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JP6173817B2 - Acid gas absorbent, acid gas removal method, and acid gas removal apparatus - Google Patents

Acid gas absorbent, acid gas removal method, and acid gas removal apparatus Download PDF

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JP6173817B2 JP2013157842A JP2013157842A JP6173817B2 JP 6173817 B2 JP6173817 B2 JP 6173817B2 JP 2013157842 A JP2013157842 A JP 2013157842A JP 2013157842 A JP2013157842 A JP 2013157842A JP 6173817 B2 JP6173817 B2 JP 6173817B2
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Description

本発明の実施形態は、酸性ガス吸収剤、酸性ガス除去方法及び酸性ガス除去装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to an acid gas absorbent, an acid gas removal method, and an acid gas removal apparatus.

近年、地球の温暖化現象の一因として二酸化炭素(CO)濃度の上昇による温室効果が指摘され、地球規模で環境を守る国際的な対策が急務となっている。COの発生源としては産業活動によるところが大きく、その排出抑制への機運が高まっている。 In recent years, the greenhouse effect due to an increase in carbon dioxide (CO 2 ) concentration has been pointed out as a cause of global warming, and international measures to protect the environment on a global scale are urgently needed. The source of CO 2 is largely due to industrial activities, and the momentum for controlling emissions is increasing.

COをはじめとする酸性ガスの濃度の上昇を抑制するための技術としては、省エネルギー製品の開発、排出する酸性ガスの分離回収技術、酸性ガスの資源としての利用や隔離貯留させる技術、酸性ガスを排出しない自然エネルギーや原子力エネルギーなどの代替エネルギーへの転換などがある。 Techniques for suppressing the increase in the concentration of acid gases, including CO 2, the development of energy-saving products, separation and recovery techniques acid gas to be discharged, a technique for utilizing and capture and storage as a resource acid gas, acid gases There is a shift to alternative energy such as natural energy and nuclear energy that does not emit energy.

現在までに研究されてきた酸性ガス分離技術としては、吸収法、吸着法、膜分離法、深冷法などがある。中でも吸収法は、ガスを大量に処理するのに適しており、工場や発電所への適用が検討されている。   Acid gas separation techniques that have been studied to date include absorption methods, adsorption methods, membrane separation methods, and cryogenic methods. In particular, the absorption method is suitable for processing a large amount of gas, and its application to factories and power plants is being studied.

したがって、化石燃料を使用する火力発電所などの設備を対象に、化石燃料(石炭、石油、天然ガス等)を燃焼する際に発生する排ガスを化学吸収剤と接触させ、燃焼排ガス中のCOを除去して回収する方法、さらに回収されたCOを貯蔵する方法が世界中で行われている。また、化学吸収剤を用いてCO以外に硫化水素(HS)等の酸性ガスを除去することが提案されている。 Therefore, for facilities such as thermal power plants that use fossil fuel, the exhaust gas generated when burning fossil fuel (coal, petroleum, natural gas, etc.) is brought into contact with the chemical absorbent, and CO 2 in the combustion exhaust gas A method for removing and recovering CO 2 and a method for storing the recovered CO 2 are performed all over the world. Further, it has been proposed to remove an acidic gas such as hydrogen sulfide (H 2 S) in addition to CO 2 using a chemical absorbent.

一般に、吸収法において使用される化学吸収剤としてモノエタノールアミン(MEA)に代表されるアルカノールアミン類が1930年代ころから開発されており、現在も使用されている。この方法は、経済的でありまた除去装置の大型化が容易である。   In general, alkanolamines typified by monoethanolamine (MEA) have been developed since the 1930s as chemical absorbents used in the absorption method and are still in use. This method is economical and the removal apparatus can be easily increased in size.

既存に広く使用されるアルカノールアミンとしては、モノエタノールアミン、2−アミノ−2−メチルプロパノールアミン、メチルアミノエタノール、エチルアミノエタノール、プロピルアミノエタノール、ジエタノールアミン、ビス(2−ヒドロキシ−1−メチルエチル)アミン、メチルジエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノ−1−メチルエタノールなどがある。   Alkanolamines widely used in the past include monoethanolamine, 2-amino-2-methylpropanolamine, methylaminoethanol, ethylaminoethanol, propylaminoethanol, diethanolamine, bis (2-hydroxy-1-methylethyl) Examples include amine, methyldiethanolamine, dimethylethanolamine, diethylethanolamine, triethanolamine, and dimethylamino-1-methylethanol.

特に、1級アミンであるエタノールアミンは、反応速度が速いため広く使用されてきた。しかし、この化合物は、腐食性を有しており、劣化し易く、また再生に要するエネルギーが高いという課題がある。一方、メチルジエタノールアミンは、腐食性は低く、また再生に要するエネルギーも低いものの、吸収速度が低いという欠点を有する。したがって、これらの点を改善した、新しい吸着剤の開発が要求されている。   In particular, ethanolamine, which is a primary amine, has been widely used because of its high reaction rate. However, this compound has a problem that it is corrosive, easily deteriorates, and requires high energy for regeneration. On the other hand, methyldiethanolamine has a drawback of low absorption rate although it has low corrosivity and low energy required for regeneration. Therefore, development of a new adsorbent that improves these points is required.

近年、酸性ガスの吸収剤として、アミン系化合物の中でも、特に構造的に立体障害を有するアルカノールアミンに対する研究が盛んに試みられている。立体障害を有するアルカノールアミンは、酸性ガスの選択度が非常に高く、また再生に要するエネルギーが少ないという長所を有している。   In recent years, research has been actively conducted on alkanolamines having structurally steric hindrance, among amine compounds, as acid gas absorbents. The alkanolamine having steric hindrance has the advantages that the selectivity of the acid gas is very high and the energy required for regeneration is small.

立体障害を有するアミン系化合物の反応速度は、その立体構造によって決定される反応の障害の程度に依存する。立体障害を有するアミン系化合物の反応速度は、例えばメチルエタノールアミン、ジエタノールアミンなどの2級アミンよりは低いものの、メチルジエタノールアミン等の第3級アミンよりは高い反応速度を有している。   The reaction rate of an amine compound having steric hindrance depends on the degree of reaction hindrance determined by its steric structure. The reaction rate of amine compounds having steric hindrance is lower than that of secondary amines such as methylethanolamine and diethanolamine, but is higher than that of tertiary amines such as methyldiethanolamine.

一方、アルカノールアミン類とは異なる構造を有するアミン系化合物として、環状アミンを吸収剤として使用する方法も知られている。   On the other hand, as an amine compound having a structure different from that of alkanolamines, a method using a cyclic amine as an absorbent is also known.

特開2008−307519号公報JP 2008-307519 A 特許第2871334号公報Japanese Patent No. 2871334 米国特許4112052号明細書U.S. Pat. No. 4,120,052

しかしながら、これらの技術でも、酸性ガス吸収量や酸性ガス吸収速度、酸性ガス吸収時の反応熱などの酸性ガス吸収能力に関してはいまだ不十分であり、ガス吸収能力のさらなる向上が求められている。また、これらの技術では、吸収塔において酸性ガスの吸収を行う際、又は再生塔において吸収剤の再生を行う際に、吸収塔や再生塔から吸収剤が放散され易く、酸性ガスの吸収効率や吸収剤の回収効率が低下することがある。このため、実機での使用環境下でも、放散性が抑制された吸収剤が求められている。   However, even in these techniques, the acid gas absorption capacity, the acid gas absorption rate, the acid gas absorption capacity such as the reaction heat at the time of acid gas absorption are still insufficient, and further improvement of the gas absorption capacity is required. Further, in these techniques, when absorbing the acid gas in the absorption tower, or when regenerating the absorbent in the regeneration tower, the absorbent is easily dissipated from the absorption tower or the regeneration tower. Absorbent recovery efficiency may be reduced. For this reason, there is a demand for an absorbent that has reduced dispersibility even under the environment of use in actual equipment.

本発明が解決しようとする課題は、二酸化炭素等の酸性ガスの吸収量や吸収速度が高く、また酸性ガス吸収時の反応熱が低く、さらに、放散性が抑制され、酸性ガスの吸収能力に優れた酸性ガス吸収剤、並びにこれを用いた酸性ガス除去装置及び酸性ガス除去方法を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is that the absorption amount and absorption rate of acidic gas such as carbon dioxide are high, the reaction heat at the time of acid gas absorption is low, further, the dispersibility is suppressed, and the absorption capacity of acid gas is reduced. An excellent acid gas absorbent, and an acid gas removing device and an acid gas removing method using the same are provided.

実施形態の酸性ガス吸収剤は、下記一般式(1)で表される、炭素環構造を有するジアミン化合物を少なくとも1種含有する。

Figure 0006173817
・・・(1)
(上記式(1)中、R、Rは炭素数2〜4のヒドロキシアルキル基を表し、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。但し、R、Rは、直鎖状又は分岐鎖状の炭素原子数2〜4個のアルキル基の水素原子のうち、窒素原子に結合する炭素原子以外の炭素原子に結合する水素原子の少なくとも一つが、ヒドロキシル基で置換された基である。R、Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。但し、R、Rのうちの少なくとも一つは水素原子を表す。x、yは、それぞれ窒素原子に直接結合した2つの炭素原子間の結合に介在する炭素原子の数であり、xは、1〜6の整数を表し、1≦x+y≦6であり、yは、0である。) The acidic gas absorbent of the embodiment contains at least one diamine compound having a carbocyclic structure represented by the following general formula (1).
Figure 0006173817
... (1)
(In said formula (1), R < 1 >, R < 3 > represents a C2-C4 hydroxyalkyl group, and may respectively be same or different, However, R < 1 >, R < 3 > is linear Or, among the hydrogen atoms of a branched alkyl group having 2 to 4 carbon atoms, a group in which at least one hydrogen atom bonded to a carbon atom other than a carbon atom bonded to a nitrogen atom is substituted with a hydroxyl group R 2 and R 4 each represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, provided that at least one of R 2 and R 4 represents a hydrogen atom, and x and y each represents a nitrogen atom. the number of carbon atoms interposed coupling between directly bonded to two carbon atoms, x is, represents 1-6 integer, Ri 1 ≦ x + y ≦ 6 der, y is Ru 0 der.)

実施形態の酸性ガス除去装置の概略図である。It is the schematic of the acidic gas removal apparatus of embodiment.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
実施形態の酸性ガス吸収剤は、下記一般式(1)で表されるジアミン化合物を少なくとも1種含有することを特徴とする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The acidic gas absorbent according to the embodiment is characterized by containing at least one diamine compound represented by the following general formula (1).

Figure 0006173817
・・・(1)
(上記式(1)中、R、Rは炭素数2〜4のヒドロキシアルキル基を表し、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。但し、R、Rは、直鎖状又は分岐鎖状の炭素原子数2〜4個のアルキル基の水素原子のうち、窒素原子に結合する炭素原子以外の炭素原子に結合する水素原子の少なくとも一つが、ヒドロキシル基で置換された基である。R、Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。但し、R、Rのうちの少なくとも一つは水素原子を表す。x、yは、それぞれ独立に0〜6の整数を表し、1≦x+y≦6である。)
Figure 0006173817
... (1)
(In said formula (1), R < 1 >, R < 3 > represents a C2-C4 hydroxyalkyl group, and may respectively be same or different, However, R < 1 >, R < 3 > is linear Or, among the hydrogen atoms of a branched alkyl group having 2 to 4 carbon atoms, a group in which at least one hydrogen atom bonded to a carbon atom other than a carbon atom bonded to a nitrogen atom is substituted with a hydroxyl group R 2 and R 4 each represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, provided that at least one of R 2 and R 4 represents a hydrogen atom, and x and y each independently represents 0. Represents an integer of ˜6, and 1 ≦ x + y ≦ 6.)

従来より、アミノ化合物が有する立体障害は、二酸化炭素吸収時の生成物に対する影響が大きく、低反応熱を示す重炭酸イオンの生成に有利に働くことが知られている。例えば分岐構造を有するN−イソプロピルアミノエタノールは、二酸化炭素の吸収反応に対して低反応熱性を示すことが報告されている。このような知見に基づき、立体障害の効果をさらに大きく得るため本願発明者が検討した結果、上記一般式(1)に示す化合物(例えば1,2−シクロペンタンジアミン−N,N’−ジエタノール))が、従来の分岐構造を有するアミノ化合物より、さらに低反応熱性を得られることを見出した。   Conventionally, it is known that the steric hindrance of an amino compound has a large influence on a product upon absorption of carbon dioxide, and works favorably for the production of bicarbonate ions exhibiting a low heat of reaction. For example, it has been reported that N-isopropylaminoethanol having a branched structure exhibits a low reaction heat property for an absorption reaction of carbon dioxide. Based on such knowledge, the inventors of the present application have studied to obtain a greater effect of steric hindrance. As a result, the compound represented by the above general formula (1) (for example, 1,2-cyclopentanediamine-N, N′-diethanol) However, it has been found that a lower heat of reaction can be obtained than an amino compound having a conventional branched structure.

