was dissolved and mixed at a concentration of 30% by weight to obtain the absorbent of Comparative Example 1. The compositions of absorbents in Test Examples and Comparative Example are shown in Table 1 below.

Таблица 1. Общая концентрация аминосодержащего компонента в абсорбирующем компоненте (a)+(b)+(c): 55 мас.%Table 1. Total concentration of the amine-containing component in the absorbent component (a) + (b) + (c): 55 wt.%

(a) Вторичный линейный моноамин
[более 30 мас.% и менее 45мас.%](a) Secondary linear monoamine
[more than 30 wt.% and less than 45 wt.%] (b) Третичный линейный моноамин
[более 15 мас.% и менее 30 мас.%](b) Tertiary linear monoamine
[more than 15 wt.% and less than 30 wt.%] (c) Вторичный циклический диамин
[концентрация менее чем компонентов (а) и (b)](c) Secondary cyclic diamine
[concentration less than components (a) and (b)] Пример испытания 1-1Test Example 1-1 N-бутиламиноэтанолN-butylaminoethanol N-метилдиэтаноламинN-methyldiethanolamine 2-Метилпиперазин2-Methylpiperazine Пример испытания 1-2Test Example 1-2 N-бутиламиноэтанолN-butylaminoethanol N-метилдиэтаноламинN-methyldiethanolamine ПиперазинPiperazine Пример испытания 1-3Test Example 1-3 N-бутиламиноэтанолN-butylaminoethanol N-бутилдиэтаноламинN-butyldiethanolamine 2-Метилпиперазин2-Methylpiperazine Пример испытания 1-4Test Example 1-4 N-этиламиноэтанолN-ethylaminoethanol N-метилдиэтаноламинN-methyldiethanolamine ПиперазинPiperazine Пример испытания 1-5Test Example 1-5 N-этиламиноэтанолN-ethylaminoethanol N-этилдиэтаноламинN-ethyldiethanolamine Пиреразинpyrerazine Первичный линейный моноамин [30 мас.% ]Primary linear monoamine [30 wt%] Сравнительный пример 1Comparative Example 1 МоноэтаноламинMonoethanolamine

Оценка отношения тепловой нагрузки ребойлераEvaluation of the heat load ratio of the reboiler

Были измерены величины тепловой нагрузки ребойлера при использовании абсорбентов в Примерах испытаний и в Сравнительном примере 1. Тепловая нагрузка ребойлера в каждом из Примеров испытаний была сопоставлена с тепловой нагрузкой ребойлера при использовании абсорбента согласно Сравнительному примеру 1, и результат сравнения был вычислен как относительная величина (отношение) тепловой нагрузки ребойлера. Результаты вычислений представлены на фиг. 2. The heat load values of the reboiler using the absorbents in the Test Examples and Comparative Example 1 were measured. ) heat load of the reboiler. The calculation results are shown in Fig. 2.

Как показано на фиг. 2, если тепловую нагрузку ребойлера в случае использования абсорбента согласно Сравнительному примеру 1 принять равной 1, отношения тепловой нагрузки ребойлера в случае использования абсорбентов согласно Примерам испытаний 1-1 и 1-2 составляли менее 0,9, а отношения тепловой нагрузки в случае абсорбентов в Примерах испытаний (1-3) – (1-5) составляли менее чем приблизительно 1,0.As shown in FIG. 2, if the heat load of the reboiler in the case of using the absorbent according to Comparative Example 1 is set to 1, the heat load ratios of the reboiler in the case of using absorbents according to Test Examples 1-1 and 1-2 were less than 0.9, and the heat load ratios in the case of absorbents in Test Examples (1-3) - (1-5) were less than about 1.0.

Примеры испытаний (2-1) – (2-5)Test examples (2-1) - (2-5)

Общая концентрация аминосодержащего компонента в абсорбирующем компоненте абсорбента в каждом из Примеров испытаний увеличилась от 55 мас.% до 65 мас.%. Соответственно, были приготовлены абсорбенты для Примеров испытаний (2-1) – (2-5). Составы абсорбентов в Примерах испытаний (2-1) – (2-5) приведены ниже в таблице 2. Сравнительный пример 1 был таким же, что и указанный в таблице 1, и состав смеси для него не приведен. Результаты оценок, вычисленные таким же образом, что и в Примере испытания 1, представлены на фиг. 3. The total concentration of the amine-containing component in the absorbent component of the absorbent in each of the Test Examples increased from 55 wt.% to 65 wt.%. Accordingly, absorbents for Test Examples (2-1) to (2-5) were prepared. The absorbent compositions in Test Examples (2-1) to (2-5) are shown in Table 2 below. Comparative Example 1 was the same as that shown in Table 1, and its mixture composition is not shown. The evaluation results calculated in the same manner as in Test Example 1 are shown in FIG. 3.

Таблица 2. Общая концентрация аминосодержащего компонента в абсорбирующем компоненте (a)+(b)+(c): 65 мас.%Table 2. Total concentration of the amine-containing component in the absorbent component (a) + (b) + (c): 65 wt.%

