(57)【要約】【課題】吸収能力のみならず再生能力も兼ね備えた複合アミン吸収液、ＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方の除去装置及び方法を提供する。【解決手段】本発明による複合アミン吸収液は、ガス中のＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方を吸収する吸収液であって、（１）の直鎖モノアミンと、（２）のジアミンと、（３）の化学式（Ｉ）において特定される例えばプロピレングリコールアルキルエーテルとを、水に溶解してなるものであり、この複合アミン吸収液とすることによって、複合的に絡み合い、これらの相乗効果により、ＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方の吸収性が良好であると共に、吸収液の再生時における吸収したＣＯ2又はＨ2Ｓの放散性が良好なものとなり、ＣＯ2回収装置１２における吸収液再生時に用いるリボイラ２６の水蒸気量を低減することができる。【選択図】図１
2020116528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス中のＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方を吸収する吸収液であって、
（１）直鎖モノアミンと、
（２）ジアミンと、
（３）下記化学式（Ｉ）の第１のエーテル結合含有化合物とを、水に溶解してなることを特徴とする複合アミン吸収液。
Ｒ1−Ｏ−（Ｒ2−Ｏ）ｎ−Ｒ3・・・（Ｉ）
ここで、（Ｉ）式中、
Ｒ1は、炭素数２〜４の炭化水素基、
Ｒ2は、プロピレン基、
Ｒ3は、水素、
ｎは、１〜３である。
【請求項２】
請求項１において、
（３）の化学式（Ｉ）の第１のエーテル結合含有化合物が、プロピレングリコールアルキルエーテルであって、
前記プロピレングリコールアルキルエーテル中のアルキルエーテルが、エチルエーテル、プロピルエーテル、ブチルエーテルのいずれかであることを特徴とする複合アミン吸収液。
【請求項３】
ガス中のＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方を吸収する吸収液であって、
（１）直鎖モノアミンと、
（２）ジアミンと、
（４）下記化学式（II）の第２のエーテル結合含有化合物とを、水に溶解してなることを特徴とする複合アミン吸収液。
Ｒ4−Ｏ−（Ｒ5−Ｏ）ｎ−Ｒ6・・・（II）
ここで、（II）式中、
Ｒ4は、アセチル基、
Ｒ5は、エチレン基、
Ｒ6は、アルキル基、
ｎは、１である。
【請求項４】
請求項３において、
（４）の化学式（II）の第２のエーテル結合含有化合物が、酢酸エチレングリコールアルキルエーテルであって、
前記酢酸エチレングリコールアルキルエーテル中のアルキルエーテルが、メチルエーテル、エチルエーテルのいずれかであることを特徴とする複合アミン吸収液。
【請求項５】
請求項１又は３において、
（１）の直鎖モノアミンが、１級直鎖モノアミン、２級直鎖モノアミン、３級直鎖モノアミンの少なくとも一つを含むことを特徴とする複合アミン吸収液。
【請求項６】
請求項１又は３において、
（２）のジアミンが、１級直鎖ポリアミン、２級直鎖ポリアミン、環状ポリアミンの少なくとも一つを含むことを特徴とする複合アミン吸収液。
【請求項７】
請求項１又は３において、
（１）の直鎖モノアミンと、（２）のジアミンとの濃度合計は、吸収液全体の４０〜６０重量％であることを特徴とする複合アミン吸収液。
【請求項８】
請求項１において、
（１）の直鎖モノアミンに対して、（２）のジアミンと（３）の第１のエーテル結合含有化合物との配合割合は、（ジアミン＋第１のエーテル結合含有化合物）／直鎖モノアミンが０．３５〜１．１であることを特徴とする複合アミン吸収液。
【請求項９】
請求項１において、
（２）のジアミンと（３）の第１のエーテル結合含有化合物との配合比率は、第１のエーテル結合含有化合物／ジアミン直鎖モノアミン重量比が、０．９９〜７．８であることを特徴とする複合アミン吸収液。
【請求項１０】
請求項３において、
（１）の直鎖モノアミンに対して、（２）のジアミンと（４）の第２のエーテル結合含有化合物との配合割合は、（ジアミン＋エーテル結合含有化合物）／直鎖モノアミンが０．３５〜１．１であることを特徴とする複合アミン吸収液。
【請求項１１】
請求項３において、
（２）のジアミンと（４）の第２のエーテル結合含有化合物との配合比率は、
エーテル結合含有化合物／ジアミン直鎖モノアミン重量比が、０．９９〜７．８であることを特徴とする複合アミン吸収液。
【請求項１２】
ＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方を含有するガスと吸収液とを接触させてＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方を除去する吸収塔と、ＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方を吸収した溶液を再生する吸収液再生塔とを有し、前記吸収液再生塔でＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方を除去して再生した溶液を前記吸収塔で再利用する、ＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方の除去装置であって、
