[發明專利]酸性氣體吸收劑、酸性氣體去除方法以及酸性氣體去除裝置

有效

• 申請號: 201310254738.6
• 申請日: 2013-06-25
• 公開（公告）號: CN103505994A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 村井伸次;前澤幸繁;加藤康博;村松武彥;程塚正敏;齊藤聰
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D53/62
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 于輝

技術領域

本文敘述的實施方案一般而言涉及酸性氣體吸收劑、酸性氣體去除裝置、和利用該酸性氣體吸收劑的酸性氣體去除方法。

背景技術

近年來，已經指出二氧化碳(CO₂)濃度的增加所引起的溫室效應是全球氣候變暖現象的原因之一，因此迫切需要策劃在全球范圍內保護環境的國際性對策。CO₂的產生源大部分來自工業活動，正逐步要求抑制CO₂排放。

作為抑制酸性氣體（通常為CO₂)濃度增加的技術，已經開發了節能產品、排放的酸性氣體的分離回收技術、利用酸性氣體作為資源的技術以及隔離（isolate）貯存酸性氣體的技術、向不排放酸性氣體的諸如自然能或原子能等替代能源的轉換等。

作為至今為止研究過的酸性氣體的分離技術，有吸收法、抽吸法、膜分離法、深冷法等。在這些方法之中，吸收法適用于氣體的大量處理，人們認為其可應用于工廠或發電廠。

因此，已經提出了使燃燒化石燃料(煤、煤餾油、天然氣等)時產生的廢氣與化學吸收劑接觸以除去并回收燃燒廢氣中CO₂的方法；以及進一步在全世界范圍內在使用化石燃料的熱電站等場所中儲存已回收的CO₂的方法。另外，提出了利用化學吸收劑去除除CO₂以外的酸性氣體（例如硫化氫(H₂S)）的方法。

一般，作為吸收法中使用的化學吸收劑，從20世紀30年代開始開發了以單乙醇胺(MEA)為代表的烷醇胺類，現在仍然在使用。該方法經濟且易于實現去除裝置的大型化。

作為目前廣泛使用的烷醇胺，有單乙醇胺、2-氨基-2-甲基丙醇胺、甲氨基乙醇、乙氨基乙醇、丙氨基乙醇、二乙醇胺、雙(2-羥基-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、二甲氨基-1-甲基乙醇等。

尤其是，由于作為仲胺的甲基乙醇胺、作為叔胺的二乙醇胺等反應速度快，因此它們被廣泛使用。然而，這些化合物具有腐蝕性、容易劣化、以及再生所需的能量高的問題。另一方面，甲基二乙醇胺的腐蝕性低且再生所需的能量低，但是其具有吸收速度慢的缺點。因此，需要開發改善這些缺點的新的吸收劑。

近年來，在胺類（amine?based）化合物之中，作為酸性氣體的吸收劑，積極嘗試尤其是結構上具有空間位阻的烷醇胺的研究。具有空間位阻的烷醇胺具有以下優點：其對酸性氣體具有極高選擇性且再生所需能量少。

具有空間位阻的胺類化合物的反應速度取決于由其空間結構確定的反應阻礙程度（degree?of?reaction?hindrance）。具有空間位阻的胺類化合物的反應速度低于仲胺（例如甲基乙醇胺和二乙醇胺）的反應速度，但是高于叔胺的反應速度。此外，已知2-氨基-2-甲基丙醇、2-哌啶乙醇等是可在吸收劑內配制的烷醇胺。

另一方面，還已知將作為與烷醇胺具有不同結構的胺類化合物的環胺用作吸收劑的方法。

附圖說明

圖1是一實施方案的酸性氣體去除裝置的示意圖。

發明內容

然而，就諸如酸性氣體吸收量等酸性氣體的吸收能力而言，這些技術仍然是不足的，因此需要對氣體吸收能力的進一步改善。

本發明要解決的問題是提供一種酸性氣體（例如二氧化碳）的回收量高且當吸收酸性氣體時產生少量反應熱的酸性氣體吸收劑，以及利用該酸性氣體吸收劑的酸性氣體去除裝置及酸性氣體去除方法。

根據一個實施方案，酸性氣體吸收劑包含至少一種由下列通式(1)表示的二胺化合物。需要說明的是，在下文中當說到“烷基”時，其是指線性烷基，所述線性烷基也可以具有側鏈。

R¹R²N-(CHR³)_n-CH₂-NR⁴R⁵...(1)