(a) Вторичный линейный моноамин
[более 30 мас.% и менее 45мас.%](a) Secondary linear monoamine
[more than 30 wt.% and less than 45 wt.%] (b) Третичный линейный моноамин
[более 15 мас.% и менее 30 мас.%](b) Tertiary linear monoamine
[more than 15 wt.% and less than 30 wt.%] (c) Вторичный циклический диамин
[концентрация менее чем концентрации компонентов (а) и (b)](c) Secondary cyclic diamine
[concentration less than the concentrations of components (a) and (b)] Пример испытания 2-1Test Example 2-1 N-бутиламиноэтанолN-butylaminoethanol N-метилдиэтаноламинN-methyldiethanolamine 2-Метилпиперазин2-Methylpiperazine Пример испытания 2-2Test Example 2-2 N-бутиламиноэтанолN-butylaminoethanol N-метилдиэтаноламинN-methyldiethanolamine ПиперазинPiperazine Пример испытания 2-3Test Example 2-3 N-бутиламиноэтанолN-butylaminoethanol N-бутилдиэтаноламинN-butyldiethanolamine 2-Метилпиперазин2-Methylpiperazine Пример испытания 2-4Test Example 2-4 N-этиламиноэтанолN-ethylaminoethanol N-метилдиэтаноламинN-methyldiethanolamine ПиперазинPiperazine Пример испытания 2-5Test Example 2-5 N-этиламиноэтанолN-ethylaminoethanol N-этилдиэтаноламинN-ethyldiethanolamine ПиперазинPiperazine

Как показано на фиг. 3, если тепловую нагрузку ребойлера в случае использования абсорбента согласно Сравнительному примеру 1 принять равной 1, отношения тепловой нагрузки ребойлера в случае использования абсорбентов согласно Примерам испытаний 2-1 и 2-2 составляли менее 0,9, а отношения тепловой нагрузки в случае абсорбентов в примерах испытаний (2-3) – (2-5) составляли менее чем приблизительно 1,0.As shown in FIG. 3, if the heat load of the reboiler in the case of using the absorbent according to Comparative Example 1 is set to 1, the heat load ratios of the reboiler in the case of using absorbents according to Test Examples 2-1 and 2-2 were less than 0.9, and the heat load ratios in the case of absorbents in test examples (2-3) - (2-5) were less than about 1.0.

Таким образом, было обнаружено, что абсорбенты в Примерах испытаний (1-1-)-(1-5) и (2-1)-(2-5), которые представляли собой абсорбенты на основе трех компонентов (растворенные в воде вторичный линейный моноамин (а), третичный линейный моноамин (b) и вторичный циклический диамин (с)), могут уменьшить тепловую нагрузку ребойлера по сравнению со Сравнительным примером 1, в котором используется моноэталонамин. В частности, было установлено, что абсорбенты в Примерах испытаний 1-1, 1-2, 2-1 и 2-2 могут уменьшить тепловую нагрузку на 10% или более. Соответственно, даже если концентрация абсорбента является высокой, в соответствии с изобретением может быть обеспечен абсорбент, позволяющий получить исключительно высокую экономию энергию по сравнению с традиционным абсорбентом, и может быть достигнуто снижение тепловой нагрузки ребойлера в процессе регенерации абсорбента, в котором были абсорбированы содержащиеся в газе CO2, или H2S, или и CO2 и H₂S.Thus, it was found that the absorbents in Test Examples (1-1-)-(1-5) and (2-1)-(2-5), which were three-component absorbents (dissolved in water secondary linear monoamine (a), tertiary linear monoamine (b), and secondary cyclic diamine (c)), can reduce the heat load of the reboiler compared to Comparative Example 1, which uses monoetalamine. In particular, it was found that the absorbents in Test Examples 1-1, 1-2, 2-1 and 2-2 can reduce the heat load by 10% or more. Accordingly, even if the concentration of the absorbent is high, according to the invention, an absorbent can be provided that allows to obtain extremely high energy savings compared to a conventional absorbent, and a reduction in the heat load of the reboiler in the regeneration process of the absorbent in which gas contents have been absorbed can be achieved. CO2, or H2S, or both CO2 and H ₂ S.

Пример испытания 1-6Test Example 1-6

В Примере испытания 1-6 был использован абсорбент, имеющий состав согласно Примеру испытания 1-1, при этом концентрация N- бутиламиноэтанола, используемого в качестве вторичного линейного моноамина (а), была установлена равной 32 мас.%, а концентрация N- метилдиэтаноламина в качестве третичного линейного моноамина (b) была изменена. Таким образом, был приготовлен абсорбент в Примере испытания 1-6. Абсорбент в Сравнительном примере был таким же, как абсорбент, приготовленный путем растворения и смешивания вышеупомянутого моноэтаноламина (МЕА) c концентрацией 30 мас.%. Состав для этого Примера испытания приведен ниже в Таблице 3. Полученные результаты иллюстрируются на фиг. 4, на которой представлен график, отображающий соотношение между концентрацией (мас.%) аминосодержащего компонента в абсорбирующем компоненте и отношением тепловой нагрузки ребойлера в Примере испытания 1-6.In Test Example 1-6, an absorbent having the composition of Test Example 1-1 was used, with the concentration of N-butylaminoethanol used as the secondary linear monoamine (a) set to 32 wt%, and the concentration of N-methyldiethanolamine in as a tertiary linear monoamine (b) has been changed. Thus, the absorbent in Test Example 1-6 was prepared. The absorbent in the Comparative Example was the same as the absorbent prepared by dissolving and mixing the above-mentioned monoethanolamine (MEA) at a concentration of 30 mass%. The formulation for this Test Example is shown in Table 3 below. The results obtained are illustrated in FIG. 4, which is a graph showing the ratio between the concentration (wt%) of the amine-containing component in the absorbent component and the heat load ratio of the reboiler in Test Example 1-6.