請求項１乃至１１のいずれか一つに記載の複合アミン吸収液を用いてなることを特徴とするＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方の除去装置。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記吸収塔の吸収温度が、３０〜８０℃であると共に、前記吸収液再生塔の再生温度が、１１０℃以上であることを特徴とするＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方の除去装置。
【請求項１４】
請求項１２又は１３において、
前記吸収塔入口のＣＯ2分圧が、低分圧であることを特徴とするＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方の除去装置。
【請求項１５】
ＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方を含有するガスと吸収液とを接触させてＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方を吸収塔内で除去し、ＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方を吸収した溶液を吸収液再生塔内で再生し、前記吸収液再生塔でＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方を除去して再生した溶液を前記吸収塔で再利用する、ＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方の除去方法であって、
請求項１乃至１１のいずれか一つに記載の複合アミン吸収液を用いてＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方を除去することを特徴とするＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方の除去方法。
【請求項１６】
請求項１５において、
前記吸収塔の吸収温度が、３０〜８０℃であると共に、前記吸収液再生塔の再生温度が、１１０℃以上であることを特徴とするＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方の除去方法。
【請求項１７】
請求項１５又は１６において、
前記吸収塔入口のＣＯ2分圧が、低分圧であることを特徴とするＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方の除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合アミン吸収液、ＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方の除去装置及び方法に関する。
【０００２】
近年、地球の温暖化現象の原因の一つとして、ＣＯ2による温室効果が指摘され、地球環境を守る上で国際的にもその対策が急務となってきた。ＣＯ2の発生源としては化石燃料を燃焼させるあらゆる人間の活動分野に及び、その排出抑制への要求が一層強まる傾向にある。これに伴い大量の化石燃料を使用する火力発電所などの動力発生設備を対象に、ボイラの燃焼排ガスをアミン系ＣＯ2吸収液と接触させ、燃焼排ガス中のＣＯ2を除去・回収する方法及び回収されたＣＯ2を大気へ放出することなく貯蔵する方法が精力的に研究されている。また、前記のようなＣＯ2吸収液を用い、燃焼排ガスからＣＯ2を除去・回収する工程としては、吸収塔において燃焼排ガスとＣＯ2吸収液とを接触させ、ＣＯ2を吸収した吸収液を再生塔において加熱し、ＣＯ2を放出させると共に吸収液を再生して再び吸収塔に循環して再使用するものが採用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
燃焼後排ガスからのＣＯ2回収技術としては、例えばアミン溶液等の化学吸収液を用いて化学的にＣＯ2を吸収させ分離する化学吸収法や、高圧下でＣＯ2を物理吸収液に吸収させて分離する物理吸収法等が提案されている。アミン溶液等を用いて、ＣＯ2と化学反応を起こし強く結合する化学吸収液を用いた化学吸収法は、高い反応性があるため、燃焼排ガスなどの低分圧ＣＯ2（例えば０．００３〜０．０１４ＭＰａ）に適用されているが、化学的に強く結合した吸収液からＣＯ2を放出してＣＯ2吸収液を再生するには大きなエネルギーを必要とする。これに対し、物理的な溶解現象を利用してＣＯ2の分離を行う物理吸収法では、ＣＯ2再生のための消費エネルギーは小さいが、高分圧ＣＯ2（例えば０．９〜２．０ＭＰａ）が必要となり、例えばＩＧＣＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｏａｌ  Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｍｂｉｎｅｄ  Ｃｙｃｌｅ）等のＣＯ2の分離に適合するものの、低ＣＯ2分圧の燃焼排ガスには不向きである。
【０００４】
