JP5372221B2 - 4−アミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン水溶液を用いた、ガス混合物からのco2吸収 - Google Patents
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Description
N,N,N’,N’,N’’−ペンタメチルジエチレントリアミン、
N,N,N’,N’,N’’−ペンタメチルジプロピレントリアミン、
N,N−ビス(2,2−ジエトキシ−エチル)メチルアミン、及び
N,N−ジメチルジプロピレントリアミン
を吸収のための反応性化合物として使用することを開示している。US 7,419,646の方法には、吸収の際に生じる2つの相を分離するためのさらなる装置が必要であるという欠点がある。
のアミンを含有する吸収媒体を、ガス混合物と接触させることによってガス混合物からCO2を吸収するための方法である。
のアミンを含有する吸収媒体とを接触させることにより行う。
前記式中、
R1、R2、R3、R4、R5、R6は同じであっても異なっていてもよく、水素、1〜30個の炭素原子を有する直鎖状又は分枝鎖状の脂肪族又はオレフィン系の炭化水素基、5〜40個の炭素原子を有する脂環式又はシクロオレフィン系炭化水素基、6〜40個の炭素原子を有する芳香族炭化水素基、7〜40個の炭素原子を有するアルキルアリール基、以下の基−O−、−NH−、−NR’−、−O−C(O)−、−(O)−C−O−、−NH−C(O)−、−(O)C−NH−、−(CH3)N−C(O)−、−(O)C−N(CH3)−、−S(O2)−O−、−O−S(O2)−、−S(O2)−NH−、−NH−S(O2)、−S(O2)−N(CH3)−、又は−N(CH3)−S(O2)−の1つ又は複数によって中断されていてよい、2〜30個の炭素原子を有する直鎖状又は分枝鎖状の脂肪族又はオレフィン系炭化水素基、末端でOH、OR’、NH2、N(H)R’、又はN(R’)2によって官能化された、1〜30個の炭素原子を有する直鎖状又は分枝鎖状の脂肪族又はオレフィン系炭化水素基、又はブロック状若しくはランダムに構成された式−(R7−O)n−R8のポリエーテル基であり、ここで式(VI)のカチオンについてR5は水素ではなく、
R’は1〜30個の炭素原子を有する脂肪族又はオレフィン系の炭化水素基であり、
R7は2〜4個の炭素原子を有する直鎖状又は分枝鎖状のアルキレン基であり、
nは1〜200、好適には2〜60であり、
R8は水素、1〜30個の炭素原子を有する直鎖状又は分枝鎖状の脂肪族又はオレフィン系炭化水素基、5〜40個の炭素原子を有する脂環式又はシクロオレフィン系炭化水素基、6〜40個の炭素原子を有する芳香族炭化水素基、7〜40個の炭素原子を有するアルキルアリール基、又は−C(O)−R9基であり、
R9は1〜30個の炭素原子を有する直鎖状又は分枝鎖状の脂肪族又はオレフィン系炭化水素基、5〜40個の炭素原子を有する脂環式又はシクロオレフィン系炭化水素基、6〜40個の炭素原子を有する芳香族炭化水素基、又は7〜40個の炭素原子を有するアルキルアリール基であり、
Xは酸素原子、又は硫黄原子であり、
ここでR1、R2、R3、R4、R5、及びR6のうち少なくとも1つ、好適にはすべてが水素とは異なる。
前記式中、
R1は1〜20個の炭素原子を有するアルキル基であり、
R2は1〜4個の炭素原子を有するアルキル基であり、
R3は基(CH2CHRO)n−H、ただし、nは1〜200であり、R=H又はCH3であり、
R4は1〜4個の炭素原子を有するアルキル基、又は基(CH2CHRO)n−H、ただし、nは1〜200であり、R=H又はCH3である。
R(OCH2CHR’)mOH
の非イオン性界面活性剤を1つ又は複数含み、前記式中、mは4〜40であり、Rは8〜20個の炭素原子を有するアルキル基、8〜20個の炭素原子を有するアルキルアリール基、又は3〜40個のプロピレンオキシド単位を有するポリプロピレンオキシド基であり、R’はメチル、又は好適には水素である。
前記式中、
Aは式−[CH2CHR3−O]r−の二価の基であり、
Bは式−[Si(CH3)2−O]s−の二価の基であり、
