[發明專利]哌嗪鎓三氟乙酸鹽化合物和使用該物的二氧化碳吸收劑

有效

• 申請號: 200910225665.1
• 申請日: 2009-11-27
• 公開（公告）號: CN101935311A
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發明（設計）人: 鄭圣燁;李起春;崔錫鎮;金薰植;J·帕利古納迪;姜諸殷
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社;起亞自動車株式會社
• 主分類號: C07D295/13
• 分類號: C07D295/13;C07D295/088;C07D295/037;C07C53/18;B01D53/14
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

相關申請的交叉引用

本申請要求于2009年6月29日提交的韓國申請第10-2009-0058340號的優先權，該申請的全部內容引入本文作為參考。

技術領域

本申請涉及一種新的哌嗪鎓三氟乙酸鹽(piperaziniumtrifluoroacetate)化合物和包括該化合物的二氧化碳吸收劑。

背景技術

多種方法諸如吸收、吸附、膜分離和低溫分離被用于從化工廠、發電廠或大容量鍋爐的廢氣中或從天然氣中分離二氧化碳。當排放的二氧化碳的濃度很低時，廣泛地使用吸收或吸附法。該方法在工業上使用，因為其可以選擇性地分離可良好地吸收或吸附到吸收劑或吸附劑中的特定氣體；然而，由于在分離過程中吸收劑或吸附劑變得化學和/或物理失活，因此必須定期更換吸收劑或吸附劑。

其中使用液體吸收劑的吸收法被廣泛用于純化大量的廢氣或用于氣體分離，因為很容易更換吸收劑；然而，液體吸收劑可能變得化學和/或物理失活。

作為二氧化碳吸收劑，廣泛使用胺溶液，諸如單乙醇胺(MEA)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、二乙醇胺(DEA)等，因為胺吸收劑與二氧化碳發生化學結合，并且，當向其施加熱量時，二氧化碳和吸收劑之間的化學鍵被破壞，使得二氧化碳可以被脫除并回收，并且吸收劑可以再循環。然而，該方法存在一些問題：諸如，由于在吸收劑的再循環過程中用來破壞二氧化碳和吸收劑之間的化學鍵的高溫，使得胺發生不可逆的分解；吸收劑的補充；胺本身或分解產物對吸收裝置的腐蝕；以及通過吸收劑的蒸汽壓而再循環的氣體的污染。

已報道有使用有機溶劑諸如Selexol、IFPexol、NFM等物理性吸收二氧化碳的多種方法。有機溶劑吸收劑優于含水胺吸收劑的一個優點在于：回收二氧化碳和使溶劑再循環所需的能量較低，因為二氧化碳的吸收是通過溶劑和二氧化碳之間的物理作用，而不是如在含水胺吸收劑的情況下那樣通過化學鍵來完成的。更具體地，在胺吸收劑的情況下，二氧化碳的回收和溶劑的再循環需要高耗能的高溫汽提工藝；另一方面，在物理吸收的情況下，可以通過簡單地改變壓力而不是通過增加溫度來回收溶解在溶劑中的二氧化碳。

然而，物理吸收法有一些缺點。例如，由于有機溶劑表現出的二氧化碳吸收能力明顯低于胺的水溶液，因此，吸收劑的循環率很高，從而需要相對較大的裝置。另外，由于使用有機溶劑的物理吸收法要求的吸收劑循環率比胺的水溶液要高得多，因此需要較大的資金和較高的設備成本。此外，由于物理吸收方法中使用的溶劑沸點很低，因此其在吸收和再循環工藝的過程中容易損失。

已經進行了許多嘗試來使用熱穩定性高、且在低于100℃的低溫下保持其液相的非揮發性離子液體作為吸收劑，如美國專利第6,849,774B2號、美國專利第6,623,659?B2號和美國專利申請公開第20080146849A1號中所公開。離子液體是具有極性、并含有有機陽離子和有機或無機陰離子的鹽化合物。吸收到離子液體中的氣體的溶解度根據氣體和離子液體之間的相互作用程度而變化。因此，如果通過適當地改變離子液體的陽離子和陰離子結構來改變離子液體的極性、酸度、堿度和親核性，則可以在一定程度上調節特定氣體的溶解度。

通常，離子液體吸收劑含有含氮的有機陽離子和陰離子，含氮的有機陽離子的例子有季銨，包括咪唑鎓、吡唑鎓、三唑鎓、吡啶鎓、噠嗪鎓和嘧啶鎓，陰離子的例子有鹵素(例如，Cl^-、Br^-和I^-)、BF4^-、PF6^-、(CF₃SO)₂N^-、CF₃SO₃^-、MeSO₃^-、NO₃^-、CF₃CO₂^-和CH₃CO₂^-。具體地，據報道含氟原子的陰離子具有相對較高的二氧化碳吸收能力。然而，這些離子液體吸收劑的問題在于，與胺吸收劑相比，二氧化碳吸收能力明顯較低，或其制造成本非常高，從而降低了經濟效率。

在此背景技術部分中公開的上述信息僅用于增強對本發明背景技術的理解，并因此其可以包含不形成本國家本領域的普通技術人員已經知曉的現有技術的信息。

發明內容