二氧化碳吸收液
阅读：474发布：2023-01-25
专利汇可以提供二氧化碳吸收液专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及抑制链烷醇胺的 氧 化劣化物即BICINE的生成的二氧化 碳 吸收液。该二氧化碳吸收液的特征在于，含有链烷醇胺和通式化学式1或2所示的硫 氨 基酸。，下面是二氧化碳吸收液专利的具体信息内容。
二氧化碳吸收液
技术领域
[0001] 本发明涉及用于回收从工厂等产生的排放气体的二氧化碳吸收液。
背景技术
[0002] 在最近的对地球变暖问题的关注及限制强化的背景下，削减从煤火力发电厂排出的二氧化碳排出量成为当务之急。作为削减二氧化碳排出量的方法，基于发电厂的高效化的减少排出量的同时，利用化学吸收剂的二氧化碳的回收受到很大的瞩目。
[0003] 作为具体的化学吸收剂，自古以来研究了利用胺的吸收。这种情况下，例如在包含二氧化碳的吸收塔内，在单独或与哌嗪等反应促进剂混合的状态下接触链烷醇胺水溶液而吸收二氧化碳后，对该二氧化碳吸收液进行加热，在脱离塔内将二氧化碳脱离回收。这里，作为链烷醇胺，使用单乙醇胺(以下记载为MEA)或甲基二乙醇胺(以下记载为MDEA)等。
[0007] 现有技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1：日本特表2006-527153号
发明内容
[0010] 发明所要解决的问题
[0011] 本发明鉴于上述问题，目的在于提供抑制链烷醇胺的氧化劣化物即BICINE的生成的二氧化碳吸收液。
[0012] 用于解决问题的手段
[0013] 本发明的一个方案的二氧化碳吸收液的特征在于，其含有链烷醇胺和下述通式[化学式1]或[化学式2]所示的硫氨基酸。
[0014] [化学式1]
[0015]
[0016] (R1、R2、R3是H或碳原子数为1以上的有机基团)
[0017] [化学式2]
[0018]
[0019] (R1、R2是H或碳原子数为1以上的有机基团)
[0020] 发明的效果
[0021] 根据本发明，能够提供抑制链烷醇胺的氧化劣化物即BICINE的生成的二氧化碳吸收液。
具体实施方式
[0022] 以下，详细示出本发明的内容。
[0023] (二氧化碳吸收液)
[0024] 首先，对本方案的二氧化碳吸收液进行说明。本发明的一个方案的二氧化碳吸收液的特征在于，其含有链烷醇胺和下述通式[化学式1]或[化学式2]所示的硫氨基酸。以下，对各构成要素进行说明。另外，本方案的二氧化碳吸收液可以根据需要以任意的比例含有补充吸收性能的哌嗪、乙基氨基哌嗪、2-甲基哌嗪等含氮化合物、pH调节剂等其它的化合物。
[0025] <链烷醇胺>
[0026] 链烷醇胺主要有助于二氧化碳的吸收。链烷醇胺只要是显示二氧化碳吸收性能，并且因以下详细叙述的二氧化碳的回收方法而显示水溶性的物质即可。另外，本方案中的“水溶性”是指相对于水能够溶解，具体而言，是指相对于水99重量份能够溶解1重量份以上。
[0027] 作为链烷醇胺，优选三乙醇胺(以下记载为TEA)、MDEA、二乙醇胺(以下记载为DEA)、二异丙醇胺(以下记载为DIPA)、二甘醇胺(以下记载为DGA)、MEA、氨基甲基丙醇(以下记载为AMP)。这是由于二氧化碳的吸收量大，并且沸点低而不易蒸发，所以将二氧化碳分离、放出时的消耗能量减少。
[0028] <硫氨基酸>
[0029] 硫氨基酸在本方案的二氧化碳吸收液中，主要有助于防止上述链烷醇胺的氧化劣化。硫氨基酸在氧的存在下，氧键合在硫原子上，硫氨基酸自身发生氧化，从而防止链烷醇胺的氧化劣化。
[0030] 硫氨基酸以通式[化学式1]或[化学式2]表示，具体而言可列举出半胱氨酸、胱氨酸、蛋氨酸、谷胱甘肽。上述硫氨基酸中，特别优选半胱氨酸、胱氨酸。这是由于适于大量生产，比较容易获得。
[0031] <链烷醇胺和硫氨基酸的含有比例>