すなわち、上記一般式(1)のジアミン化合物は、炭素数3〜8の環構造を構成する炭素原子のうちの2個の炭素原子に、2個の窒素原子がそれぞれ結合しており、さらにこれらの窒素原子それぞれに、炭素数2〜4のヒドロキシアルキル基(R及びR)が結合した構造を有している。 That is, in the diamine compound of the general formula (1), two nitrogen atoms are bonded to two carbon atoms among the carbon atoms constituting the ring structure having 3 to 8 carbon atoms, and these Each of the nitrogen atoms has a structure in which a hydroxyalkyl group having 2 to 4 carbon atoms (R 1 and R 3 ) is bonded.

このように、炭素数3〜8の環構造が、2個の窒素原子に直接結合した上記一般式(1)のジアミン化合物は、立体障害の大きい構造を有する。このため、上記一般式(1)のジアミン化合物と二酸化炭素(CO)との反応では重炭酸イオンが主に生成し、反応熱が低減していると考えられる。 Thus, the diamine compound of the above general formula (1) in which a ring structure having 3 to 8 carbon atoms is directly bonded to two nitrogen atoms has a structure with large steric hindrance. For this reason, it is considered that bicarbonate ions are mainly generated in the reaction of the diamine compound of the general formula (1) and carbon dioxide (CO 2 ), and the heat of reaction is reduced.

上記の一般式(1)で表されるジアミン化合物(以下、ジアミン化合物(1)と称する。)を、例えば水などの溶媒に溶解させることにより、酸性ガスの吸収能力の高い酸性ガス吸収剤を得ることができる。以下の実施態様では、酸性ガスが二酸化炭素である場合を例に説明するが、本発明の実施形態に係る酸性ガス吸収剤は、硫化水素等、その他の酸性ガスに関しても同様の効果を得ることができる。   By dissolving the diamine compound represented by the above general formula (1) (hereinafter referred to as the diamine compound (1)) in a solvent such as water, an acidic gas absorbent having a high acidic gas absorption ability is obtained. Can be obtained. In the following embodiments, the case where the acidic gas is carbon dioxide will be described as an example. However, the acidic gas absorbent according to the embodiment of the present invention obtains the same effect with respect to other acidic gases such as hydrogen sulfide. Can do.

上記式(1)中、R,Rは、炭素数3〜8の環構造に結合する窒素原子に結合する基であり、炭素数2〜4のヒドロキシアルキル基である。ここで、炭素数2〜4のヒドロキシアルキル基とは、水素原子の少なくとも1つがヒドロキシル基で置換された直鎖状又は分岐鎖状の炭素原子数2〜4個のアルキル基を意味する。 In the above formula (1), R 1, R 3 is a group bonded to the nitrogen atom bonded to the ring structure of 3 to 8 carbon atoms, a hydroxyalkyl group having 2 to 4 carbon atoms. Here, the hydroxyalkyl group having 2 to 4 carbon atoms means a linear or branched alkyl group having 2 to 4 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a hydroxyl group.

但し、R、Rは、直鎖状又は分岐鎖状の炭素原子数2〜4個のアルキル基の水素原子のうち、窒素原子に結合する炭素原子以外の炭素原子に結合する水素原子の少なくとも一つが、ヒドロキシル基で置換された基である。すなわち、R、Rのヒドロキシル基は、R、Rを構成する炭素原子のうち、窒素原子に結合する炭素原子以外の炭素原子に結合する。R、Rのヒドロキシル基が、R、Rを構成する炭素原子のうち窒素原子に結合する炭素原子に結合していると、ジアミン化合物全体の安定性が低下し、安定した酸性ガス吸収性能が得られないおそれがある。 However, R 1, R 3 is a straight chain or of the hydrogen atoms of the branched chain alkyl group having 2 to 4 carbon atoms, hydrogen atoms bonded to carbon atoms other than carbon atom bonded to the nitrogen atom At least one is a group substituted with a hydroxyl group. That is, the hydroxyl group of R 1, R 3, among the carbon atoms constituting R 1, R 3, attached to a carbon atom other than a carbon atom bonded to the nitrogen atom. Hydroxyl group of R 1, R 3 is, when attached to a carbon atom bonded to the nitrogen atom of the carbon atoms constituting R 1, R 3, stability of the entire diamine compound is reduced, stable acid gases Absorption performance may not be obtained.

、Rは、それぞれ同一であってもよく、異なっていてもよいが、酸性ガスに対する吸収性能を高める観点からは、R、Rは、同一の基とすることが好ましい。 R 1 and R 3 may be the same or different from each other, but R 1 and R 3 are preferably the same group from the viewpoint of enhancing the absorption performance for acidic gas.

、Rとしては、例えばエチル基、プロピル基、ブチル基等の直鎖状のアルキル基や、イソプロピル基、イソブチル基、s−ブチル基等の分岐状のアルキル基の水素原子のうち、窒素原子に結合する炭素原子以外の炭素原子に結合する水素原子の少なくとも一つが、ヒドロキシル基で置換された基が挙げられる。 R 1 and R 3 are, for example, straight chain alkyl groups such as ethyl group, propyl group, and butyl group, and hydrogen atoms of branched alkyl groups such as isopropyl group, isobutyl group, and s-butyl group, A group in which at least one hydrogen atom bonded to a carbon atom other than the carbon atom bonded to the nitrogen atom is substituted with a hydroxyl group is exemplified.

、Rの炭素数が4を超えると、ジアミン化合物(1)の疎水性が高くなり、水等の溶媒に対する溶解性が低下して、酸性ガスとの反応性が低下するおそれがある。一方、R、Rの炭素数が1であると、ジアミン化合物(1)としての安定性が低下し、酸性ガス吸収剤において、安定した酸性ガス吸収性能を得られなくなるおそれがある。これらの中でも、反応熱の低減及び水などの溶媒に対する溶解性の観点から、R、Rの炭素数は2であることが好ましい。 When the number of carbon atoms of R 1 and R 3 exceeds 4, the diamine compound (1) becomes highly hydrophobic, the solubility in a solvent such as water is lowered, and the reactivity with acidic gas may be lowered. . On the other hand, when the carbon number of R 1 and R 3 is 1, stability as the diamine compound (1) is lowered, and there is a possibility that stable acid gas absorption performance cannot be obtained in the acid gas absorbent. Among these, it is preferable that the carbon number of R 1 and R 3 is 2 from the viewpoint of reduction of heat of reaction and solubility in a solvent such as water.

、Rが有するヒドロキシル基の数は、それぞれ2個以下であることが好ましい。R、Rが有するヒドロキシル基の数がそれぞれ3個以上であると、得られる酸性ガス吸収剤の粘性が過度に高くなり、十分なCO回収量を得られなくなるおそれがある。COの吸収性能を高める観点からは、R、Rがそれぞれ有するヒドロキシル基の数は、1個であることが好ましい。 Each of R 1 and R 3 preferably has 2 or less hydroxyl groups. If the number of hydroxyl groups possessed by R 1 and R 3 is 3 or more, the resulting acid gas absorbent may have an excessively high viscosity, and a sufficient amount of CO 2 recovered may not be obtained. From the viewpoint of enhancing the absorption performance of CO 2 , the number of hydroxyl groups each of R 1 and R 3 preferably has is one.

、Rとしては、具体的には、例えば、2−ヒドロキシエチル基、1−エチル2−ヒドロキシエチル基、1,2−ジメチル−2−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシ−2,2−ジメチルエチル基、2−ヒドロキシプロピル基、3−ヒドロキシプロピル基、3−ヒドロキシ−2−メチルプロピル基、2−ヒドロキシイソプロピル基、2,3−ジヒドロキシプロピル基、2,3−ジヒドロキシイソプロピル基、3−ヒドロキシ−2−メチルプロピル基、2−ヒドロキシブチル基、3−ヒドロキシブチル基、4−ヒドロキシブチル基、2,3−ジヒドロキシブチル基、2,4−ジヒドロキシブチル基、3,4−ジヒドロキシブチル基、2,3,4−トリヒドロキシブチル基などが挙げられる。 Specific examples of R 1 and R 3 include 2-hydroxyethyl group, 1-ethyl 2-hydroxyethyl group, 1,2-dimethyl-2-hydroxyethyl group, 2-hydroxy-2,2- Dimethylethyl group, 2-hydroxypropyl group, 3-hydroxypropyl group, 3-hydroxy-2-methylpropyl group, 2-hydroxyisopropyl group, 2,3-dihydroxypropyl group, 2,3-dihydroxyisopropyl group, 3- Hydroxy-2-methylpropyl group, 2-hydroxybutyl group, 3-hydroxybutyl group, 4-hydroxybutyl group, 2,3-dihydroxybutyl group, 2,4-dihydroxybutyl group, 3,4-dihydroxybutyl group, Examples include 2,3,4-trihydroxybutyl group.

これらの中でも、R及び/又はRを2−ヒドロキシエチル基とすることで、酸性ガスの吸収反応における反応熱が低減し、また親水性が高められ、水などの溶媒に対する溶解性も維持される。このため、高い酸性ガス吸収性能を得ることができる。特に、R及びRの双方を、2−ヒドロキシエチル基とすることが好ましい。 Among these, by making R 1 and / or R 3 a 2-hydroxyethyl group, the reaction heat in the acid gas absorption reaction is reduced, the hydrophilicity is enhanced, and the solubility in a solvent such as water is also maintained. Is done. For this reason, high acid gas absorption performance can be obtained. In particular, both R 1 and R 3 are preferably 2-hydroxyethyl groups.

、Rは、炭素数3〜8の環構造に結合する窒素原子に結合する基であり、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。 R 2 and R 4 are groups bonded to a nitrogen atom bonded to a ring structure having 3 to 8 carbon atoms, and represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

但し、R、Rのうちの少なくとも一つは水素原子を表す。R、Rの双方が炭素数1〜4のアルキル基であると、酸性ガスとの反応性が低下し、十分な酸性ガス吸収性能を得られない。 However, at least one of R 2 and R 4 represents a hydrogen atom. When both of R 2, R 4 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, reduced reactivity with an acidic gas, it does not provide sufficient acid gas absorption performance.

、Rの炭素数が4を超えると、ジアミン化合物(1)の疎水性が高くなり、溶媒に対する溶解性が低下して、酸性ガスとの反応性が低下するおそれがある。R、Rとしては、例えば、水素、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基を用いることができる。これらの中でも、R、Rの双方を水素原子とすることで、ジアミン化合物(1)と酸性ガスとの反応熱を低減でき、酸性ガス吸収剤の酸性ガスとの反応性を向上させることができるため好ましい。なお、R、Rのアルキル基は、水素原子の一部が、Si、O、N、S等の原子を含む基で置換されていてもよい。Si、O、N、S等の原子を含む基としては、具体的にはシラノール基、ヒドロキシル基、アミノ基、メルカプト基等が挙げられる。 When the carbon number of R 2 and R 4 exceeds 4, the hydrophobicity of the diamine compound (1) is increased, the solubility in a solvent is lowered, and the reactivity with acidic gas may be lowered. As R 2 and R 4 , for example, hydrogen, methyl group, ethyl group, propyl group, or butyl group can be used. Among these, by making both R 2 and R 4 hydrogen atoms, the heat of reaction between the diamine compound (1) and the acidic gas can be reduced, and the reactivity of the acidic gas absorbent with the acidic gas can be improved. Is preferable. In the alkyl group of R 2 and R 4 , a part of hydrogen atoms may be substituted with a group containing atoms such as Si, O, N, and S. Specific examples of the group containing atoms such as Si, O, N, and S include a silanol group, a hydroxyl group, an amino group, and a mercapto group.

x、yは、それぞれ独立に0〜6の整数を表し、1≦x+y≦6である。xもしくはyが6を超える場合、又はx+yが6を超える場合には、ジアミン化合物(1)の疎水性が高くなり、酸性ガスとの反応性が低下するおそれがある。一方、x+yが0である場合には、環状構造が形成されないため、ジアミン化合物(1)において、分子全体の立体障害が小さく、酸性ガス吸収反応における反応熱の低減の効果を十分に得られない。x、yは、それぞれ0以上4以下が好ましく、x+yは3以上4以下が好ましい。   x and y each independently represents an integer of 0 to 6 and 1 ≦ x + y ≦ 6. When x or y exceeds 6, or when x + y exceeds 6, the hydrophobicity of the diamine compound (1) increases, and the reactivity with acidic gas may decrease. On the other hand, when x + y is 0, a cyclic structure is not formed. Therefore, in the diamine compound (1), the steric hindrance of the whole molecule is small, and the effect of reducing the reaction heat in the acid gas absorption reaction cannot be sufficiently obtained. . x and y are each preferably 0 or more and 4 or less, and x + y is preferably 3 or more and 4 or less.

x及びyは、両者の数値の差が大きいほど、炭素数3〜8の環構造に結合する窒素原子同士の位置が近く、ジアミン化合物(1)の溶解性が高められ、優れた酸性ガス吸収性能を得られるため好ましい。すなわち、x及びyのうちより数値が小さい方が、より0に近い数値であることが好ましい。例えば、x+y=4である場合(すなわち、環構造がシクロヘキシレン基である場合)、x=4、y=0であるジアミン化合物(1)は、x=3、y=1、又はx=2、y=2であるジアミン化合物(1)と比較して、炭素数3〜8の環構造に結合する窒素原子同士の位置が近く、ジアミン化合物(1)において高い溶解性を得ることができ、酸性ガスに対する吸収性能に優れた酸性ガス吸収剤を得られるため好ましい。   As x and y are larger in the difference between the two values, the positions of the nitrogen atoms bonded to the ring structure having 3 to 8 carbon atoms are closer to each other, so that the solubility of the diamine compound (1) is enhanced and excellent acid gas absorption is achieved. It is preferable because performance can be obtained. That is, it is preferable that the smaller value of x and y is a value closer to 0. For example, when x + y = 4 (that is, when the ring structure is a cyclohexylene group), x = 4 and y = 0, the diamine compound (1) has x = 3, y = 1, or x = 2 Compared with the diamine compound (1) in which y = 2, the positions of the nitrogen atoms bonded to the ring structure having 3 to 8 carbon atoms are close, and high solubility can be obtained in the diamine compound (1). It is preferable because an acidic gas absorbent excellent in absorption performance for acidic gas can be obtained.