前記化学法のＣＯ2吸収液を用い、例えば発電所からの燃焼排ガスのようなＣＯ2含有ガスからＣＯ2を吸収除去・回収する方法においては、これらの工程は燃焼設備に付加して設置されるため、その操業費用もできるだけ低減させなければならない。特に前記工程の内、ＣＯ2を吸収した後のＣＯ2吸収液からＣＯ2を放出して再生する工程では多量の熱エネルギー（水蒸気）を消費するので、可能な限り省エネルギープロセスとする必要がある。
【０００５】
前記物理吸収法で用いるＣＯ2吸収液として、例えばポリエチレングリコールモノアルキルエーテルを用いた吸収液の提案がある（例えば特許文献２参照）。また、化学吸収法で用いるＣＯ2吸収液として、例えばポリプロピレングリコールエーテルを用いた吸収液の提案がある（例えば特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−５１５３７号公報
【特許文献２】米国特許明細書第４，７０５，６７３号
【特許文献３】特表２００９−５２１３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２で開示するＣＯ2吸収液は、高ＣＯ2分圧での物理吸収法の吸収液であるので、化学吸収法のようなＣＯ2分圧が低い場合には、再生塔内での水蒸気リボイラ熱量の削減率が低いという問題がある。また、特許文献３で開示するＣＯ2吸収液は、ＣＯ2吸収液として、プロピレングリコールメチルエーテルの例示があるものの、該プロピレングリコールメチルエーテルは、大気圧下での沸点が低く、ＣＯ2吸収塔におけるＣＯ2吸収工程の際、蒸発によるガス同伴に伴うことによる該プロピレングリコールメチルエーテルの系外への放出等が発生し、運転性及び性能向上に問題がある。
【０００８】
よって、排ガスからのＣＯ2回収を化学的吸収法で行うにあたり、ＣＯ2吸収液の再生において、ＣＯ2回収における運転コスト低減の目的から、少ない蒸気量で所望のＣＯ2回収量を達成できる省エネルギー性を発現させるため、吸収能力のみならず再生能力も兼ね備えた新規な複合アミン吸収液の出現が切望されている。
【０００９】
本発明は、前記問題に鑑み、吸収能力のみならず再生能力も兼ね備えた複合アミン吸収液、ＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方の除去装置及び方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、ガス中のＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方を吸収する吸収液であって、（１）直鎖モノアミンと、（２）ジアミンと、（３）下記化学式（Ｉ）の第１のエーテル結合含有化合物とを、水に溶解してなることを特徴とする複合アミン吸収液にある。
Ｒ1−Ｏ−（Ｒ2−Ｏ）ｎ−Ｒ3・・・（Ｉ）
ここで、（Ｉ）式中、Ｒ1は、炭素数２〜４の炭化水素基、Ｒ2は、プロピレン基、Ｒ3は、水素、ｎは、１〜３である。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、（３）の化学式（Ｉ）の第１のエーテル結合含有化合物が、プロピレングリコールアルキルエーテルであって、前記プロピレングリコールアルキルエーテル中のアルキルエーテルが、エチルエーテル、プロピルエーテル、ブチルエーテルのいずれかであることを特徴とする複合アミン吸収液にある。
【００１２】
第３の発明は、ガス中のＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方を吸収する吸収液であって、（１）直鎖モノアミンと、（２）ジアミンと、（４）下記化学式（II）の第２のエーテル結合含有化合物とを、水に溶解してなることを特徴とする複合アミン吸収液にある。
Ｒ4−Ｏ−（Ｒ5−Ｏ）ｎ−Ｒ6・・・（II）
ここで、（II）式中、Ｒ4は、アセチル基、Ｒ5は、エチレン基、Ｒ6は、アルキル基、ｎは、１である。
【００１３】
第４の発明は、第３の発明において、（４）の化学式（II）の第２のエーテル結合含有化合物が、酢酸エチレングリコールアルキルエーテルであって、前記酢酸エチレングリコールアルキルエーテル中のアルキルエーテルが、メチルエーテル、エチルエーテルのいずれかであることを特徴とする複合アミン吸収液にある。
【００１４】
第５の発明は、第１又は３の発明において、（１）の直鎖モノアミンが、１級直鎖モノアミン、２級直鎖モノアミン、３級直鎖モノアミンの少なくとも一つを含むことを特徴とする複合アミン吸収液にある。
【００１５】
第６の発明は、第１又は３の発明において、（２）のジアミンが、１級直鎖ポリアミン、２級直鎖ポリアミン、環状ポリアミンの少なくとも一つを含むことを特徴とする複合アミン吸収液にある。
【００１６】
第７の発明は、第１又は３の発明において、（１）の直鎖モノアミンと、（２）のジアミンとの濃度合計は、吸収液全体の４０〜６０重量％であることを特徴とする複合アミン吸収液にある。
【００１７】
第８の発明は、第１の発明において、（１）の直鎖モノアミンに対して、（２）のジアミンと（３）の第１のエーテル結合含有化合物との配合割合は、（ジアミン＋第１のエーテル結合含有化合物）／直鎖モノアミンが０．３５〜１．１であることを特徴とする複合アミン吸収液にある。
【００１８】