Таблица 3. (а) Вторичный линейный моноамин (концентрация установлена на уровне 32 мас.%) Table 3. (a) Secondary linear monoamine (concentration set at 32 wt.%)

(a) Вторичный линейный моноамин
[32 мас.%](a) Secondary linear monoamine
[32 wt%] (b) Третичный линейный моноамин(b) Tertiary linear monoamine (c) Вторичный циклический диамин
[Концентрация менее чем (a) и (b)](c) Secondary cyclic diamine
[Concentration less than (a) and (b)] Пример испытания 1-6Test Example 1-6 N-бутиламиноэтанолN-butylaminoethanol N-метилдиэтаноламинN-methyldiethanolamine 2-метилпиперазин2-methylpiperazine

В соответствии с представленными на фиг. 4 данными установлено, что, если концентрация N-метилдиэтаноламина, используемого в качестве третичного линейного моноамина (b), находится в интервале от более 15 мас.% до 33 мас.%, тепловая нагрузка ребойлера может быть уменьшена приблизительно на 9% или более.As shown in FIG. 4 data found that if the concentration of N-methyldiethanolamine used as the tertiary linear monoamine (b) is in the range of more than 15 wt.% to 33 wt.%, the heat load of the reboiler can be reduced by about 9% or more.

Пример испытания 3Test Example 3

В Примере испытания 3 был использован абсорбент, имеющий состав согласно описанному выше Примеру испытания 1-2. Для абсорбента согласно Примеру испытания 3 было проведено сравнительное испытание по отношению к традиционному абсорбенту (Сравнительные примеры 2 и 3), при этом общая концентрация аминосодержащего компонента (мас.%) в абсорбирующем компоненте была высокой.In Test Example 3, an absorbent having the composition as described in Test Example 1-2 above was used. The absorbent of Test Example 3 was compared with a conventional absorbent (Comparative Examples 2 and 3) and the total concentration of the amine-containing component (wt%) in the absorbent component was high.

В Сравнительном примере 2 был использован состав смеси, соответствующий Примеру испытания 6 в выложенной заявке на патент Японии №2013-086079, а в Сравнительном примере 3 был использован состав смеси, соответствующий Примеру испытания 1-2 в выложенной заявке на патент Японии №2017- 64645. Состав смеси приведен в таблице 3. На фиг. 5 представлен график, иллюстрирующий зависимость относительной величины тепловой нагрузки ребойлера от концентрации аминосодержащего компонента (мас.%) в абсорбирующем компоненте в Примере испытания 3. Эталоном сравнения (тепловая нагрузка ребойлера принятая равной 1) по вертикальной оси на фиг. 5 выбран Сравнительный пример 1, в котором моноэтаноламин (МЕА) был растворен и смешан с водой с концентрацией 30 мас.%, как это описано выше. Составы смеси, используемые в Примере испытания 3 и в Сравнительных примерах 2 и 3 приведены ниже в таблице 4. In Comparative Example 2, the mixture composition of Test Example 6 of Japanese Laid-Open Patent Application No. 2013-086079 was used, and in Comparative Example 3, the mixture composition of Test Example 1-2 of Japanese Laid-Open Patent Application No. 2017-64645 was used. The composition of the mixture is shown in Table 3. FIG. 5 is a graph illustrating the relative value of the heat load of the reboiler on the concentration of the amine-containing component (wt.%) in the absorbent component in Test Example 3. The comparison standard (the heat load of the reboiler is assumed to be 1) along the vertical axis in FIG. 5, Comparative Example 1 was selected in which monoethanolamine (MEA) was dissolved and mixed with water at a concentration of 30% by weight as described above. The mixture compositions used in Test Example 3 and Comparative Examples 2 and 3 are shown in Table 4 below.

Таблица 4. Состав каждого компонента в смеси, образующей абсорбирующий компонент: установлено отношение компонентов, приведенное в таблице, при этом общая концентрация аминосодержащего компонента в абсорбирующем компоненте изменяетсяTable 4. The composition of each component in the mixture forming the absorbent component: the ratio of the components shown in the table is established, while the total concentration of the amine-containing component in the absorbent component is changed

(a) Вторичный линейный моноамин(a) Secondary linear monoamine (b) Третичный линейный моноамин(b) Tertiary linear monoamine (c) Вторичный циклический диамин(c) Secondary cyclic diamine Пример испытания 3Test Example 3 N-бутиламиноэтанол
[более 30 мас.% и менее 45 мас.%]N-butylaminoethanol
[more than 30 wt.% and less than 45 wt.%] N-метилдиэтаноламин
[более 15 мас.% и менее 30 мас.%]N-methyldiethanolamine
[more than 15 wt.% and less than 30 wt.%] Пиперазин
[Концентрация менее чем (a) и (b)]Piperazine
[Concentration less than (a) and (b)] Сравнительный пример 2Comparative Example 2 N-бутиламиноэтанол
[45 мас.%]N-butylaminoethanol
[45 wt%] N-метилдиэтаноламин
[5 мас.%]N-methyldiethanolamine
[5 wt%] Пиперазин
[5 мас.%]Piperazine
[5 wt%] Сравнительный пример 3Comparative Example 3 N-бутиламиноэтанол
[менее 30 мас.%]N-butylaminoethanol
[less than 30 wt%] N-метилдиэтаноламин
[менее 30 мас.%]N-methyldiethanolamine
[less than 30 wt%] Пиперазин
[Концентрация менее чем (a) и (b)]Piperazine
[Concentration less than (a) and (b)]

Концентрации компонентов в Примере испытания 3 и Сравнительных примерах 2 и 3 были установлены такими, как изложено выше.The concentrations of the components in Test Example 3 and Comparative Examples 2 and 3 were set as described above.

