用于吸收和回收氣體中的二氧化碳的液體、及使用該液體的二氧化碳的回收方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種用于從含有二氧化碳的氣體中吸收和回收二氧化碳的液體、及使用該液體的二氧化碳的吸收和回收方法，該液體中含有(A)由通式[1]R-NH-(CH2)n-OH表示的仲胺化合物、(B)由通式[2]R1R2N-(X)m-NR3R4表示的聚胺化合物及(C)水，該(A)仲胺化合物的含量為50重量％以上。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種用于吸收和回收氣體中所含的二氧化碳的液體、及使用該液體有 效地吸收和回收氣體中的二氧化碳的方法。
技術(shù)介紹
近年來，氣候變化或自然災(zāi)害認(rèn)為是因全球變暖引起的，嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、居 住環(huán)境、能量消耗等。造成此全球變暖的原因認(rèn)為是在于隨著人類的社會(huì)活動(dòng)的活躍而增 多的二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、氟利昂等溫室效應(yīng)氣體在大氣中增多，該溫室效應(yīng)氣體 中最主要的氣體可列舉出大氣中的二氧化碳，減少二氧化碳向大氣中的排放量的對(duì)策成為 全球性課題。 作為二氧化碳的產(chǎn)生源，有以煤、柴油、天然氣等作為燃料的火力發(fā)電站、利用焦 炭還原氧化鐵的煉鐵廠的高爐、通過燃燒生鐵中的碳來煉鋼的煉鐵廠的轉(zhuǎn)爐、各種制造廠 的鍋爐、水泥廠的爐等、以及以汽油、柴油、輕油等作為燃料的汽車、船舶、飛機(jī)等運(yùn)輸機(jī)器。 其中，除運(yùn)輸機(jī)以外的其他機(jī)器都是固定的設(shè)備，是容易實(shí)施減少二氧化碳向大氣中的排 放量的對(duì)策的設(shè)備。 作為對(duì)于從上述例示的產(chǎn)生源排放的氣體中的二氧化碳進(jìn)行分離回收的方法，目 前為止已知有若干方法。 例如，已知有使含有二氧化碳的氣體在吸收塔內(nèi)與烷醇胺類的水溶液接觸而吸收 二氧化碳的方法。在此，作為烷醇胺類，已知單乙醇胺（MEA)、二乙醇胺（DEA)、三乙醇胺 (TEA)、甲基二乙醇胺（MDEA)、二異丙醇胺（DIPA)、二甘醇胺（DGA)等，但通常情況下多使用 MEA0 -般而言，烷醇胺類對(duì)水的溶解度高，為了更有效地分離回收二氧化碳，優(yōu)選濃度 高的烷醇胺類。然而，隨著濃度升高，二氧化碳的回收速度下降，因此未能開發(fā)出反應(yīng)效率 更好的二氧化碳吸收用液體。 而且，當(dāng)從已吸收二氧化碳的液體中回收二氧化碳時(shí)，通過將液體加熱至例如為 120°C，使已吸收二氧化碳的液體中的二氧化碳脫吸，但在二氧化碳與該烷醇胺類的反應(yīng)熱 大的情況下，回收二氧化碳時(shí)需要大量的能量。例如，就MEA而言，與1摩爾的二氧化碳的 反應(yīng)熱高至80kJ(80kJ/molC02)，當(dāng)發(fā)電站使用MEA分離回收二氧化碳時(shí)，需要的能量約相 當(dāng)于發(fā)電量的20%。 如上所述，不僅二氧化碳向大氣的排放量、從節(jié)能和節(jié)省資源的觀點(diǎn)出發(fā)該附加 性的能量消耗也成為二氧化碳的分離回收的實(shí)用化中的大課題，當(dāng)前正尋求一種用于以更 低的能量消耗、即以高能效吸收和回收二氧化碳的二氧化碳吸收液體和方法。 目前為止，已對(duì)上文所述的課題進(jìn)行了各種研究。專利文獻(xiàn)1中記載有如下方法： 通過使在胺基周邊有烷基等空間位阻的胺化合物（所謂的受阻胺）的水溶液與大氣壓下的 燃燒廢氣接觸，將二氧化碳吸收至該水溶液，從而除去燃燒廢氣中的二氧化碳。作為受阻 胺，記載有2-甲基氨基乙醇（以下也有時(shí)表示為MAE)或2-乙基氨基乙醇（以下也有時(shí)表 示為EAE)的具體例，實(shí)施例中使用的是ME和EAE的30重量％的水溶液。作為沒有實(shí)施 例的其他受阻胺，記載有2-異丙基氨基乙醇（以下也有時(shí)表示為IPAE)等胺化合物。 專利文獻(xiàn)2中記載有同樣僅含有受阻胺IPAE的水溶液，作為特征，可列舉出高的 二氧化碳的吸收和脫吸性能，但如比較例中所示，記載有如下結(jié)果：如果將IPAE的濃度設(shè) 為60重量％，則二氧化碳的吸收速度和脫吸量會(huì)下降，水溶液的二氧化碳的吸收和脫吸性 能會(huì)下降。 作為這些二氧化碳的吸收用水溶液的有效成分的胺化合物通常在摩爾濃度為 3~5mol/L、重量濃度為35~50重量％的范圍內(nèi)可示出多個(gè)實(shí)施例，已知如果以更高濃度 使用時(shí)會(huì)使溶液的二氧化碳吸收性能下降。 而且，專利文獻(xiàn)3中記載有通過添加表面活性劑使吸收液的表面張力下降的高濃 度的烷醇胺水溶液。然而，在工業(yè)使用中，當(dāng)使用氟化合物作為表面活性劑時(shí)，對(duì)環(huán)境的影 響或其工業(yè)上的獲取性需要改善，當(dāng)使用聚乙二醇等時(shí)，對(duì)利用發(fā)泡等的二氧化碳的分離 回收工藝的影響需要改善。 專利文獻(xiàn)4中記載有包括利用含有聚胺的水性吸收體對(duì)氣體狀流體進(jìn)行處理的 工藝。 專利文獻(xiàn)5中記載有由聚胺、單叔胺及水構(gòu)成的吸收劑組合物和使用該吸收劑組 合物的方法。 專利文獻(xiàn)6中記載有由低聚胺和伯或仲烷醇胺構(gòu)成的吸收劑及使用該水溶液的 除去酸性氣體的方法，專利文獻(xiàn)7中記載有由低聚胺和哌嗪衍生物構(gòu)成的吸收劑及使用該 水溶液的除去酸性氣體的方法。