[发明专利]酸性气体吸收剂、酸性气体去除方法及酸性气体去除装置

说明书

技术领域

本发明的实施方式涉及酸性气体吸收剂、酸性气体去除方法及酸性气体去除装置。

背景技术

近年来，作为地球温暖化现象的一个原因，指出了由于二氧化碳（CO₂）浓度上升而引起的温室效应，急切需要制定以地球规模保护环境的国际性的对策。作为CO₂的产生源，由于商业活动而产生的CO₂量很大，抑制其排出的势头正在抬升。

作为抑制以CO₂为代表的酸性气体的浓度上升的技术，有如下的技术：开发节能产品、分离回收排出的酸性气体的技术；将酸性气体作为资源利用或隔离储存的技术；转换为不排出酸性气体的自然能源或原子能等替代能源等。

作为迄今为止被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，吸收法适合用于处理大量气体，正在研究将其用于工厂和发电厂。

所以，以使用化石燃料的火力发电厂等的设备作为对象而使在燃烧化石燃料（煤、石油、天然气等）时产生的排气与化学吸收剂接触从而将燃烧排气中的CO₂去除并回收的方法、进而储存被回收的CO₂的方法在世界上被使用着。另外，提出了使用化学吸收剂，除了将CO₂去除以外，还将硫化氢（H₂S）等酸性气体去除。

通常作为用于吸收法的化学吸收剂，以一乙醇胺（MEA）为代表的链烷醇胺类从1930年代左右就开始开发了，并且现在也被使用着。该方法是经济的，另外去除装置的大型化是容易的。

作为既存的被广泛使用的链烷醇胺，有一乙醇胺、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。

特别是，作为仲胺的甲基乙醇胺及作为叔胺的二乙基乙醇胺等由于反应速度快，因此被广泛使用。但是，这些化合物具有腐蚀性，且容易劣化，另外存在再生所需要的能量高这样的问题。另一方面，虽然甲基二乙醇胺的腐蚀性低，另外再生所需要的能量也低，但有吸收速度低这样的缺点。所以，要求开发改善了这些方面的新的吸附剂。

近年来，作为酸性气体的吸收剂，对胺系化合物中的特别是在结构上具有空间位阻的链烷醇胺的研究正在积极尝试中。具有空间位阻的链烷醇胺对酸性气体的选择性非常高，另外有再生所需要的能量少这样的优点。

具有空间位阻的胺系化合物的反应速度依存于由其空间结构确定的反应的位阻程度。

具有空间位阻的胺系化合物的反应速度虽然比例如甲基乙醇胺、二乙醇胺等仲胺低，但其具有比甲基二乙醇胺等叔胺高的反应速度。另外，作为配合在吸收剂中的链烷醇胺，已知有2-氨基-2-甲基丙醇、2-哌啶乙醇等。

另一方面，也已知有将作为具有与链烷醇胺类不同的结构的胺系化合物的环状胺作为吸收剂使用的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-307519号公报

专利文献2：日本专利第2871334号公报

专利文献3：美国专利4112052号说明书

发明内容

发明所要解决的问题

然而，即使在这些技术中，关于酸性气体吸收量、酸性气体吸收速度、反应热等酸性气体吸收能力仍然是不充分的，要求气体吸收能力进一步提高。

本发明所要解决的问题是，提供二氧化碳等酸性气体的吸收量大、吸收速度快、另外吸收酸性气体时的反应热低、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去除装置及酸性气体去除方法。

用于解决问题的方法

实施方式的酸性气体吸收剂含有至少1种由下述通式（1）所表示的叔胺化合物。

化学式1

（上述式（1）中，环A表示碳原子数为3以上且8以下的环结构，R¹、R²表示碳原子数为1～4的烷基，R³表示碳原子数为1～4的烷基，R⁴表示羟基烷基。R¹、R²为键合于与键合于氮原子上的环A的碳原子相邻的碳原子上的基团，可以彼此相同，也可以不同，m、n各自独立地表示0～4的整数，1≤m+n≤4。）