WO2013075697A1 - Verwendung von cyclischen aminen zur reversiblen co2-absorption - Google Patents

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Hermann Büttner
Jürgen Müller
Sebastian MAKRAN
Raphael Jonker
Sebastian Doedt
Tobias Bosse
Norbert Ebeling
Peter Dettmann
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Buettner Hermann
Mueller Juergen
Makran Sebastian
Raphael Jonker
Sebastian Doedt
Tobias Bosse
Norbert Ebeling
Peter Dettmann
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    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Definitions

  • the present invention relates to the use of cyclic amines, in particular aminocycloalkylamines for reversible C0 2 absorption.
  • the invention further relates to a process for reversible CO 2 absorption from fluid mixtures, such as combustion gases, using such amines.
  • the separation of CO 2 from fluid mixtures is state of the art and known, for example, from DE 10 2004 01 1 428 A1 and the prior art cited therein.
  • the fluid mixture is admixed with a C0 2 -absorbing component, for example an aqueous amine solution, resulting in corresponding reaction products. Subsequently, the CO 2 should be released from these reaction products again.
  • the fluid mixtures may be mixtures of absorbers and flue gases, combustion gases, biogases, fermentation gases, landfill gases,
  • Production gases, synthesis gases, natural gas but also indoor air such as those in power plants, motor vehicles, bioreactors, production plants, landfills, factory farms, coking plants, metal smelting, breweries, ammonia or urea production, cement production, ceramics industry, industrial plants, blowing agent exposure but also in air-conditioned working and residential areas etc. arise.
  • cyclic amines in a simple manner allows the separation of CO 2 from fluid gases, in which an absorption product is formed, which allows the release of the bound CO 2 in a simple and less energy-intensive manner.
  • aliphatic or aromatic amines in particular cyclic diamines or
  • Triamines which may also be substituted, in particular methylated, such as
  • N1 N1 -dimethyl-1,4-cyclohexanediamine
  • R 1 , R 11 , R 21 , R 22 , R 3 , R 41 , R 42 , R 51 , R 52 , R 61 , R 62 , R 71 , R 72 , R 8 independently of one another have the meaning of a water off ato ms or a C1-C4 alkyl group, which may be straight-chain or branched,
  • X 1 , X 2 independently of one another have the meaning of a direct bond or a dC 4 alkylene chain, which in turn may have simple alkyl substituents.
  • Examples of the groups R 1 , R 11 , R 21 , R 22 , R 3 , R 41 , R 42 , R 51 , R 52 , R 61 , R 62 , R 71 , R 72 , R 8 are the hydrogen atom, a Methyl, ethyl, propyl or butyl group.
  • R 1 , R 11 , R 21 , R 22 , R 3 , R 41 , R 42 , R 51 , R 52 , R 61 , R 62 , R 71 , R 72 , R 8 are hydrogen atoms and maximum 2 of the groups mentioned a C1-C4 alkyl group.
  • Examples of the groups X 1 , X 2 are direct bonds as well as -CH 2 -, -CH 2 -CH 2 -,
  • Preferred compounds of the formula I are REACH-certified cycloalkylamines. Very particular preference is given to isophoronediamine, especially named isophorone isomer mixtures.
  • aminocycloalkylamines of the general formula I react with CO 2
  • R 1 , R 11 , R 2 , R 22 , R 3 , R 41 , R 42 , R 5 , R 52 , R 61 , R 62 , R 7 , R 72 , R 8 , X 1 , X 2 are the same Have meaning as in the formula I have.
  • Particularly suitable cyclic amines and derivatives of the general formula I are those amines whose carbamate of the general formula II is insoluble in said protic / aprotic liquid phases. Carbamates which are liquid under the conditions described are, on the other hand, less preferred.
  • Particularly suitable derivatives of the general formula I are those amines whose carbamate of the general formula II prefer a deposition of the carbamate as immiscible liquid phase, more preferably allow deposition as a solid.
  • a particularly suitable example of a cyclic diamine is 3- (aminomethyl) -3,5,5-trimethylcyclohexanamine, also referred to as IDA.
  • IDA reacts in
  • protic / aprotic liquid phases to [(3-ammonio-3,5,5-trimethylcyclohexyl) methyl] carbamate further referred to as IDACO.
  • the resulting in the reaction of [(3-ammonio-3,5,5-trimethylcyclohexyl) methyl] carbamate (IDACO) is insoluble in the named protic / aprotic liquid phases and precipitates from these as a crystalline precipitate.
  • the conversion of this reaction is> 95%.
  • the selectivity is> 96%.
  • the present invention therefore relates to a reversible process for separating off CO2 from a fluid mixture and / or fluid stream, comprising the step: a) contacting the fluid mixture and / or fluid stream with a mixture comprising at least one cyclic amine, a protic solvent and / or an aprotic solvent , so that an at least partially insoluble reaction product is formed.
  • IDA IDA
  • a reaction product is formed which is so difficult to dissolve in said solvent that it can be separated in a simple manner as a separate solid or liquid phase.
  • fractional desorption of CO2 and acidic impurities is carried out by conventional thermal desorption technologies, preferably by heating with steam, more preferably by indirect heating.
  • the exemplified 3- (aminomethyl) -3,5,5-trimethylcyclohexanamine (IDA) is a REACH certified sterically hindered chiral 1,4-diamine made industrially from acetone on a large scale as a mixture of all 4 stereoisomers.
  • the aprotic / protic liquid phase consists of polyethylene glycol dialkyl ethers or polypropylene glycol dialkyl ethers as aprotic components and preferably water and other protic solvents, such as polyethylene glycols, polypropylene glycols, polyethylene glycol monohydroxy glycol ethers, polypropylene glycol monohydroxy glycol ethers, polyethylene glycol monoalkyl glycol ethers, polypropylene glycol monoalkyl glycol ethers as protic component.
  • protic solvents such as polyethylene glycols, polypropylene glycols, polyethylene glycol monohydroxy glycol ethers, polypropylene glycol monohydroxy glycol ethers, polyethylene glycol monoalkyl glycol ethers, polypropylene glycol monoalkyl glycol ethers as protic component.
  • the water content may be between 5 and 90%, the content of aprotic components may vary between 0.1 and 95% and the content of 3- (aminomethyl) -3,5,5-trimethylcyclohexanamine (IDA) between 4 and 95%.
  • IDA 3- (aminomethyl) -3,5,5-trimethylcyclohexanamine
  • Temperature for the conversion of CO2 in said liquid phase is determined by the decomposition temperature of the carbamate formed, which in turn is significantly dependent on the composition of the aprotic / protic liquid phase. Those skilled in the art can easily optimize the compositions and process conditions required for the desired purpose in the desired equipment without having to be inventive.
