去除气体中的二氧化碳的方法技术

本发明专利技术涉及去除燃烧废气等含ＣＯ↓［２］的气体中的ＣＯ↓［２］的方法。它是使含通式Ｒ↑［１］ＮＨＣ（ＣＨ↓［３］）↓［２］ＣＨ↓［２］ＯＨ（Ｒ↑［１］为Ｃ↓［１－４］的烷基）表示的胺化合物的水溶液或，含通式Ｒ↑［２］ＣＨＲ↑［３］ＮＨＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］ＯＨ（Ｒ↑［２］为Ｈ或Ｃ↓［１－４］烷基，Ｒ↑［３］为Ｈ或甲基）表示的化合物和选自哌嗪、２－甲基哌嗪、２，３－二甲基哌嗪、２，５－二甲基哌嗪中的哌嗪系化合物的水溶液，或者，仲胺及叔胺各自浓度范围为１０－４５重量％的胺混合水溶液，或者哌嗪衍生物的水溶液，例如与大气压下的燃烧废气接触，从而除去燃烧废气中的ＣＯ↓［２］。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及去除，例如燃烧废气等气体中所含的CO2(二氧化碳)的方法，更详细地说，是涉及使用含有特定胺化合物的水溶液，有效地去除大气压下的燃烧废气等气体中的CO2方法。迄今，对天然气、合成气等化学工厂制造的各种产生气体，燃烧废气等气体(处理对象气体)中所含的酸性气体，特别是CO2的回收·去除方法进行了研究，并提出各种方法。如果以燃烧废气为例，使燃烧废气中的CO2与链烷醇胺水溶液接触后除去并回收的方法，以及将回收的CO2不是排放至大气而是贮存的方法，进行了锐意的研究。近年，作为地球温暖化现象的原因之一，指出因CO2导致的温室效应，为了保护地球环境，在国际上，寻找其对策成为当务之急。作为CO2的发生源，在燃烧矿物燃烧的所有人类活动领域中，对抑制其排出的要求更趋强烈。随之，以使用大量矿物燃料的火力发电站等动力发生设备为对象，对使锅炉的燃烧废气与链烷醇胺水溶液等接触，除去并回收燃烧废气中的CO2的方法，以及回收的CO2不排至大气而是贮存的方法进行了锐意的研究。作为链烷醇胺，可列举单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N—甲基二乙醇胺(MDEA)、二异丙醇胺、二甘醇胺，通常最好用单乙醇胺(MEA)。此外，对第2级及第3级受阻胺(ヒング—ト”アミシ)水溶液的使用也进行了研究。然而，即使将以MEA为代表的上述链烷醇胺水溶液用作吸收·除去气体中的CO2的吸收剂，参照规定浓度的胺水溶液的规定量所相当的CO2的吸收量、规定浓度的胺水溶液的每单位摩尔胺所相当的CO2吸收量、规定浓度内的CO2的吸收速度，以及吸收后的链烷醇胺水溶液再生所需要的热能等，也未必能满足需要。可是，使用胺化合物从各种混合气体中分离出酸性气体的技术多为公知的。特开昭53—100180号公报中公开了，(1)是环的一部分，而且含有与仲碳原子或叔碳原子键合的至少1个仲氨基或者与叔碳原子键合的伯氨基的空间位阻胺至少为50摩尔％，和叔氨基醇至少约10摩尔％组成的胺混合物以及，(2)使通常气体状的混合物，与作为对酸性气体进行物理吸收的吸收剂的上述胺混合物用溶剂组成的胺溶剂液体吸收剂接触的酸性气体去除法。作为空间位阻胺，可例示2—哌啶乙醇及3—氨基—3—甲基—1—丁醇等；作为溶剂，可例示含水可高达25重量％的亚砜；作为处理气体，可例示该公报11页左上栏的具有高浓度二氧化碳及硫化氢、例如35％CO2及10～12％H2S的通常气体状的混合物，在实施例中使用了有CO2的气体。特开昭61—71819号公报中叙述了含有空间位阻胺及亚砜等非水溶剂的酸性气体喷淋涤气用组合物。而且在该公报中，对CO2的吸收，使用反应式来说明空间位阻胺的有利性。在Chemical Engineering Science，41卷、4期、997～1003页上公开了作为受阻(ヒング—ト”)胺的2—氨基—2—甲基—1—丙醇(AMP)水溶液对二氧化碳的吸收行为。作为被吸收的气体，使用大气压的CO2及CO2和氮的混合物。Chemical Engineering Science、41卷、2期、405～408页上记述了，在常温附近，AMP之类的受阻(ヒング—ト”)胺和MEA之类的直链胺的水溶液对CO2和H2S的吸收速度。美国专利3,622,267号说明书中公开了使用含有甲基二乙醇胺及单乙基单乙醇胺的水性混合物，精制原油等部分氧化气体等合成气体中所含的高分压的CO2，例如含40个大气压的30％CO2的合成气体的技术。德国公开专利1,542,415号公报中公开了为了提高CO2、H2S、COS的吸收速度而在物理或化学吸收剂中添加一烷基链烷醇胺等。