FR2961114A1 - Procede pour eliminer le co2 dans des fumees de combustion et solution absorbante, a base de diamines appartenant a la famille des 1,2-bis(2-aminoethoxy)ethane. - Google Patents

Abstract

Le procédé pour éliminer le CO contenu dans des fumées de combustion consiste à mettre en contact dans la colonne C1 un effluent gazeux 1 avec une solution absorbante 4 consistant en une solution aqueuse d'une ou plusieurs diamines appartenant à la famille des 1,2-bis(2-aminoethoxy)ethane.

Description

La présente invention concerne le domaine du captage du CO2 contenu 5 dans des fumées de combustion au moyen d'une solution aqueuse absorbante comportant des diamines de la famille des 1,2-bis(2-aminoethoxy)ethane.

Afin de limiter le phénomène de réchauffement climatique, le dioxyde de carbone est extrait des fumées de combustion en vue d'être séquestré dans un 10 réservoir souterrain. On utilise couramment des procédés d'absorption mettant en oeuvre une solution aqueuse d'amine, pour retirer les composés acides (notamment H2S, mercaptans, CO2, COS, CS2) présents dans un gaz. Le gaz est purifié par mise en contact avec la solution absorbante, puis la solution absorbante est régénérée 15 thermiquement. Le document JP H08 257353 décrit un procédé d'élimination du CO2 dans les fumées de combustion, dans lequel les fumées de combustion sont mises en contact sous pression atmosphérique avec une solution aqueuse contenant un composé diamine répondant à la formule générale [1]: 20 RIR2NCH2CH2OCH2CH2NR3R4 [1] où RI, R2, R3, R4 désignent respectivement des groupes alkyles inférieurs de 1 à 3 carbones. Plus particulièrement le composé diamine d'intérêt est le bis(2-diméthylaminoéthyl)éther. Ce document décrit les performances thermodynamiques (taux de charge et enthalpie de réaction) du bis(2- 25 diméthylaminoéthyl)éther en contact avec des fumées de combustion. Cependant ce document ne décrit pas les performances de tenue en dégradation de cette molécule et se limite à la présence d'un motif éthoxyéthyl -CH2CH2-O-CH2CH2-dans la structure de la diamine. Le document US 4,556,546 décrit l'utilisation de composés répondant à la 30 formule générale RI R2-N-(CH2CH2O)x-CH2CH2-NR3R4 dans lesquelles on trouve à l'extrémité ou aux extrémités de la chaîne éthoxyéthyle un cycle morpholine, soit la bis(2-diméthylaminoéthyl)éther. Ces composés sont utilisés pour purifier des flux gazeux comportant des composés acides. Néanmoins, l'utilisation principale de ces solvants se fait soit en absence d'eau et la molécule se comporte alors comme un solvant physique, soit en présence d'eau et dans ce cas l'application visée est l'hydrolyse du COS. La relative faible basicité des fonctions amines de type morpholine fait que ces molécules sont de mauvais candidats pour capter le CO2.

II est difficile de trouver un composé absorbant permettant d'éliminer les 10 composés acides dans tout type d'effluent, et permettant au procédé de désacidification de fonctionner à moindre coût.

La présente invention propose d'utiliser l'une des diamines du groupe constitué par la 1,2-bis(2-diméthylaminoéthoxy)éthane, la 1,2-bis(2- 15 diéthylaminoéthoxy)éthane et 1,2-bis(2-pyrolidinoéthoxy)éthane, qui présentent une bonne stabilité et une bonne capacité de captage de CO2 afin de réduire le coût de fonctionnement du procédé.

De manière générale, la présente invention décrit un procédé pour 20 éliminer le CO2 contenu dans une fumée de combustion ayant une pression partielle en CO2 inférieure à 200 mbars, dans lequel on effectue une étape d'absorption du CO2 par mise en contact de la fumée de combustion avec une solution absorbante comportant : de l'eau, et 25 au moins une diamine du groupe constitué par la 1,2-bis(2-diméthylaminoéthoxy)éthane, la 1,2-bis(2-diéthylaminoéthoxy)éthane et la 1,2-bis(2-pyrolidinoéthoxy)éthane.