第９の発明は、第１の発明において、（２）のジアミンと（３）の第１のエーテル結合含有化合物との配合比率は、第１のエーテル結合含有化合物／ジアミン直鎖モノアミン重量比が、０．９９〜７．８であることを特徴とする複合アミン吸収液にある。
【００１９】
第１０の発明は、第３の発明において、（１）の直鎖モノアミンに対して、（２）のジアミンと（４）の第２のエーテル結合含有化合物との配合割合は、（ジアミン＋エーテル結合含有化合物）／直鎖モノアミンが０．３５〜１．１であることを特徴とする複合アミン吸収液にある。
【００２０】
第１１の発明は、第３の発明において、（２）のジアミンと（４）の第２のエーテル結合含有化合物との配合比率は、エーテル結合含有化合物／ジアミン直鎖モノアミン重量比が、０．９９〜７．８であることを特徴とする複合アミン吸収液にある。
【００２１】
第１２の発明は、ＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方を含有するガスと吸収液とを接触させてＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方を除去する吸収塔と、ＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方を吸収した溶液を再生する吸収液再生塔とを有し、前記吸収液再生塔でＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方を除去して再生した溶液を前記吸収塔で再利用する、ＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方の除去装置であって、第１乃至１１のいずれか一つに記載の発明の複合アミン吸収液を用いてなることを特徴とするＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方の除去装置にある。
【００２２】
第１３の発明は、第１２の発明において、前記吸収塔の吸収温度が、３０〜８０℃であると共に、前記吸収液再生塔の再生温度が、１１０℃以上であることを特徴とするＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方の除去装置にある。
【００２３】
第１４の発明は、第１２又は１３の発明において、前記吸収塔入口のＣＯ2分圧が、低分圧であることを特徴とするＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方の除去装置にある。
【００２４】
第１５の発明は、ＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方を含有するガスと吸収液とを接触させてＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方を吸収塔内で除去し、ＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方を吸収した溶液を吸収液再生塔内で再生し、前記吸収液再生塔でＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方を除去して再生した溶液を前記吸収塔で再利用する、ＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方の除去方法であって、第１乃至１１のいずれか一つに記載の発明の複合アミン吸収液を用いてＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方を除去することを特徴とするＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方の除去方法にある。
【００２５】
第１６の発明は、第１５の発明において、前記吸収塔の吸収温度が、３０〜８０℃であると共に、前記吸収液再生塔の再生温度が、１１０℃以上であることを特徴とするＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方の除去方法にある。
【００２６】
第１７の発明は、第１５又は１６の発明において、前記吸収塔入口のＣＯ2分圧が、低分圧であることを特徴とするＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方の除去方法にある。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、（１）の直鎖モノアミンと、（２）のジアミンと、前記式（Ｉ）の（３）のエーテル結合含有化合物エーテルとを、水に溶解して吸収液とすることによって、複合的に絡み合い、これらの相乗効果により、ＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方の吸収性が良好であると共に、吸収液の再生時における吸収したＣＯ2又はＨ2Ｓの放散性が良好なものとなり、ＣＯ2回収設備における吸収液再生時に用いる水蒸気量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、実施例１に係るＣＯ2回収装置の構成を示す概略図である。
【図２】図２は、試験例１−８に係るリボイラ熱量削減率を示す図である。