炭素数3〜8の環構造としては、炭素数3〜8のシクロアルキレン基が挙げられる。具体的には、例えばシクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロヘプチレン基、シクロオクチレン基が挙げられる。上記の環構造の中でも、水などの溶媒に対する溶解性の観点から、シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基が好ましい。特に、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基は、良好な溶解性を維持しつつ、ジアミン化合物(1)全体として高い立体障害を得ることができ、酸性ガスの吸収時において反応熱の低減の効果が高められ、優れた酸性ガス吸収能力を得ることができるため好ましい。   Examples of the ring structure having 3 to 8 carbon atoms include cycloalkylene groups having 3 to 8 carbon atoms. Specific examples include a cyclopropylene group, a cyclobutylene group, a cyclopentylene group, a cyclohexylene group, a cycloheptylene group, and a cyclooctylene group. Among the above ring structures, a cyclopropylene group, a cyclobutylene group, a cyclopentylene group, and a cyclohexylene group are preferable from the viewpoint of solubility in a solvent such as water. In particular, the cyclopentylene group and the cyclohexylene group can obtain high steric hindrance as a whole of the diamine compound (1) while maintaining good solubility, and have an effect of reducing the heat of reaction when absorbing the acidic gas. It is preferable because it can be enhanced and an excellent acid gas absorption capacity can be obtained.

また、上記のような環式構造を有することで、ジアミン化合物(1)の揮発性が抑えられる。このため、排気ガスを処理する過程で、大気中に放出されるアミン成分の量が低減された酸性ガス吸収剤とすることができる。   Moreover, the volatility of a diamine compound (1) is suppressed by having the above cyclic structures. For this reason, in the process which processes exhaust gas, it can be set as the acidic gas absorber with which the quantity of the amine component discharge | released in air | atmosphere was reduced.

一般式(1)で表わされるジアミン化合物としては、例えば1,2−ジアミノシクロプロパン−N,N’−ジエタノール、1,2−ジアミノシクロプロパン−N,N’−ジプロパノール、1,2−ジアミノシクロプロパン−N,N’−ジブタノール、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(3−ヒドロキシプロピル)シクロプロパン−1,2−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(4−ヒドロキシブチル)シクロプロパン−1,2−ジアミン、N−メチル−N,N’−ビス(2−ヒドロキシエチル)シクロプロパン−1,2−ジアミン、1,2−ジアミノシクロブタン−N,N’−ジエタノール、1,2−ジアミノシクロブタン−N,N’−ジプロパノール、1,2−ジアミノシクロブタン−N,N’−ジブタノール、1,3−ジアミノシクロブタン−N,N’−ジエタノール、1,3−ジアミノシクロブタン−N,N’−ジプロパノール、1,3−ジアミノシクロブタン−N,N’−ジブタノール、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(3−ヒドロキシプロピル)シクロブタン−1,2−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(4−ヒドロキシブチル)シクロブタン−1,2−ジアミン、N−メチル−N,N’−ビス(2−ヒドロキシエチル)シクロブタン−1,2−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(3−ヒドロキシプロピル)シクロブタン−1,3−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(4−ヒドロキシブチル)シクロブタン−1,3−ジアミン、N−メチル−N,N’−ビス(2−ヒドロキシエチル)シクロブタン−1,3−ジアミンなどが挙げられる。   Examples of the diamine compound represented by the general formula (1) include 1,2-diaminocyclopropane-N, N′-diethanol, 1,2-diaminocyclopropane-N, N′-dipropanol, and 1,2-diamino. Cyclopropane-N, N′-dibutanol, N- (2-hydroxyethyl) -N ′-(3-hydroxypropyl) cyclopropane-1,2-diamine, N- (2-hydroxyethyl) -N′- (4-hydroxybutyl) cyclopropane-1,2-diamine, N-methyl-N, N′-bis (2-hydroxyethyl) cyclopropane-1,2-diamine, 1,2-diaminocyclobutane-N, N '-Diethanol, 1,2-diaminocyclobutane-N, N'-dipropanol, 1,2-diaminocyclobutane-N, N'-dibutanol, 1, -Diaminocyclobutane-N, N'-diethanol, 1,3-diaminocyclobutane-N, N'-dipropanol, 1,3-diaminocyclobutane-N, N'-dibutanol, N- (2-hydroxyethyl)- N ′-(3-hydroxypropyl) cyclobutane-1,2-diamine, N- (2-hydroxyethyl) -N ′-(4-hydroxybutyl) cyclobutane-1,2-diamine, N-methyl-N, N '-Bis (2-hydroxyethyl) cyclobutane-1,2-diamine, N- (2-hydroxyethyl) -N'-(3-hydroxypropyl) cyclobutane-1,3-diamine, N- (2-hydroxyethyl) ) -N ′-(4-hydroxybutyl) cyclobutane-1,3-diamine, N-methyl-N, N′-bis (2-hydroxyethyl) silane Such as Robutan-1,3-diamine.

また、一般式(1)で表わされるジアミン化合物としては、例えば1,2−ジアミノシクロペンタン−N,N’−ジエタノール、1,2−ジアミノシクロペンタン−N,N’−ジプロパノール、1,2−ジアミノシクロペンタン−N,N’−ジブタノール、1,3−ジアミノシクロペンタン−N,N’−ジエタノール、1,3−ジアミノシクロペンタン−N,N’−ジプロパノール、1,3−ジアミノシクロペンタン−N,N’−ジブタノール、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(3−ヒドロキシプロピル)シクロペンタン−1,2−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(4−ヒドロキシブチル)シクロペンタン−1,2−ジアミン、N−メチル−N,N’−ビス(2−ヒドロキシエチル)シクロペンタン−1,2−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(3−ヒドロキシプロピル)シクロペンタン−1,3−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(4−ヒドロキシブチル)シクロペンタン−1,3−ジアミン、N−メチル−N,N’−ビス(2−ヒドロキシエチル)シクロペンタン−1,3−ジアミンなどが挙げられる。   Examples of the diamine compound represented by the general formula (1) include 1,2-diaminocyclopentane-N, N′-diethanol, 1,2-diaminocyclopentane-N, N′-dipropanol, 1,2 -Diaminocyclopentane-N, N'-dibutanol, 1,3-diaminocyclopentane-N, N'-diethanol, 1,3-diaminocyclopentane-N, N'-dipropanol, 1,3-diaminocyclo Pentane-N, N′-dibutanol, N- (2-hydroxyethyl) -N ′-(3-hydroxypropyl) cyclopentane-1,2-diamine, N- (2-hydroxyethyl) -N ′-( 4-hydroxybutyl) cyclopentane-1,2-diamine, N-methyl-N, N′-bis (2-hydroxyethyl) cyclopentane-1,2-di Min, N- (2-hydroxyethyl) -N ′-(3-hydroxypropyl) cyclopentane-1,3-diamine, N- (2-hydroxyethyl) -N ′-(4-hydroxybutyl) cyclopentane- 1,3-diamine, N-methyl-N, N′-bis (2-hydroxyethyl) cyclopentane-1,3-diamine and the like can be mentioned.

また、一般式(1)で表わされるジアミン化合物としては、例えば1,2−ジアミノシクロヘキサン−N,N’−ジエタノール、1,2−ジアミノシクロヘキサン−N,N’−ジプロパノール、1,2−ジアミノシクロヘキサン−N,N’−ジブタノール、1,3−ジアミノシクロヘキサン−N,N’−ジエタノール、1,3−ジアミノシクロヘキサン−N,N’−ジプロパノール、1,3−ジアミノシクロヘキサン−N,N’−ジブタノール、1,4−ジアミノシクロヘキサン−N,N’−ジエタノール、1,4−ジアミノシクロヘキサン−N,N’−ジプロパノール、1,4−ジアミノシクロヘキサン−N,N’−ジブタノール、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(3−ヒドロキシプロピル)シクロヘキサン−1,2−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(2、3−ジヒドロキシプロピル)シクロヘキサン−1,2−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(4−ヒドロキシブチル)シクロヘキサン−1,2−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(2、4−ジヒドロキシブチル)シクロヘキサン−1,2−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(3、4−ジヒドロキシブチル)シクロヘキサン−1,2−ジアミン、N−メチル−N,N’−ビス(2−ヒドロキシエチル)シクロヘキサン−1,2−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(3−ヒドロキシプロピル)シクロヘキサン−1,3−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(2、3−ジヒドロキシプロピル)シクロヘキサン−1,3−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(4−ヒドロキシブチル)シクロヘキサン−1,3−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(2、4−ジヒドロキシブチル)シクロヘキサン−1,3−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(3、4−ジヒドロキシブチル)シクロヘキサン−1,3−ジアミン、N−メチル−N,N’−ビス(2−ヒドロキシエチル)シクロヘキサン−1,3−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(3−ヒドロキシプロピル)シクロヘキサン−1,4−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(4−ヒドロキシブチル)シクロヘキサン−1,4−ジアミン、N−メチル−N,N’−ビス(2−ヒドロキシエチル)シクロヘキサン−1,4−ジアミンなどが挙げられる。   Examples of the diamine compound represented by the general formula (1) include 1,2-diaminocyclohexane-N, N′-diethanol, 1,2-diaminocyclohexane-N, N′-dipropanol, and 1,2-diamino. Cyclohexane-N, N′-dibutanol, 1,3-diaminocyclohexane-N, N′-diethanol, 1,3-diaminocyclohexane-N, N′-dipropanol, 1,3-diaminocyclohexane-N, N ′ -Dibutanol, 1,4-diaminocyclohexane-N, N'-diethanol, 1,4-diaminocyclohexane-N, N'-dipropanol, 1,4-diaminocyclohexane-N, N'-dibutanol, N- (2-hydroxyethyl) -N ′-(3-hydroxypropyl) cyclohexane-1,2-diamine, -(2-hydroxyethyl) -N '-(2,3-dihydroxypropyl) cyclohexane-1,2-diamine, N- (2-hydroxyethyl) -N'-(4-hydroxybutyl) cyclohexane-1,2 -Diamine, N- (2-hydroxyethyl) -N '-(2,4-dihydroxybutyl) cyclohexane-1,2-diamine, N- (2-hydroxyethyl) -N'-(3,4-dihydroxybutyl ) Cyclohexane-1,2-diamine, N-methyl-N, N′-bis (2-hydroxyethyl) cyclohexane-1,2-diamine, N- (2-hydroxyethyl) -N ′-(3-hydroxypropyl) ) Cyclohexane-1,3-diamine, N- (2-hydroxyethyl) -N ′-(2,3-dihydroxypropyl) cyclohexane-1,3 Diamine, N- (2-hydroxyethyl) -N ′-(4-hydroxybutyl) cyclohexane-1,3-diamine, N- (2-hydroxyethyl) -N ′-(2,4-dihydroxybutyl) cyclohexane 1,3-diamine, N- (2-hydroxyethyl) -N ′-(3,4-dihydroxybutyl) cyclohexane-1,3-diamine, N-methyl-N, N′-bis (2-hydroxyethyl) Cyclohexane-1,3-diamine, N- (2-hydroxyethyl) -N ′-(3-hydroxypropyl) cyclohexane-1,4-diamine, N- (2-hydroxyethyl) -N ′-(4-hydroxy Butyl) cyclohexane-1,4-diamine, N-methyl-N, N′-bis (2-hydroxyethyl) cyclohexane-1,4-diamine, etc. Can be mentioned.