В каждом примере при условии, что общая концентрация амина в абсорбирующем компоненте составляет 55 мас.%, концентрация вторичного линейного моноамина (а) представлена величиной A₅₅мас.%, концентрация третичного линейного моноамина (b) представлена величиной B₅₅мас.%, и концентрация вторичного циклического диамина (с) представлена величиной C₅₅мас.%. В каждом примере при условии, что общая концентрация амина в абсорбирующем компоненте изменяется до T мас.%, концентрация вторичного линейного моноамина (а) представлена величиной A_Тмас.%, концентрация третичного линейного моноамина (b) представлена величиной B_Т мас.%, и концентрация вторичного циклического диамина (с) представлена величиной C_Тмас.%. В каждом примере соотношение компонентов в смеси A₅₅:B₅₅:C₅₅=A_T:B_T:C_Tявляется фиксированным. Концентрация каждого компонента (мас.%) при условии, что общая концентрация амина в абсорбирующем компоненте составляет Т мас.%, вычисляется для каждого состава так, как показано ниже в таблице 5. In each example, assuming that the total amine concentration in the absorbent component is 55 wt.%, the concentration of the secondary linear monoamine (a) is represented by an A value of ₅₅ wt.%, the concentration of the tertiary linear monoamine (b) is represented by a B value of ₅₅ wt.%, and the concentration of the secondary cyclic diamine (c) is represented by the value C ₅₅ wt.%. In each example, provided that the total amine concentration in the absorbent component changes to T wt.%, the concentration of the secondary linear monoamine (a) is represented by the value of A _T wt.%, the concentration of the tertiary linear monoamine (b) is represented by the value of B _T wt.%, and the concentration of the secondary cyclic diamine (c) is represented by the value C _T wt.%. In each example, the ratio of components in the mixture A ₅₅ :B ₅₅ :C ₅₅ =A _T :B _T :C _T is fixed. The concentration of each component (wt.%), provided that the total concentration of amine in the absorbent component is T wt.%, is calculated for each composition as shown below in table 5.

Таблица 5Table 5

(a) Вторичный
линейный моноамин(a) Secondary
linear monoamine (b) Третичный
линейный моноамин(b) Tertiary
linear monoamine (c) Вторичный
циклический диамин(c) Secondary
cyclic diamine 5555 A₅₅ A ₅₅ B₅₅ _B55 C₅₅ C ₅₅ TT A_T = A₅₅ × T/55A _T = A ₅₅ × T/55 B_T = B₅₅ × T/55B _T = B ₅₅ × T/55 C_T = C₅₅ × T/55C _T = C ₅₅ × T/55

В соответствии с фиг. 5 при соотношениях смешанных компонентов, образующих абсорбирующие компоненты, согласно Сравнительным примерам 2 и 3, соответствующим известному уровню техники, снижение тепловой нагрузки ребойлера при высокой концентрация абсорбирующего компонента замедляется, или, другими словами, тепловая нагрузка ребойлера становится повышенной. В то же время обнаружено, что абсорбент согласно Примеру испытания 3 обеспечивает снижение тепловой нагрузки ребойлера даже при в случае высокой концентрация абсорбирующего компонента. В частности, даже если общая концентрация амина в абсорбирующем компоненте достигает 55 мас.% или более, абсорбент, соответствующий Примеру испытания 3, может обеспечить дополнительное снижение тепловой нагрузки ребойлера.In accordance with FIG. 5, with the mixing ratios forming the absorbent components according to the prior art Comparative Examples 2 and 3, the decrease in the heat load of the reboiler at a high concentration of the absorbent component slows down, or in other words, the heat load of the reboiler becomes increased. At the same time, it was found that the absorbent according to Test Example 3 provided a reduction in the heat load of the reboiler even if the concentration of the absorbent component was high. In particular, even if the total concentration of amine in the absorbent component reaches 55% by weight or more, the absorbent according to Test Example 3 can further reduce the heat load of the reboiler.

Примеры испытаний 4 и 5Test Examples 4 and 5

В качестве абсорбента в Примере испытания 4 был использован абсорбент, имеющий состав согласно Примеру испытания 1-2. Абсорбент, использованный в Примере испытания 4, сравнили в сравнительном опыте для изменения вязкости с абсорбентом из уровня техники (Сравнительные примеры 2 и 3), в котором общая концентрация аминосодержащего компонента (мас.%) в абсорбирующем компоненте была высокой. As the absorbent in Test Example 4, an absorbent having the composition according to Test Example 1-2 was used. The absorbent used in Test Example 4 was compared in a viscosity change comparison test with a prior art absorbent (Comparative Examples 2 and 3) in which the total concentration of the amine-containing component (wt%) in the absorbent component was high.

В Сравнительном примере 2 был использован полученный в результате смешивания состав согласно Примеру испытания 6, описанному в выложенной заявке на патент Японии №2013-086079, а в Сравнительном примере 3 был использован состав согласно Примеру испытания 1-2, описанному в выложенной заявке на патент Японии №2017-64645.In Comparative Example 2, the blended composition according to Test Example 6 described in Japanese Laid-Open Patent Application No. 2013-086079 was used, and in Comparative Example 3, the composition according to Test Example 1-2 described in Japanese Laid-Open Patent Application was used. No. 2017-64645.

С целью измерения вязкости абсорбирующего компонента были измерены вязкость (А) абсорбента, перед его вводом в абсорбер СО₂ 12 на фиг. 1, и вязкость (В) абсорбента в резервуаре для жидкости после абсорбции СО₂, содержащейся в отходящем газе 14. Более конкретно, после циркуляции была осуществлена рециркуляция абсорбента в регенераторе, и регенерированный абсорбент СО₂ (обедненный раствор) 17 был подвергнут сжатию с помощью насоса 32 обедненного раствора и затем охлажден в охладителе 33 раствора. Вязкость А была измерена в точке (А), в которой обедненный раствор был введен во внутренний объем абсорбера СО₂ 18 в установке для получения СО₂, представленной на фиг. 1. В то же время, что касается вязкости В, вязкость абсорбента СО₂ (обогащенный раствор) 19, в котором абсорбирована СО₂, была измерена в точке (В) участка резервуара для жидкости, находящегося в нижней части абсорбера на участке 18 извлечения СО₂. In order to measure the viscosity of the absorbent component, the viscosity (A) of the absorbent was measured before it was introduced into the CO ₂ absorber 12 in FIG. 1 and the viscosity (B) of the absorbent in the liquid tank after absorbing the CO ₂ contained in the exhaust gas 14. More specifically, after circulation, the absorbent was recirculated in the regenerator, and the regenerated CO ₂ absorbent (lean solution) 17 was compressed with pump 32 lean solution and then cooled in the cooler 33 solution. Viscosity A was measured at point (A) at which the lean solution was introduced into the interior of the CO ₂ absorber 18 in the CO ₂ plant shown in FIG. 1. At the same time, with regard to the viscosity B, the viscosity of the CO ₂ absorbent (rich solution) 19 in which CO ₂ is absorbed was measured at point (B) of the liquid reservoir portion located at the bottom of the absorber in the CO recovery portion 18 ₂ .