  • the precipitation of the carbamate can also be carried out in the presence of water as the sole liquid medium.
  • This is a particular advantage of using the cyclic amines of the invention. Due to the reversibility of the above-described reaction of IDA with CO 2 and due to the easy adaptability of all process parameters to different environmental conditions and / or plants, the described method has a very large application potential in new energy-efficient CCS technologies for the purification of flue gases, natural gases, synthesis gases, biogases , Landfill gases, mine gases, combustion gases and production gases of all kinds.
  • the absorber namely cyclic amines, preferably aminocycloalkylamines of the general formula I, in particular IDA, or their mixtures with carbon dioxide
  • the high degree of loading of the solid carbamate, the material compactness, the high hydrolysis resistance, the stable storage capacity and the regenerability comes the application
  • This invention especially in the separation of carbon dioxide from breathing air in medical technology, in air conditioning applications in buildings and aerospace and especially in defense technology vehicles and equipment a very special importance.
  • the use of cyclic amines, especially of aminocycloalkylamines, especially IDA is excellent for separating carbon dioxide from carbonated liquids, especially carbonated water, and therefore can effectively prevent the corrosion by carbonic acid.
  • this step can be carried out at much lower temperatures and controlled than in the process of
  • Temperatures and conditions as they are anyway, e.g. in power plants or large-scale chemical processes prevail, can be performed.
  • the difference between the absorption and desorption temperatures may be in contrast to conventional methods be significantly smaller. This will be consuming heating and
  • the absorber liquid contains 70% water.
  • neither water nor other solvents need to be heated, vaporized, condensed and cooled compared to conventional processes, which also contributes to a significant improvement in the space-time yield.
  • Ethanolamines Complexes with heavy metals contained in steel It is known that heavy metal complexes are catalytically active. In this case, it can be expected that the sterically hindered amino group will reduce both the complex formation with heavy metals contained in the steel and the decomposition reactions of the functional liquid named in the invention.
  • the amine-C0 2 adduct or reaction product can be transported and possibly release CO 2 at a suitable central location
  • the method also offers the possibility of mobile emission avoidance in vehicles with combustion engines, for example: cars, commercial vehicles, rail vehicles, special vehicles, ships, submarines, aircraft and spacecraft and the application in the
  • fluid mixture or fluid flow refers to liquids, vapors, in particular also liquefied gases, as well as gases, in particular exhaust gas streams from power plants and / or motor vehicles and / or synthesis gases and / or natural gas and / or biogases and / or Fermentation gases and / or landfill gases.
  • contacting in the sense of the present invention means in particular and according to a preferred embodiment of the invention simply introduction, introduction, spraying (for example by means of spray absorber, fixed-bed absorber) or mixing, but the invention is not limited thereto.
  • solvent or solid or liquid adduct phase
  • solvent or solid or liquid adduct phase should not mean that the respective solvent or solid or liquid adduct phase (only) consists of one component
  • the solvent or the solid or liquid adduct phase has certain properties (eg protic solvent, aprotic solvent) in the context of the invention in the presence of meant that the mixture of these
  • Components has this property and / or each component has this property.
  • the process comprises the following further steps: b) separating the solid or liquid adduct phase c) releasing the C0 2 by heating the solid or liquid adduct phase.
  • Step b) can be carried out, for example, by centrifuging, decanting, filtering, floating, sieving, sifting, sedimentation, electrostatic separation, pumping or skimming, but is not restricted to this in the sense of the invention; it is also possible to work in a batch process or continuously. In the continuous process may optionally already during the C0 2 absorption precipitation as
  • Solid or the deposition can be carried out as a liquid phase. This leads to a faster process management.
  • Step c) can alternatively also be effected by heating the solid or liquid adduct phase in an inert heat transfer medium which is immiscible with the unloaded absorber.
  • CO2 can be absorbed at much lower temperatures (T ⁇ 50 ° C) and released again at high temperatures.
  • T ⁇ 50 ° C The temperature difference between absorption and desorption can be adjusted and can be much greater than in conventional processes.
  • the temperature of the flue gas is 50 ° C, possibly to allow the absorption of CO2 to the absorber.
  • the remaining heat at 50 ° C in the flue gas can be used in the new process, because the new process works well at room temperature, even at minus degrees. This leads to a
  • Carbon dioxide laden aqueous MEA systems in the conventional MEA liquid phase amine scrubbing technology due to the addition of warming water are considerably larger than the mass flow to be heated in the desorption phase according to the embodiment of the invention.
  • Cooling performance for re-provisioning the absorption system is significantly greater in conventional MEA liquid phase amine scrubbing technology than after desorption in the regeneration phase
  • the process according to the invention can be carried out, for example, in a plant, as illustrated by way of example in FIG. 6, but is in no way limited thereto.
  • Medical technology and in particular in means of transport with combustion engines, such as cars, commercial vehicles, ships, submarines, etc. are used and effectively bind the CO 2 produced by combustion through the above-mentioned adduct formation while driving. For example, by
  • the resulting carbamate adduct can be easily separated.
  • the cartridges can then be replaced at any time.
  • the used cartridges can be recycled.
  • Corresponding applications arise in submarines, bunkers, security systems, tanks, aircraft and spacecraft. Precisely for the stated purposes, it is important that the carbon dioxide is effectively bound and the resulting product, namely the carbamate of the general
  • Formula II can also be stored stably.
  • the invention relates to the use according to the invention of cyvclic amines, in particular aminocycloalkylamines, particularly preferably IDA for the absorptive separation of CO 2 from process gases of:
  • the technical isomeric mixture (IDA) reacts in aprotic / protic
  • the precipitate is not soluble at room temperature in aprotic and protic solvents and resistant to hydrolysis up to 100 ° C in water.
  • [(3-Ammonio-1,3,3-trimethylcyclohexyl) methyl] carbamate is stable at room temperature. When heated to temperatures greater than 130 ° C, [(3-ammonio-3,5,5-trimethylcyclohexyl) methyl] carbamate reacts with decarboxylation to give 3- (aminomethyl) -3,5,5-trimethylcyclohexanamine. The conversion of this reaction is greater than 95%, the selectivity is greater than 95%.
  • N N-methylcyclohexanediamine, N1, N2-1, 2-dimethylcyclohexanediamine,
  • N 1 -dimethyl-1,3-cyclohexanediamine N 1, N 3 -dimethyl-1,3-cyclohexanediamine
  • N-methyl-1,4-cyclohexanediamine N1, N1 -dimethyl-1,4-cyclohexanediamine

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Abstract

Verwendung von cyclischen Aminen, insbesondere Aminocycloalkylaminen zur reversiblen CO2-Absorption, und Verfahren zur reversiblen CO2-Absorption aus Fluidgemischen, wie etwa Verbrennungsgasen, unter Verwendung von derartigen cyclischen Aminen.