また、一般式(1)で表わされるジアミン化合物としては、例えば1,2−ジアミノシクロヘプタン−N,N’−ジエタノール、1,2−ジアミノシクロヘプタン−N,N’−ジプロパノール、1,2−ジアミノシクロヘプタン−N,N’−ジブタノール、1,3−ジアミノシクロヘプタン−N,N’−ジエタノール、1,3−ジアミノシクロヘプタン−N,N’−ジプロパノール、1,3−ジアミノシクロヘプタン−N,N’−ジブタノール、1,4−ジアミノシクロヘプタン−N,N’−ジエタノール、1,4−ジアミノシクロヘプタン−N,N’−ジプロパノール、1,4−ジアミノシクロヘプタン−N,N’−ジブタノール、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(3−ヒドロキシプロピル)シクロヘプタン−1,2−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(2、3−ジヒドロキシプロピル)シクロヘプタン−1,2−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(4−ヒドロキシブチル)シクロヘプタン−1,2−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(2、4−ジヒドロキシブチル)シクロヘプタン−1,2−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(3、4−ジヒドロキシブチル)シクロヘプタン−1,2−ジアミン、N−メチル−N,N’−ビス(2−ヒドロキシエチル)シクロヘプタン−1,2−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(3−ヒドロキシプロピル)シクロヘプタン−1,3−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(4−ヒドロキシブチル)シクロヘプタン−1,3−ジアミン、N−メチル−N,N’−ビス(2−ヒドロキシエチル)シクロヘプタン−1,3−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(3−ヒドロキシプロピル)シクロヘプタン−1,4−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(4−ヒドロキシブチル)シクロヘプタン−1,4−ジアミン、N−メチル−N,N’−ビス(2−ヒドロキシエチル)シクロヘプタン−1,4−ジアミンなどが挙げられる。   Examples of the diamine compound represented by the general formula (1) include 1,2-diaminocycloheptane-N, N′-diethanol, 1,2-diaminocycloheptane-N, N′-dipropanol, 1,2 -Diaminocycloheptane-N, N'-dibutanol, 1,3-diaminocycloheptane-N, N'-diethanol, 1,3-diaminocycloheptane-N, N'-dipropanol, 1,3-diaminocyclo Heptane-N, N′-dibutanol, 1,4-diaminocycloheptane-N, N′-diethanol, 1,4-diaminocycloheptane-N, N′-dipropanol, 1,4-diaminocycloheptane-N , N′-dibutanol, N- (2-hydroxyethyl) -N ′-(3-hydroxypropyl) cycloheptane-1,2-diamine, -(2-hydroxyethyl) -N '-(2,3-dihydroxypropyl) cycloheptane-1,2-diamine, N- (2-hydroxyethyl) -N'-(4-hydroxybutyl) cycloheptane-1 , 2-diamine, N- (2-hydroxyethyl) -N ′-(2,4-dihydroxybutyl) cycloheptane-1,2-diamine, N- (2-hydroxyethyl) -N ′-(3,4) -Dihydroxybutyl) cycloheptane-1,2-diamine, N-methyl-N, N'-bis (2-hydroxyethyl) cycloheptane-1,2-diamine, N- (2-hydroxyethyl) -N'- (3-hydroxypropyl) cycloheptane-1,3-diamine, N- (2-hydroxyethyl) -N ′-(4-hydroxybutyl) cycloheptane-1,3-diamidine N-methyl-N, N′-bis (2-hydroxyethyl) cycloheptane-1,3-diamine, N- (2-hydroxyethyl) -N ′-(3-hydroxypropyl) cycloheptane-1,4 -Diamine, N- (2-hydroxyethyl) -N '-(4-hydroxybutyl) cycloheptane-1,4-diamine, N-methyl-N, N'-bis (2-hydroxyethyl) cycloheptane-1 , 4-diamine and the like.

また、一般式(1)で表わされるジアミン化合物としては、例えば1,2−ジアミノシクロオクタン−N,N’−ジエタノール、1,2−ジアミノシクロオクタン−N,N’−ジプロパノール、1,2−ジアミノシクロオクタン−N,N’−ジブタノール、1,3−ジアミノシクロオクタン−N,N’−ジエタノール、1,3−ジアミノシクロオクタン−N,N’−ジプロパノール、1,3−ジアミノシクロオクタン−N,N’−ジブタノール、1,4−ジアミノシクロオクタン−N,N’−ジエタノール、1,4−ジアミノシクロオクタン−N,N’−ジプロパノール、1,4−ジアミノシクロオクタン−N,N’−ジブタノール、1,5−ジアミノシクロオクタン−N,N’−ジエタノール、1,5−ジアミノシクロオクタン−N,N’−ジプロパノール、1,5−ジアミノシクロオクタン−N,N’−ジブタノール、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(3−ヒドロキシプロピル)シクロオクタン−1,2−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(2、3−ジヒドロキシプロピル)シクロオクタン−1,2−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(4−ヒドロキシブチル)シクロオクタン−1,2−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(2、4−ジヒドロキシブチル)シクロオクタン−1,2−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(3、4−ジヒドロキシブチル)シクロオクタン−1,2−ジアミン、N−メチル−N,N’−ビス(2−ヒドロキシエチル)シクロオクタン−1,2−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(3−ヒドロキシプロピル)シクロオクタン−1,3−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(4−ヒドロキシブチル)シクロオクタン−1,3−ジアミン、N−メチル−N,N’−ビス(2−ヒドロキシエチル)シクロオクタン−1,3−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(3−ヒドロキシプロピル)シクロオクタン−1,4−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(4−ヒドロキシブチル)シクロオクタン−1,4−ジアミン、N−メチル−N,N’−ビス(2−ヒドロキシエチル)シクロオクタン−1,4−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(3−ヒドロキシプロピル)シクロオクタン−1,5−ジアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)−N’−(4−ヒドロキシブチル)シクロオクタン−1,5−ジアミン、N−メチル−N,N’−ビス(2−ヒドロキシエチル)シクロオクタン−1,5−ジアミンなどが挙げられる。   Examples of the diamine compound represented by the general formula (1) include 1,2-diaminocyclooctane-N, N′-diethanol, 1,2-diaminocyclooctane-N, N′-dipropanol, 1,2 -Diaminocyclooctane-N, N'-dibutanol, 1,3-diaminocyclooctane-N, N'-diethanol, 1,3-diaminocyclooctane-N, N'-dipropanol, 1,3-diaminocyclo Octane-N, N′-dibutanol, 1,4-diaminocyclooctane-N, N′-diethanol, 1,4-diaminocyclooctane-N, N′-dipropanol, 1,4-diaminocyclooctane-N , N′-dibutanol, 1,5-diaminocyclooctane-N, N′-diethanol, 1,5-diaminocyclooctane-N, N ′ Dipropanol, 1,5-diaminocyclooctane-N, N′-dibutanol, N- (2-hydroxyethyl) -N ′-(3-hydroxypropyl) cyclooctane-1,2-diamine, N- (2 -Hydroxyethyl) -N '-(2,3-dihydroxypropyl) cyclooctane-1,2-diamine, N- (2-hydroxyethyl) -N'-(4-hydroxybutyl) cyclooctane-1,2- Diamine, N- (2-hydroxyethyl) -N ′-(2,4-dihydroxybutyl) cyclooctane-1,2-diamine, N- (2-hydroxyethyl) -N ′-(3,4-dihydroxybutyl ) Cyclooctane-1,2-diamine, N-methyl-N, N′-bis (2-hydroxyethyl) cyclooctane-1,2-diamine, N- (2-hydro) Siethyl) -N ′-(3-hydroxypropyl) cyclooctane-1,3-diamine, N- (2-hydroxyethyl) -N ′-(4-hydroxybutyl) cyclooctane-1,3-diamine, N— Methyl-N, N′-bis (2-hydroxyethyl) cyclooctane-1,3-diamine, N- (2-hydroxyethyl) -N ′-(3-hydroxypropyl) cyclooctane-1,4-diamine, N- (2-hydroxyethyl) -N ′-(4-hydroxybutyl) cyclooctane-1,4-diamine, N-methyl-N, N′-bis (2-hydroxyethyl) cyclooctane-1,4- Diamine, N- (2-hydroxyethyl) -N ′-(3-hydroxypropyl) cyclooctane-1,5-diamine, N- (2-hydroxyethyl) -N ′-(4 -Hydroxybutyl) cyclooctane-1,5-diamine, N-methyl-N, N'-bis (2-hydroxyethyl) cyclooctane-1,5-diamine and the like.

なお、ジアミン化合物(1)としては、上記の群より選択された1種の化合物を用いることができる。又はジアミン化合物(1)としては、上記の群より選択された2種以上の化合物を混合したものを用いることも可能である。   In addition, as a diamine compound (1), 1 type of compounds selected from said group can be used. Or as diamine compound (1), it is also possible to use what mixed 2 or more types of compounds selected from said group.

酸性ガス吸着剤に含まれるジアミン化合物(1)の含有量は、15〜50質量%であることが好ましい。一般に、アミン成分の濃度が高い方が単位容量当たりの二酸化炭素の吸収量、脱離量が多く、また二酸化炭素の吸収速度、脱離速度が速いため、エネルギー消費の面やプラント設備の大きさ、処理効率の面においては好ましい。
しかし、吸収液中のアミン成分の濃度が高すぎると、吸収剤に含まれる水が、二酸化炭素吸収に対する活性剤としての機能を十分に発揮できなくなる。また、吸収剤中のアミン成分の濃度が高すぎると、吸収剤の粘度が上昇するなどの欠点が無視できなくなる。ジアミン化合物(1)の含有量が50質量%以下の場合、吸収剤の粘度の上昇や、活性剤としての水の機能低下などの現象は見られない。また、ジアミン化合物(1)の含有量を15質量%以上とすることで、十分な二酸化炭素の吸収量、吸収速度を得ることができ、優れた処理効率を得ることができる。
The content of the diamine compound (1) contained in the acid gas adsorbent is preferably 15 to 50% by mass. In general, the higher the concentration of the amine component, the greater the amount of carbon dioxide absorbed and desorbed per unit volume, and the higher the carbon dioxide absorption rate and desorption rate. In terms of processing efficiency, it is preferable.
However, if the concentration of the amine component in the absorption liquid is too high, the water contained in the absorbent cannot sufficiently exhibit the function as an activator for carbon dioxide absorption. On the other hand, when the concentration of the amine component in the absorbent is too high, defects such as an increase in the viscosity of the absorbent cannot be ignored. When the content of the diamine compound (1) is 50% by mass or less, phenomena such as an increase in the viscosity of the absorbent and a decrease in the function of water as an activator are not observed. Further, by setting the content of the diamine compound (1) to 15% by mass or more, a sufficient amount of carbon dioxide absorbed and absorption rate can be obtained, and excellent processing efficiency can be obtained.

ジアミン化合物(1)の含有量が15〜50質量%の範囲にある酸性ガス吸収剤は、二酸化炭素回収用として用いた場合、二酸化炭素吸収量及び二酸化炭素吸収速度が高いだけでなく、二酸化炭素脱離量及び二酸化炭素脱離速度も高い。このため、二酸化炭素の回収を効率的に行える点で有利である。ジアミン化合物(1)の含有量は、より好ましくは20〜50質量%である。   When the acid gas absorbent having a diamine compound (1) content in the range of 15 to 50% by mass is used for carbon dioxide recovery, it not only has high carbon dioxide absorption and carbon dioxide absorption rate, but also carbon dioxide. Desorption amount and carbon dioxide desorption rate are also high. For this reason, it is advantageous in that carbon dioxide can be efficiently recovered. The content of the diamine compound (1) is more preferably 20 to 50% by mass.

ジアミン化合物(1)は、アルカノールアミン類及び/又は下記一般式(2)で表されるヘテロ環状アミン化合物(以下、ヘテロ環状アミン化合物(2)と称する。)からなる反応促進剤と混合して使用することが好ましい。   The diamine compound (1) is mixed with a reaction accelerator composed of alkanolamines and / or a heterocyclic amine compound represented by the following general formula (2) (hereinafter referred to as a heterocyclic amine compound (2)). It is preferable to use it.