Соотношением концентраций компонентов в смеси, образующей абсорбирующий компонент согласно Примеру испытаний 4, была установленная общая концентрация аминосодержащего компонента в абсорбирующем компоненте согласно Примеру испытаний 1-2, приведенная в таблице 1 (55 мас.%). Соотношением концентраций компонентов в смеси, образующей абсорбирующий компонент согласно Примеру испытаний 5, была установленная общая концентрация аминосодержащего компонента в абсорбирующем компоненте согласно Примеру испытаний 2-2 (65 мас.%). Стандарт величины вязкости (выбранный для сравнения) был основан на величине вязкости (вязкость А), измеренной в точке (А), в которой абсорбент вводили в абсорбер СО₂ 18 в Примере испытаний 3, и в качестве стандарта был принят равным 1. Результаты представлены в таблицах 6 и 7.The ratio of the concentrations of the components in the mixture forming the absorbent component according to Test Example 4 was the established total concentration of the amine-containing component in the absorbent component according to Test Example 1-2, shown in Table 1 (55 wt.%). The ratio of the concentrations of the components in the mixture forming the absorbent component according to Test Example 5 was the established total concentration of the amine-containing component in the absorbent component according to Test Example 2-2 (65 wt.%). The viscosity standard (selected for comparison) was based on the viscosity value (viscosity A) measured at the point (A) at which the absorbent was introduced into the CO ₂ absorber 18 in Test Example 3, and was taken as 1 as the standard. The results are shown in tables 6 and 7.

Таблица 6 Table 6

До абсорбцииBefore absorption После абсорбцииAfter absorption Пример испытания 4Test Example 4 1 (эталон)1 (reference) 1,251.25 Сравнительный пример 2Comparative Example 2 1,051.05 1,391.39 Сравнительный пример 3 Comparative Example 3 1,031.03 1,331.33

Таблица 7Table 7

До абсорбцииBefore absorption После абсорбцииAfter absorption Пример испытания 5Test Example 5 1,401.40 1,651.65 Сравнительный пример 2Comparative Example 2 1,471.47 1,801.80 Сравнительный пример 3Comparative Example 3 1,461.46 1,761.76

Абсорбенты, имеющие составы в соответствии с Примерами испытаний 4 и 5, сравнивали с абсорбентами Сравнительных примеров 2 и 3, известными в уровне техники. Полученные результаты приведены в таблицах 6 и 7. Было установлено, что увеличение вязкости абсорбентов сдерживается даже в условиях высокой концентрации абсорбирующего компонента. Absorbents having formulations according to Test Examples 4 and 5 were compared with those of Comparative Examples 2 and 3 known in the art. The results obtained are shown in tables 6 and 7. It was found that the increase in the viscosity of the absorbents is contained even under conditions of high concentration of the absorbent component.

Пример испытания 6Test Example 6

В Примере испытания 6 был использован абсорбент с составом согласно Примеру испытания 1-1, при этом концентрация N-бутиламиноэтанола в качестве вторичного линейного моноамина (а) была установлена равной 32 мас.%, а содержание компонента (мас.%) N-метилдиэтаноламина, используемого в качестве третичного линейного моноамина (b) (третичный линейный моноамин (b)/вторичный линейный моноамин (а) + вторичный циклический диамин (с)), было изменено. Таким путем был приготовлен абсорбент в Примере испытания 6. In Test Example 6, an absorbent with the composition according to Test Example 1-1 was used, with the concentration of N-butylaminoethanol as secondary linear monoamine (a) set to 32 wt.%, and the content (wt.%) of N-methyldiethanolamine, used as the tertiary linear monoamine (b) (tertiary linear monoamine (b)/secondary linear monoamine (a) + secondary cyclic diamine (c)) was changed. In this way, the absorbent was prepared in Test Example 6.

В Сравнительном примере абсорбент был приготовлен путем растворения в воде и смешивания вышеупомянутого моноэтаноламина (МЕА) c концентрацией 30 мас.%. Компонентный состав этого Примера испытания приведен в Таблице 8 ниже. Результаты иллюстрируются на фиг. 6, на которой представлена графическая зависимость отношения тепловой нагрузки ребойлера от массового соотношения «(b) третичный линейный моноамин/(а) вторичный линейный моноамин + вторичный циклический диамин (с)» в Примере испытания 6.In the Comparative Example, an absorbent was prepared by dissolving in water and mixing the above-mentioned monoethanolamine (MEA) at a concentration of 30% by weight. The composition of this Test Example is shown in Table 8 below. The results are illustrated in FIG. 6, which plots the ratio of heat load of the reboiler against the weight ratio "(b) tertiary linear monoamine/(a) secondary linear monoamine + secondary cyclic diamine (c)" in Test Example 6.