Selon l'invention, la solution absorbante peut comporter entre 10% et 90% 30 poids de diamine et entre 10% et 90% poids d'eau.

La solution absorbante peut comporter, en outre, entre 0,5% et 20% poids d'un activateur choisi parmi les amines comprenant au moins une fonction amine primaire ou secondaire. L'activateur peut être choisi dans le groupe constitué par : MonoEthanolAmine, N-butylethanolamine, Aminoethylethanolamine, Diglycolamine, Pipérazine, N-(2-hyd roxyethyl)Pipérazine, N-(2-aminoethyl)Pipérazine, Morpholine, 3-(methylamino)propylamine.

Après l'étape d'absorption, on obtient un effluent gazeux appauvri en composés acides et une solution absorbante chargée en composés acides, et on peut effectuer au moins une étape de régénération de la solution absorbante chargée en composés acides. De préférence, on effectue la régénération à une température comprise entre 160°C et 180°C et à une pression comprise entre 5 bars et 10 bars.

La présente invention décrit également une solution absorbante pour éliminer le CO2 contenu dans une fumée de combustion ayant une pression partielle en CO2 inférieure à 200 mbars, comportant une solution aqueuse d'au moins une diamine choisie dans le groupe constitué par la 1,2-bis(2- diméthylaminoéthoxy)éthane, la 1,2-bis(2-diéthylaminoéthoxy)éthane et la 1,2-bis(2-pyrolidinoéthoxy)éthane.

Selon l'invention, la solution absorbante peut comporter entre 10% et 90% poids de diamine et entre 10% et 90% poids d'eau.

La solution absorbante peut comporter en outre entre 0,5% et 20% poids d'un activateur choisi parmi les amines comprenant au moins une fonction amine primaire ou secondaire. L'activateur peut être choisi dans le groupe constitué par : - MonoEthanolAmine, - N-butylethanolamine, - Aminoethylethanolamine, Diglycolamine, - Pipérazine, N-(2-hydroxyethyl)Pipérazine, N-(2-aminoethyl)Pipérazine, Morpholine, 3-(methylamino)propylamine.

Les composés absorbants selon l'invention, c'est-à-dire la 1,2-bis(2- diméthylaminoéthoxy)éthane, la 1,2-bis(2-diéthylaminoéthoxy)éthane et la 1,2- bis(2-pyrolidinoéthoxy)éthane, présentent une capacité d'absorption du CO2 plus importante que les alcanolamines classiquement utilisées. En effet, ces diamines présentent la particularité d'avoir des taux de charge a = ngaZ acide/namine (a désignant le ratio entre le nombre de mole de composés acides absorbés ngaZ acide par une portion de solution absorbante par rapport au nombre de mole de d'amine namine contenu dans ladite portion de solution absorbante) très importants à de faibles pressions partielles de composés acides, par exemple à une pression partielle en CO2 inférieure à 0,2 bar, comparativement aux alcanolamines classiquement utilisées. L'utilisation d'une solution absorbante aqueuse selon l'invention permet d'économiser sur le coût d'investissement et les coûts de régénération d'une unité de captage du CO2 contenu dans une fumée de combustion. De plus, la 1,2-bis(2-diméthylaminoéthoxy)éthane, la 1,2-bis(2- diéthylaminoéthoxy)éthane et la 1,2-bis(2-pyrolidinoéthoxy)éthane présentent un faible taux de dégradation à haute température par rapport aux solutions absorbantes à base d'amines de l'art antérieure. Par conséquent, il est possible de régénérer la solution absorbante selon l'invention à plus haute température et pression, et donc de produire un gaz acide à plus forte pression. Ceci est particulièrement intéressant dans le cas du captage du CO2 contenu dans les fumées, où le gaz acide doit être comprimé pour être liquéfié avant injection dans un réservoir souterrain.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris et apparaîtront clairement à la lecture de la description faite ci-après en se référant aux dessins parmi lesquels : la figure 1 donne différents schémas de réaction pour synthétiser les ~o diamines selon l'invention, la figure 2 représente un schéma de principe d'un procédé de captage du CO2 contenu dans des fumées de combustion.