【図３】図３は、試験例９−１７に係るリボイラ熱量削減率を示す図である。
【図４】図４は、試験例１８−１９に係るリボイラ熱量削減率を示す図である。
【図５】図５は、吸収液組成｛（ｂ＋ｃ）／ａ｝の重量比と、リボイラ熱量削減率（％）との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
【実施例】
【００３０】
本発明による実施例に係る複合アミン吸収液は、ガス中のＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方を吸収する吸収液であって、（１）の直鎖モノアミン（ａ成分）、（２）のジアミン（ｂ成分）と、化学吸収法の吸収液である（３）下記化学式（Ｉ）の第１のエーテル結合含有化合物エーテル（ｃ成分）とを、水（ｄ成分）に溶解してなるものである。本発明では、（１）の直鎖モノアミンと、（２）のジアミンと、（３）の第１のエーテル結合含有化合物エーテルとを、水に溶解して吸収液とすることによって、複合的に絡み合い、これらの相乗効果により、ＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方の吸収性が良好であると共に、吸収液の再生時における吸収したＣＯ2又はＨ2Ｓの放散性が良好なものとなり、ＣＯ2回収設備における吸収液再生時に用いる水蒸気量を低減することができる。
【００３１】
ここで、（１）直鎖モノアミン（ａ成分）は、１級直鎖モノアミン（ａ１成分）、２級直鎖モノアミン（ａ２成分）、３級直鎖モノアミン（ａ３成分）の少なくとも一つを含むものである。また、１級直鎖モノアミンと２級直鎖モノアミンとの２成分直鎖アミンの組合せ、１級直鎖モノアミンと３級直鎖モノアミンとの２成分直鎖アミンの組合せ、さらには１級直鎖モノアミン、２級直鎖モノアミン及び３級直鎖モノアミンの３成分直鎖アミンの組合せとしてもよい。
【００３２】
また、１級直鎖モノアミン（ａ１成分）としては、立体障害性の低い１級モノアミン（ａ１Ｌ成分）又は立体障害性の高い１級モノアミン（ａ１Ｈ成分）とするのが好ましい。
ここで、１級直鎖モノアミンにおいて、立体障害性の低い１級モノアミン（ａ１Ｌ成分）としては、例えばモノエタノールアミン（ＭＥＡ）、３−アミノ−１−プロパノール、４−アミノ−１−ブタノール、ジグリコールアミンから選ばれる少なくとも一種を挙げることができる。なお、これらを組み合わせるようにしてもよい。
【００３３】
また、１級直鎖モノアミンにおいて、立体障害性の高い１級モノアミン（ａ１Ｈ成分）としては、下記「化１」に示す化学式（１）で表される化合物であることが好ましい。
【化１】
2020116528.tif 000003
【００３４】
具体的には、立体障害性の高い１級モノアミン（ａ１Ｈ成分）としては、例えば２−アミノ−１−プロパノール（２Ａ１Ｐ）、２−アミノ−１−ブタノール（２Ａ１Ｂ）、２−アミノ−３−メチル−１−ブタノール（ＡＭＢ）、１−アミノ−２−プロパノール（１Ａ２Ｐ）、１−アミノ−２−ブタノール（１Ａ２Ｂ）、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール（ＡＭＰ）等の少なくとも一種から選ばれた化合物を挙げることができるが本発明はこれに限定されるものではない。なお、これらを組み合わせるようにしてもよい。
【００３５】
また、２級直鎖モノアミン（ａ２）としては、下記「化２」に示す化学式（２）で表される化合物であることが好ましい。
【化２】
2020116528.tif 000004
【００３６】
具体的には、２級直鎖モノアミン（２ａ）としては、例えばＮ−メチルアミノエタノール、Ｎ−エチルアミノエタノール、Ｎ−プロピルアミノエタノール、Ｎ−ブチルアミノエタノール等の少なくとも一種から選ばれた化合物を挙げることができるが本発明はこれに限定されるものではない。なお、これらを組み合わせるようにしてもよい。
【００３７】
また、３級直鎖モノアミン（ａ３）としては、下記「化３」に示す化学式（３）で表される化合物であることが好ましい。
【化３】
2020116528.tif 000005
【００３８】
具体的には、３級直鎖モノアミン（ａ３）としては、例えばＮ−メチルジエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、Ｎ−ブチルジエタノールアミン、４−ジメチルアミノ−１−ブタノール、２−ジメチルアミノエタノール、２−ジエチルアミノエタノール、２−ジ−ｎ−ブチルアミノエタノール、Ｎ−エチル−Ｎ−メチルエタノールアミン、３−ジメチルアミノ−１−プロパノール、２−ジメチルアミノ−２−メチル−１−プロパノール等の少なくとも一種から選ばれた化合物を挙げることができるが本発明はこれに限定されるものではない。なお、これらを組み合わせるようにしてもよい。
【００３９】
ここで、上述した直鎖モノアミンの２成分系の配合としては、以下の配合とするのが好ましい。立体障害性の高い１級直鎖モノアミン（ａ１Ｈ成分）／立体障害性の低い１級直鎖モノアミン（ａ１Ｌ成分）の重量比としては、（ａ１Ｈ）／（ａ１Ｌ）＝０．３〜２．５の範囲とするのが好ましい。また、より好ましくは（ａ１Ｈ）／（ａ１Ｌ）＝０．３〜１．２の範囲、さらに好ましくは（ａ１Ｈ）／（ａ１Ｌ）＝０．３〜０．７の範囲とするのが良い。これは、上記以外の割合では、従来一般的に用いられるモノエタノールアミン（ＭＥＡ）濃度として３０重量％の吸収性能を基準とした場合よりも吸収性能が低下するためである。