德国公开专利1,904,428号公报中公开了，为了提高甲基二乙醇胺的吸收速度而添加一甲基乙醇胺的技术。美国专利4,336,233号说明书中公开了，在天然气，合成气、气体化煤气精制时将哌嗪的0.81～1.3摩尔/l水溶液用作洗涤液，而且哌嗪与甲基二乙醇胺、三乙醇胺、二乙醇胺、一甲基乙醇胺等溶剂一起做成水溶液用作洗涤液的技术。同样在特开昭52—63171号公报中公开了，在第三级链烷醇胺、一烷基链烷醇胺等中作为促进剂添加哌嗪或羟乙基哌嗪等哌嗪衍生物的CO2吸收剂。然而，实际上作为一烷基链烷醇胺，并没有对一甲基氨基乙醇胺和哌嗪的组合进行过试验。而且公开的方法不是以合成气体作为对象。关于大气压下的燃烧废气中的CO2的去除，也没有任何记载。如上所述，强烈希望能从各种气体中有效去除CO2的方法。特别是，用含有一定浓度的CO2吸收剂(胺化合物)的水溶液处理气体时，吸收剂单位摩尔所相当的CO2的吸收量、单位体积的水溶液所相当的CO2的吸收量及吸收速度大的吸收剂等方面的选择是面临的大课题。进而，还希望有CO2吸收后，分离出CO2使吸收液再生时需要的热能少的吸收剂。不同场合，使用一种胺化合物，则想满足全部希望的条件是很困难的。如果发现能满足几个条件的化合物，通过与其它的胺化合物混合等则有可能接近优选的条件。因此，如果加大吸收剂单位摩尔所相应的CO2吸收量，则吸收速度还有余地通过别的途径进行改善。本专利技术，根据使用的吸收剂类型，由四个方面组成。首先说明本专利技术的第1方面。本专利技术的第1方面是关于除去气体中的CO2时所用的吸收剂，以特定胺化合物的水溶液对CO2吸收量大这一点为基础。也就是，按照本专利技术的第1个方面，是提供一种除去气体中CO2的方法，其特征在于，使含有下述通式所示胺化合物的水溶液与气体接触。R1NHC(CH3)2CH2OH(式中，R1是碳数为1～4的低级烷基。)按照本专利技术的第1方面，是提供使用R1为异丙基的胺化合物去除上述气体中CO2的方法，使用浓度为15～65重量％范围的通式所示胺化合物的水溶液去除上述气体中CO2的方法以及气体是大气压下的燃烧废气的上述气体中的CO2的去除方法。本专利技术第1方面中所用的通式(1)表示的胺化合物中，作为R1的碳数为1～4的低级烷基，可例示甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基。特别是碳数为1～3的烷基，从化合物容易制造，CO2的吸收量、水溶性诸方面来看都是有利的。作为通式表示的胺化合物的具体例，可列举2—甲基氨基—2—甲基—1—丙醇、2—乙基氨基—2—甲基—1—丙醇、2—丙基氨基—2—甲基—1—丙醇、2—异丙基氨基—2—甲基—1—丙醇、2—正丁基氨基—2—甲基—1—丙醇、2—异丁基氨基—2—甲基—1—丙醇、2—仲丁基氨基—2—甲基—1—丙醇、2—叔丁基氨基—2—甲基—1—丙醇；其中优选2—异丙基氨基—2—甲基—1—丙醇。通式所表示的胺化合物，除可各自单独使用外，还可两种以上混合使用。本专利技术第1方面中与气体接触时所用的上述胺化合物水溶液(以下也称吸收液)的浓度通常为15～65重量％，优选30～35重量％。与气体接触时吸收液的温度通常在30～70℃的范围。本专利技术第1方面中所用的吸收液中，根据需要还可添加的防腐剂，防劣化剂等。进而，为了增加吸收液对CO2的吸收量和吸收速度等的吸收能力，在通式示出的胺化合物中还可混合1种或2种以上其它的胺化合物。作为其它的胺化合，例如可列举2—甲基氨基乙醇，2—乙基氨基乙醇、2—异丙基氨基乙醇、2—正丁基氨基乙醇、哌嗪、2—甲基哌嗪、2，5—二甲基哌嗪、哌啶、2—哌啶乙醇等。使用这些其他的胺化合物时，只要它们本文档来自技高网...

【技术保护点】
去除含ＣＯ↓［２］的气体中的ＣＯ↓［２］的方法，其特征在于，使含有下述通式［１］表示的胺化合物的水溶液与含ＣＯ↓［２］的气体接触， Ｒ↑［１］ＮＨＣ（ＣＨ↓［３］）↓［２］ＣＨ↓［２］ＯＨ ［１］ （式中、Ｒ↑［１］是碳数为１～４的低级烷基。）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：铃木仁美，早川敦，三村富雄，下条繁，嶋吉淑进，饭岛正树，光冈薰明，岩木贵，
申请(专利权)人：关西电力株式会社，三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]