La présente invention propose d'éliminer le CO2 contenu dans des fumées 15 de combustion en mettant en oeuvre au moins une diamine en solution aqueuse, la diamine étant choisi parmi la famille des 1,2-bis(2-aminoethoxy)ethane et plus précisément parmi : - la 1,2-bis(2-diméthylaminoéthoxy)éthane

0~/~ N~ , et/ou 20 - la 1,2-bis(2-diéthylaminoéthoxy)éthane NN , et/ou - la 1,2-bis(2-pyrolidinoéthoxy)éthane.

Synthèses des diamines selon l'invention

La 1,2-bis(2-diméthylaminoéthoxy)éthane, la 1,2-bis(2- diéthylaminoéthoxy)éthane et la 1,2-bis(2-pyrolidinoéthoxy)éthane peuvent être, par exemple, mais pas uniquement, préparées selon les réactions ou les enchaînements de réactions illustrés par le schéma de réaction présenté sur la figure 1. En référence, à la figure 1, les composés selon l'invention peuvent être ~o obtenus par réaction d'une amine secondaire RI R2NH ou d'un mélange d'amines secondaires répondant à la formule générale R1 R2NH sur le triéthylèneglycol selon une réaction de condensation bien connue (réaction référencée 2). Cette réaction peut par exemple s'effectuer en présence d'hydrogène et d'un catalyseur approprié dans des conditions abondamment citées dans la littérature. 15 Le triéthylèneglycol qui est le précurseur dans cette réaction est généralement obtenu par trimérisation de l'oxyde d'éthylène selon une réaction conventionnelle d'ouverture de cycle en présence d'une molécule d'eau (réaction référencée 1). Le triéthylèneglycol est un composé industriel abondant et peu onéreux. 20 Les composés selon l'invention peuvent être également obtenus d'abord par la réaction de l'ammoniac sur le triéthylèneglycol selon une réaction de condensation bien connue (réaction référencée 3) conduisant au 1,2-bis(2-aminoéthoxy)éthane appelé aussi 1,8-diamino-3,6-dioxaoctane, les fonctions amines primaires de ce dernier étant ensuite N-alkylées par réaction d'un 25 aldéhyde en présence d'hydrogène et à l'aide en général d'un catalyseur approprié (réaction référencée 4) dans des conditions abondamment citées dans la littérature. Les composés selon l'invention peuvent être également obtenus d'abord par la réaction d'halogénation par exemple de chloration du triéthylèneglycol en 30 1,2-bis(2-chloroéthoxy)éthane (réaction référencée 5) avec un agent de chloration conventionnel tel par exemple l'acide chlohydrique ou le chlorure de thionyle, puis ensuite par une réaction de condensation (réaction référencée 6) avec une amine secondaire R1 R2NH ou d'un mélange d'amines secondaires répondant à la formule générale RI R2NH. Les composés selon l'invention peuvent être également obtenus par réaction de condensation d'un dialkylamino-2-éthanol avec un 1,2-dihalogénoéthane tel le 1,2-dichloroéthane (réaction référencée 7) ou encore par réaction de condensation d'un dialkylamino-2-halogénoéthane tel un 2-chloro-N,N'-dialkyléthylamine éventuellement sous forme d'halogénohydrate avec de l'éthylène glycol (réaction référencée 8).

Dans le schéma de la figure 1, RI et R2 représentent par exemple un radical méthyle, un radical éthyle ou lorsque RI et R2 sont liés entre eux un radical 1,4-butylène -CH2-CH2-CH2-CH2- . De même, RI R2NH peuvent représenter par exemple la diméthylamine ou la diéthylamine ou la pyrrolidine. R peut représenter un atome d'hydrogène ou un radical méthyle.

