【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及二氧化碳吸收剂、二氧化碳的回收方法、和二氧化碳分离回收装置。
技术介绍
1、出于全球变暖问题的观点，寻求二氧化碳的削减。
2、作为二氧化碳的削减方法之一，可以举出使用二氧化碳吸收剂回收二氧化碳的方法。作为二氧化碳吸收剂，通常使用单乙醇胺等胺化合物的水溶液。胺化合物的水溶液具有若不使吸收的二氧化碳为例如120℃以上的高温则不放出的特性，若使二氧化碳放出温度为水的沸点以上，则由于水的高潜热、比热，二氧化碳的回收需要较多的能量。
3、如上所述，以往的二氧化碳吸收剂的一个课题是二氧化碳的分离回收时的进一步的节能化。另外，对于以往的二氧化碳吸收剂，有在吸收二氧化碳的工序中与气体接触时，少量的胺化合物挥发损失的问题，因此降低二氧化碳吸收剂中所含的胺化合物的挥发性也是课题之一。
4、另外，在以往的化学吸收法中，进行蒸汽加热至110℃～130℃左右的温度，使二氧化碳吸收剂沸腾而进行再生。因此，在该方法中，需要非常大的热能。进而，在该再生工序中，二氧化碳吸收剂中所含的胺化合物有可能热分解，因此二氧化碳吸收剂的热稳定性也是课题。
5、近年来，正在研究将胺化合物负载于多孔质材料的二氧化碳吸收剂。通过将胺化合物负载于多孔质材料并使其固体化，能够以比高的潜热、比热成为问题的水溶液更低的能量回收二氧化碳。
6、作为与这样的固体化的二氧化碳吸收剂相关的技术，例如可以举出专利文献1～3中记载的技术。
7、专利文献1中记载了一种二氧化碳分离回收用固体吸收材料，其含有特定的烷醇胺
8、专利文献2中记载了一种二氧化碳吸收剂，其在利用亲水性粘结剂将亲水性纤维和多孔质粉末复合而成的多孔质颗粒上负载胺化合物而成。
9、专利文献3中记载了一种二氧化碳吸收组合物，其含有聚亚乙基多胺、磷酸和/或磷酸盐、和二氧化硅。
10、现有技术文献
11、专利文献
12、专利文献1：日本特开2012-139622号公报
13、专利文献2：日本特开2018-187574号公报
14、专利文献3：日本特开2020-58966号公报
技术实现思路
1、专利技术要解决的问题
2、根据本专利技术人等的研究，明确了专利文献1～3中记载的包含胺化合物和多孔质材料的二氧化碳吸收剂在重复使用性的观点上尚有改善的余地。
3、本专利技术是鉴于上述情况而完成的，提供重复使用性提高的二氧化碳吸收剂、使用该二氧化碳吸收剂的二氧化碳的回收方法和二氧化碳分离回收装置。
4、用于解决问题的方案
5、本专利技术人等为了解决上述课题而进行了深入研究。结果发现包含特定的环式胺化合物(a)和多孔质材料的二氧化碳吸收剂可以提高重复使用性，从而完成了本专利技术。
6、即，根据本专利技术，提供以下所示的二氧化碳吸收剂、二氧化碳的回收方法、和二氧化碳分离回收装置。
7、[1]
8、一种二氧化碳吸收剂，其包含环式胺化合物(a)和多孔质材料(b)，
9、前述环式胺化合物(a)相对于全部氨基具有35摩尔％以上的伯氨基。
10、[2]
11、根据上述[1]所述的二氧化碳吸收剂，其中，前述环式胺化合物(a)的至少一部分负载于前述多孔质材料(b)。
12、[3]
13、根据上述[1]或[2]所述的二氧化碳吸收剂，其中，前述多孔质材料(b)包含选自由二氧化硅和氧化铝组成的组中的至少一种。
14、[4]
15、根据上述[1]～[3]中任一项所述的二氧化碳吸收剂，其中，前述多孔质材料(b)为颗粒状。
16、[5]
17、根据上述[4]所述的二氧化碳吸收剂，其中，基于激光衍射/散射式粒径分布测定的前述多孔质材料(b)的体积中位粒径(d50)为10μm以上且500μm以下。
18、[6]
19、根据上述[1]～[5]中任一项所述的二氧化碳吸收剂，其中，基于bet法的前述多孔质材料(b)的比表面积为2m2/g以上且3000m2/g以下。
20、[7]
21、根据上述[1]～[6]中任一项所述的二氧化碳吸收剂，其中，前述多孔质材料(b)的孔容为0.1cm3/g以上且5.0cm3/g以下。
22、[8]
23、根据上述[1]～[7]中任一项所述的二氧化碳吸收剂，其中，相对于前述多孔质材料(b)100质量份，前述环式胺化合物(a)的含量为0.1质量份以上且1000质量份以下。
24、[9]