Таблица 8. Вторичный линейный моноамин (а): концентрация установлена равной 32 мас.%Table 8. Secondary linear monoamine (a): concentration set to 32 wt.%

(a) Вторичный линейный моноамин
[32 мас.%](a) Secondary linear monoamine
[32 wt%] (b) Третичный линейный моноамин(b) Tertiary linear monoamine (c) Вторичный циклический диамин
[концентрация менее чем (a) и (b)](c) Secondary cyclic diamine
[concentration less than (a) and (b)] Пример испытания 6Test Example 6 N-бутиламиноэтанолN-butylaminoethanol N-метилдиэтаноламинN-methyldiethanolamine 2-метилпиперазин2-methylpiperazine

В соответствии с иллюстрируемым на фиг. 6 графиком было установлено, что, если величина массового отношения «(b) третичный линейный моноамин/(а) вторичный линейный моноамин + вторичный циклический диамин (с)» находится в пределах интервала от 0,3 до 0,85, тепловая нагрузка ребойлера может быть уменьшена приблизительно на 9 % или более. As illustrated in FIG. 6 graph, it was found that if the value of the mass ratio "(b) tertiary linear monoamine / (a) secondary linear monoamine + secondary cyclic diamine (c)" is in the range from 0.3 to 0.85, the heat load of the reboiler can be reduced by approximately 9% or more.

Пример испытания 7Test Example 7

В Примере испытания 7 был использован абсорбент, имеющий состав согласно Примеру испытания 1-1, при этом концентрация N-бутиламиноэтанола в качестве вторичного линейного моноамина (а) была установлена равной 32 мас.%, а содержание компонента (мас.%) N-метилдиэтаноламина, используемого в качестве третичного линейного моноамина (b) (третичный линейный моноамин (b)/вторичный линейный моноамин (а) + вторичный циклический диамин (с)), было изменено. Таким путем был приготовлен абсорбент в Примере испытания 7.In Test Example 7, an absorbent having the composition according to Test Example 1-1 was used, wherein the concentration of N-butylaminoethanol as the secondary linear monoamine (a) was set to 32 wt.%, and the content of the component (wt.%) of N-methyldiethanolamine , used as the tertiary linear monoamine (b) (tertiary linear monoamine (b)/secondary linear monoamine (a) + secondary cyclic diamine (c)), was changed. In this way, the absorbent was prepared in Test Example 7.

В Сравнительном примере абсорбент был приготовлен путем растворения в воде и смешивания вышеупомянутого моноэтаноламина (МЕА) c концентрацией 30 мас.%. Компонентный состав в этом Примере испытания был таким же, как приведенный в таблице 7. Результаты представлены на фиг. 7, которая иллюстрирует зависимость между массовым отношением «(b) третичный линейный моноамин/(а) вторичный линейный моноамин + вторичный циклический диамин (с)» и отношением тепловой нагрузки ребойлера в Примере испытания 7.In the Comparative Example, an absorbent was prepared by dissolving in water and mixing the above-mentioned monoethanolamine (MEA) at a concentration of 30% by weight. The composition of this Test Example was the same as shown in Table 7. The results are shown in FIG. 7 which illustrates the relationship between the weight ratio "(b) tertiary linear monoamine/(a) secondary linear monoamine + secondary cyclic diamine (c)" and the heat load ratio of the reboiler in Test Example 7.

В соответствии с иллюстрируемым на фиг. 6 графиком было установлено, что, если величина массового отношения «(b) третичный линейный моноамин/(а) вторичный линейный моноамин + вторичный циклический диамин (с)» находится в пределах интервала от 0,5 до 1,0, тепловая нагрузка ребойлера может быть уменьшена приблизительно на 9% или более. As illustrated in FIG. 6 graph, it was found that if the value of the mass ratio "(b) tertiary linear monoamine / (a) secondary linear monoamine + secondary cyclic diamine (c)" is in the range from 0.5 to 1.0, the heat load of the reboiler can be reduced by approximately 9% or more.

Комбинация из вторичного линейного моноамина (а), третичного линейного моноамина (b) и вторичного циклического диамина (с) в настоящем изобретении не ограничивается комбинацией, в которой полученный эффект демонстрируется в этом Примере испытания. В таблицах 9-12 представлены примеры подходящей комбинации компонентов, иной, чем предпочтительные комбинации рассмотренных Примеров испытаний. The combination of secondary linear monoamine (a), tertiary linear monoamine (b) and secondary cyclic diamine (c) in the present invention is not limited to the combination in which the effect obtained is demonstrated in this Test Example. Tables 9-12 provide examples of a suitable combination of components other than the preferred combinations of the discussed Test Examples.

Таблица 9Table 9

(a) Вторичный линейный моноамин
[более 30 мас.% и менее 45 мас.%](a) Secondary linear monoamine
[more than 30 wt.% and less than 45 wt.%] (b) Третичный линейный моноамин
[более 15 мас.% и менее 30 мас.%](b) Tertiary linear monoamine
[more than 15 wt.% and less than 30 wt.%] (c) Вторичный циклический диамин
[концентрация менее чем (a) и (b)](c) Secondary cyclic diamine
[concentration less than (a) and (b)] 1one N-метиламиноэтанолN-methylaminoethanol N-метилдиэтаноламинN-methyldiethanolamine ПиперазинPiperazine 22 N-этилдиэтаноламинN-ethyldiethanolamine 33 N-бутилдиэтаноламинN-butyldiethanolamine 4four N-метилдиэаноламинN-methyldianolamine 2-Метилпиперазин2-Methylpiperazine 55 N-этилдиэтаноламинN-ethyldiethanolamine 66 N-бутилдиэтаноламинN-butyldiethanolamine

В таблице 9 представлен пример предпочтительных комбинаций, в которых в качестве вторичного линейного моноамина (а) используется N-метиламиноэтанол. Table 9 shows an example of preferred combinations in which N-methylaminoethanol is used as secondary linear monoamine (a).