Description

Verwendung von cyclischen Aminen
zur reversiblen C02-Absorption
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von cyclischen Aminen, insbesondere Aminocycloalkylaminen zur reversiblen C02-Absorption. Die
Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur reversiblen C02-Absorption aus Fluidgemischen, wie etwa Verbrennungsgasen, unter Verwendung von derartigen Aminen.
Die Abtrennung von CO2 aus Fluidgemischen, wie beispielsweise Kraftwerkabgasen ist Stand der Technik und beispielsweise aus der DE 10 2004 01 1 428 A1 sowie dem hierin zitierten Stand der Technik bekannt. Hierbei wird das Fluid- gemisch mit einer C02-absorbierenden Komponente, beispielsweise einer wässrigen Aminlösung versetzt, wobei sich entsprechende Reaktionsprodukte. Anschließend soll das CO2 aus diesen Reaktionsprodukten wieder freigesetzt werden. Bei den Fluidgemischen kann es sich um Mischungen aus Absorber und Rauchgasen, Verbrennungsgasen, Biogasen, Gärgasen, Deponiegasen,
Produktionsgasen, Synthesegasen, Erdgas aber auch Raumluft handeln, wie sie beispielsweise in Kraftwerken, Kraftfahrzeugen, Bioreaktoren, Produktionsstätten, Mülldeponien, Massentierhaltung, Kokereien, Metallverhüttung, Brauereien, Ammoniak- oder Harnstoffproduktion, Zementproduktion, Keramikindustrie, Industrieanlagen, Treibmittelexpositionen aber auch in klimatisierten Arbeits- und Wohnbereichen etc. entstehen.
Die Verfahren nach dem Stand der Technik benötigen aufwendige, insbesondere energieaufwendige Schritte zur endgültigen Freisetzung, da die nötige Freisetzung des C02 aus dem Reaktionsprodukt nicht ohne weiteres erfolgt. In der oben genannten DE 10 2004 011 428 A1 werden hierzu Schritte wie das Erwärmen oder Strippen vorgeschlagen. Diese Schritte sind jedoch aufwendig und vermindern das Potential der Abtrennverfahren deutlich.
iBestätigungskopie Es stellt sich somit die Aufgabe, einen C02-Absorber zur Verfügung zu stellen, welcher in einem Verfahren zur C02-Abtrennung verwendet werden kann und welcher eine einfache und wenig energieintensive Freisetzung des CO2 erlaubt.
Es wurde gefunden, dass die Verwendung von cyclischen Aminen in einfacher Weise die Abtrennung von CO2 aus Fluidgasen ermöglicht, in dem ein Absorptionsprodukt gebildet wird, welches in einfacher und wenig energieintensiver Weise die Wiederfreisetzung des gebundenen CO2 erlaubt. Es handelt sich dabei um aliphatische oder aromatische Amine, insbesondere cylische Diamine oder
Triamine, die auch substituiert, insbesondere methyliert sein können, wie
beispielsweise:
Sämtliche Isomere von DIAMINOCYCLOHEXANEN:
1.2- Diaminocyclohexan
1.3- Diaminocyclohexan
1 ,4-Diaminocyclohexan
Sämtliche Isomere von TRIAMINOCYCLOHEXANEN:
1.2.3- Triaminocyclohexan
1.2.4- Triaminocyclohexan
1 ,3,5-Triaminocyclohexan
DBU: 1 ,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en
DBN: 1 ,5-Diazabicyclo[4.3.0]non-5-en N-Methylcyclohexandiamin
N1 , N2-1 ,2-Dimethylcyclohexandiamin
N1 , N1 , N2-Trimethylcyclohexan-1 ,2-diamin
N-Methyl-1 ,3-cyclohexandiamin
N1 , N1-Dimethyl-1 ,3-cyclohexandiamin
N1 ,N3-Dimethyl-1 ,3-cyclohexandiamin
N-Methyl-1 ,4-cyclohexandiamin N1 , N1 -Dimethyl-1 ,4-cyclohexandiamin
N1 , N4-Dimethyl-1 ,4-cyclohexandiamin
N1 , N4, N4-Trimethyl-1 ,4-cyclohexandiamin
oder Indol.
Bevorzugt handelt es sich dabei um Aminocycloalkylamine der allgemeinen Formel I
Figure imgf000005_0001
[Formel l]
worin R1, R11, R21, R22, R3, R41, R42, R51,R52, R61, R62, R71, R72, R8 unabhängig voneinander die Bedeutung eines Wasserst off ato ms oder einer C1-C4 Alkylgruppe haben, welche geradkettig oder verzweigt sein kann,
X1, X2 unabhängig voneinander die Bedeutung einer direkten Bindung oder einer d-C4 Alkylenkette haben, welche wiederum einfache Alkylsubstituenten haben kann. Beispiele für die Gruppen R1, R11, R21, R22, R3, R41, R42, R51, R52, R61, R62, R71, R72, R8 sind das Wasserstoffatom, eine Methyl-, Ethyl-, Propyl- oder Butylgruppe.
Vorzugsweise sind die meisten der Gruppen R1, R11, R21, R22, R3, R41, R42, R51, R52, R61, R62, R71, R72, R8 Wasserstoffatome und maximal 2 der genannten Gruppen eine C1-C4- Alkylgruppe. Beispiele für die Gruppen X1, X2 sind direkte Bindungen sowie -CH2-, -CH2-CH2-,
-CH2-CH2-CH2-, -CH(CH3)-, -C(CH3)2-, -CH(CH3)-CH(CH3)- oder -C(CH3)2-C(CH3)2-.
Bevorzugte Verbindungen der Formel I sind REACH-zertifizierte Cycloalkylamine. Ganz besonders bevorzugt ist Isophorondiamin, besonders benannt Isophoron-Isomeren- mischungen.
Die Aminocycloalkylamine der allgemeinen Formel I reagieren mit CO2 zu
Carbamaten der allgemeinen Formel II,
Figure imgf000006_0001
[Formel
worin
R1 , R1 1 , R2 , R22, R3, R41 , R42, R5 , R52, R61 , R62, R7 , R72, R8, X1, X2 die selbe Bedeutung haben wie in der Formel I haben. Besonders geeignete cyclische Amine und Derivate der allgemeinen Formel I sind solche Amine, deren Carbamat der allgemeinen Formel II unlöslich in den genannten protischen/aprotischen Flüssigphasen ist. Carbamate, die unter den geschilderten Bedingungen flüssig sind, sind demgegenüber weniger bevorzugt. Besonders geeignete Derivate der allgemeinen Formel I sind solche Amine, deren Carbamat der allgemeinen Formel II eine Abscheidung des Carbamates bevorzugt als nicht mischbare flüssige Phase, noch bevorzugter eine Abscheidung als Feststoff ermöglichen.