Nature des effluents qazeux à traiter par le procédé selon l'invention

Les solutions absorbantes selon l'invention sont particulièrement bien adaptées au captage de CO2 contenu dans les fumées de combustion. Les fumées de combustion sont produites notamment par la combustion d'hydrocarbures, de biogaz, de charbon dans une chaudière ou pour une turbine à gaz de combustion, par exemple dans le but de produire de l'électricité. A titre d'illustration, une unité de captage du CO2 selon l'invention a pour objectif de réduire de 90% les émissions de CO2 d'une centrale thermique. Ces fumées ont généralement une température comprise entre 20 et 60°C, une pression comprise entre 1 et 5 bars et peuvent comporter entre 50 et 80 % d'azote, entre 5 et 40 % de dioxyde de carbone, entre 1 et 20 % d'oxygène, et quelques impuretés comme des SOx et des NOx, s'ils n'ont pas été éliminés en aval du procédé de désacidification. En particulier, la solution absorbante selon l'invention est bien adaptée pour absorber le CO2 contenu dans des fumées de combustion comportant une faible pression partielle de CO2, par exemple une pression partielle de CO2 inférieure à 200 mbars. Composition de la solution absorbante

La solution absorbante selon l'invention est composée d'une solution aqueuse comportant une ou plusieurs des diamines suivantes : 1,2-bis(2-d iméthylaminoéthoxy)éthane 1,2-bis(2-diéthylaminoéthoxy)éthane 1,2-bis(2-pyrolidinoéthoxy)éthane Oo/c)~~ N1~ 10 Les diamines selon l'invention peuvent être en concentration variable par exemple comprise entre 10% et 90% poids, de préférence entre 20% et 60% poids, de manière très préférée entre 30% et 50% poids, dans la solution aqueuse. 15 La solution absorbante peut contenir entre 10% et 90% poids d'eau, de préférence entre 40% et 80% poids d'eau, de manière très préférée de 50% à 70% d'eau. Dans un mode de réalisation, la ou les diamines sont formulées avec un activateur. De préférence, cet activateur est choisi parmi une autre amine, 20 contenant au moins une fonction amine primaire ou secondaire. La solution absorbante selon l'invention peut contenir au moins 0,5% poids d'activateur. La concentration en activateur dans la solution aqueuse selon l'invention peut varier jusqu'à une concentration maximale de 20% poids. De préférence, la teneur en5 activateur est limitée à une valeur inférieure à 15% poids, de préférence inférieure à 10% poids. Ce type de formulation est particulièrement intéressante dans le cas du captage du CO2 dans les fumées industrielles. En effet, pour ce type d'applications, la fonction amine primaire ou secondaire de l'activateur permet d'augmenter la cinétique de captage du CO2 par la ou les diamines de l'invention, afin de réduire la taille des équipements. De préférence, l'activateur est choisi parmi les amines primaires ou secondaires. Une liste non exhaustive de composés pouvant être utilisés comme activateurs est donnée ci-dessous : MonoEthanolAmine, N-butylethanolamine, Aminoethylethanolamine, Diglycolamine, Pipérazine, N-(2-hydroxyethyl)Pipérazine, N-(2-aminoethyl)Pipérazine, Morpholine, - 3-(methylamino)propylamine.

Bien entendu, la somme des teneurs des différents éléments constituant la solution absorbante selon l'invention est égale à 100% poids.

Procédé d'élimination du CO2 La mise en oeuvre d'une solution aqueuse selon l'invention pour absorber le CO2 contenu dans une fumée de combustion est réalisée en effectuant une étape d'absorption suivie d'une étape de régénération, par exemple en mettant en oeuvre le procédé d'élimination des composés acides dans un effluent gazeux schématisé par la figure 2.