Figure 0006173817
・・・(2)
Figure 0006173817
... (2)

上記式(2)中、Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。Rは炭素原子に結合した炭素数1〜4のアルキル基を表す。rは1〜3の整数を表し、qは1〜4の整数を表し、pは0〜12の整数を表す。rが2〜3の場合には、窒素原子同士は直接結合していない。qが2である場合には、rは1又は2の整数である。また、Rの炭素数1〜4のアルキル基の水素原子の一部、及びRの炭素数1〜4のアルキル基の水素原子の一部は、それぞれ水酸基、アミノ基で置換されていてもよい。 In the formula (2), R 5 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. R 6 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms bonded to a carbon atom. r represents an integer of 1 to 3, q represents an integer of 1 to 4, and p represents an integer of 0 to 12. When r is 2 to 3, nitrogen atoms are not directly bonded to each other. When q is 2, r is an integer of 1 or 2. Further, a part of hydrogen atoms of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms of R 5 and a part of hydrogen atoms of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms of R 6 are respectively substituted with a hydroxyl group and an amino group. Also good.

本実施形態では、例えばジアミン化合物(1)と、アルカノールアミン類及び/又はヘテロ環状アミン化合物(2)からなる反応促進剤とを混合することができる。そして、ジアミン化合物(1)と、アルカノールアミン類及び/又はヘテロ環状アミン化合物(2)との混合物を例えば水溶液としたものを、酸性ガス吸収剤として用いることができる。ジアミン化合物(1)を、アルカノールアミン類及び/又はヘテロ環状アミン化合物(2)と混合して用いることで、ジアミン化合物(1)の単位モル当たりの二酸化炭素吸収量や、酸性ガス吸収剤の単位体積当たりの二酸化炭素吸収量及び二酸化炭素吸収速度をより一層向上させることができる。また、ジアミン化合物(1)を、アルカノールアミン類及び/又はヘテロ環状アミン化合物(2)と混合して用いることで、二酸化炭素吸収後に酸性ガスを分離するエネルギー(酸性ガス脱離エネルギー)も低下し、酸性ガス吸収剤を再生させる際のエネルギーを低減することができる。   In this embodiment, for example, a diamine compound (1) and a reaction accelerator composed of alkanolamines and / or a heterocyclic amine compound (2) can be mixed. And what made the mixture of diamine compound (1) and alkanolamines and / or heterocyclic amine compound (2) into aqueous solution, for example can be used as an acidic gas absorbent. By using the diamine compound (1) mixed with the alkanolamines and / or the heterocyclic amine compound (2), the amount of carbon dioxide absorbed per unit mole of the diamine compound (1) and the unit of the acid gas absorbent The amount of carbon dioxide absorbed per volume and the carbon dioxide absorption rate can be further improved. Moreover, the energy (acid gas desorption energy) which isolate | separates acidic gas after carbon dioxide absorption by using diamine compound (1) with alkanolamines and / or a heterocyclic amine compound (2) is also reduced. The energy for regenerating the acidic gas absorbent can be reduced.

反応促進剤としてのアルカノールアミンとしては、例えば、下記に示すような、環状構造による立体障害を有しないアルカノールアミンを用いることができる。ここで、アルカノールアミンとは、1分子中に、アミノ基と水酸基を有する化合物を意味する。反応促進剤としてのアルカノールアミンとしては、具体的には、例えばモノエタノールアミン、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、2−アミノ−2−メチル−1,3−ジプロパノールアミン、メチルアミノエタノール、エチルアミノエタノール、プロピルアミノエタノール、ジエタノールアミン、ビス(2−ヒドロキシ−1−メチルエチル)アミン、メチルジエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノ−1−メチルエタノール、2-メチルアミノエタノール、2-エチルアミノエタノール、2-プロピルアミノエタノール、n-ブチルアミノエタノール、2-(イソプロピルアミノ)エタノール、3-エチルアミノプロパノール、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン等が挙げられる。   As the alkanolamine as the reaction accelerator, for example, an alkanolamine having no steric hindrance due to a cyclic structure as shown below can be used. Here, alkanolamine means a compound having an amino group and a hydroxyl group in one molecule. Specific examples of the alkanolamine as the reaction accelerator include monoethanolamine, 2-amino-2-methyl-1-propanol, 2-amino-2-methyl-1,3-dipropanolamine, and methylamino. Ethanol, ethylaminoethanol, propylaminoethanol, diethanolamine, bis (2-hydroxy-1-methylethyl) amine, methyldiethanolamine, dimethylethanolamine, diethylethanolamine, triethanolamine, dimethylamino-1-methylethanol, 2- Methylaminoethanol, 2-ethylaminoethanol, 2-propylaminoethanol, n-butylaminoethanol, 2- (isopropylamino) ethanol, 3-ethylaminopropanol, triethanolamine, diethano Triethanolamine and the like.

これらの中でも、アルカノールアミン類としては、ジアミン化合物(1)と酸性ガスとの反応性をより向上させる観点から、2−(イソプロピルアミノ)エタノール、2−(エチルアミノ)エタノール及び2−アミノ−2−メチル−1−プロパノールからなる群より選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。   Among these, alkanolamines include 2- (isopropylamino) ethanol, 2- (ethylamino) ethanol and 2-amino-2 from the viewpoint of further improving the reactivity between the diamine compound (1) and the acidic gas. It is preferably at least one selected from the group consisting of -methyl-1-propanol.

ヘテロ環状アミン化合物(2)としては、アゼチジン、1−メチルアゼチジン、1−エチルアゼチジン、2−メチルアゼチジン、2−アゼチジルメタノール、2−(2−アミノエチル)アゼチジン、ピロリジン、1−メチルピロリジン、2−メチルピロリジン、2−ブチルピロリジン、2−ピロリジルメタノール、2−(2−アミノエチル)ピロリジン、ピペリジン、1−メチルピペリジン、2−エチルピペリジン、3−プロピルピペリジン、4−エチルピペリジン、2−ピペリジルメタノール、3−ピペリジルエタノール、2−(2−アミノエチル)ピロリジン、ヘキサヒドロ−1H−アゼピン、ヘキサメチレンテトラミン、ピペラジン、ピぺラジン誘導体等が挙げられる。   Examples of the heterocyclic amine compound (2) include azetidine, 1-methylazetidine, 1-ethylazetidine, 2-methylazetidine, 2-azetidylmethanol, 2- (2-aminoethyl) azetidine, pyrrolidine, 1- Methylpyrrolidine, 2-methylpyrrolidine, 2-butylpyrrolidine, 2-pyrrolidylmethanol, 2- (2-aminoethyl) pyrrolidine, piperidine, 1-methylpiperidine, 2-ethylpiperidine, 3-propylpiperidine, 4-ethylpiperidine 2-piperidylmethanol, 3-piperidylethanol, 2- (2-aminoethyl) pyrrolidine, hexahydro-1H-azepine, hexamethylenetetramine, piperazine, piperazine derivatives and the like.

これらの中でも、特にピぺラジン誘導体は、酸性ガス吸収剤の二酸化炭素吸収量及び吸収速度向上の観点から望ましい。ピペラジン誘導体は第2級アミン化合物であり、一般に、第2級アミノ基の窒素原子が二酸化炭素と結合し、カルバメートイオンを形成することで、反応初期段階における吸収速度の向上に寄与する。さらに第2級アミノ基の窒素原子は、これに結合した二酸化炭素を重炭酸イオン(HCO )に転換する役割を担っており、反応後半段階の速度向上に寄与する。 Among these, piperazine derivatives are particularly desirable from the viewpoint of improving the carbon dioxide absorption amount and absorption rate of the acidic gas absorbent. A piperazine derivative is a secondary amine compound, and generally, a nitrogen atom of a secondary amino group is bonded to carbon dioxide to form a carbamate ion, thereby contributing to an improvement in the absorption rate in the initial stage of the reaction. Further, the nitrogen atom of the secondary amino group plays a role of converting carbon dioxide bonded thereto to bicarbonate ion (HCO 3 ), and contributes to the speed increase in the latter half of the reaction.

ピぺラジン誘導体としては、2−メチルピペラジン、2,5−ジメチルピペラジン、2,6−ジメチルピペラジン、1−メチルピペラジン、1−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン、1−(2−アミノエチル)ピペラジンのうちの少なくとも1種類であることがより好ましい。   As piperazine derivatives, 2-methylpiperazine, 2,5-dimethylpiperazine, 2,6-dimethylpiperazine, 1-methylpiperazine, 1- (2-hydroxyethyl) piperazine, 1- (2-aminoethyl) piperazine Of these, at least one of them is more preferable.

酸性ガス吸着剤に含まれる反応促進剤(アルカノールアミン類及び/又はヘテロ環状アミン化合物(2))の含有量は、1〜15質量%であることが好ましい。酸性ガス吸着剤に含まれる反応促進剤の含有量が1質量%未満であると、二酸化炭素吸収速度を向上させる効果を十分に得られないおそれがある。酸性ガス吸着剤に含まれる反応促進剤の含有量が15質量%を超えると、吸収剤の粘度が過度に高くなり、かえって反応性が低下するおそれがある。   The content of the reaction accelerator (alkanolamines and / or heterocyclic amine compound (2)) contained in the acidic gas adsorbent is preferably 1 to 15% by mass. If the content of the reaction accelerator contained in the acidic gas adsorbent is less than 1% by mass, the effect of improving the carbon dioxide absorption rate may not be sufficiently obtained. When the content of the reaction accelerator contained in the acidic gas adsorbent exceeds 15% by mass, the viscosity of the absorbent becomes excessively high, and the reactivity may be lowered.

酸性ガス吸収剤には、上記のジアミン化合物及び反応促進剤の他に、プラント設備の腐食を防止するためのリン酸系等の防食剤や、泡立ち防止のためのシリコーン系等の消泡剤や、酸性ガス吸収剤の劣化防止のための酸化防止剤等を含有していてもよい。   In addition to the above diamine compounds and reaction accelerators, acid gas absorbents include anticorrosives such as phosphoric acid to prevent corrosion of plant equipment, antifoaming agents such as silicone to prevent foaming, Further, an antioxidant for preventing deterioration of the acid gas absorbent may be contained.

本実施形態に係る酸性ガス除去方法は、酸性ガスを含有する排気ガスと、上記の実施形態で説明したジアミン化合物を溶媒に溶解させてなる酸性ガス吸収剤とを接触させ、酸性ガスを含む排気ガスから酸性ガスを吸収分離して除去するようにしたものである。   The method for removing acidic gas according to the present embodiment comprises contacting the exhaust gas containing acidic gas with the acidic gas absorbent obtained by dissolving the diamine compound described in the above embodiment in a solvent, and exhausting the gas containing acidic gas. The acid gas is absorbed and separated from the gas and removed.

二酸化炭素の吸収分離工程の基本的な構成は、酸性ガス吸収剤に、二酸化炭素を含有する排気ガスを接触させて、酸性ガス吸収剤に二酸化炭素を吸収させる工程(二酸化炭素吸収工程)と、上記二酸化炭素吸収工程で得られた、二酸化炭素が吸収された酸性ガス吸収剤を加熱して、二酸化炭素を脱離して回収する工程(二酸化炭素分離工程)とを含む。   The basic structure of the carbon dioxide absorption and separation step is a step of bringing an acid gas absorbent into contact with an exhaust gas containing carbon dioxide and causing the acid gas absorbent to absorb carbon dioxide (carbon dioxide absorption step); Heating the acidic gas absorbent in which carbon dioxide has been absorbed obtained in the carbon dioxide absorption step, and desorbing and collecting carbon dioxide (carbon dioxide separation step).

二酸化炭素を含むガスを、上記の酸性ガス吸収剤を含む水溶液に接触させる方法は特に限定されないが、例えば、酸性ガス吸収剤中に二酸化炭素を含むガスをバブリングさせて吸収する方法、二酸化炭素を含むガス気流中に酸性ガス吸収剤を霧状に降らす方法(噴霧乃至スプレー方式)、あるいは磁製の充填材や金属網製の充填材の入った吸収塔内で、二酸化炭素を含むガスと酸性ガス吸収剤を向流接触させる方法などによって行われる。   A method of bringing a gas containing carbon dioxide into contact with the aqueous solution containing the acid gas absorbent is not particularly limited. For example, a method of absorbing gas by bubbling a gas containing carbon dioxide in the acid gas absorbent; A method of dropping an acid gas absorbent into a gas stream containing gas (spraying or spraying), or in an absorption tower containing a magnetic filler or a metal mesh filler and gas containing carbon dioxide and acidity It is performed by a method of bringing the gas absorbent into countercurrent contact.

二酸化炭素を含むガスを水溶液に吸収させる時の酸性ガス吸収剤の温度は、通常室温から60℃以下で行われる。好ましくは50℃以下、より好ましくは20〜45℃程度で行われる。低温度で行うほど、酸性ガスの吸収量は増加するが、処理温度の下限値は、プロセス上のガス温度や熱回収目標等によって決定される。二酸化炭素吸収時の圧力は通常ほぼ大気圧で行われる。吸収性能を高めるため、より高い圧力まで加圧することもできるが、圧縮のために要するエネルギー消費を抑えるため大気圧下で行うのが好ましい。   The temperature of the acidic gas absorbent when the gas containing carbon dioxide is absorbed in the aqueous solution is usually from room temperature to 60 ° C. or less. Preferably it is 50 degrees C or less, More preferably, it is performed at about 20-45 degreeC. As the temperature is lowered, the amount of acid gas absorbed increases, but the lower limit of the processing temperature is determined by the gas temperature in the process, the heat recovery target, and the like. The pressure during carbon dioxide absorption is usually about atmospheric pressure. In order to enhance the absorption performance, the pressure can be increased to a higher pressure, but it is preferably performed under atmospheric pressure in order to suppress energy consumption required for compression.