Ein besonders geeignetes Beispiel für ein cclisches Diamin ist 3-(Aminomethyl)- 3,5,5-trimethylcyclohexanamin, auch als IDA bezeichnet. IDA reagiert in
protisch/aprotischen Flüssigphasen zu [(3-ammonio-3,5,5-trimethylcyclo- hexyl)methyl]carbamat weiterhin als IDACO bezeichnet. Das bei der Umsetzung entstehende [(3-Ammonio-3,5,5-trimethylcyclohexyl)methyl]carbamat (IDACO) ist in den benannten protischen/aprotischen Flüssigphasen unlöslich und fällt aus diesen als kristalliner Niederschlag aus. Der Umsatz dieser Reaktion ist > 95%. Die Selektivität ist > 96 %.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher ein reversibles Verfahren zum Abtrennen von CO2 aus einem Fluidgemisch und/oder Fluidstrom umfassend den Schritt: a) Inkontaktbringen des Fluidgemisches und/oder Fluidstroms mit einer Mischung enthaltend mindestens ein cyclisches Amin, ein protisches Solvens und/oder ein aprotisches Solvens, so dass ein zumindest teilweise unlösliches Reaktionsprodukt entsteht.
Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass durch das erfindungsgemäße Inkontaktbringen des Fluidgemisches und/oder Fluidstroms mit einem cyclischen Amin, bevorzugt einem Amin ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
1 ,2-Diaminocyclohexan
1.3- Diaminocyclohexan
1.4- Diaminocyclohexan
1.2.3- Triaminocyclohexan
1.2.4- Triaminocyclohexan
1 ,3,5-Triaminocyclohexan
DBU: 1 ,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en
DBN: 1 ,5-Diazabicyclo[4.3.0]non-5-en
N-Methylcyclohexandiamin
N , N2-1 ,2-Dimethylcyclohexandiamin
N1 , N1 , N2-Trimethylcyclohexan-1 ,2-diamin N-Methyl-1 ,3-cyclohexandiamin
N1 , N1-Dimethyl-1 ,3-cyclohexandiamin
N1 ,N3-Dimethyl-1 ,3-cyclohexandiamin
N-Methyl-1 ,4-cyclohexandiamin
N1 , N1-Dimethyl-1 ,4-cyclohexandiamin
N1 , N4-Dimethyl-1 ,4-cyclohexandiamin
N1 , N4, N4-Trimethyl-1 ,4-cyclohexandiamin,
ganz besonders bevorzugt IDA, ein Reaktionsprodukt entsteht, welches so schwer in dem genannten Solvens löslich ist, dass es auf einfache Weise als separate feste oder flüssige Phase abgetrennt werden kann.
Die Absorption von CO2 aus Gasen wird mit konventionellen Gaswäschertechnologien durchgeführt. Die Abtrennung der unlöslichen festen Carbamat- und Ammonium-Addukte wird mit konventionellen Feststoffabscheidetechnologien durchgeführt. Für die Desorption von CO2 und sauren Begleitstoffen (saure
Begleitstoffe erst bei vorliegenden Meßdaten) werden ausschließlich die
unlöslichen festen und flüssigen Carbamat- und Ammonium-Phasen eingesetzt. Die fraktionierte Desorption von CO2 und sauren Begleitstoffen wird mit konventionellen thermischen Desorptionstechnologien durchgeführt, bevorzugt durch Erhitzen mit Wasserdampf, noch bevorzugter durch indirektes Erwärmen.
Das beispielhaft genannte 3-(Aminomethyl)-3,5,5-trimethylcyclohexanamin (IDA) ist ein REACH-zertifiziertes, sterisch gehindertes chirales 1 ,4-Diamin, das industriell aus Aceton in großem Maßstab als Mischung aller 4 Stereoisomere hergestellt wird. Die aprotische/protische Flüssigphase besteht aus Polyethylenglykoldialkyl- ethern oder Polypropylenglykoldialkylethern als aprotische Komponenten und bevorzugt Wasser und anderen protischen Lösungsmitteln, wie Polyethylenglykole, Polypropylenglykole, Polyethylenglykolmonohydroxyglykolether, Polypropylen- glykolmonohydroxyglykolether, Polyethylenglykolmonoalkylglykolether, Poly- propylenglykolmonoalkylglykolether als protischer Komponente.
Der Wassergehalt kann zwischen 5 und 90%, der Gehalt aprotischer Komponenten kann zwischen 0,1 und 95% und der Gehalt von 3-(Aminomethyl)-3,5,5-trimethyl- cyclohexanamin (IDA) zwischen 4 und 95% variieren. Die gewählte Zusammen- setzung bestimmt maßgeblich die Viskosität und die Dichte. Die maximale
Temperatur für die Umsetzung von CO2 in der genannten Flüssigphase wird von der Zersetzungstemperatur des gebildeten Carbamates bestimmt, die wiederum maßgeblich von der Zusammensetzung der aprotisch/protischen Flüssigphase abhängig ist. Der Fachmann auf dem Gebiet kann die für den gewünschten Zweck in den gewünschten Anlagen benötigten Zusammensetzungen und Prozessbedingungen in einfacher Weise optimieren, ohne erfinderisch tätig werden zu müssen.
Obgleich das oben genannte 3-(Aminomethyl)-3,5,5-trimethylcyclohexanamin das am meisten bevorzugte cyclische Amin darstellt, können auch die anderen cyclischen Amine, insbesondere Aminocycloalkylamine der allgemeinen Formel I verwendet werden. Weiterhin ist es möglich, Mischungen verschiedener Amine einzusetzen. Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin,
Aminocycloalkylamine in einer Mischung mit anderen Aminen einzusetzen, bevorzugt mit REACH-zertifizierten tertiären Aminen, hier besonders benannt Trialkylamine und Trihydroxyalkylamine.
Die Ausfällung des Carbamates kann auch in Gegenwart von Wasser als alleinigem flüssigem Medium erfolgen. Dies ist ein besonderer Vorteil der Verwendung der erfindungsgemäßen cylischen Aminen. Aufgrund der Reversibilität der oben beschriebenen Reaktion von IDA mit CO2 und aufgrund der leichten Anpassbarkeit aller Verfahrensparameter an verschiedene Umgebungsbedingungen und/oder Anlagen hat das beschriebene Verfahren ein sehr großes Anwendungspotential in neuen energieeffizienten CCS-Technologien zur Reinigung von Rauchgasen, Erdgasen, Synthesegasen, Biogasen, Deponie- gasen, Grubengasen, Verbrennungsgasen und Produktionsgasen aller Art.