Таблица 10Table 10

(a) Вторичный линейный моноамин
[более 30 мас.% и менее 45 мас.%](a) Secondary linear monoamine
[more than 30 wt.% and less than 45 wt.%] (b) Третичный линейный моноамин
[более 15 мас.% и менее 30 мас.%](b) Tertiary linear monoamine
[more than 15 wt.% and less than 30 wt.%] (c) Вторичный циклический диамин
[концентрация менее чем (a) и (b)](c) Secondary cyclic diamine
[concentration less than (a) and (b)] 77 N-этиламиноэтанолN-ethylaminoethanol N-метилдиэтанолдаминN-methyldiethanoldamine ПиперазинPiperazine 8eight N-этилдиэтаноламинN-ethyldiethanolamine 99 N-бутилдиэтаноламинN-butyldiethanolamine 10ten 4-Диметиламино-1-бутанол4-Dimethylamino-1-butanol 11eleven 2-Диметиламиноэтанол2-Dimethylaminoethanol 1212 2-Диэтиламиноэтанол2-Diethylaminoethanol 1313 3-Диметиламино-1-пропанол3-Dimethylamino-1-propanol 14fourteen N- метилдиэтаноламинN-methyldiethanolamine 2- Метилпиперазин2- Methylpiperazine 15fifteen N-этилдиэтаноламинN-ethyldiethanolamine 1616 N-бутилдиэтаноламинN-butyldiethanolamine 1717 4-Диметиламино-1-бутанол4-Dimethylamino-1-butanol 18eighteen 2-Диметиламиноэтанол2-Dimethylaminoethanol 1919 2-Диэтиламиноэтанол2-Diethylaminoethanol 20twenty 3-Диметиламино-1-пропанол3-Dimethylamino-1-propanol

В таблице 10 представлен пример предпочтительных комбинаций, в которых в качестве вторичного линейного моноамина (а) используется N-этиламиноэтанол. Table 10 shows an example of preferred combinations in which N-ethylaminoethanol is used as secondary linear monoamine (a).

Таблица 11Table 11

(a) Вторичный линейный моноамин
[более 30 мас.% и менее 45 мас.% ](a) Secondary linear monoamine
[more than 30 wt.% and less than 45 wt.%] (b) Третичный линейный моноамин
[более 15 мас.% и менее 30 мас.% ](b) Tertiary linear monoamine
[more than 15 wt.% and less than 30 wt.%] (c) Вторичный циклический диамин
[ концентрация менее чем (a) и (b)](c) Secondary cyclic diamine
[concentration less than (a) and (b)] 2121 N-пропиламиноэтанолN-propylaminoethanol N- метилдиэтаноламинN-methyldiethanolamine ПиперазинPiperazine 2222 N-этилдиэтаноламинN-ethyldiethanolamine 2323 N-бутилдиэтаноламинN-butyldiethanolamine 2424 N- метилдиэтаноламинN-methyldiethanolamine 2-Метилпиперазин2-Methylpiperazine 2525 N-этилдиэтаноламинN-ethyldiethanolamine 2626 N-бутилдиэтаноламинN-butyldiethanolamine

В таблице 11 представлен пример предпочтительных комбинаций, в которых в качестве вторичного линейного моноамина (а) используется N-пропиламиноэтанол. Table 11 shows an example of preferred combinations in which N-propylaminoethanol is used as secondary linear monoamine (a).

Таблица 12Table 12

(a) Вторичный линейный моноамин
[более 30 мас.% и менее 45 мас.%](a) Secondary linear monoamine
[more than 30 wt.% and less than 45 wt.%] (b) Третичный линейный моноамин
[более 15 мас.% и менее 30 мас.%](b) Tertiary linear monoamine
[more than 15 wt.% and less than 30 wt.%] (c) Вторичный циклический диамин
[концентрация менее чем (a) и (b)](c) Secondary cyclic diamine
[concentration less than (a) and (b)] 2727 N-бутиламиноэтанолN-butylaminoethanol N-метилдиэтаноламинN-methyldiethanolamine ПиперазинPiperazine 2828 N-этилдиэтаноламинN-ethyldiethanolamine 2929 N-бутилдиэтаноламинN-butyldiethanolamine 30thirty 4-Диметиламино-1-бутанол4-Dimethylamino-1-butanol 3131 2-Диметиламиноэтанол2-Dimethylaminoethanol 3232 2-Диэтиламиноэтанол2-Diethylaminoethanol 3333 2-Ди-n-бутиламиноэтанол2-Di-n-butylaminoethanol 3434 N-этил-N-метиламиноэтанолN-ethyl-N-methylaminoethanol 3535 3-Диметиламино-1-пропанол3-Dimethylamino-1-propanol 3636 2-Диметиламино-2-метил-1-пропанол2-Dimethylamino-2-methyl-1-propanol 3737 N-метилдиэтаноламинN-methyldiethanolamine 2-Метилпиперазин2-Methylpiperazine 3838 N-этилдиэтаноламинN-ethyldiethanolamine 3939 N-бутилдиэтаноламинN-butyldiethanolamine 4040 4-Диметиламино-1-бутанол4-Dimethylamino-1-butanol 4141 2-Диметиламиноэтанол2-Dimethylaminoethanol 4242 2-Диэтиламиноэтанол2-Diethylaminoethanol 4343 2-Ди-n-бутиламиноэтанол2-Di-n-butylaminoethanol 4444 N-этил-N-метиламиноэтанолN-ethyl-N-methylaminoethanol 4545 3-Диметиламино-1-пропанол3-Dimethylamino-1-propanol 4646 2-Диметиламино-2-метил-1-пропанол2-Dimethylamino-2-methyl-1-propanol 4747 N-метилдиэтаноламинN-methyldiethanolamine 2,5-Диметилпиперазин2,5-Dimethylpiperazine 4848 N-этилдиэтаноламинN-ethyldiethanolamine 4949 N-бутилдиэтаноламинN-butyldiethanolamine

В таблице 12 представлен пример предпочтительных комбинаций, в которых в качестве вторичного линейного моноамина (а) используется N-бутиламиноэтанол.Table 12 shows an example of preferred combinations in which N-butylaminoethanol is used as secondary linear monoamine (a).