【００４０】
また、３級直鎖モノアミン（ａ３成分）／２級直鎖モノアミン（ａ２成分）の重量比としては、（ａ３）／（ａ２）＝０．３〜２．５の範囲とするのが好ましい。また、より好ましくは（ａ３）／（ａ２）＝０．６〜１．７の範囲、さらに好ましくは（ａ３）／（ａ２）＝０．６〜１．０の範囲とするのが良い。これは、上記範囲よりも低い場合には再生性能が低下し、上記範囲よりも高い場合には吸収性能が悪化するためである。
【００４１】
また、立体障害性の高い１級直鎖モノアミン（ａ１Ｈ成分）／２級直鎖モノアミン（ａ２成分）の重量比としては、（ａ１Ｈ）／（ａ２）＝０．３〜２．５の範囲とするのが好ましい。また、より好ましくは（ａ１Ｈ）／（ａ２）＝０．６〜１．７の範囲、さらに好ましくは（ａ１Ｈ）／（ａ２）＝０．６〜１．０の範囲とするのが良い。これは、上記範囲よりも低い場合には再生性能が低下し、上記範囲よりも高い場合には吸収性能が悪化するためである。
【００４２】
また、立体障害性の高い１級直鎖モノアミン（ａ１Ｈ成分）／３級直鎖モノアミン（ａ３成分）の重量比としては、（ａ１Ｈ）／（ａ３）＝０．３〜２．５の範囲とするのが好ましい。また、より好ましくは（ａ１Ｈ）／（ａ３）＝０．６〜１．７の範囲、さらに好ましくは（ａ１Ｈ）／（ａ３）＝０．６〜１．０の範囲とするのが良い。これは、上記範囲よりも低い場合には吸収性能が低下し、上記範囲よりも高い場合には再生性能も悪化するためである。
【００４３】
（２）のジアミン（ｂ成分）としては、１級直鎖ポリアミン、２級直鎖ポリアミン、環状ポリアミンの少なくとも一つを含むものであることが好ましい。
【００４４】
ここで、１級直鎖ポリアミン又は２級直鎖ポリアミン群としては、例えばエチレンジアミン（ＥＤＡ）、Ｎ，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミン(ＤＭＥＤＡ)、Ｎ，Ｎ’−ジエチルエチレンジアミン(ＤＥＥＤＡ)、プロパンジアミン(ＰＤＡ)、Ｎ，Ｎ’−ジメチルプロパンジアミン(ＤＭＰＤＡ)等の少なくとも一種から選ばれた化合物を挙げることができるが本発明はこれに限定されるものではない。なお、これらを組み合わせるようにしてもよい。
【００４５】
また、環状ポリアミンとしては、例えばピペラジン(ＰＺ)、１−メチルピペラジン(１ＭＰＺ)、２−メチルピペラジン(１ＭＰＺ)、２，５−ジメチルピペラジン(ＤＭＰＺ)、１−（２−アミノエチル）ピペラジン(ＡＥＰＲＺ)、１−（２―ヒドロキシエチル）ピペラジン(ＨＥＰ)等の少なくとも一種から選ばれた化合物を挙げることができるが本発明はこれに限定されるものではない。なお、これらを組み合わせるようにしてもよい。
【００４６】
また、（３）の第１のエーテル結合含有化合物エーテル（ｃ成分）としては、下記化学式（Ｉ）の第１のエーテル結合含有化合物を挙げることができる。
Ｒ1−Ｏ−（Ｒ2−Ｏ）ｎ−Ｒ3・・・（Ｉ）
ここで、（Ｉ）式中、
Ｒ1は、炭素数２〜４の炭化水素基、
Ｒ2は、プロピレン基、
Ｒ3は、水素、
ｎは、１〜３である。
【００４７】
（３）の化学式（Ｉ）の第１のエーテル結合含有化合物としては、プロピレングリコールアルキルエーテルであって、前記プロピレングリコールアルキルエーテル中のアルキルエーテルが、エチルエーテル、プロピルエーテル、ブチルエーテルであるプロピレングリコールエチルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテル、プロピレングリコールブチルエーテルのいずれかであることが好ましい。これは、プロピレングリコールアルキルエーテル中のアルキルエーテルが、メチルエーテルであるプロピレングリコールメチルエーテルを配合する場合には、例えば大気圧下の沸点が１２０℃と低く、ＣＯ2吸収の際、蒸発によるガス同伴に伴うことに起因する、エーテル結合含有化合物の系外への放出等が発生し、運転性及び性能向上に課題があるからである。
【００４８】
ここで、（３）の化学式（Ｉ）の第１のエーテル結合含有化合物として、プロピレングリコールエチルエーテルの沸点は１３２℃、プロピレングリコールプロピルエーテルの沸点は１４９℃、プロピレングリコールブチルエーテルの沸点は１７０℃、ジプロピレングリコールプロピルエーテルの沸点は２１２℃、トリプロピレングリコールブチルエーテルの沸点は２７５℃であるので、低沸点であるプロピレングリコールメチルエーテルを配合する場合のような前述した不具合が発生することはない。
【００４９】
また、本発明では、（３）のエーテル結合含有化合物エーテルとして、前記化学式（Ｉ）の第１のエーテル結合含有化合物の代わりに、（４）の下記化学式（II）の第２のエーテル結合含有化合物を配合するようにしてもよい。
Ｒ4−Ｏ−（Ｒ5−Ｏ）ｎ−Ｒ6・・・（II）
ここで、（Ｉ）式中、
Ｒ4は、アセチル基、
Ｒ5は、エチレン基、
Ｒ6は、アルキル基、
ｎは、１である。
【００５０】
（４）の化学式（II）の第２のエーテル結合含有化合物としては、酢酸エチレングリコールアルキルエーテルであって、前記酢酸エチレングリコールアルキルエーテル中のアルキルエーテルが、メチルエーテル、エチルエーテルである酢酸エチレングリコールメチルエーテル、酢酸エチレングリコールエチルエーテルのいずれかであることが好ましい。これは、炭素数３（Ｃ3）以上のアルキル基（例えばプロピルエーテルとブチルエーテル）を有する酢酸エチレングリコールプロピルエーテルと酢酸エチレングリコールブチルエーテルを適用する場合、溶解性が低下し、混和性が良好とならないからである。