Aufgrund der hohen Beladungskapazität des Absorbers, nämlich cyclische Amine, bevorzugt Aminocycloalkylaminen der allgemeinen Formel I, insbesondere IDA, oder deren Mischungen mit Kohlendioxid, dem hohen Beladungsgrad des festen Carbamates, der stofflichen Kompaktheit, der großen Hydrolysebeständigkeit, der stabilen Lagerungsfähigkeit und der Regenerierbarkeit, kommt der Anwendung dieser Erfindung speziell in der Abtrennung von Kohlendioxid aus Atemluft in der Medizintechnik, in klimatechnischen Anwendungen in Gebäuden sowie der Raum- und Luftfahrt und ganz speziell in wehrtechnischen Fahrzeugen und Anlagen eine ganz besondere Bedeutung zu. Weiterhin ist die Verwendung von cyclischen Aminen, besonders von Aminocycloalkylaminen, insbesondere IDA, hervorragend zur Abtrennung von Kohlendioxid aus kohlensäurehaltigen Flüssigkeiten, insbesondere kohlensäurehaltiges Wasser geeignet und kann daher die Korrosion durch Kohlensäure wirkungsvoll verhindern.
Es hat sich herausgestellt, dass durch ein solches Verfahren bei den meisten Anwendungen innerhalb der vorliegenden Erfindung zumindest einer oder mehrere der folgenden Vorteile erzielt werden kann:
- Dadurch, dass die Abtrennung des CO2 mittels Ausfällung bzw.
Abtrennung erfolgt, läßt sich dieser Schritt bei weitaus geringeren Temperaturen und kontrollierter durchführen als bei Verfahren aus dem
Stand der Technik. Das Ausfällen oder Abtrennen erfolgt bei vielen Anwendungen sehr schnell, gerade deswegen ist dieses Verfahren auch für großtechnische Applikationen geeignet. - Für eine große Vielzahl von Anwendungen innerhalb der vorliegenden
Erfindung hat sich herausgestellt, dass diese bei moderaten
Temperaturen und Bedingungen, wie sie ohnehin z.B. bei Kraftwerken oder chemischen großtechnischen Prozessen vorherrschen, durchgeführt werden können.
- Sowohl die Absorptionstemperaturen als auch die Desorptions- temperaturen können je nach konkreter Ausgestaltung modifiziert werden, was zusätzliche Anwendungen erschließt.
Beispielsweise kann die Differenz zwischen der Absorptions- und der Desorptionstemperatur im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren signifikant kleiner sein. Damit werden aufwendige Erhitzungs- und
Kühlverfahren unnötig, da. Dies macht das neue Verfahren billiger als konventionelle Verfahren.
Bei vielen Anwendungen innerhalb der vorliegenden Erfindung hat sich herausgestellt, daß die übliche Abwärme des Kraftwerkes auch für die gezielte Freisetzung des CO2 ausreicht. Bisher mußte hochwertige Wärme in Form von Dampf für die C02- Freisetzung verwendet werden.
Da eine Verdampfung eines Lösungsmittelstromes (o.ä.) bei der potentiellen Regeneration der abgetrennten, unmischbaren festen oder flüssigen Addukt-Phase entfällt, lassen sich für eine große Vielzahl von Anwendungen innerhalb der vorliegenden Erfindung auch eine
verbesserte Wärme- und Energiebilanzierung ebenso wie eine kleinere Dimensionierung der Prozeßführung erwarten.
In herkömmlichen Verfahren enthält die Absorberflüssigkeit 70% Wasser. In diesem neu entwickelten Verfahren müssen gegenüber herkömmlichen Verfahren weder Wasser noch andere Lösungsmittel erhitzt, verdampft, kondensiert und abgekühlt werden, was ebenfalls zu einer erheblichen Verbesserung der Raum-Zeit-Ausbeute beiträgt.
Gegenüber herkömmlichen Verfahren ist der energetische Aufwand für die Desorption geringer.
Die Verwendung einer hochsiedenden funktionalen Flüssigkeit mit geringer Wärmekapazität als Transportmittel des C02-Präzipitates verhindert dessen Verdunstung im Gegensatz zu konventionellen C02- Absorbern und muss nicht ständig in größeren Mengen zugeführt werden.
In konventionellen Verfahren ist die Beladung des C02-Absorbers nicht vollständig, weil C02 bereits während des C02-Absorptionsvorganges vom Absorber wieder freigesetzt wird. Im neuen Verfahren wird das CO2 als unlösliches Addukt bzw. Reaktionsprodukt vollständig ausgefällt oder abgeschieden. Dies führt zu einem geringeren Massenstrom und zu einer verbesserten Energiebilanz.
Durch die thermisch günstigen Reaktionsbedingungen kann man für eine große Vielzahl von Anwendungen innerhalb der vorliegenden Erfindung mit verminderten Korrosionsphänomenen rechnen. So bilden z.B.
Ethanolamine Komplexe mit Schwermetallen, die im Stahl enthalten sind. Es ist bekannt, daß Schwermetallkomplexe katalytisch aktiv sind. In diesem Fall kann man erwarten, daß durch die sterisch gehinderte Aminogruppe sowohl die Komplexbildung mit im Stahl enthaltenen Schwermetallen reduziert wird, als auch die Zersetzungsreaktionen der in der Erfindung benannten funktionellen Flüssigkeit.
Gegenüber konventionellen Methoden kommt es auch zu einer verlangsamten Oxidation des Absorbers und/oder der Flüssigkeiten.
Durch die Reduktion des Volumens des Desorbers im erfindungsgemäßen Verfahren eröffnet sich die Möglichkeit einer lokalen, dezentralen C02-Emissionsvermeidung. Das Amin-C02-Addukt oder Reaktionsprodukt kann transportiert werden und an einer dafür geeigneten zentralen Stelle ggf. wieder CO2 freigeben
(Blockheizkraftwerke, Produktionsstätten, Biogasanlagen,
Deponiegasanlagen, klimatisierte Wohn- und Arbeitsbereiche),
Das Verfahren bietet auch die Möglichkeit einer mobilen Emissionsvermeidung bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmaschinen, zum Beispiel: PKW's, Nutzfahrzeuge, Schienenfahrzeuge, Sonderfahrzeuge, Schiffe, U-Boote, Luft- und Raumfahrzeuge und die Anwendung in der
Medizintechnik. - In konventionellen Verfahren wird mit Absorberlösungen gearbeitet, die ca. 70% Wasser enthalten, welches erhitzt, verdampft und verarbeitet werden muß. Im hier dargestellten erfindungsgemäßen Verfahren wird durch das an den Absorber als Addukt gebundene CO2 ausgefällt oder als unmischbare flüssige Phase abgetrennt. Dies führt zu einer drastischen
Reduktion des Volumens an Absorberflüssigkeit.