En référence à la figure 2, l'étape d'absorption consiste à mettre en contact la fumée de combustion 1 avec la solution absorbante 4. La fumée 1 est introduit en fond de Cl, la solution absorbante est introduite en tête de Cl. La colonne Cl est munie de moyen de mise en contact entre gaz et liquide, par exemple un garnissage vrac, un garnissage structuré ou des plateaux de distillation. Lors du contact, les fonctions amines des diamines de la solution absorbante réagissent avec le CO2 contenu dans la fumée de combustion de manière à obtenir un effluent gazeux appauvri en le CO2 2 évacué en tête de Cl et une solution absorbante enrichie en le CO2 3 évacuée en fond de Cl pour être régénérée. L'étape de régénération consiste notamment à chauffer et, éventuellement à détendre, la solution absorbante enrichie en le CO2 afin de libérer le CO2 sous forme gazeuse. La solution absorbante enrichie en CO2 3 est introduite dans l'échangeur de chaleur El, où elle est réchauffée par le flux 6 provenant de la colonne de régénération C2. La solution 5 réchauffée en sortie de El est introduite dans la colonne de régénération C2.

La colonne de régénération C2 est équipée d'internes de mise en contact entre gaz et liquide, par exemple des plateaux, des garnissages en vrac ou structurés. Le fond de la colonne C2 est équipé d'un rebouilleur qui apporte la chaleur nécessaire à la régénération en vaporisant une fraction de la solution absorbante. Dans la colonne C2, sous l'effet de la mise en contact de la solution absorbante arrivant par 5 avec la vapeur produite par le rebouilleur, le CO2 est libéré sous forme gazeuse et évacués en tête de C2 par le conduit 7. La solution absorbante régénérée 6, c'est-à-dire appauvrie en composés acides 6 est refroidi dans El, puis recyclée dans la colonne Cl par le conduit 4. L'étape d'absorption des composés acides dans Cl peut être réalisée à une pression comprise entre 1 bar et 10 bars, de préférence entre 1 et 3 bars pour le traitement des fumées industrielles, et à une température comprise entre 20°C et 100°C, préférentiellement comprise entre 30°C et 90°C, voire entre 30 et 60°C. La régénération dans C2 peut être effectuée à une pression comprise entre 1 bar et 10 bars et à une température comprise entre 100°C et 180°C, de préférence comprise entre 120°C et 170°C. De manière préférée, la régénération peut être effectuée à une température comprise entre 155°C et 180°C et à une pression comprise entre 5 et 10 bars dans le cas où l'on souhaite réinjecter le CO2 dans un réservoir souterrain. De manière préférée, la température de régénération est comprise entre 115°C et 130°C dans les cas où le CO2 est envoyé à l'atmosphère.

Exemple 1 : synthèses d'amines selon l'invention A titre d'exemple un mode opératoire de synthèse est décrit pour quelques molécules selon l'invention.

A titre indicatif, les exemples suivants illustrent la synthèse de certaines molécules de l'invention étant entendu que toutes les possibilités de synthèse de ces molécules tant au niveau des routes de synthèses considérées que des modes opératoires possibles ne sont pas ici décrites.

Synthèse de la 1,2-Bis(2-diméthylaminoéthoxy)éthane Dans un réacteur de typé autoclave on introduit 10g (53.4 mmoles) de 1,2-bis(2-chloroéthoxy)éthane et 50 ml d'éthanol, puis après avoir fait le vide dans le réacteur on introduit 19.2g (427.8 mmoles) de diméthyamine en contrôlant la température. On porte ensuite le milieu à 80°C pendant 7 heures sous agitation.