【００５１】
次に、各成分（ａ成分、ｂ成分、ｃ成分）の配合割合については、以下のような規定することが好ましい。（１）の直鎖モノアミン（ａ成分）と、（２）のジアミン（ｂ成分）との濃度合計は、吸収液全体の４０〜６０重量％であることが好ましく、さらに好適には、吸収液全体の４７〜５５重量％とするのが好ましい。この範囲外であると吸収液として良好に機能しないからである。
【００５２】
また、（１）の直鎖モノアミン（ａ成分）に対して、（２）のジアミン（ｂ成分）及び（３）の第１のエーテル結合含有化合物（ｃ成分）との配合割合は、（ｂ＋ｃ）／ａ＝０．３５〜１．１の配合、さらに好適には（ｂ＋ｃ）／ａ＝０．４０〜０．９４の配合とすることが好ましい。
【００５３】
また、（４）の第２のエーテル結合含有化合物の配合も同様に、（１）の直鎖モノアミン（ａ成分）に対して、（２）のジアミン（ｂ成分）及び（４）の第２のエーテル結合含有化合物（ｃ成分）との配合割合は、（ｂ＋ｃ）／ａ＝０．３５〜１．１の配合、さらに好適には（ｂ＋ｃ）／ａ＝０．４０〜０．９４の配合とすることが好ましい。
【００５４】
図５は、吸収液の組成｛（ｂ＋ｃ）／ａ｝の重量比と、リボイラ熱量削減率（％）との関係を示すグラフである。図５に示すように、この配合の低濃度配合条件（ｂ＋ｃ）／ａ＝０．３５）未満ではリボイラ熱量低減効果が限定的となり、一方高濃度配合条件（ｂ＋ｃ）／ａ＝１．１）を超えると、液粘度上昇等によるリボイラ削減率が急激に低下し、実用面において効率的ではないからである。
【００５５】
（２）のジアミン（ｂ成分）と（３）のエーテル結合含有化合物（ｃ成分）との配合比率は、エーテル結合含有化合物（ｃ成分）／ジアミン直鎖モノアミン（ｂ成分）の重量比は０．９９〜７．８の比率とすることが好ましい。また、第２のエーテル結合含有化合物の配合も同様に、（２）のジアミン（ｂ成分）と（４）の第２のエーテル結合含有化合物（ｃ成分）との配合比率は、エーテル結合含有化合物（ｃ成分）／ジアミン直鎖モノアミン（ｂ成分）の重量比は０．９９〜７．８の比率とすることが好ましい。この配合比率の低比率条件ではリボイラ熱量低減効果が限定的となり、一方高比率条件では液粘度上昇等の実用面において効率的ではないからである。
【００５６】
また、水分（ｄ成分）の配合割合（重量％）は、（１）の直鎖モノアミンと、（２）のジアミンとの濃度合計に、エーテル化合物を添加した残りを、水の重量割合としている。
【００５７】
本発明において、例えばＣＯ2等を含有する排ガスとの接触時の化学吸収法の吸収塔の吸収温度は、通常３０〜８０℃の範囲とするのが好ましい。また本発明で用いる吸収液には、必要に応じて腐食防止剤、劣化防止剤などが加えられる。
【００５８】
また、処理されるガス中のＣＯ2を吸収する吸収時のＣＯ2吸収塔入口のＣＯ2分圧としては、低ＣＯ2分圧（例えば０．００３〜０．１ＭＰａ）とするのが化学吸収法の適用から好ましい。
【００５９】
本発明において、ＣＯ2等を吸収した吸収液から、ＣＯ2等を放出する再生塔での再生温度は、再生塔内圧力が１３０〜２００ｋＰａ（絶対圧）の場合、吸収液再生塔の塔底温度が１１０℃以上であることが好ましい。これは、１１０℃未満での再生では、システム内での吸収液の循環量を多くすることが必要となり、再生効率の点から好ましくないからである。より好適には１１５℃以上での再生が好ましい。
【００６０】
本発明により処理されるガスとしては、例えば石炭ガス化ガス、合成ガス、コークス炉ガス、石油ガス、天然ガス等を挙げることができるが、これらに限定されるものではなく、ＣＯ2やＨ2Ｓ等の酸性ガスを含むガスであれば、いずれのガスでもよい。
【００６１】
本発明のガス中のＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方を除去する方法で採用できるプロセスは、特に限定されないが、ＣＯ2を除去する除去装置の一例について図１を参照しつつ説明する。
【００６２】
図１は、実施例１に係るＣＯ2回収装置の構成を示す概略図である。図１に示すように、実施例１に係るＣＯ2回収装置１２は、ボイラやガスタービン等の産業燃焼設備１３から排出されたＣＯ2とＯ2とを含有する排ガス１４を冷却水１５によって冷却する排ガス冷却装置１６と、冷却されたＣＯ2を含有する排ガス１４とＣＯ2を吸収するＣＯ2吸収液（以下、「吸収液」ともいう。）１７とを接触させて排ガス１４からＣＯ2を除去するＣＯ2回収部１８Ａを有するＣＯ2吸収塔１８と、ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液（以下、「リッチ溶液」ともいう。）１９からＣＯ2を放出させてＣＯ2吸収液を再生する吸収液再生塔２０と、を有する。そして、このＣＯ2回収装置１２では、吸収液再生塔２０でＣＯ2を除去した再生ＣＯ2吸収液（以下、「リーン溶液」ともいう。）１７はＣＯ2吸収塔１８でＣＯ2吸収液として再利用する。
【００６３】