- Aufgrund des geringen Volumens des neu gefundenen C02-Präzipitates können auch Kraftwerke nachgerüstet werden, bei denen kein Platz für konventionelle C02-Wäsche vorhanden ist.
- Aufgrund des geringen Platz- und Technologiebedarfs sind selbst kleine Blockheizkraftwerke oder selbst sogar private Haushalte, z.B. ein EinFamilien-Haushalt, mit dem erfinderischen Verfahren nachrüstbar.
Der Term„Fluidgemisch oder Fluidstrom" bezieht sich sowohl auf Flüssigkeiten, Dämpfe, dabei insbesondere auch verflüssigte Gase, wie auch auf Gase, dabei insbesondere Abgasströme von Kraftwerken und/oder Kraftfahrzeugen und/oder Synthesegasen und/oder Erdgas und/oder Biogasen und/oder Gärgasen und/oder Deponiegasen.
Der Term„Inkontaktbringen" im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet dabei insbesondere und gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung einfach ein Einleiten, Einbringen, Einsprühen (z.B. mittels Sprühabsorber, Festbett- absorber) bzw. Mischen, die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Es sei zur Klarstellung angemerkt, dass der Begriff„Solvens" bzw. feste oder flüssige Addukt-Phase nicht bedeuten soll, dass das jeweilige Solvens bzw. feste oder flüssige Addukt-Phase (nur) aus einer Komponente besteht. Der Begriff „Solvens" umfasst im Sinne der Erfindung auch eine Mischung verschiedener Komponenten und wurde aus Gründen der Lesbarkeit im Singular gefasst. Falls beschrieben wird, dass„das Solvens" bzw. die feste oder flüssige Addukt-Phase bestimmte Eigenschaften hat (z.B. protisches Solvens, aprotisches Solvens) ist im Sinne der Erfindung bei Vorhandensein gemeint, dass die Mischung dieser
Komponenten diese Eigenschaft besitzt und/oder jede einzelne Komponenten diese Eigenschaft aufweisen.
Somit beinhaltet gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung das Verfahren die folgenden weiteren Schritte: b) Abtrennen der festen oder flüssigen Addukt-Phase c) Freisetzen des C02 durch Erhitzen der festen oder flüssigen Addukt-Phase.
Schritt b) kann z.B. durch Zentrifugieren, Dekantieren, Filtrieren, Flotieren, Sieben, Sichten, Sedimentieren, elektrostatische Abtrennung, Pumpen oder Abschöpfen erfolgen, ist im Sinne der Erfindung aber nicht darauf beschränkt; ebenso kann in einem Batch-Verfahren oder kontinuierlich gearbeitet werden. Im kontinuierlichen Verfahren kann ggf. bereits während der C02-Absorption die Ausfällung als
Feststoff oder die Abscheidung als flüssige Phase durchgeführt werden. Dies führt zu einer schnelleren Prozessführung.
Schritt c) kann alternativ auch durch Erhitzen der festen oder flüssigen Addukt- Phase in einem inerten Wärmeträgermedium erfolgen, das mit dem unbeladenen Absorber nicht mischbar ist. Durch ein solches bevorzugtes Verfahren kann bei den meisten Anwendungen innerhalb der vorliegenden Erfindung zumindest einer oder mehrere der folgenden Vorteile erzielt werden:
- Die Temperaturdifferenz zwischen Absorptions- und Desorptionszustand in der konventionellen CCS-post-combustion-Technology It. dem Stand der Technik ist erheblich größer, als die Temperaturdifferenz zwischen
Absorptions- und Desorptionszustand gemäß dieser Ausführungsform.
- IDA kann bis maximal 130°C CO2 absorbieren, während es bei 140°C CO2 wieder abgibt. Durch die hohe C02-Absorptionstemperatur und die geringe Differenz zur Desorptionstemperatur werden neue Anwendungen
erschlossen, z.B. zur Abgasreinigung bei mobilen und stationären
Verbrennungsmaschinen,
- die in der Desorptionsphase einzubringende Wärmemenge für die
Desorption des Kohlendioxids aus dem beladenen wässrigen MEA System in der konventionellen MEA-Flüssigphasen-Aminwäsche-Technologie ist sehr viel größer, als die in der Desorptionsphase einzubringende
Wärmemenge gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform.
- Gegenüber konventionellen Verfahren kann CO2 bei wesentlich niedrigeren Temperaturen (T<50°C) absorbiert werden und bei hoher Temperatur wieder abgegeben werden. Die Temperaturdifferenz zwischen Absorption und Desorption kann eingestellt werden und kann wesentlich größer sein als in konventionellen Verfahren.
- Im konventionellen Verfahren beträgt die Temperatur des Rauchgases 50°C, möglicherweise um die Absorption von CO2 an die Absorber zu ermöglichen. Die bei 50°C im Rauchgas noch vorhandene Restwärme kann im neuen Verfahren genutzt werden, weil das neue Verfahren auch bei Raumtemperatur, auch bei Minusgraden funktioniert. Dies führt zu einer
zusätzlichen Steigerung des Kraftwerkwirkungsgrades.
- die in der Desorptionsphase zu erwärmenden Massenströme des mit
Kohlendioxid beladenen wässrigen MEA Systems in der konventionellen MEA-Flüssigphasen-Aminwäsche-Technologie auf Grund des zusätzlich zu erwärmenden Wassers sind erheblich größer als die in der Desorptions- phase zu erwärmenden Massenströme gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform. - die nach der Desorption in der Regenerationsphase einzubringende
Kühlleistung für die Wiederbereitstellung des Absorptionssystem ist in der konventionellen MEA-Flüssigphasen-Aminwäsche-Technologie erheblich größer, als die nach der Desorption in der Regenerationsphase
einzubringende Kühlleistung für die Regenerierung und Wiederbereitstellung des cyclischen Amins, insbesondere des Aminocycloalkylamins gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform bei der ausschließlich das Akylamin erhitzt und gekühlt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise in einer Anlage durchgeführt werden, wie sie beispielhaft in der Figur 6 dargestellt ist, ist aber in keiner Weise darauf beschränkt.
