[发明专利]用于吸收和回收气体中的二氧化碳的液体、及使用该液体的二氧化碳的回收方法

说明书

本发明公开了一种用于从含有二氧化碳的气体中吸收和回收二氧化碳的液体、及使用该液体的二氧化碳的吸收和回收方法，该液体中含有(A)由通式[1]R‑NH‑(CH₂)_n‑OH表示的仲胺化合物、(B)由通式[2]R¹R²N‑(X)_m‑NR³R⁴表示的聚胺化合物及(C)水，该(A)仲胺化合物的含量为50重量％以上。

技术领域

本发明涉及一种用于吸收和回收气体中所含的二氧化碳的液体、及使用该液体有效地吸收和回收气体中的二氧化碳的方法。

背景技术

近年来，气候变化或自然灾害认为是因全球变暖引起的，严重影响了农业生产、居住环境、能量消耗等。造成此全球变暖的原因认为是在于随着人类的社会活动的活跃而增多的二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、氟利昂等温室效应气体在大气中增多，该温室效应气体中最主要的气体可列举出大气中的二氧化碳，减少二氧化碳向大气中的排放量的对策成为全球性课题。

作为二氧化碳的产生源，有以煤、柴油、天然气等作为燃料的火力发电站、利用焦炭还原氧化铁的炼铁厂的高炉、通过燃烧生铁中的碳来炼钢的炼铁厂的转炉、各种制造厂的锅炉、水泥厂的炉等、以及以汽油、柴油、轻油等作为燃料的汽车、船舶、飞机等运输机器。其中，除运输机以外的其他机器都是固定的设备，是容易实施减少二氧化碳向大气中的排放量的对策的设备。

作为对于从上述例示的产生源排放的气体中的二氧化碳进行分离回收的方法，目前为止已知有若干方法。

例如，已知有使含有二氧化碳的气体在吸收塔内与烷醇胺类的水溶液接触而吸收二氧化碳的方法。在此，作为烷醇胺类，已知单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、甲基二乙醇胺(MDEA)、二异丙醇胺(DIPA)、二甘醇胺(DGA)等，但通常情况下多使用MEA。

一般而言，烷醇胺类对水的溶解度高，为了更有效地分离回收二氧化碳，优选浓度高的烷醇胺类。然而，随着浓度升高，二氧化碳的回收速度下降，因此未能开发出反应效率更好的二氧化碳吸收用液体。

而且，当从已吸收二氧化碳的液体中回收二氧化碳时，通过将液体加热至例如为120℃，使已吸收二氧化碳的液体中的二氧化碳脱吸，但在二氧化碳与该烷醇胺类的反应热大的情况下，回收二氧化碳时需要大量的能量。例如，就MEA而言，与1摩尔的二氧化碳的反应热高至80kJ(80kJ/molCO₂)，当发电站使用MEA分离回收二氧化碳时，需要的能量约相当于发电量的20％。

如上所述，不仅二氧化碳向大气的排放量、从节能和节省资源的观点出发该附加性的能量消耗也成为二氧化碳的分离回收的实用化中的大课题，当前正寻求一种用于以更低的能量消耗、即以高能效吸收和回收二氧化碳的二氧化碳吸收液体和方法。

目前为止，已对上文所述的课题进行了各种研究。专利文献1中记载有如下方法：通过使在胺基周边有烷基等空间位阻的胺化合物(所谓的受阻胺)的水溶液与大气压下的燃烧废气接触，将二氧化碳吸收至该水溶液，从而除去燃烧废气中的二氧化碳。作为受阻胺，记载有2-甲基氨基乙醇(以下也有时表示为MAE)或2-乙基氨基乙醇(以下也有时表示为EAE)的具体例，实施例中使用的是MAE和EAE的30重量％的水溶液。作为没有实施例的其他受阻胺，记载有2-异丙基氨基乙醇(以下也有时表示为IPAE)等胺化合物。

专利文献2中记载有同样仅含有受阻胺IPAE的水溶液，作为特征，可列举出高的二氧化碳的吸收和脱吸性能，但如比较例中所示，记载有如下结果：如果将IPAE的浓度设为60重量％，则二氧化碳的吸收速度和脱吸量会下降，水溶液的二氧化碳的吸收和脱吸性能会下降。

作为这些二氧化碳的吸收用水溶液的有效成分的胺化合物通常在摩尔浓度为3～5mol/L、重量浓度为35～50重量％的范围内可示出多个实施例，已知如果以更高浓度使用时会使溶液的二氧化碳吸收性能下降。