二酸化炭素吸収工程において、上述した実施形態に係るジアミン化合物を15〜50質量%含む酸性ガス吸収剤の、二酸化炭素吸収時(40℃)における二酸化炭素吸収量は、吸収剤中に含まれるアミン1mol当り0.30〜1.2mol程度である。また、二酸化炭素吸収工程において、上述した実施形態に係るジアミン化合物を10〜55質量%含む酸性ガス吸収剤の、二酸化炭素の吸収を開始した時点から数分経過後における二酸化炭素吸収速度は0.32〜0.38mol/分程度である。   In the carbon dioxide absorption step, the amount of carbon dioxide absorbed at the time of carbon dioxide absorption (40 ° C.) of the acidic gas absorbent containing 15 to 50% by mass of the diamine compound according to the embodiment described above is 1 mol of amine contained in the absorbent. It is about 0.30 to 1.2 mol per unit. In addition, in the carbon dioxide absorption step, the acid gas absorbent containing 10 to 55% by mass of the diamine compound according to the above-described embodiment has a carbon dioxide absorption rate of 0. 0 minutes after the start of carbon dioxide absorption. It is about 32 to 0.38 mol / min.

ここで、二酸化炭素飽和吸収量は、酸性ガス吸収剤中の無機炭素量を赤外線式ガス濃度測定装置で測定した値である。また、二酸化炭素吸収速度は、二酸化炭素の吸収を開始した時点から数分経過した時点において赤外線式二酸化炭素計を用いて測定した値である。   Here, the carbon dioxide saturated absorption amount is a value obtained by measuring the amount of inorganic carbon in the acidic gas absorbent with an infrared gas concentration measuring device. Further, the carbon dioxide absorption rate is a value measured using an infrared carbon dioxide meter when a few minutes have elapsed since the start of carbon dioxide absorption.

二酸化炭素を吸収した酸性ガス吸収剤から二酸化炭素を分離し、純粋なあるいは高濃度の二酸化炭素を回収する方法としては、蒸留と同様に酸性ガス吸収剤を加熱して釜で泡立てて脱離する方法、棚段塔、スプレー塔、又は磁製の充填材や金属網製の充填材の入った再生塔内で液界面を広げて加熱する方法などが挙げられる。これにより、カルバミン酸アニオンや重炭酸イオンから二酸化炭素が遊離して放出される。   As a method of separating carbon dioxide from the acid gas absorbent that has absorbed carbon dioxide and recovering pure or high-concentration carbon dioxide, the acid gas absorbent is heated and bubbled in a kettle and desorbed as in distillation. Examples thereof include a method, a plate tower, a spray tower, or a method in which a liquid interface is expanded and heated in a regeneration tower containing a magnetic filler or a metal mesh filler. Thereby, carbon dioxide is liberated and released from the carbamate anion and bicarbonate ion.

二酸化炭素分離時の酸性ガス吸収剤の温度は通常70℃以上で行われる。二酸化炭素分離時の酸性ガス吸収剤の温度は、好ましくは80℃以上、より好ましくは90〜120℃程度で行われる。温度が高いほど脱離量は増加するが、温度を上げると吸収液の加熱に要するエネルギーが増す。このため、二酸化炭素分離時の酸性ガス吸収剤温度はプロセス上のガス温度や熱回収目標等によって決定される。二酸化炭素脱離時の圧力は通常ほぼ大気圧で行われる。脱離性能を高めるためより低い圧力まで減圧することもできるが、減圧のために要するエネルギー消費を抑えるため大気圧下で行うのが好ましい。   The temperature of the acidic gas absorbent during carbon dioxide separation is usually 70 ° C or higher. The temperature of the acidic gas absorbent at the time of carbon dioxide separation is preferably 80 ° C. or higher, more preferably about 90 to 120 ° C. The higher the temperature, the greater the amount of desorption, but the higher the temperature, the greater the energy required to heat the absorbent. For this reason, the acidic gas absorbent temperature at the time of carbon dioxide separation is determined by the gas temperature in the process, the heat recovery target, and the like. The pressure during carbon dioxide desorption is usually about atmospheric pressure. Although the pressure can be reduced to a lower pressure in order to enhance the desorption performance, it is preferably performed under atmospheric pressure in order to suppress energy consumption required for the pressure reduction.

上述した実施形態に係るジアミン化合物を15〜50質量%含む水溶液の二酸化炭素脱離時(70℃)における二酸化炭素脱離量は、吸収剤中に含まれるアミン1mol当り0.23〜0.70mol程度である。   The amount of carbon dioxide desorbed at the time of carbon dioxide desorption (70 ° C.) of the aqueous solution containing 15 to 50% by mass of the diamine compound according to the embodiment described above is 0.23 to 0.70 mol per mol of amine contained in the absorbent. Degree.

二酸化炭素を分離した後の酸性ガス吸収剤は、再び二酸化炭素吸収工程に送られ循環使用(リサイクル)される。また、二酸化炭素吸収の際に生じた熱は、一般的には水溶液のリサイクル過程において再生塔に注入される水溶液の予熱のために熱交換器で熱交換されて冷却される。   The acidic gas absorbent after separating the carbon dioxide is sent again to the carbon dioxide absorption step and recycled (recycled). In addition, heat generated during carbon dioxide absorption is generally cooled by heat exchange in a heat exchanger in order to preheat the aqueous solution injected into the regeneration tower in the aqueous solution recycling process.

このようにして回収された二酸化炭素の純度は、通常、95〜99体積%程度と極めて純度が高いものである。この純粋な二酸化炭素あるいは高濃度の二酸化炭素は、化学品、あるいは高分子物質の合成原料、食品冷凍用の冷剤等として用いられる。その他、回収した二酸化炭素を、現在技術開発されつつある地下等へ隔離貯蔵することも可能である。   The purity of the carbon dioxide recovered in this manner is usually as high as about 95 to 99% by volume. This pure carbon dioxide or high-concentration carbon dioxide is used as a chemical, a synthetic raw material for a polymer substance, a cooling agent for freezing foods, or the like. In addition, it is possible to sequester and store the recovered carbon dioxide in the underground, where technology is currently being developed.

上述した工程のうち、酸性ガス吸収剤から二酸化炭素を分離して酸性ガス吸収剤を再生する工程が、最も多量のエネルギーを消費する部分であり、この工程で、全体工程の約50〜80%程度のエネルギーが消費される。従って、酸性ガス吸収剤の再生工程における消費エネルギーを低減することにより、二酸化炭素の吸収分離工程のコストを低減できる。このため、排気ガスからの酸性ガス除去を、経済的に有利に行うことができる。   Of the steps described above, the step of separating the carbon dioxide from the acid gas absorbent to regenerate the acid gas absorbent is the portion that consumes the most amount of energy. In this step, about 50 to 80% of the entire process is consumed. A certain amount of energy is consumed. Therefore, the cost of the carbon dioxide absorption separation process can be reduced by reducing the energy consumption in the regeneration process of the acidic gas absorbent. For this reason, acid gas removal from exhaust gas can be performed economically advantageously.

本実施形態によれば、上記の実施形態の酸性ガス吸収剤を用いることで、二酸化炭素脱離(再生工程)のために必要なエネルギーを低減することができる。このため、二酸化炭素の吸収分離工程を、経済的に有利な条件で行うことができる。   According to this embodiment, the energy required for carbon dioxide desorption (regeneration process) can be reduced by using the acidic gas absorbent of the above embodiment. For this reason, the absorption separation process of carbon dioxide can be performed on economically advantageous conditions.

また、上述した実施形態に係るジアミン化合物は、従来より酸性ガス吸収剤として用いられてきた2−アミノエタノール等のアルカノールアミン類と比較して、炭素鋼などの金属材料に対し著しく高い耐腐食性を有している。したがって、このような酸性ガス吸収剤を用いた酸性ガス除去方法とすることで、例えばプラント建設において、高コストの高級耐食鋼を用いる必要がなくなり、コスト面で有利である。   In addition, the diamine compound according to the above-described embodiment is remarkably high in corrosion resistance with respect to a metal material such as carbon steel as compared with alkanolamines such as 2-aminoethanol which has been conventionally used as an acid gas absorbent. have. Therefore, the acid gas removal method using such an acid gas absorbent eliminates the need to use high-cost high-grade corrosion-resistant steel in, for example, plant construction, which is advantageous in terms of cost.

本実施形態に係る酸性ガス除去装置は、酸性ガスを含有するガスから酸性ガスを除去する酸性ガス除去装置であって、上記の実施形態に係る酸性ガス吸収剤を収容し、酸性ガスを含有するガスと前記酸性ガス吸着剤とを接触させて前記ガスから酸性ガスを除去する吸収塔と、前記吸収塔で吸収された酸性ガスを有する酸性ガス吸収剤を収容し、前記酸性ガス吸着剤から酸性ガスを除去して、前記吸収塔で再利用する酸性ガス吸着剤を再生する再生塔と、を有する。   The acidic gas removal device according to the present embodiment is an acidic gas removal device that removes acidic gas from a gas containing acidic gas, and contains the acidic gas absorbent according to the above embodiment and contains acidic gas. An absorption tower that removes acidic gas from the gas by bringing a gas into contact with the acidic gas adsorbent, and an acidic gas absorbent having acidic gas absorbed by the absorption tower are housed, and the acidic gas adsorbent contains acidic gas. A regeneration tower that removes gas and regenerates the acid gas adsorbent that is reused in the absorption tower.

図1は、実施形態の酸性ガス除去装置の概略図である。この酸性ガス除去装置1は、酸性ガスを含むガス(以下、排気ガスと称する。)と酸性ガス吸着剤とを接触させ、この排気ガスから酸性ガスを吸収させて除去する吸収塔2と、酸性ガスを吸収した酸性ガス吸着剤から酸性ガスを分離し、酸性ガス吸着剤を再生する再生塔3と、を備えている。以下、酸性ガスが二酸化炭素である場合を例に説明する。   FIG. 1 is a schematic view of an acidic gas removal apparatus according to an embodiment. The acidic gas removing device 1 includes an absorption tower 2 for contacting a gas containing acidic gas (hereinafter referred to as exhaust gas) with an acidic gas adsorbent and absorbing and removing the acidic gas from the exhaust gas, and an acidic gas. A regenerating tower 3 for separating the acid gas from the acid gas adsorbent that has absorbed the gas and regenerating the acid gas adsorbent. Hereinafter, the case where the acidic gas is carbon dioxide will be described as an example.

図1に示すように、火力発電所から排出される燃焼排ガス等の、二酸化炭素を含む排気ガスが、ガス供給口4を通って吸収塔2下部へ導かれる。この排気ガスは、吸収塔2に押し込められ、吸収塔2上部の酸性ガス吸収剤供給口5から供給されて吸収塔2内部に収容されている酸性ガス吸収剤と接触する。酸性ガス吸収剤としては、上述した実施形態に係る酸性ガス吸収剤を使用する。   As shown in FIG. 1, exhaust gas containing carbon dioxide, such as combustion exhaust gas discharged from a thermal power plant, is guided to the lower part of the absorption tower 2 through a gas supply port 4. The exhaust gas is pushed into the absorption tower 2 and is brought into contact with the acidic gas absorbent that is supplied from the acidic gas absorbent supply port 5 at the top of the absorption tower 2 and accommodated inside the absorption tower 2. As the acidic gas absorbent, the acidic gas absorbent according to the above-described embodiment is used.

酸性ガス吸収剤のpH値は、少なくとも9以上に調整すればよい。酸性ガス吸収剤のpH値は、排気ガス中に含まれる有害ガスの種類、濃度、流量等によって、適宜最適条件を選択することがよい。また、この酸性ガス吸収剤には、上記のアミン系化合物、及び水などの溶媒の他に、二酸化炭素の吸収性能を向上させる含窒素化合物、酸化防止剤、pH調整剤等、その他化合物を任意の割合で含有していてもよい。   The pH value of the acidic gas absorbent may be adjusted to at least 9 or more. As for the pH value of the acidic gas absorbent, it is preferable to appropriately select the optimum condition depending on the type, concentration, flow rate, etc. of harmful gas contained in the exhaust gas. In addition to the above amine compounds and water and other solvents, the acidic gas absorbent may be any other compound such as a nitrogen-containing compound that improves carbon dioxide absorption performance, an antioxidant, and a pH adjuster. You may contain in the ratio.