Die erfindungsgemäße Verwendung von cyclischen Aminen kann in der
Medizintechnik und insbesondere in Transportmitteln mit Verbrennungsmaschinen, wie beispielsweise PKWs, Nutzfahrzeuge, Schiffen, U-Booten etc. eingesetzt werden und das durch Verbrennung entstehende CO2 durch die oben geschilderter Adduktbildung während der Fahrt effektiv binden. Beispielsweise durch
Verwendung von Kartuschen kann das entstehende Carbamat-Addukt einfach abgetrennt werden. Die Kartuschen können dann zu beliebigen Zeitpunkten ausgetauscht werden. Die verbrauchten Kartuschen können der Wiederverwertung zugeführt werden. Entsprechende Einsatzmöglichkeiten ergeben sich in U-Booten, Bunkern, Sicherheitsanlagen, Panzern, Luft- und Raumfahrzeugen. Gerade zu den genannten Einsatzzwecken ist es wichtig, dass das Kohlendioxid effektiv gebunden wird und das entstehende Produkt, nämlich das Carbamat der allgemeinen
Formel II auch stabil gelagert werden kann. Weiterhin betrifft die Erfindung die erfindungsgemäße Verwendung von cyvclischen Aminen, besonders Aminocycloalkylaminen, besonders bevorzugt IDA zur absorptiven Trennung von C02 aus Prozessgasen von:
Kohle- bzw. Gaskraftwerke
Ölverarbeitung, Öl-Raffinerie
Chemische Industrie: insbesondere bei der Herstellung von Ammoniak,
Harnstoff,
Zementherstellung
Müllverbrennungsanlagen,
Stahlproduktion, Metallurgie, Stahl- und Metallproduktion (z.B. beim Rösten von Kupferkiesen)
Klimaanlagen,
Erdgas- und Erdölförderung
- Biogasanlagen.
Automobile sowie geeignete Nutz- und Spezialfahrzeugen
Hersteller von Nutz- und Spezialfahrzeuge
Industrieschweißanlagen (z.B. bei der Automobilfertigung)
Baukeramikindustrie (Brennen von Ziegelsteinen)
Kalkherstellung, Kalkindustrie
Herstellung und Betreib von Blockheizkraftwerken (industriell und privat)
- Herstellung und Betreiber von C02-Pipelines (insbesondere trockenes C02) Kokereien bei Koksherstellung
- Halbleiterindustrie (Reinraum)
- Gärprozesse (Weinkellereien, Güllegruben zur Arbeitsplatzsicherheit)
Tunnelbetrieb und -bau (bei Brand im Tunnel als Sicherheitsmaßnahme; bzw. beim Tunnelbau) Beispiel 1:
Die technische Isomerenmischung (IDA) reagiert in aprotisch/protischen
Lösungsmitteln unter Bildung von [(3-Ammonio-3,5,5-trimethylcyclohexyl)- methyl]carbamat, das aus der aprotisch/protischen Flüssigphase als weißes, kristallines Präzipitat, in den weiteren Ausführungen als IDACO bezeichnet, ausfällt.
Figure imgf000018_0001
Figure imgf000018_0002
Das Präzipitat ist bei Raumtemperatur in aprotischen und protischen Lösungsmitteln nicht löslich und bis 100 °C in Wasser hydrolysebeständig. [(3-Ammonio- 1 ,3,3-trimethylcyclohexyl)methyl]carbamat ist bei Raumtemperatur stabil lagerfähig. Beim Erwärmen auf Temperaturen größer 130°C reagiert [(3-Ammonio-3,5,5- trimethylcyclohexyl)methyl]carbamat unter Decarboxylierung zu 3-(Aminomethyl)- 3,5,5-trimethylcyclohexanamin. Der Umsatz dieser Reaktion ist größer 95%, die Selektivität ist größer 95%.
Figure imgf000019_0001
Figure imgf000019_0002
Analysenergebnisse von IDA und IDACO sowie der Adsorptions- bzw.
Desorptionsreaktion finden sich in den Figuren 1-5.
Analoge Versuche mit Diaminocyclohexanen, Triaminocyclohexanen sowie deren methylierten Derivaten, nämlich
N-Methylcyclohexandiamin, N1 , N2-1 ,2-Dimethylcyclohexandiamin,
N1 , N1 , N2-Trimethylcyclohexan-1 ,2-diamin, N-Methyl-1 ,3-cyclohexandiamin,
N 1 , N 1 -Dimethyl-1 ,3-cyclohexandiamin, N1 ,N3-Dimethyl-1 ,3-cyclohexandiamin
N-Methyl-1 ,4-cyclohexandiamin, N1 , N1 -Dimethyl-1 ,4-cyclohexandiamin
N 1 , N4-Dimethyl-1 ,4-cyclohexandiamin,
N1 , N4, N4-Trimethyl-1 ,4-cyclohexandiamin
sowie
1 ,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en, 1 ,5-Diazabicyclo[4.3.0]non-5-en zeigen vergleichbare Ergebnisse.

Claims

Ansprüche:
Verfahren zum reversiblen Abtrennen von C02 aus einem Fluidgemisch und/oder Fluidstrom, durch Inkontaktbringen des Fluidgemisches und/oder
Fluidstroms mit einer Mischung enthaltend mindestens ein Amin, ein protisches Solvens und/oder ein aprotisches Solvens,
so dass ein zumindest teilweise unlösliches festes oder flüssiges C02-
Addukt oder Reaktionsprodukt entsteht,
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens ein Amin ein cyclisches Amin ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das cyclische Amin ein Diamin oder Triamin ist.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das
Aminoalkylcycloalkylamin die allgemeine Formel I
Figure imgf000020_0001
[Formel 1]
aufweist, worin
R1, R11, R21, R22, R3, R41, R42, R51,R52, R61, R62, R71, R72, R8 unabhängig voneinander die Bedeutung eines Wasserstoffatoms oder einer C C4 Alkylgruppe haben, welche geradkettig oder verzweigt sein kann und worin
X1, X2 unabhängig voneinander die Bedeutung einer direkten Bindung oder einer C1 -C4 Alkylenkette haben, welche wiederum einfache
Alkylsubstituenten haben kann.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das cyclische Amin ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus:
1.2- Diaminocyclohexan
1.3- Diaminocyclohexan
1.4- Diaminocyclohexan
1.2.3- Triaminocyclohexan
1.2.4- Triaminocyclohexan
1.3.5- Triaminocyclohexan
DBU: 1 ,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en
DBN: 1 ,5-Diazabicyclo[4.3.0]non-5-en
N-Methylcyclohexandiamin
N1 , N2-1 ,2-Dimethylcyclohexandiamin
N1 , N1 , N2-Trimethylcyclohexan-1 ,2-diamin
N-Methyl-1 ,3-cyclohexandiamin
N 1 , N 1 -Dimethyl-1 ,3-cyclohexandiamin
N1 ,N3-Dimethyl-1 ,3-cyclohexandiamin
N-Methyl-1 ,4-cyclohexandiamin
N1 , N1 -Dimethyl-1 ,4-cyclohexandiamin
N1 , N4-Dimethyl-1 ,4-cyclohexandiamin
N1 , N4, N4-Trimethyl-1 ,4-cyclohexandiamin,
Indol.
