JP2005514194A - ガス混合物からの二酸化炭素の除去方法 - Google Patents
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Abstract
Description
周知の工業的方法では、化学的溶剤、特にDIPA及び/又はMDEAと、物理的溶剤、特にシクロテトラ−メチレン−スルホンとの混合物が使用される。このような系は、適度な投資費用や運転費用でも良好な吸収能力及び良好な選択性を示す。これらの系は、高圧、特に20〜90バラで非常にうまく行える。
文献には、例えばMDEAに例えばピペラジンを添加すると、酸性ガスの除去が改良されると記載されている。しかし、このような組合わせの特有の欠点は、特に溶剤中の吸収負荷量が多いと、水溶液に不溶のカルバメートが生成する恐れがあることである(例えばUS 4,336,233参照)。したがって、純粋な水溶液には、極めて限定された量の第一又は第二アミン化合物しか使用できない。
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酸性ガス状化合物の量は、全ガス流に対し、10分の数容量%から70又は更には80容量%以下の範囲であってよい。好適には、二酸化炭素の量は、1〜45モル%、好ましくは5〜25モル%であり、硫化水素の量が0〜25モル%、好ましくは0〜10モル%であり、COSの量が0〜2モル%(以上は、全ガス流に対し)である。
エタノールアミンから誘導されたアミンは、エタノールアミンから誘導された第二又は第三アミン単独であっても或いは第二アミン及び/又は第三アミンの混合物であってもよい。
第一又は第二アミン化合物は、好適には5.5未満、好ましくは5未満、更に好ましくは4.5未満のpKb(水中、25℃)を有する。pKbが低いと、CO2吸収が増大する形態の改良方法が得られる。
第一又は第二アミン化合物の量は、好適には少なくとも0.8モル/リットル、特に1.0〜3.0モル/リットル、更に特に1.0〜3.0モル/リットル、特にピペラジンである。EDEAとピペラジンとの特定の組合わせでは、好ましい実施態様は、ピペラジンを0.7〜0.9モル/リットル、特に0.6〜0.8モル/リットル使用することである。
本発明は、通常、連続プロセスとして行われ、吸収負荷された(loaded)溶剤の再生も含んでいる。
二酸化炭素を11.9容量%含有する天然ガス流を、MDEA35重量%、スルホラン18重量%及び水43重量%含有する吸収剤溶液で洗浄した。使用した吸収器は、市販の標準的吸収器である。4.4の液体/ガス比で二酸化炭素を3.1容量%の量になるまで除去した。ピペラジンを1重量%添加すると、二酸化炭素量は、更に低下した(1.7容量%)。更にピペラジンを1重量%添加すると、二酸化炭素量は更に低下した(1.3容量%)。
前述と同様な実験を、3.1の液体/ガス比でピペラジン2重量%を用いて行った。その結果、炭酸ガス量は、1.9容量%となった。
Claims (16)
- 二酸化炭素及び任意に硫化水素及び/又はCOSを含有するガス流を、水を全溶液に対し15〜45重量部、スルホランを全溶液に対し15〜35重量部、及びエタノールアミンから誘導された第二又は第三アミンを全溶液に対し30〜60重量部含有する(但し、水とスルホランとアミンとの合計量は100重量部である)洗浄用水溶液で洗浄することにより、該ガス流から前記二酸化炭素等の化合物を除去する方法であって、該方法を、水、スルホラン及びアミンに対し0.5〜15重量%量の第一又は第二アミン化合物の存在下で行なう該除去方法。
- 前記ガス流が、天然ガス又は合成ガスである請求項1に記載の方法。
- 二酸化炭素の量が1〜45モル%(全ガス流に対し、以下同じ)、好ましくは5〜25モル%であり、硫化水素の量が0〜25モル%、好ましくは0〜10モル%であり、COSの量が0〜2モル%である請求項1又は2に記載の方法。
- 水の量が20〜45重量部であり、スルホランの量が20〜35重量部であり、アミンの量が40〜55重量部である(但し、水とスルホランとアミンとの合計量は100重量部である)請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- エタノールアミンから誘導された前記第二アミンが、DIPA、DEA又はMMEA、好ましくはDIPAである請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
- エタノールアミンから誘導された前記第三アミンが、MDEA又はDEMEA、好ましくはMDEAである請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第一又は第二アミン化合物が、5未満、好ましくは4.5未満のpKb(水中、25℃)を有する請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第一又は第二アミン化合物は、前記アミンが二酸化炭素と反応するよりも少なくとも2倍速く二酸化炭素と反応し、反応速度は反応速度定数(25℃)として定義され、前記第一及び第二アミン化合物が、好ましくは前記アミンの5倍速く反応し、更に好ましくは前記アミンの20倍速く反応する請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第一又は第二アミン化合物が、ピペラジン、メチルエタノールアミン又は(2−アミノエチル)エタノールアミン、特にピペラジンである請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第一又は第二アミン化合物の量が2.5〜10重量%である請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第一又は第二アミン化合物の量が、少なくとも0.8モル/リットル、特に1.0〜3.0モル/リットル、更に特に1.0〜3.0モル ピペラジン/リットルである請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。
- 該方法が、少なくとも20℃、好ましくは25〜90℃、更に好ましくは20℃、好ましくは25〜90℃、更に好ましくは40〜65℃の温度で、25〜90バラの圧力で行われる請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
- 該方法が、吸収負荷された溶剤の再生も含む請求項1〜12のいずれか1項に記載の方法。
- 該方法が、25〜90バラの圧力で行われ、該方法において、吸収負荷された溶剤が1〜15バラの圧力でフラッシュ分離され、次いで1〜2バラの圧力で再生を行う請求項1〜13のいずれか1項に記載の方法。
- 水を全溶液に対し15〜45重量部、スルホランを全溶液に対し15〜40重量部、及びエタノールアミンから誘導された第二又は第三アミンを全溶液に対し30〜60重量部(但し、水とスルホランとアミンとの合計量は100重量部である)、並びに第一又は第二アミン化合物を水、スルホラン及びアミンに対し0.5〜15重量%の量含有する吸収用液体。
- 個々の化合物が、請求項4〜11のいずれか1項のように更に定義される請求項15に記載の吸収用液体。
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