在此，專利文獻(xiàn)6中的伯或仲烷醇胺、或?qū)＠墨I(xiàn)7中的哌 嗪衍生物在實(shí)施例中的含量相對(duì)于吸收劑的水溶液小于40重量％。 而且，專利文獻(xiàn)8中記載有使用由烷醇胺類等反應(yīng)性化合物構(gòu)成的吸收劑溶液的 氣體脫氧方法，專利文獻(xiàn)9中記載有使用由烷醇胺類等反應(yīng)性化合物構(gòu)成的吸收溶液對(duì)氣 體狀流出物進(jìn)行脫氧的方法。 這樣，在氣體中所含的二氧化碳的分離回收中，需要高效地實(shí)現(xiàn)二氧化碳的吸收 和脫吸的二氧化碳的吸收用液體、及利用低耗能量回收高純度的二氧化碳的方法。 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)1 :日本專利第2871334號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2009-006275號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)3 :國(guó)際公開第2012/002394號(hào) 專利文獻(xiàn)4 :日本特表2012-533414號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)5 :日本特表2013-501608號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)6 :日本特表2011-525422號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)7 :日本特表2011-525423號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)8 :日本特開2006-136885號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)9 :日本特表2009-529420號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題 本專利技術(shù)的目的在于提供一種不僅能高效地吸收氣體中的二氧化碳且能實(shí)現(xiàn)高效 地脫吸二氧化碳、能以低耗能量回收高純度的二氧化碳的液體和方法。 用于解決技術(shù)問題的手段 本專利技術(shù)人們針對(duì)能有效地吸收二氧化碳且使其脫吸從而回收高純度的二氧化碳 的二氧化碳的吸收用液體進(jìn)行了深入研究。結(jié)果專利技術(shù)人們發(fā)現(xiàn)：通過使用含有50重量％以 上的仲胺化合物、規(guī)定的聚胺化合物及水的用于吸收和回收二氧化碳的液體，能增加每單 位吸收用液體的二氧化碳的脫吸量，且能提升吸收用液體的吸收二氧化碳的速度，從而完 成了本專利技術(shù)。 即，本專利技術(shù)提供一種下述第1~6項(xiàng)所述的用于吸收和回收二氧化碳的液體、及下 述第7項(xiàng)所述的吸收和回收二氧化碳的方法。 第1項(xiàng).一種液體，其是用于從含有二氧化碳的氣體中吸收和回收二氧化碳的液 體，其含有： (A)由通式表示的仲胺化合物、 R-NH-(CH2)n-OH (式中，R表示碳數(shù)為1~4的烷基，η表示2~5的整數(shù)。） (B)由通式表示的聚胺化合物、 R1R2N-Wn-NR3R4 (式中，R1、R2、R3和R4分別獨(dú)立地表示氫原子或碳數(shù)為1~2的烷基，X分別表 示-CH2-基、-0-基、-NH-基或-N (CH3)-基，m表示5~20的整數(shù)；其中，m個(gè)X中的至少一 個(gè)為-0-基、-NH-基或-N(CH3)-基，與表示-0-基、-NH-基或-N(CH3)-基的X鄰接的連續(xù) 的兩個(gè)X為-CH2-基。） 及（C)水， 其中，該（A)仲胺化合物的含量為50重量％以上。 第2項(xiàng).根據(jù)上述第1項(xiàng)所述的液體，其中，上述㈧仲胺化合物的含量為50~ 70重量％ (更優(yōu)選為55~65重量％ )。 第3項(xiàng).根據(jù)上述第1或2項(xiàng)所述的液體，其中，上述⑶聚胺化合物相對(duì)于上述 液體整體的含量為0. 1~5重量％。 第4項(xiàng).根據(jù)上述第3項(xiàng)所述的液體，其中，上述（B)聚胺化合本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種液體，其是用于從含有二氧化碳的氣體中吸收和回收二氧化碳的液體，其含有：(A)由通式[1]表示的仲胺化合物、R?NH?(CH2)n?OH??[1](B)由通式[2]表示的聚胺化合物、R1R2N?(X)m?NR3R4??[2]及(C)水，所述通式[1]中，R表示碳數(shù)為1～4的烷基，n表示2～5的整數(shù)，所述通式[2]中，R1、R2、R3和R4分別獨(dú)立地表示氫原子或碳數(shù)為1～2的烷基，X分別表示?CH2?基、?O?基、?NH?基或?N(CH3)?基，m表示5～20的整數(shù)；其中，m個(gè)X中的至少一個(gè)為?O?基、?NH?基或?N(CH3)?基，與表示?O?基、?NH?基或?N(CH3)?基的X鄰接的連續(xù)的兩個(gè)X為?CH2?基，其中，所述(A)仲胺化合物的含量為50重量％以上。

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：東井隆行，F·A·喬杜里，后藤和也，松崎洋市，小野田正巳，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：新日鐵住金株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：日本;JP