Après retour à la température ambiante et dégazage de la diméthylamine en excès, on ajoute 4,5g de soude en pastille que l'on laisse réagir pendant 30 minutes puis on procède à une filtration suivie d'une distillation du filtrat. On recueille la fraction distillant entre 60°C et 72°C sous une pression de 0,3 mbar. On obtient 9,4 g (rendement 86%) d'un produit conforme à la structure du 1,2- bis(2-diméthylaminoéthoxy)éthane selon l'analyse par RMN. H-RMN (CDCI3) : 1,6ppm (s) : CH3; 1,8ppm (tr) : (CH3)2N-CH2CH2-O-CH2CH2-O-CH2CH2-N(CH3)2 2,9ppm (tr) : (CH3)2N-CH2CH2-O-CH2CH2-O-CH2CH2-N(CH3)2 3,0 ppm (s) : (CH3)2N-CH2CH2-O-CH2CH2-O-CH2CH2-N(CH3)2 13C-RMN (CDCI3) : 45,4ppm : CH3 58,4ppm : (CH3)2N-CH2CH2-O-CH2CH2-O-CH2CH2-N(CH3)2 68,9ppm : (CH3)2N-CH2CH2-O-CH2CH2-O-CH2CH2-N(CH3)2 69,9ppm : (CH3)2N-CH2CH2-O-CH2CH2-O-CH2CH2-N(CH3)2 Synthèse de la 1,2-Bis(2-pyrolidinoéthoxy)éthane Dans un ballon de 1 litre, on introduit 86.5g (462 mmoles) de 1,2-bis(2-chloroéthoxy)éthane et 215 ml d'éthanol, puis 262,7 g de pyrrolidine (3,7 moles) en maintenant la température en dessous de 40°C. On porte ensuite le milieu à 80°C pendant 7 heures sous agitation puis on procède à l'évaporation sous pression réduite des composés les plus volatils. Après retour à la température ambiante on ajoute 38,8g de soude en pastille dans 150 ml d'eau que l'on laisse réagir pendant 30 minutes puis on élimine la phase aqueuse et on procède à la distillation de la phase organique. On recueille la fraction distillant entre 128°C et 134°C sous une pression de 0,4 mbar. On obtient 102,3 g d'un produit conforme à la structure du 1,2-bis(2-pyrolidinoéthoxy)éthane (rendement 86%).

Exemple 2 : Capacité de captage d'amines selon l'invention Les performances (i.e. capacité de captage du CO2) sont comparées notamment à celle d'une solution aqueuse de MonoEthanolAmine à 30% poids, qui constitue le solvant de référence pour une application de captage de CO2 contenu dans des fumées en post-combustion. On réalise un test d'absorption sur des solutions aqueuses d'amine au sein d'un réacteur fermé parfaitement agité et dont la température est contrôlée par un système de régulation. Pour chaque solution, l'absorption est réalisée dans un volume liquide de 50 cm3 par des injections de CO2 pur à partir d'une réserve. La solution de solvant est préalablement tirée sous vide avant toute injections de CO2. La pression de la phase gaz dans le réacteur est alors suivi en fonction du temps suite aux injections de CO2. Un bilan matière global sur la phase gaz permet de mesurer le taux de charge du solvant a = nb de mole composé acide/nb de mole amine. A titre d'exemple, on comparer dans le tableau 1 les taux de charge (a = nb de composé acide/nb de mole amine) obtenus à 40°C pour différentes pressions partielles de CO2 entre des solutions absorbantes de 1,2-bis(2-d iméthylaminoéthoxy)éthane et de 1,2-bis(2-pyrolidinoéthoxy)éthane selon l'invention et une solution absorbante de MonoEthanolAmine à 30% en poids pour une application de captage du CO2 en post-combustion. Pour passer d'une grandeur du taux de charge obtenu au laboratoire à 10 une grandeur caractéristique du procédé, quelques calculs sont nécessaires, et sont explicités ci-dessous pour les deux applications visées. Dans le cas d'une application de captage du CO2 en post-combustion, les pressions partielles de CO2 dans l'effluent à traiter sont typiquement 0,1 bar avec une température de 40°C, et l'on souhaite abattre 90% du gaz acide. On calcule la 15 capacité cyclique Da exprimée en moles de CO2 par kg de solvant, en considérant que le solvant atteint sa capacité thermodynamique maximale en fond de colonne d'absorption aPPCO2=o,lbar et doit au moins être régénéré en dessous de sa capacité thermodynamique dans les conditions de la tête de colonne aPPCO2=0,0lbar pour réaliser 90% d'abattement du CO2. 20 Aa = (aPPCO2=o,lbar - aPPco2=o,o1bar). [A] - 10/M où [A] est la concentration d'amine exprimée en % poids, et M la masse molaire de l'amine en g/mol.

