酸性气体吸收剂、酸性气体除去方法及酸性气体除去装置制造方法
【专利摘要】本发明提供二氧化碳等酸性气体的吸收量或吸收速度高、而且酸性气体吸收时的反应热低、且抑制放散性、酸性气体的吸收能力优良的酸性气体吸收剂以及使用了其的酸性气体除去装置及酸性气体除去方法。实施方式的酸性气体吸收剂含有至少1种下述通式(1)所示的氨基酸盐。上述式(1)中，R1表示碳数为3～8的环状烷基、R2表示碳数为3～8的环状烷基、碳数为1～8的链状烷基或氢原子，R3表示亚甲基、碳数为2～4的亚烷基、碳数为2～4的烷叉基、碳数为3～4的聚亚甲基，M表示碱金属。
【专利说明】酸性气体吸收剂、酸性气体除去方法及酸性气体除去装置
【技术领域】
[0001] 本发明的实施方式涉及酸性气体吸收剂、酸性气体除去方法及酸性气体除去装 置。
【背景技术】
[0002] 近年来，作为地球温室化现象的一个原因，指出了因二氧化碳（CO2)浓度上升导致 的温室效应，以地球规模保护环境的国际性对策正成为当务之急。作为CO 2的发生源，多是 因产业活动所导致的，抑制CO2排放的机会提高。
[0003] 为了抑制以CO2为代表的酸性气体的浓度上升，进行了节能制品的开发、所排放的 酸性气体的分离回收技术的开发、酸性气体的作为资源的利用或者隔离储存技术的开发、 向不排放酸性气体的自然能量或原子力能量等代替能量的转换等。
[0004] 作为到目前为止研究过的酸性气体分离技术，有吸收法、吸附法、膜分离法、深冷 法等。其中，吸收法适于对气体进行大量处理，探讨了面向工厂或发电厂的应用。
[0005] 因此，在使用化石燃料（煤炭、石油、天然气体等）的火力发电厂等的设备中，在世 界范围内进行了以下方法：使燃烧化石燃料时发生的燃烧排气与化学吸收剂相接触、将燃 烧排气中的CO 2进行除去、回收的方法，进而对所回收的CO2进行储存的方法。另外，提出了 使用化学吸收剂、除CO 2以外还除去硫化氢（H2S)等酸性气体的方案。
[0006] -般来说，作为吸收法中使用的化学吸收剂，由单乙醇胺（MEA)代表的烷醇胺类 在1930年代被开发，目前也在使用。使用该烷醇胺类的方法是经济的，而且除去装置的大 型化是容易的。
[0007] 广泛使用的现有的烷醇胺有单乙醇胺、2-氨基-2-甲基丙醇胺、甲基氨基乙醇、乙 基氨基乙醇、丙基氨基乙醇、二乙醇胺、双（2-羟基-1-甲基乙基）胺、甲基二乙醇胺、二甲 基乙醇胺、二乙基乙醇胺、三乙醇胺、二甲基氨基-1-甲基乙醇等。
[0008] 其中，特别是作为伯胺的乙醇胺由于反应速度快，因此被广泛使用。但是，该化合 物由于具有腐蚀性，因此易于劣化，另外再生所需的能量高。另一方面，甲基二乙醇胺具有 腐蚀性低、而且再生所需的能量也低的优点，但具有吸收速度低的缺点。因此，要求改善了 这些缺点的新型吸收剂的开发。
[0009] 近年来，作为酸性气体的吸收剂，关于胺系化合物中特别是结构上具有空间位阻 的烷醇胺的研究正在活跃地进行。具有空间位阻的烷醇胺具有酸性气体的选择性非常高、 还有再生所需的能量少的长处。
[0010] 具有空间位阻的胺系化合物的反应速度取决于由其立体结构所决定的反应阻碍 的程度。对于具有空间位阻的胺系化合物的反应速度而言，例如甲基乙醇胺、二乙醇胺等仲 胺的反应速度低，而甲基二乙醇胺等叔胺的反应速度高。
[0011] 另外，还已知将作为具有与烷醇胺类不同结构的胺系化合物的环状胺用作吸收剂 的方法。
[0012] 但是，使用了上述烷醇胺类等胺化合物的酸性气体的吸收剂中，在吸收塔中进行 酸性气体的吸收时或者在再生塔中进行吸收剂的再生时，吸收剂易于从吸收塔或再生塔中 放散，有酸性气体的吸收效率或吸收剂的回收效率降低的情况。因此，即便在使用实际装置 的环境下，也需要抑制了放散性的吸收剂。
[0013] 另一方面，已知将作为烷醇胺类以外的胺系化合物的直链状伯氨基酸盐用作吸收 剂的方法。因为氨基酸盐不仅相对于水的溶解性优良，而且可抑制放散性，所以作为酸性气 体吸收剂可显示优良的吸收性能。
[0014] 另外，还已知使用仲氨基酸盐或叔氨基酸盐作为酸性气体的吸收剂的方法。
[0015] 现有技术文献
[0016] 专利文献
[0017] 专利文献1 :日本特开2008-307519号公报
[0018] 专利文献2 :日本专利第2871334号公报
[0019] 专利文献3 :美国专利4112052号说明书
[0020] 专利文献4 :韩国公开专利第2005-0007477号