このように、排気ガスが酸性ガス吸収剤と接触することで、この排気ガス中の二酸化炭素が酸性ガス吸収剤に吸収され除去される。二酸化炭素が除去された後の排気ガスは、ガス排出口6から吸収塔2外部に排出される。   Thus, when the exhaust gas comes into contact with the acidic gas absorbent, carbon dioxide in the exhaust gas is absorbed by the acidic gas absorbent and removed. The exhaust gas after the carbon dioxide is removed is discharged from the gas outlet 6 to the outside of the absorption tower 2.

二酸化炭素を吸収した酸性ガス吸収剤は、熱交換器7、加熱器8に送液され、加熱された後、再生塔3に送液される。再生塔3内部に送液された酸性ガス吸収剤は、再生塔3の上部から下部に移動し、この間に、酸性ガス吸収剤中の二酸化炭素が脱離し、酸性ガス吸収剤が再生する。   The acidic gas absorbent that has absorbed carbon dioxide is sent to the heat exchanger 7 and the heater 8, heated, and then sent to the regeneration tower 3. The acidic gas absorbent sent to the inside of the regeneration tower 3 moves from the upper part to the lower part of the regeneration tower 3, and during this time, carbon dioxide in the acidic gas absorbent is desorbed and the acidic gas absorbent is regenerated.

再生塔3で再生した酸性ガス吸収剤は、ポンプ9によって熱交換器7、吸収液冷却器10に送液され、酸性ガス吸収剤供給口5から吸収塔2に戻される。   The acid gas absorbent regenerated in the regeneration tower 3 is sent to the heat exchanger 7 and the absorption liquid cooler 10 by the pump 9 and returned to the absorption tower 2 from the acid gas absorbent supply port 5.

一方、酸性ガス吸収剤から分離された二酸化炭素は、再生塔3上部において、還流ドラム11から供給された還流水と接触し、再生塔3外部に排出される。二酸化炭素が溶解した還流水は、還流冷却器12で冷却された後、還流ドラム11において、二酸化炭素を伴う水蒸気が凝縮した液体成分と分離され、この液体成分は、回収二酸化炭素ライン13により二酸化炭素回収工程に導かれる。一方、二酸化炭素が分離された還流水は、還流水ポンプ14で再生塔3に送液される。   On the other hand, the carbon dioxide separated from the acidic gas absorbent comes into contact with the reflux water supplied from the reflux drum 11 at the top of the regeneration tower 3 and is discharged to the outside of the regeneration tower 3. The reflux water in which the carbon dioxide is dissolved is cooled by the reflux cooler 12 and then separated from the liquid component in which the water vapor accompanying the carbon dioxide is condensed in the reflux drum 11. Guided to carbon capture process. On the other hand, the reflux water from which carbon dioxide has been separated is sent to the regeneration tower 3 by the reflux water pump 14.

本実施形態の酸性ガス除去装置1によれば、二酸化炭素の吸収特性及び脱離特性に優れた酸性ガス吸収剤を用いることで、効率の高い二酸化炭素の吸収除去を行うことが可能となる。   According to the acidic gas removal device 1 of the present embodiment, it is possible to perform highly efficient absorption and removal of carbon dioxide by using an acidic gas absorbent excellent in carbon dioxide absorption characteristics and desorption characteristics.

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明したが、上記の実施例は、本発明の一例として挙げたものであり、本発明を限定するものではない。
また、上記の各実施形態の説明では、酸性ガス吸収剤、酸性ガス除去装置及び酸性ガス除去方法において、本発明の説明に直接必要とされない部分等についての記載を省略したが、これらについて必要とされる各要素を適宜選択して用いることができる。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described referring a specific example, said Example is mentioned as an example of this invention and does not limit this invention.
In addition, in the description of each of the above embodiments, in the acidic gas absorbent, the acidic gas removal device, and the acidic gas removal method, the description of the portions that are not directly required for the explanation of the present invention is omitted. Each element to be used can be appropriately selected and used.

その他、本発明の要素を具備し、本発明の趣旨に反しない範囲で当業者が適宜設計変更しうる全ての酸性ガス吸収剤、酸性ガス除去装置及び酸性ガス除去方法は、本発明の範囲に包含される。本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその均等物の範囲によって定義されるものである。   In addition, all acid gas absorbents, acid gas removal devices, and acid gas removal methods that include elements of the present invention and that can be appropriately modified by those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention are within the scope of the present invention. Is included. The scope of the present invention is defined by the appended claims and equivalents thereof.

以下、本発明について実施例、比較例を参照してさらに詳細な説明を行うが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

(実施例1)
1,2−ジアミノシクロブタン−N,N’−ジエタノールを45質量%、ピペラジンを5質量%となるように水に溶解させ、50mlの水溶液(以下、吸収液と示す。)とした。この吸収液を試験管に充填して40℃に加熱し、二酸化炭素(CO)10体積%、窒素(N)ガス90体積%含む混合ガスを流速500mL/minで通気して、試験管出口でのガス中の二酸化炭素(CO)濃度を赤外線式ガス濃度測定装置(株式会社島津製作所製、商品名「CGT−700」)を用いて測定し、吸収性能を評価した。試験管内のアミン水溶液へのガス導入口には、1/8インチのテフロン(登録商標)チューブ(内径:1.59mm、外径:3.17mm)を用いて行った。また、上記のように混合ガスを40℃で吸収させた後の水溶液を80℃に加熱し、100%窒素(N)ガスを流速500mL/minで通気し、吸収液中のCO濃度を赤外線式ガス濃度測定装置を用いて測定して放出性能を評価した。吸収液の二酸化炭素吸収速度は、二酸化炭素の吸収を開始してから2分後の時点で計測した速度とした。
40℃での吸収液の二酸化炭素吸収量は、吸収液中のアミン化合物1mol当り0.62molであった。80℃での吸収液の二酸化炭素(CO)吸収量は、アミン化合物1mol当り0.14molであった。40℃で二酸化炭素(CO)を吸収させ、80℃で二酸化炭素(CO)を脱離させる過程で、アミン化合物1mol当り0.48molのCOが回収された。CO吸収速度は0.036mol/L/minであった。
Example 1
1,2-Diaminocyclobutane-N, N′-diethanol was dissolved in water so as to be 45% by mass and piperazine was 5% by mass to obtain a 50 ml aqueous solution (hereinafter referred to as an absorbing solution). The absorption liquid is filled in a test tube and heated to 40 ° C., and a mixed gas containing 10% by volume of carbon dioxide (CO 2 ) and 90% by volume of nitrogen (N 2 ) gas is vented at a flow rate of 500 mL / min. The carbon dioxide (CO 2 ) concentration in the gas at the outlet was measured using an infrared gas concentration measuring apparatus (manufactured by Shimadzu Corporation, trade name “CGT-700”) to evaluate the absorption performance. A 1/8 inch Teflon (registered trademark) tube (inner diameter: 1.59 mm, outer diameter: 3.17 mm) was used as a gas inlet to the amine aqueous solution in the test tube. Further, the aqueous solution after absorbing the mixed gas at 40 ° C. as described above is heated to 80 ° C., 100% nitrogen (N 2 ) gas is vented at a flow rate of 500 mL / min, and the CO 2 concentration in the absorbing solution is reduced. The emission performance was evaluated by measurement using an infrared gas concentration measuring device. The carbon dioxide absorption rate of the absorbing solution was the rate measured at a point two minutes after the start of carbon dioxide absorption.
The amount of carbon dioxide absorbed by the absorbing solution at 40 ° C. was 0.62 mol per mol of amine compound in the absorbing solution. The amount of carbon dioxide (CO 2 ) absorbed by the absorbing solution at 80 ° C. was 0.14 mol per 1 mol of the amine compound. In the process of absorbing carbon dioxide (CO 2 ) at 40 ° C. and desorbing carbon dioxide (CO 2 ) at 80 ° C., 0.48 mol of CO 2 was recovered per 1 mol of the amine compound. The CO 2 absorption rate was 0.036 mol / L / min.

反応熱は以下のようにして測定した。恒温槽中に設置された同一形状のガラス製反応槽及びリファレンス槽からなる示差熱型反応熱量計「DRC」(製品名、SETARAM社製)を用いて吸収液による二酸化炭素吸収の反応熱を測定した。反応槽及びリファレンス槽にそれぞれ150mLの吸収液を充填し、槽のジャケット部分に40℃の恒温水を循環させる。この状態で反応槽の吸収液に100%濃度の二酸化炭素ガスを200ml/分で吹込み、液の温度上昇を二酸化炭素吸収が終了するまで温度記録計にて連続的に記録し、事前に測定された反応槽とジャケット水間の総括伝熱係数を用いて反応熱を算出した。二酸化炭素吸収の反応熱は65kJ/molであった。なお、実施例1〜4及び比較例1において、反応熱は、吸収液中に含まれる二酸化炭素1mol当たりの反応熱を示す。   The heat of reaction was measured as follows. Measure the reaction heat of carbon dioxide absorption by the absorbing solution using a differential thermal reaction calorimeter “DRC” (product name, manufactured by SETARAM) consisting of a glass reaction tank and a reference tank of the same shape installed in a thermostat did. Each of the reaction tank and the reference tank is filled with 150 mL of absorption liquid, and constant temperature water at 40 ° C. is circulated in the jacket portion of the tank. In this state, 100% carbon dioxide gas was blown into the absorption liquid in the reaction tank at 200 ml / min, and the temperature rise of the liquid was continuously recorded with a temperature recorder until the carbon dioxide absorption was completed, and measured in advance. The reaction heat was calculated using the overall heat transfer coefficient between the reaction vessel and the jacket water. The reaction heat of carbon dioxide absorption was 65 kJ / mol. In Examples 1 to 4 and Comparative Example 1, the heat of reaction indicates the heat of reaction per 1 mol of carbon dioxide contained in the absorbing solution.

(実施例2)
1,2−ジアミノシクロブタン−N,N’−ジエタノールに代えて、1,2−ジアミノシクロペンタン−N,N’−ジエタノールを用いたこと以外は、実施例1と同様にして吸収液(水溶液)を調製し、実施例1と同様の装置を用い、同条件下で二酸化炭素吸収量、二酸化炭素吸収速度及び反応熱を測定した。
吸収液中のアミン化合物1mol当り、40℃での二酸化炭素吸収量は0.63molであり、80℃での二酸化炭素吸収量は0.13molであり、吸収液中のアミン化合物1mol当り0.50molの二酸化炭素が回収された。CO吸収速度は0.040mol/L/minであった。二酸化炭素吸収の反応熱は64kJ/molであった。
(Example 2)
Absorbing solution (aqueous solution) in the same manner as in Example 1 except that 1,2-diaminocyclopentane-N, N′-diethanol was used instead of 1,2-diaminocyclobutane-N, N′-diethanol. Using the same apparatus as in Example 1, the carbon dioxide absorption amount, the carbon dioxide absorption rate, and the heat of reaction were measured under the same conditions.
The amount of carbon dioxide absorbed at 40 ° C. per mol of amine compound in the absorbing solution is 0.63 mol, the amount of carbon dioxide absorbed at 80 ° C. is 0.13 mol, and 0.50 mol per mol of amine compound in the absorbing solution. Of carbon dioxide was recovered. The CO 2 absorption rate was 0.040 mol / L / min. The reaction heat of carbon dioxide absorption was 64 kJ / mol.

(実施例3)
1,2−ジアミノシクロブタン−N,N’−ジエタノールに代えて、1,2−ジアミノシクロヘキサン−N,N’−ジエタノールを用いたこと以外は、実施例1と同様にして吸収液(水溶液)を調製し、実施例1と同様の装置を用い、同条件下で二酸化炭素吸収量、二酸化炭素吸収速度及び反応熱を測定した。
吸収液中のアミン化合物1mol当り、40℃での二酸化炭素吸収量は0.64molであり、80℃での二酸化炭素吸収量は0.12molであり、吸収液中のアミン化合物1mol当り0.52molの二酸化炭素が回収された。CO吸収速度は0.038mol/L/minであった。二酸化炭素吸収の反応熱は63kJ/molであった。
(Example 3)
An absorbing solution (aqueous solution) was prepared in the same manner as in Example 1 except that 1,2-diaminocyclobutane-N, N′-diethanol was used instead of 1,2-diaminocyclobutane-N, N′-diethanol. Using the same apparatus as in Example 1, the carbon dioxide absorption, the carbon dioxide absorption rate, and the heat of reaction were measured under the same conditions.
The amount of carbon dioxide absorbed at 40 ° C. per mol of amine compound in the absorbing solution is 0.64 mol, the amount of carbon dioxide absorbed at 80 ° C. is 0.12 mol, and 0.52 mol per mol of amine compound in the absorbing solution. Of carbon dioxide was recovered. The CO 2 absorption rate was 0.038 mol / L / min. The reaction heat of carbon dioxide absorption was 63 kJ / mol.