Taux de charge = nCO2/namine Nom Générique Concentration T PPCO2 = PPco2 Da (mol AH (°C) 0,1 bar = 0,01 CO2/kg (kJ/mol bar Solvant) CO2) MEA 30% poids 40 0.52 0.44 0.38 92 1,2-bis(2- 30% poids 40 1.01 0.21 1.18 62 diméthylaminoéthoxy)éthane 1,2-bis(2- 30% poids 40 1.45 0.41 1.22 61 pyrolidinoéthoxy)éthane Tableau 1

Cet exemple montre les taux de charge plus importants qui peuvent être obtenus grâce à une solution absorbante selon l'invention,, comprenant 30 % 5 poids de molécules selon l'invention. De plus, pour une application captage des fumées en post-combustion où la pression partielle de CO2 dans l'effluent à traiter est de 0.1 bar, cet exemple illustre la plus grande capacité cyclique en moles de CO2 par kilogramme de solvant obtenue grâce à une solution absorbante selon l'invention, comprenant 30 10 % poids de molécules selon l'invention pour atteindre un taux d'abattage de 90% en sortie d'absorbeur. Dans cette application, où l'énergie associée à la régénération du solvant est critique, on peut remarquer que les amines selon l'invention permettent d'obtenir un bien meilleur compromis que la MEA, en terme de capacité cyclique et d'enthalpie de réaction. 15 Exemple 3 : Stabilité d'une solution d'amine selon l'invention Les composés selon 'l'invention présentent la particularité d'être particulièrement résistante aux dégradations qui peuvent se produire dans une unité de désacidification.

On réalise un test de dégradation sur des solutions aqueuses d'amine au sein d'un réacteur fermé et dont la température est contrôlée par un système de régulation. Pour chaque solution, le test est réalisé dans un volume liquide de 50 cm3 injecté dans le réacteur. La solution de solvant est préalablement tirée sous vide avant toute injection de gaz et le réacteur est ensuite placé dans une coque chauffante à la température de consigne et mis sous agitation magnétique. On injecte alors le gaz concerné à la pression partielle souhaitée. Cette pression est ajoutée à la pression initiale due à la tension de vapeur de la solution aqueuse d'amine. Différentes conditions de dégradation sont testées: dégradation thermique : se fait en l'absence de gaz acide seule la température de l'essai est maintenue constante et on mesure la tension de vapeur du solvant. dégradation sous CO2 : on injecte du CO2 de manière à atteindre une pression partielle de 20 bar dégradation sous 02 : on injecte de l'air sous une pression partielle de 20 bars ce qui donne une pression partielle d'oxygène de 4,2 bars. Le tableau 2 ci-dessous donne le taux de dégradation TD, sous dégradation CO2 et 02, de la 2-bis(2-diméthylaminoéthoxy)éthane selon l'invention, et de la bis(2-diméthylaminoéthyl)éther ainsi que la MEA comme amines de références, dans différentes conditions, pour une durée de 15 jours, défini par l'équation ci-dessous : TD(%)=[Al-[Al ° où [A] est la concentration du composé dans l'échantillon dégradé, et [A]° est la concentration du composé dans la solution non dégradée. Les concentrations [A] et [A]° sont déterminées par chromatographie en phase gaz. [Al ° Taux de dégradation T Amine Concentration (°C) PPCO2 = 20 bar PP02 = 4,2 bar MEA 30 % poids 140 42 % 21 0/0 bis(2- 50%poids 140 32% 12% d iméthylaminoéthyl)éther 1,2-bis(2- 50 % poids 140 6 % 9 % diméthylaminoéthoxy)éthane Tableau 2