25、根据上述[1]～[8]中任一项所述的二氧化碳吸收剂，其中，前述环式胺化合物(a)包含选自由下述式(1)所示的胺化合物(a1)、以及胺化合物(a2)组成的组中的至少一种，所述胺化合物(a2)具有选自含氧杂环结构和含硫杂环结构中的杂环结构。
26、
27、(上述式(1)中，r1～r4分别独立地表示氢原子、或任选具有选自氨基、氰基和苯基中的至少一种取代基的碳数1以上且10以下的烃基，r5～r10分别独立地表示氢原子或碳数1以上且4以下的烃基，x和y分别独立地表示0以上且6以下的整数，x+y为1以上且6以下，p和q分别独立地为0以上且4以下的整数，p和q中的至少一者为1以上。)
28、[10]
29、根据上述[1]～[9]中任一项所述的二氧化碳吸收剂，其中，通过以下方法测定的前述环式胺化合物(a)的二氧化碳最大解离温度为140℃以下。
30、(方法)
31、将吸收了二氧化碳的前述环式胺化合物(a)以升温速度10℃/分钟从23℃加热至250℃，测定伴随前述二氧化碳的脱离的吸热量达到最大时的温度，将前述温度设为前述二氧化碳最大解离温度。
32、[11]
33、根据上述[1]～[10]中任一项所述的二氧化碳吸收剂，其中，前述环式胺化合物(a)的分子量为90以上且1000以下。
34、[12]
35、根据上述[1]～[11]中任一项所述的二氧化碳吸收剂，其中，前述环式胺化合物(a)的胺值为400mgkoh/g以上且1500mgkoh/g以下。
36、[13]
37、根据上述[1]～[12]中任一项所述的二氧化碳吸收剂，其中，前述环式胺化合物(a)的氨基数为1以上且6以下。
38、[14]
39、根据上述[1]～[13]中任一项所述的二氧化碳吸收剂，其中，前述环式胺化合物(a)的环状结构包含选自由5元环和6元环组成的组中的至少一种。
40、[15]
41、根据上述[1]～[14]中任一项所述的二氧化碳吸收剂，其中，前述环式胺化合物(a)包含选自由双(氨基甲基)环己烷和其衍生物、柠檬烯二胺和其衍生物、异佛尔酮二胺和其衍生物、2,5-双氨基甲基呋本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种二氧化碳吸收剂，其包含环式胺化合物(A)和多孔质材料(B)，
2.根据权利要求1所述的二氧化碳吸收剂，其中，所述环式胺化合物(A)的至少一部分负载于所述多孔质材料(B)。
3.根据权利要求1或2所述的二氧化碳吸收剂，其中，所述多孔质材料(B)包含选自由二氧化硅和氧化铝组成的组中的至少一种。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的二氧化碳吸收剂，其中，所述多孔质材料(B)为颗粒状。
5.根据权利要求4所述的二氧化碳吸收剂，其中，基于激光衍射/散射式粒径分布测定的所述多孔质材料(B)的体积中位粒径(D50)为1μm以上且500μm以下。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的二氧化碳吸收剂，其中，基于BET法的所述多孔质材料(B)的比表面积为2m2/g以上且3000m2/g以下。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的二氧化碳吸收剂，其中，所述多孔质材料(B)的孔容为0.1cm3/g以上且5.0cm3/g以下。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的二氧化碳吸收剂，其中，相对于所述多孔质材料(B)10
9.根据权利要求1～8中任一项所述的二氧化碳吸收剂，其中，所述环式胺化合物(A)包含选自由下述式(1)所示的胺化合物(a1)、以及胺化合物(a2)组成的组中的至少一种，所述胺化合物(a2)具有选自含氧杂环结构和含硫杂环结构中的杂环结构，
10.根据权利要求1～9中任一项所述的二氧化碳吸收剂，其中，通过以下方法测定的所述环式胺化合物(A)的二氧化碳最大解离温度为140℃以下，
11.根据权利要求1～10中任一项所述的二氧化碳吸收剂，其中，所述环式胺化合物(A)的分子量为90以上且1000以下。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的二氧化碳吸收剂，其中，所述环式胺化合物(A)的胺值为400mgKOH/g以上且1500mgKOH/g以下。