(実施例4)
1,2−ジアミノシクロブタン−N,N’−ジエタノールを40質量%、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノールを5重量%、ピペラジンを5質量%となるように水に溶解させて50mlの吸収液を調製し、実施例1と同様の装置を用い、実施例1と同条件下で二酸化炭素吸収量、二酸化炭素吸収速度及び反応熱を測定した。
吸収液中のアミン化合物1mol当り、40℃での二酸化炭素吸収量は0.65molであり、80℃での二酸化炭素吸収量は0.15molであり、吸収液中のアミン化合物1mol当り0.50molの二酸化炭素が回収された。CO吸収速度は0.039mol/L/minであった。二酸化炭素吸収の反応熱は66kJ/molであった。
Example 4
50 ml of 1,2-diaminocyclobutane-N, N′-diethanol was dissolved in water so that 40% by mass, 2-amino-2-methyl-1-propanol was 5% by weight, and piperazine was 5% by mass. An absorption liquid was prepared, and the carbon dioxide absorption amount, the carbon dioxide absorption rate, and the reaction heat were measured using the same apparatus as in Example 1 under the same conditions as in Example 1.
The amount of carbon dioxide absorbed at 40 ° C. per 1 mol of amine compound in the absorbing solution is 0.65 mol, the amount of carbon dioxide absorbed at 80 ° C. is 0.15 mol, and 0.50 mol per mol of amine compound in the absorbing solution. Of carbon dioxide was recovered. The CO 2 absorption rate was 0.039 mol / L / min. The reaction heat of carbon dioxide absorption was 66 kJ / mol.

(比較例1)
n−ブチルジエタノールアミンを50質量%、ピペラジンを5質量%となるように水に溶解させ、50mlの水溶液(以下、吸収液と示す。)とした。その後、実施例1と同様の装置を用い、実施例1と同条件下で二酸化炭素吸収量、二酸化炭素吸収速度及び反応熱を測定した。
吸収液中のアミン化合物1mol当り、40℃での二酸化炭素吸収量は0.20molであり、80℃での二酸化炭素吸収量は0.08molであり、吸収液中のアミン化合物1mol当り0.12molの二酸化炭素が回収された。CO吸収速度は0.023mol/L/minであった。二酸化炭素吸収の反応熱は64kJ/molであった。
(Comparative Example 1)
n-Butyldiethanolamine was dissolved in water so as to be 50% by mass and piperazine was 5% by mass to obtain 50 ml of an aqueous solution (hereinafter referred to as an absorbing solution). Thereafter, using the same apparatus as in Example 1, the carbon dioxide absorption, the carbon dioxide absorption rate, and the reaction heat were measured under the same conditions as in Example 1.
The amount of carbon dioxide absorbed at 40 ° C. per 1 mol of amine compound in the absorbing solution is 0.20 mol, the amount of carbon dioxide absorbed at 80 ° C. is 0.08 mol, and 0.12 mol per mol of amine compound in the absorbing solution. Of carbon dioxide was recovered. The CO 2 absorption rate was 0.023 mol / L / min. The reaction heat of carbon dioxide absorption was 64 kJ / mol.

表1に、実施例1〜4及び比較例1について、吸収液中のアミン化合物及び反応促進剤の含有量と共に、40℃での二酸化炭素吸収量、80℃での二酸化炭素吸収量、二酸化炭素回収量、二酸化炭素吸収速度、及び反応熱の測定結果を示す。
なお、表1中、二酸化炭素吸収量及び二酸化炭素回収量は、吸収液に含まれるアミン化合物1mol当りの吸収量及び回収量をモル数で示したものである。
In Table 1, with respect to Examples 1 to 4 and Comparative Example 1, together with the contents of the amine compound and reaction accelerator in the absorption liquid, the carbon dioxide absorption at 40 ° C., the carbon dioxide absorption at 80 ° C., carbon dioxide The recovery amount, carbon dioxide absorption rate, and reaction heat measurement results are shown.
In Table 1, the carbon dioxide absorption amount and the carbon dioxide recovery amount indicate the absorption amount and recovery amount per mole of the amine compound contained in the absorption liquid in terms of moles.

Figure 0006173817
Figure 0006173817

表1から明らかなように、環状アルキル基を有するジアミン化合物を用いた実施例1〜4の吸収液では、二酸化炭素回収量、及び二酸化炭素吸収速度がともに高く、また二酸化炭素の吸収時の反応熱が低く、二酸化炭素の吸収性能に優れていた。
一方、アミン化合物として、鎖状アルキル基を有するブチルジエタノールアミン(BDEA)を用いた比較例1では、二酸化炭素回収量が0.12molと低く、また二酸化炭素吸収速度も小さかった。また、実施例1〜4の吸収液の、二酸化炭素1mol当たりの反応熱は、比較例1の吸収液と略同等であった。
As is clear from Table 1, in the absorbing liquids of Examples 1 to 4 using a diamine compound having a cyclic alkyl group, both the carbon dioxide recovery amount and the carbon dioxide absorption rate are high, and the reaction at the time of carbon dioxide absorption. Low heat and excellent carbon dioxide absorption performance.
On the other hand, in Comparative Example 1 using butyldiethanolamine (BDEA) having a chain alkyl group as the amine compound, the amount of carbon dioxide recovered was as low as 0.12 mol and the carbon dioxide absorption rate was low. Moreover, the heat of reaction per 1 mol of carbon dioxide of the absorbing liquids of Examples 1 to 4 was substantially the same as that of the absorbing liquid of Comparative Example 1.

以上述べた少なくともひとつの実施形態の酸性ガス吸収剤、酸性ガス除去方法及び酸性ガス除去装置によれば、二酸化炭素等の酸性ガスの吸収量や吸収速度を高くすることができ、また酸性ガス吸収時の反応熱を低くすることができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
According to the acid gas absorbent, the acid gas removal method, and the acid gas removal device of at least one embodiment described above, the absorption amount and absorption rate of acid gas such as carbon dioxide can be increased, and the acid gas absorption The reaction heat at the time can be lowered.
Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1…酸性ガス除去装置、2…吸収塔、3…再生塔、4…ガス供給口、5…酸性ガス吸収剤供給口、6…ガス排出口、7…熱交換器、8…加熱器、9…ポンプ、10…吸収液冷却器、11…還流ドラム、12…還流冷却器、13…回収二酸化炭素ライン、14…還流水ポンプ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Acid gas removal apparatus, 2 ... Absorption tower, 3 ... Regeneration tower, 4 ... Gas supply port, 5 ... Acid gas absorbent supply port, 6 ... Gas discharge port, 7 ... Heat exchanger, 8 ... Heater, 9 ... Pump, 10 ... Absorbent liquid cooler, 11 ... Reflux drum, 12 ... Reflux cooler, 13 ... Recovered carbon dioxide line, 14 ... Reflux water pump

Claims (9)

下記一般式(1)で表される、炭素環構造を有するジアミン化合物を少なくとも1種含有することを特徴とする酸性ガス吸収剤。
Figure 0006173817
・・・(1)
(上記式(1)中、R、Rは炭素数2〜4のヒドロキシアルキル基を表し、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。但し、R、Rは、直鎖状又は分岐鎖状の炭素原子数2〜4個のアルキル基の水素原子のうち、窒素原子に結合する炭素原子以外の炭素原子に結合する水素原子の少なくとも一つが、ヒドロキシル基で置換された基である。R、Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。但し、R、Rのうちの少なくとも一つは水素原子を表す。x、yは、それぞれ窒素原子に直接結合した2つの炭素原子間の結合に介在する炭素原子の数であり、xは、1〜6の整数を表し、1≦x+y≦6であり、yは、0である。)
An acidic gas absorbent comprising at least one diamine compound having a carbocyclic structure represented by the following general formula (1).
Figure 0006173817
... (1)
(In said formula (1), R < 1 >, R < 3 > represents a C2-C4 hydroxyalkyl group, and may respectively be same or different, However, R < 1 >, R < 3 > is linear Or, among the hydrogen atoms of a branched alkyl group having 2 to 4 carbon atoms, a group in which at least one hydrogen atom bonded to a carbon atom other than a carbon atom bonded to a nitrogen atom is substituted with a hydroxyl group R 2 and R 4 each represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, provided that at least one of R 2 and R 4 represents a hydrogen atom, and x and y each represents a nitrogen atom. the number of carbon atoms interposed coupling between directly bonded to two carbon atoms, x is an integer from 1 to 6, Ri 1 ≦ x + y ≦ 6 der, y is Ru 0 der.)
前記一般式(1)で示されるジアミン化合物において、R及びRが2−ヒドロキシエチル基である請求項1記載の酸性ガス吸収剤。 The acidic gas absorbent according to claim 1 , wherein in the diamine compound represented by the general formula (1), R 1 and R 3 are 2-hydroxyethyl groups. 前記一般式(1)で示されるジアミン化合物の含有量が15〜50質量%である請求項1又は2記載の酸性ガス吸着剤。   The acid gas adsorbent according to claim 1 or 2, wherein the content of the diamine compound represented by the general formula (1) is 15 to 50% by mass. アルカノールアミン類及び/又は下記一般式(2)で表されるヘテロ環状アミン化合物からなる反応促進剤をさらに含有し、前記反応促進剤の含有量が1〜15質量%である請求項1乃至3のいずれか1項記載の酸性ガス吸収剤。
Figure 0006173817
・・・(2)
(上記式(2)中、Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、Rは炭素原子に結合した炭素数1〜4のアルキル基を表す。rは1〜3の整数を表し、qは1〜4の整数を表し、pは0〜12の整数を表す。rが2〜3の場合には、窒素原子同士は直接結合していない。)
A reaction accelerator comprising an alkanolamine and / or a heterocyclic amine compound represented by the following general formula (2) is further contained, and the content of the reaction accelerator is 1 to 15% by mass. The acid gas absorbent according to any one of the above.
Figure 0006173817
... (2)
(In the above formula (2), R 5 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 6 is a 1-3 .r represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms bonded to carbon atoms Represents an integer, q represents an integer of 1 to 4, and p represents an integer of 0 to 12. When r is 2 to 3, nitrogen atoms are not directly bonded to each other.
前記アルカノールアミン類が2−(イソプロピルアミノ)エタノール、2−(エチルアミノ)エタノール及び2−アミノ−2−メチル−1−プロパノールからなる群より選ばれる少なくとも一種である請求項4記載の酸性ガス吸収剤。   The acidic gas absorption according to claim 4, wherein the alkanolamines are at least one selected from the group consisting of 2- (isopropylamino) ethanol, 2- (ethylamino) ethanol and 2-amino-2-methyl-1-propanol. Agent. 前記ヘテロ環状アミン化合物がピペラジン類からなる群より選ばれる少なくとも一種を包括する請求項4又は5記載の酸性ガス吸収剤。   The acidic gas absorbent according to claim 4 or 5, wherein the heterocyclic amine compound includes at least one selected from the group consisting of piperazines. 前記ピペラジン類が、ピペラジン、2−メチルピペラジン、2,5−ジメチルピペラジン及び2,6−ジメチルピペラジンからなる群より選ばれる少なくとも一種である請求項6記載の酸性ガス吸収剤。   The acidic gas absorbent according to claim 6, wherein the piperazine is at least one selected from the group consisting of piperazine, 2-methylpiperazine, 2,5-dimethylpiperazine, and 2,6-dimethylpiperazine. 酸性ガスを含有するガスと、請求項1乃至7のいずれか1項記載の酸性ガス吸着剤とを接触させて、前記酸性ガスを含むガスから酸性ガスを除去することを特徴とする酸性ガス除去方法。   An acid gas removal comprising: contacting a gas containing an acid gas with the acid gas adsorbent according to any one of claims 1 to 7 to remove the acid gas from the gas containing the acid gas. Method. 酸性ガスを含有するガスから酸性ガスを除去する酸性ガス除去装置であって、
請求項1乃至7のいずれか1項記載の酸性ガス吸収剤を収容し、酸性ガスを含有するガスと前記酸性ガス吸着剤とを接触させて前記ガスから酸性ガスを除去する吸収塔と、
前記吸収塔で吸収された酸性ガスを有する酸性ガス吸収剤を収容し、前記酸性ガス吸着剤から酸性ガスを除去して、前記吸収塔で再利用する酸性ガス吸着剤を再生する再生塔と、を有する酸性ガス除去装置。
An acid gas removing device for removing acid gas from gas containing acid gas,
An absorption tower for containing the acidic gas absorbent according to any one of claims 1 to 7, and contacting the acidic gas adsorbent with a gas containing an acidic gas to remove the acidic gas from the gas;
A regeneration tower that contains an acid gas absorbent having an acid gas absorbed in the absorption tower, removes the acid gas from the acid gas adsorbent, and regenerates the acid gas adsorbent that is reused in the absorption tower; An acid gas removing device having
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