[0021] 专利文献5 :日本特开2008-136989号公报
[0022] 专利文献6 :日本特开平7-246315号公报
【发明内容】
[0023] 发明要解决的课题
[0024] 但是，作为吸收剂使用直链状的氨基酸盐时，在二氧化碳的吸收时产生了沉淀物 的同时，随着氨基酸盐的浓度降低、有酸性气体的吸收效率降低的情况。另外，此时有必要 另外设计将沉淀物回收、作为氨基酸盐进行再生的工序，有作为酸性气体的回收处理整体 的成本增大的可能性。进而，作为吸收剂使用伯氨基酸盐时，当将酸性气体从吸收剂中分离 时，具有需要很大能量的问题。
[0025] 另一方面，作为吸收剂使用仲氨基酸盐或叔氨基酸盐时，有下述问题：再生所需的 能量虽然很低，但无法充分地降低酸性气体吸收时的反应热。
[0026] 因此，即使在这些技术中，对于酸性气体吸收量或酸性气体吸收速度、酸性气体吸 收时的反应热等酸性气体吸收能力而言，仍是不充分的，要求气体吸收能力的进一步提高。 另外，需要在酸性气体的吸收时及吸收剂的再生时难以将胺成分放散至大气中的吸收液。
[0027] 本发明要解决的课题在于提供二氧化碳等酸性气体的吸收量或吸收速度高、而且 酸性气体吸收时的反应热低、进而可抑制放散性、酸性气体的吸收能力优良的酸性气体吸 收剂、以及使用了该酸性气体吸收剂的酸性气体除去装置及酸性气体除去方法。
[0028] 用于解决课题的方法
[0029] 实施方式的酸性气体吸收剂含有至少1种的下述通式（1)所示的氨基酸盐。
[0030]
[0031] (上述式（1)中，R1表示碳数为3?8
【权利要求】
1. 一种酸性气体吸收剂，其特征在于，含有至少1种的下述通式（1)所示的氨基酸盐，
上述式（1)中，R1表示碳数为3?8的环状烷基、史表示碳数为3?8的环状烷基、碳 数为1?8的链状烷基或氢原子，R3表示亚甲基、碳数为2?4的亚烷基、碳数为2?4的 烷叉基、碳数为3?4的聚亚甲基，M表示碱金属。
2. 根据权利要求1所述的酸性气体吸收剂，其中，所述通式⑴所示的氨基酸盐中，R3为亚甲基。
3. 根据权利要求1所述的酸性气体吸收剂，其中，所述通式⑴所示的氨基酸盐中，R2为甲基或氢原子。
4. 根据权利要求1所述的酸性气体吸收剂，其中，所述通式⑴所示的氨基酸盐中，R1为环戊基或环己基。
5. 根据权利要求1所述的酸性气体吸收剂，其中，所述通式（1)所示的氨基酸盐的含量 为15?50质量％。
6. 根据权利要求1所述的酸性气体吸收剂，其进一步含有由烷醇胺类及/或下述通式 (2)所示的杂环状胺化合物构成的反应促进剂,所述反应促进剂的含暈为1?15质量％,
上述式（2)中，R4表示氢原子或碳数为1?4的烷基，R5表示键合于碳原子的碳数为 1?4的烧基，r表示1?3的整数，q表示1?4的整数，p表示0?12的整数，当r为 2?3时，氮原子之间不直接键合。
7. 根据权利要求6所述的酸性气体吸收剂，其中，所述烷醇胺类为选自2-(异丙基氨 基）乙醇、2-(乙基氨基）乙醇及2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的至少1种。
8. 根据权利要求6所述的酸性气体吸收剂，其中，所述杂环状胺化合物包括选自哌嗪 类中的至少1种。
9. 根据权利要求8所述的酸性气体吸收剂，其中，所述哌嗪类为选自哌嗪、2-甲基哌 嗪、2, 5-二甲基哌嗪及2, 6-二甲基哌嗪中的至少1种。
10. -种酸性气体除去方法，其特征在于，通过使含有酸性气体的气体与权利要求1所 述的酸性气体吸收剂相接触，从含有所述酸性气体的气体中将酸性气体除去。
11. 一种酸性气体除去装置，其为从含有酸性气体的气体中除去酸性气体的酸性气体 除去装置，其具有： 收纳权利要求1所述的酸性气体吸收剂、使含有所述酸性气体的气体与所述酸性气体 吸收剂相接触、从所述气体中将酸性气体除去的吸收塔；和 收纳在所述吸收塔吸收了所述酸性气体后的酸性气体吸收剂、从所述酸性气体吸收剂 中将所述酸性气体除去、对所述酸性气体吸收剂进行再生以在所述吸收塔中进行再利用的 再生塔。
【文档编号】C01B31/20GK104338413SQ201410385396
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年8月7日 优先权日:2013年8月7日
【发明者】村井伸次, 加藤康博, 前泽幸繁, 村松武彦, 村冈大悟, 齐藤聪 申请人:株式会社东芝