Zは2〜20個の炭素原子を有する二価の直鎖状又は分枝鎖状のアルキレン基、好適には−(CH2)3−であり、
n=1〜30であり、
m=2〜100であり、
p、q=0又は1であり、
r=2〜100であり、
s=2〜100であり、
基R1のうち1〜5個は一般式−Z−O−A−R2の基であり、残りの基R1はメチルであり、
R2は水素、又は1〜20個の炭素原子を有する脂肪族又はオレフィン系のアルキル基又はアシル基であり
R3は水素又はメチルである。
温度調節され、圧力制御を備える気液平衡測定装置に、4−アミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン30質量%と、水70質量%とからなる混合物を一定の温度で装入し、気体の二酸化炭素と一定の圧力で接触させたのだが、圧力と温度を様々に変えた。それぞれ平衡状態に達した後に、吸収されたCO2含分を負荷された吸収剤中で測定し、その測定結果から、負荷された吸収剤中のCO2対アミンのモル比として負荷度を算出した。試験した温度と圧力、測定された負荷度は、表1にまとめてある。
4−アミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン30質量%、スルホラン35質量%、及び水35質量%から成る混合物を用いて、実施例1を繰り返した。
モノエタノールアミン(MEA)30質量%と、水70質量%とから成る混合物を用いて、実施例1を繰り返した。
Claims (20)
- 前記ガス混合物が燃焼排ガスであることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記吸収媒体が、CO2吸収後に一相で存在することを特徴とする、請求項1又は2に記載の方法。
- 吸収媒体における水対式(I)のアミンの質量比が、10:1〜1:10の範囲にあることを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記吸収媒体が、式(I)のアミンを少なくとも5質量%含むことを特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項に記載の方法。
- 吸収媒体に吸収されたCO2が、温度の上昇及び/又は圧力の低下により再度脱着され、前記吸収媒体がこのCO2脱着後に、再度CO2吸収に使用されることを特徴とする、請求項1から5までのいずれか1項に記載の方法。
- 吸収を0〜70℃の範囲の温度で行い、脱着を50〜200℃の範囲のより高い温度で行うことを特徴とする、請求項6に記載の方法。
- 吸収を0.8〜50barの範囲の圧力で行い、脱着を0.01〜10barの範囲のより低い圧力で行うことを特徴とする、請求項6又は7に記載の方法。
- 水対イオン性液体の質量比が、10:1〜1:1の範囲にあることを特徴とする、請求項9に記載の吸収媒体。
- イオン性液体対式(I)のアミンの質量比が、3:1〜1:10の範囲にあることを特徴とする、請求項9又は10に記載の吸収媒体。
- 水対式(I)のアミンの質量比が、10:1〜1:10の範囲にあることを特徴とする、請求項9から11までのいずれか1項に記載の吸収媒体。
- 式(I)のアミンを少なくとも5質量%含むことを特徴とする、請求項9から12までのいずれか1項に記載の吸収媒体。
- 吸収媒体が、請求項9から13までのいずれか1項に記載の吸収媒体である、請求項1に記載の方法。
- 前記吸収媒体における水対式(I)のアミンの質量比が、10:1〜1:10の範囲にあることを特徴とする、請求項15に記載の装置。
- 前記吸収媒体が、式(I)のアミンを少なくとも5質量%含むことを特徴とする、請求項15又は16に記載の装置。
- 前記吸収媒体が、少なくとも1つのイオン性液体を含むことを特徴とする、請求項15から17までのいずれか1項に記載の装置。
- 前記吸収媒体における水対イオン性液体の質量比が、10:1〜1:1の範囲にあることを特徴とする、請求項18に記載の装置。
- 前記吸収媒体におけるイオン性液体対式(I)のアミンの質量比が、3:1〜1:10の範囲にあることを特徴とする、請求項18又は19に記載の装置。
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