Le tableau 3 ci-dessous donne le taux de dégradation TD du solvant sous dégradation thermique, pour une température de 180°C, en absence de gaz acide, qui est représentative des dégradations qui pourraient se produire en fond de régénérateur, si l'on souhaite obtenir un gaz acide à forte pression pour des applications de réinjection. Taux de dégradation Amine Concentration T (°C) Tension de vapeur du solvant bis(2-diméthylaminoéthyl)éther 50 % poids 180 35 % 1,2-bis(2- 50%poids 180 3% diméthylaminoéthoxy)éthane Tableau 3 Cet exemple montre que l'utilisation des composés selon l'invention, comme amine dans une solution absorbante permet d'obtenir un faible taux de dégradation par rapport aux solutions absorbantes à base d'amines de l'art antérieur (MonoEthanolAmine et bis(2-d iméthylaminoéthyl)éther). Par conséquent, il est possible de régénérer le solvant à plus forte température et 17 donc d'obtenir un gaz acide à plus forte pression. Ceci est particulièrement intéressant dans le cas du captage du CO2 en post-combustion où le gaz acide doit être comprimé pour être liquéfié avant réinjection.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1) Procédé pour éliminer le CO2 contenu dans une fumée de combustion ayant une pression partielle en CO2 inférieure à 200 mbars, dans lequel on effectue une étape d'absorption du CO2 par mise en contact de la fumée de combustion avec une solution absorbante comportant : - de l'eau, et - au moins une diamine du groupe constitué par la 1,2-bis(2-d iméthylaminoéthoxy)éthane, la 1,2-bis(2-d iéthylaminoéthoxy)éthane et la 1,2-bis(2-pyrolidinoéthoxy)éthane.
2. 2) Procédé selon la revendication 1, dans lequel la solution absorbante 15 comporte entre 10% et 90% poids de diamine et entre 10% et 90% poids d'eau.
3. 3) Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la solution absorbante comporte entre 0,5% et 20% poids d'un activateur choisi parmi les amines comprenant au moins une fonction amine primaire ou 20 secondaire.
4. 4) Procédé selon la revendication 3, dans lequel l'activateur est choisi dans le groupe constitué par : MonoEthanolAmine, 25 N-butylethanolamine, Aminoethylethanolamine, Diglycolamine, Pipérazine, N-(2-hyd roxyethyl )Pipérazine, 30 N-(2-aminoethyl)Pipérazine, Morpholine,- 3-(methylamino)propylamine.
5. 5) Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel après l'étape d'absorption on obtient un effluent gazeux appauvri en composés acides et une solution absorbante chargée en composés acides, et on effectue au moins une étape de régénération de la solution absorbante chargée en composés acides.
6. 6) Procédé selon la revendication 7, dans lequel on effectue la régénération 10 à une température comprise entre 160°C et 180°C et à une pression comprise entre 5 bars et 10 bars.
7. 7) Solution absorbante pour éliminer le CO2 contenu dans une fumée de combustion ayant une pression partielle en CO2 inférieure à 200 mbars, 15 comportant une solution aqueuse d'au moins une diamine choisie dans le groupe constitué par la 1,2-bis(2-diméthylaminoéthoxy)éthane, la 1,2-bis(2-d iéthylaminoéthoxy)éthane et la 1,2-bis(2-pyrolidinoéthoxy)éthane.
8. 8) Solution absorbante selon la revendication 7, dans lequel la solution 20 absorbante comporte entre 10% et 90% poids de diamine et entre 10% et 90% poids d'eau.
9. 9) Solution absorbante selon l'une des revendications 7 et 8, dans lequel la solution absorbante comporte entre 0,5% et 20% poids d'un activateur choisi 25 parmi les amines comprenant au moins une fonction amine primaire ou secondaire.
10. 10) Solution absorbante selon la revendication 9, dans lequel l'activateur est choisi dans le groupe constitué par : 30 - MonoEthanolAmine, - N-butylethanolamine, 19Aminoethylethanolamine, Diglycolamine, Pipérazine, N-(2-hydroxyethyl)Pipérazine, N-(2-aminoethyl)Pipérazine, - Morpholine, 3-(methylamino)propylamine.