Перечень ссылочных номеров позицийItem Reference List

12 - установка для получения CO₂ 12 - installation for receiving CO ₂

13 - промышленная установка, работающая со сжиганием топлива13 - industrial plant operating with fuel combustion

14 - отходящий газ14 - exhaust gas

16 - устройство для охлаждения отходящего газа16 - device for cooling the exhaust gas

17 - абсорбент CO₂ (обедненный раствор)17 - absorbent CO ₂ (depleted solution)

18 - абсорбер CO₂ 18 - CO ₂ absorber

19 - абсорбент CO₂, содержащий абсорбированную CO₂ (обогащенный раствор)19 - absorbent CO ₂ containing absorbed CO ₂ (enriched solution)

20 - регенератор абсорбента20 - absorbent regenerator

21 - очищающая вода.21 - cleansing water.

Claims

1. An absorbent for absorbing CO ₂ or H ₂ S or both CO ₂ and H ₂ S present in the gas, containing as components:

(a) secondary linear monoamine;

(b) a tertiary linear monoamine; and

(c) a secondary cyclic diamine, wherein the concentration of the secondary linear monoamine (a) is greater than 30 wt.% and less than 45 wt.%, the concentration of the tertiary linear monoamine (b) is greater than 15 wt.% and less than 30 wt.%, and

the secondary linear monoamine (a) comprises a compound selected from at least one of N-methylaminoethanol, N-ethylaminoethanol, N-propylaminoethanol, N-butylaminoethanol;

the tertiary linear monoamine (b) comprises a compound selected from at least one of N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N-butyldiethanolamine, 4-dimethylamino-1-butanol, 2-dimethylaminoethanol, 2-diethylaminoethanol, 2-di-n- butylaminoethanol, N-ethyl-N-methylethanolamine, 3-dimethylamino-1-propanol, 2-dimethylamino-2-methyl-1-propanol, and

secondary cyclic diamine (c) is a piperazine derivative that includes piperazine (C ₄ H ₁₀ N ₂ ), 2-methylpiperazine (C ₅ H ₁₂ N ₂ ) and 2,5-dimethylpiperazine (C ₆ H ₁₄ N ₂ ) or a mixture the indicated compounds.

2. The absorbent of claim 1, wherein the concentration, in wt %, of the secondary cyclic diamine (c) in the absorbent is less than the concentration of the secondary linear monoamine (a) and less than the concentration of the tertiary linear monoamine (b).

3. The absorbent according to claim 1 or 2, wherein the weight ratio of the tertiary linear monoamine (b) to the total weight of the secondary linear monoamine (a) and the secondary cyclic diamine (c) is greater than 0.3 and less than 0.85.

4. Absorbent according to any one of paragraphs. 1-3, in which the secondary linear monoamine (a) is a compound represented by formula (I):

where R1 is a hydrocarbon group containing from 1 to 4 carbon atoms,

R2 is a hydroxyalkyl group containing from 1 to 4 carbon atoms.

5. The absorbent according to any one of paragraphs. 1-4, in which the tertiary linear monoamine (b) is a compound represented by formula (II):

where R3 is a hydrocarbon group containing from 1 to 4 carbon atoms,

R4 and R5 are a hydrocarbon group or a hydroxyalkyl group containing from 1 to 4 carbon atoms.

6. The absorbent according to any one of paragraphs. 1-5, in which the total concentration of secondary linear monoamine (a), tertiary linear monoamine (b) and secondary cyclic diamine (c) is in the range from more than 46 wt.% to less than 75 wt.% or less.

7. Device for extracting CO ₂ or H ₂ S or both CO ₂ and H ₂ S, comprising:

an absorber in which a gas containing CO₂, or H₂S, or as CO₂,so and H₂S, are brought into contact with an absorbent to extract CO from this gas₂, or H₂S, or as CO₂, and H₂S; and

an absorbent regenerator in which CO ₂ or H ₂ S or both CO ₂ and H ₂ S is recovered from the rich solution in which the absorbent has absorbed in the CO ₂ or H ₂ S absorber or both CO ₂ and H ₂ S to give a lean solution; and the resulting lean solution is reused in the absorber; wherein

the absorbent used in the device is an absorbent according to any one of paragraphs. 1-6.

8. A method for recovering CO ₂ or H ₂ S or both CO ₂ and H ₂ S, comprising

bringing a gas containing CO ₂ or H ₂ S or both CO ₂ and H ₂ S into contact with an absorbent to recover CO ₂ or H ₂ S or both CO ₂ and H ₂ S from said gas in the absorber;

extracting in the regenerator the absorbent CO ₂ or H ₂ S or both CO ₂ and H ₂ S from the enriched solution in which CO ₂ or H ₂ S or both CO ₂ and H ₂ S have been absorbed, to obtain a depleted solution; and

reusing the lean solution to recover CO ₂ or H ₂ S or both CO ₂ and H ₂ S from the gas in the absorber, wherein

the absorbent used to extract CO ₂ or H ₂ S or both CO ₂ and H ₂ S is an absorbent according to any one of paragraphs. 1-6.