5. Verfahren gemäß Anspruch , dadurch gekennzeichnet, dass das cyclische Amin IDA ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das protische Solvens ausgewählt ist aus der Gruppe H20, Alkanole, Glykole, Glykolmonoether und deren Derivate (auch Oligo/Polyglykole) oder Mischungen daraus.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das aprotische Solvens ausgewählt aus der Gruppe enthaltend das aprotische Solvens, welches mindestens eine Ether und/oder Estergruppe enthält ausgewählt aus der Gruppe enthaltend Dialkylether, cyclische Ether, Dialkyl-Carbonate, cyclische Carbonate, Ethylenglykoldialkylester, Ethylenglycoldialkylether, Propylenglykoldialkylester, Propylenglykoldialkylether, Polyethylen- glykolether, Polyethylenglykolester, Polypropylenglykolether,
Polypropylenglykolester oder Mischungen aus den Genannten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, zusätzlich umfassend die folgenden Schritte: b) ggf. Abtrennen des Amin-C02-Addukts oder Reaktionsprodukts
c) Freisetzen des CO2 durch Erhitzen, bevorzugt durch Erhitzen auf >130°C.
9. Verwendung des Verfahrens gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 in, für und/oder bei
Kohle- bzw. Gaskraftwerke
- Ölverarbeitung, Öl-Raffinerie
Chemische Industrie: insbesondere bei der Herstellung von Ammoniak,
Harnstoff, Epoxiden
Zementherstellung
Müllverbrennungsanlagen,
Stahlproduktion, Metallurgie, Stahl- und Metallproduktion (z.B. beim Rösten von Kupferkiesen)
Klimaanlagen,
- Medizintechnik,
Erdgas- und Erdölförderung
Biogasanlagen.
Automobile sowie geeignete Nutz- und Spezialfahrzeugen
Hersteller von Nutz- und Spezialfahrzeuge
Industrieschweißanlagen (z.B. bei der Automobilfertigung)
Baukeramikindustrie (Brennen von Ziegelsteinen)
Kalkherstellung, Kalkindustrie
Herstellung und Betreib von Blockheizkraftwerken (industriell und privat) Herstellung und Betreiber von C02-Pipelines (insbesondere trockenes CO2) Kokereien bei Koksherstellung
Halbleiterindustrie (Reinraum)
- Gärprozesse (Weinkellereien, Güllegruben zur Arbeitsplatzsicherheit)
- Tunnelbetrieb und -bau (bei Brand im Tunnel als Sicherheitsmaßnahme; bzw. beim Tunnelbau).
Umluftunabhängige Systeme in der Wehrtechnik (z.B. Panzer,
Raumfahrttechnik, unterseeische Anwendungen (z.B. U-Boote).
10. Verwendung von cyclischen Aminen zur Abtrennung von CO2 aus einem
Fluidgemisch und/oder Fluidstrom. Verwendung von cyclischen Aminen zur Abtrennung von CO2 aus einem Fluidgemisch und/oder Fluidstrom gemäß Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, dass das cyclische Amin ein Aminoalkylcycloalkylamin der allgemeinen Formel I
Figure imgf000024_0001
[Formel 1]
worin
R1, R11, R21, R22, R3, R41, R42, R51,R52, R61, R62, R71, R72, R8 unabhängig voneinander die Bedeutung eines Wasserstoffatoms oder einer C1-C4
Alkylgruppe haben, welche geradkettig oder verzweigt sein kann
und worin
X1, X2 unabhängig voneinander die Bedeutung einer direkten Bindung oder einer C1-C4 Alkylenkette haben, welche wiederum einfache Aikyisubstituenten haben kann,
ist.
12. Verwendung von cydischen Aminen zur Abtrennung von CO2 aus einem Fluidgemisch und/oder Fluidstrom gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das cyclische Amin ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus:
.2- Diaminocyclohexan
1.3- Diaminocyclohexan
1.4- Diaminocyclohexan
1.2.3- Triaminocyclohexan
1.2.4- Triaminocyclohexan
1.3.5- Triaminocyclohexan
DBU: 1 ,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en
DBN: 1 ,5-Diazabicyclo[4.3.0]non-5-en
N-Methylcyclohexandiamin
N1 , N2-1 ,2-Dimethylcyclohexandiamin
N1 , N1 , N2-Trimethylcyclohexan-1 ,2-diamin
N-Methyl-1 ,3-cyclohexandiamin
N 1 , N1 -Dimethyl-1 ,3-cyclohexandiamin
N1 ,N3-Dimethyl-1 ,3-cyclohexandiamin
N-Methyl-1 ,4-cyclohexandiamin
N1 , N1 -Dimethyl-1 ,4-cyclohexandiamin
N 1 , N4-Dimethyl-1 ,4-cyclohexandiamin
N1 , N4, N4-Trimethyl-1 ,4-cyclohexandiamin,
Indol.
12. Verwendung von cydischen Aminen zur Abtrennung von CO2 aus einem Fluidgemisch und/oder Fluidstrom gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das cyclische Amin ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus:
1.2- Diaminocyclohexan
1.3- Diaminocyclohexan
1.4- Diaminocyclohexan
1 ,2,3-Triaminocyclohexan
1.2.4- Triaminocyclohexan
1.3.5- Triaminocyclohexan
DBU: 1 ,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en
DBN: 1 ,5-Diazabicyclo[4.3.0]non-5-en
N-Methylcyclohexandiamin
N1 , N2-1 ,2-Dimethylcyclohexandiamin
N1 , N1 , N2-Trimethylcyclohexan-1 ,2-diamin
N-Methyl-1 ,3-cyclohexandiamin
N 1 , N 1 -Dimethyl-1 ,3-cyclohexandiamin
N1 ,N3-Dimethyl-1,3-cyclohexandiamin
N-Methyl-1 ,4-cyclohexandiamin
N 1 , N 1 -Dimethyl-1 ,4-cyclohexandiamin
N1 , N4-Dimethyl-1 ,4-cyclohexandiamin
N1 , N4, N4-Trimethyl-1 ,4-cyclohexandiamin,
Indol.
13. Venwendung von cyclischen Aminen zur Abtrennung von CO2 aus einem Fluidgemisch und/oder Fluidstrom gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das cyclische Amin
3-(Aminomethyl)-3,5,5-trimethylcyclohexanamin (IDA) eingesetzt wird.
PCT/DE2012/001117 2011-11-25 2012-11-23 Verwendung von cyclischen aminen zur reversiblen co2-absorption WO2013075697A1 (de)

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