13.根据权利要求1～12中任一项所述的二氧化碳吸收剂，其中，所述环式胺化合物(A)的氨基数为1以上且6以下。
14.根据权利要求1～13中任一项所述的二氧化碳吸收剂，其中，所述环式胺化合物(A)的环状结构包含选自由5元环和6元环组成的组中的至少一种。
15.根据权利要求1～14中任一项所述的二氧化碳吸收剂，其中，所述环式胺化合物(A)包含选自由双(氨基甲基)环己烷和其衍生物、柠檬烯二胺和其衍生物、异佛尔酮二胺和其衍生物、2,5-双氨基甲基呋喃和其衍生物、2,5-双(氨基甲基)四氢呋喃和其衍生物、糠胺和其衍生物、四氢糠胺和其衍生物、4-氨基甲基四氢吡喃和其衍生物、4-(2-氨基乙基)吗啉和其衍生物、以及、2-噻吩甲胺和其衍生物组成的组中的至少一种。
16.一种二氧化碳的回收方法，其使用权利要求1～15中任一项所述的二氧化碳吸收剂。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述方法包括如下工序：使所述二氧化碳吸收剂与包含二氧化碳的气体接触，使该二氧化碳吸收剂吸收二氧化碳的吸收工序；和从在该吸收工序吸收了二氧化碳的二氧化碳吸收剂中使二氧化碳脱离的脱离工序，该脱离工序包括选自由下述(I)～(III)组成的组中的至少1个工序：
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述吸收工序中，将所述二氧化碳吸收剂与所述包含二氧化碳的气体接触时的温度为0℃以上且低于60℃。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述工序(III)中的加热温度为50℃以上且120℃以下。
20.一种二氧化碳分离回收装置，其具有吸收装置和脱离装置，
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种二氧化碳吸收剂，其包含环式胺化合物(a)和多孔质材料(b)，
2.根据权利要求1所述的二氧化碳吸收剂，其中，所述环式胺化合物(a)的至少一部分负载于所述多孔质材料(b)。
3.根据权利要求1或2所述的二氧化碳吸收剂，其中，所述多孔质材料(b)包含选自由二氧化硅和氧化铝组成的组中的至少一种。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的二氧化碳吸收剂，其中，所述多孔质材料(b)为颗粒状。
5.根据权利要求4所述的二氧化碳吸收剂，其中，基于激光衍射/散射式粒径分布测定的所述多孔质材料(b)的体积中位粒径(d50)为1μm以上且500μm以下。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的二氧化碳吸收剂，其中，基于bet法的所述多孔质材料(b)的比表面积为2m2/g以上且3000m2/g以下。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的二氧化碳吸收剂，其中，所述多孔质材料(b)的孔容为0.1cm3/g以上且5.0cm3/g以下。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的二氧化碳吸收剂，其中，相对于所述多孔质材料(b)100质量份，所述环式胺化合物(a)的含量为0.1质量份以上且1000质量份以下。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的二氧化碳吸收剂，其中，所述环式胺化合物(a)包含选自由下述式(1)所示的胺化合物(a1)、以及胺化合物(a2)组成的组中的至少一种，所述胺化合物(a2)具有选自含氧杂环结构和含硫杂环结构中的杂环结构，
10.根据权利要求1～9中任一项所述的二氧化碳吸收剂，其中，通过以下方法测定的所述环式胺化合物(a)的二氧化碳最大解离温度为140℃以下，
11.根据权利要求1～10中任一项所述的二氧化碳吸收剂，其中，所述环式胺化合物(a)的分子量为90以上且100...
【专利技术属性】
技术研发人员：河野和起，牧野岛高史，川岛裕贵，
申请(专利权)人：三菱瓦斯化学株式会社，
类型：发明
国别省市：
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