[0032] 本方案中，关于链烷醇胺和硫氨基酸的各自含有比例，相对于链烷醇胺5～60重量份，优选硫氨基酸为0.1～1.0重量份的范围。由此，能够兼顾本方案的二氧化碳吸收液中的二氧化碳的吸收和减少链烷醇胺的氧化劣化。
[0033] 其中，关于链烷醇胺与硫氨基酸的比例，只要发挥本发明的作用效果，并不限定于上述范围。
[0034] (二氧化碳的回收方法)
[0035] 接着，对本方案的二氧化碳的回收方法进行说明。
[0036] 首先，将链烷醇胺及硫氨基酸与水混合来调制水溶液。此时，关于链烷醇胺及硫氨基酸与水的混合比，优选相对于链烷醇胺5～60重量份，将水设定为40～95重量份。
[0037] 此外，水溶液的pH优选为7以上且14以下。由此，能够增大水溶液中的二氧化碳的吸收量。另外，在上述TEA、MDEA、DMAE的情况下，该条件必定满足，也可以根据需要混合pH调节剂等。
[0038] 接着，使含有二氧化碳的气体与水溶液接触，吸收二氧化碳。此时，只要含有二氧化碳的上述气体能够与水溶液接触即可，例如可以使用气泡搅拌槽、利用气泡塔的气体分散型吸收装置、喷射塔、喷雾室、洗涤器、润湿壁塔、利用填充塔的液体分散型吸收装置等现有的二氧化碳吸收设备。从二氧化碳的吸收效率的观点出发，优选使用填充有填充材料的二氧化碳吸收塔的吸收。
[0039] 二氧化碳回收时的反应温度只要是能够吸收二氧化碳，可以是任意温度，从吸收速度及吸收效率的观点出发，优选为25℃以上、70℃以下。此外，除了加热操作以外，还可以并用减压操作或膜分离的操作。
[0040] 实施例
[0041] 以下示出实施例。此外，表1记载实施例和比较例中的成分及BICINE的生成量。
[0042] (实施例1)
[0043] 将作为链烷醇胺的TEA 30重量份、作为反应促进剂的哌嗪10重量份、作为硫氨基酸的半胱氨酸0.1重量份溶解于水50重量份中，制成10mL的水溶液。水溶液的pH为约12。将所得到的水溶液在130℃下加热，将二氧化碳约50％、氧气50％的混合气体以流速1.0L/min通气8小时。1小时后及8小时后的吸收液的出口二氧化碳浓度恒定，确认吸收了二氧化碳。
[0044] 通过LC/MS(Agilent Technologies制)对水溶液进行分析，结果BICINE的含量为28ppm。
[0045] (实施例2)
[0046] 使用作为硫氨基酸的半胱氨酸1.0重量份，进行与实施例1同样的实验，结果水溶液中的BICINE为11ppm。
[0047] (实施例3)
[0048] 使用作为链烷醇胺的MDEA 45重量份、作为反应促进剂的哌嗪5.0重量份、作为硫氨基酸的半胱氨酸0.1重量份，进行与实施例1同样的实验，结果水溶液中的BICINE为19ppm。
[0049] (实施例4)
[0050] 使用作为链烷醇胺的MDEA 45重量份、作为反应促进剂的哌嗪5.0重量份、作为硫氨基酸的半胱氨酸1.0重量份，进行与实施例1同样的实验，结果未检测到水溶液中的BICINE。
[0051] (实施例5)
[0052] 使用作为链烷醇胺的DEA 50重量份、作为反应促进剂的乙基氨基哌嗪5.0重量份、作为硫氨基酸的半胱氨酸0.1重量份，进行与实施例1同样的实验，结果水溶液中的BICINE为31ppm。
[0053] (实施例6)
[0054] 使用作为链烷醇胺的DEA 50重量份、作为反应促进剂的乙基氨基哌嗪5.0重量份、作为硫氨基酸的半胱氨酸1.0重量份，进行与实施例1同样的实验，结果水溶液中的BICINE为18ppm。
[0055] (实施例7)
[0056] 使用作为链烷醇胺的DIPA30重量份、作为反应促进剂的2-甲基哌嗪10重量份、作为硫氨基酸的半胱氨酸0.1重量份，进行与实施例1同样的实验，结果水溶液中的BICINE为31ppm。
[0057] (实施例8)
[0058] 未使用反应促进剂，使用作为链烷醇胺的DGA40重量份、作为硫氨基酸的半胱氨酸0.1重量份，进行与实施例1同样的实验，结果水溶液中的BICINE为11ppm。
[0059] (实施例9)
[0060] 未使用反应促进剂，使用作为链烷醇胺的MEA30重量份、作为硫氨基酸的半胱氨酸0.1重量份，进行与实施例1同样的实验，结果水溶液中的BICINE为14ppm。
[0061] (实施例10)
[0062] 未使用反应促进剂，使用作为链烷醇胺的AMP 30重量份、作为硫氨基酸的半胱氨酸0.1重量份，进行与实施例1同样的实验，结果水溶液中的BICINE为25ppm。
[0063] (实施例11)
[0064] 使用作为链烷醇胺的TEA 30重量份、作为反应促进剂的哌嗪10重量份、作为硫氨基酸的胱氨酸0.1重量份，进行与实施例1同样的实验，结果水溶液中的BICINE为20ppm。
[0065] (实施例12)
[0066] 使用作为链烷醇胺的TEA 45重量份、作为反应促进剂的哌嗪10重量份、作为硫氨基酸的胱氨酸1.0重量份，进行与实施例1同样的实验，结果水溶液中的BICINE为5ppm。
[0067] (实施例13)
[0068] 使用作为链烷醇胺的MDEA 45重量份、作为反应促进剂的哌嗪5.0重量份、作为硫氨基酸的胱氨酸0.1重量份，进行与实施例1同样的实验，结果水溶液中的BICINE为13ppm。
[0069] (实施例14)
[0070] 使用作为链烷醇胺的MDEA 45重量份、作为反应促进剂的哌嗪5.0重量份、作为硫氨基酸的胱氨酸1.0重量份，进行与实施例1同样的实验，结果未检测到水溶液中的BICINE。
[0071] (实施例15)
[0072] 使用作为链烷醇胺的DEA 50重量份、作为反应促进剂的乙基氨基哌嗪5.0重量份、作为硫氨基酸的胱氨酸0.1重量份，进行与实施例1同样的实验，结果水溶液中的BICINE为22ppm。
[0073] (实施例16)
[0074] 使用作为链烷醇胺的DEA 50重量份、作为反应促进剂的乙基氨基哌嗪5.0重量份、作为硫氨基酸的胱氨酸1.0重量份，进行与实施例1同样的实验，结果水溶液中的BICINE为15ppm。
[0075] (实施例17)
[0076] 使用作为链烷醇胺的DIPA30重量份、作为反应促进剂的2-甲基哌嗪10重量份、作为硫氨基酸的胱氨酸0.1重量份，进行与实施例1同样的实验，结果水溶液中的BICINE为26ppm。
[0077] (实施例18)
[0078] 未使用反应促进剂，使用作为链烷醇胺的DGA40重量份、作为硫氨基酸的胱氨酸0.1重量份，进行与实施例1同样的实验，结果水溶液中的BICINE为7ppm。
[0079] (实施例19)
[0080] 未使用反应促进剂，使用作为链烷醇胺的MEA30重量份、作为硫氨基酸的胱氨酸0.1重量份，进行与实施例1同样的实验，结果水溶液中的BICINE为10ppm。
[0081] (实施例20)
[0082] 未使用反应促进剂，使用作为链烷醇胺的AMP 30重量份、作为硫氨基酸的胱氨酸0.1重量份，进行与实施例1同样的实验，结果水溶液中的BICINE为12ppm。
[0083] (比较例1)
[0084] 未使用硫氨基酸，进行与实施例1同样的实验，结果水溶液中的BICINE为283ppm。
[0085] (比较例2)
[0086] 未使用硫氨基酸，进行与实施例3同样的实验，结果水溶液中的BICINE为173ppm。
[0087] (比较例3)
[0088] 未使用硫氨基酸，进行与实施例5同样的实验，结果水溶液中的BICINE为528ppm。
[0089] (比较例4)
[0090] 未使用硫氨基酸，进行与实施例7同样的实验，结果水溶液中的BICINE为211ppm。
[0091] (比较例5)
[0092] 未使用硫氨基酸，进行与实施例8同样的实验，结果水溶液中的BICINE为74ppm。
[0093] (比较例6)
[0094] 未使用硫氨基酸，进行与实施例9同样的实验，结果水溶液中的BICINE为45ppm。
[0095] (比较例7)
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