なお、図１中、符号１３ａは煙道、１３ｂは煙突、３４はスチーム凝縮水である。前記ＣＯ2回収装置１２は、既設の排ガス源からＣＯ2を回収するために後付で設けられる場合と、新設排ガス源に同時付設される場合とがある。なお、排ガス１４のラインには開閉可能なダンパを設置し、ＣＯ2回収装置１２の運転時は開放する。また排ガス源は稼動しているが、ＣＯ2回収装置１２の運転を停止した際は閉止するように設定する。
【００６４】
このＣＯ2回収装置１２を用いたＣＯ2回収方法では、まず、ＣＯ2を含んだボイラやガスタービン等の産業燃焼設備１３からの排ガス１４は、排ガス送風機２２により昇圧された後、排ガス冷却装置１６に送られ、ここで冷却水１５により冷却され、ＣＯ2吸収塔１８に送られる。
【００６５】
前記ＣＯ2吸収塔１８において、排ガス１４は本実施例に係るアミン吸収液であるＣＯ2吸収液１７と向流接触し、排ガス１４中のＣＯ2は、化学反応によりＣＯ2吸収液１７に吸収される。ＣＯ2回収部１８ＡでＣＯ2が除去された後のＣＯ2除去排ガスは、ＣＯ2吸収塔１８内の水洗部１８Ｂでノズルから供給されるＣＯ2吸収液を含む循環する洗浄水２１と気液接触して、ＣＯ2除去排ガスに同伴するＣＯ2吸収液１７が回収され、その後ＣＯ2が除去された排ガス２３は系外に放出される。また、ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液であるリッチ溶液１９は、リッチ溶液ポンプ２４により昇圧され、リッチ・リーン溶液熱交換器２５において、吸収液再生塔２０で再生されたＣＯ2吸収液１７であるリーン溶液により加熱され、吸収液再生塔２０に供給される。
【００６６】
吸収液再生塔２０の上部から内部に放出されたリッチ溶液１９は、底部から供給される水蒸気により吸熱反応を生じて、大部分のＣＯ2を放出する。吸収液再生塔２０内で一部または大部分のＣＯ2を放出したＣＯ2吸収液はセミリーン溶液と呼称される。このセミリーン溶液は、吸収液再生塔２０の底部に至る頃には、ほぼ全てのＣＯ2が除去されたＣＯ2吸収液（リーン溶液）１７となる。このリーン溶液１７はその一部がリボイラ２６で水蒸気２７により過熱され、吸収液再生塔２０内部にＣＯ2脱離用の水蒸気を供給している。
【００６７】
一方、吸収液再生塔２０の塔頂部からは、塔内においてリッチ溶液１９およびセミリーン溶液から放出された水蒸気を伴ったＣＯ2同伴ガス２８が導出され、コンデンサ２９により水蒸気が凝縮され、分離ドラム３０にて水が分離され、ＣＯ2ガス４０が系外に放出されて、別途圧縮器４１により圧縮され、回収される。この圧縮・回収されたＣＯ2ガス４２は、分離ドラム４３を経由した後、石油増進回収法（ＥＯＲ：Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｏｉｌ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）を用いて油田中に圧入するか、帯水層へ貯留し、温暖化対策を図っている。水蒸気を伴ったＣＯ2同伴ガス２８から分離ドラム３０にて分離・還流された還流水３１は還流水循環ポンプ３５にて吸収液再生塔２０の上部と洗浄水２１側に各々供給される。再生されたＣＯ2吸収液（リーン溶液）１７は、リッチ・リーン溶液熱交換器２５にて、リッチ溶液１９により冷却され、つづいてリーン溶液ポンプ３２にて昇圧され、さらにリーン溶液クーラ３３にて冷却された後、ＣＯ2吸収塔１８内に供給される。なお、この実施の形態では、あくまでその概要を説明するものであり、付属する機器を一部省略して説明している。
【００６８】
以下、本発明の効果を示す好適な試験例について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６９】
［試験例］
図示しない吸収試験装置を用いて、ＣＯ2の吸収を行った。図２〜３は、試験例１−１７における３成分系の複合アミン吸収液（直鎖モノアミン（ａ成分）、ジアミン（ｂ成分）、第１のエーテル結合含有化合物（ｃ成分）を水（ｄ成分）に溶解したもの）のリボイラ熱量削減率を示す図である。図４は試験例１８−１９における３成分系の複合アミン吸収液（直鎖モノアミン（ａ成分）、ジアミン（ｂ成分）、第２のエーテル結合含有化合物（ｃ成分）を水（ｄ成分）に溶解したもの）のリボイラ熱量削減率を示す図である。また、比較例としては、各試験例の配合から第１のエーテル結合含有化合物又は第２のエーテル結合含有化合物（ｃ成分）を含まない点以外は試験例と同条件におけるリボイラ熱量を求め、この比較例のリボイラ熱量を基準として各リボイラ熱量削減率（％）を求めた。なお、試験例の成分一覧を下記［表１］に示す。
【００７０】
【表１】
2020116528.tif 000006
【００７１】
［試験例１−４］
試験例１では、直鎖モノアミン（ａ成分）として、Ｎ−エチルアミノエタノールを用い、ジアミン（ｂ成分）として２−メチルピペラジンを用い、第１のエーテル結合含有化合物エーテル（ｃ成分）として、プロピレングリコールモノプロピルエーテルを用い、水（ｄ成分）に溶解混合させて吸収液とした。
【００７２】
試験例２では、試験例１において、ジアミン（ｂ成分）としてピペラジンを用いた以外は試験例１と同様の組成の吸収液とした。
【００７３】
試験例３では、試験例１において、直鎖モノアミン（ａ成分）として、Ｎ−ブチルアミノエタノールを用いた以外は同様の組成の吸収液とした。
【００７４】
試験例４では、試験例３において、ジアミン（ｂ成分）としてピペラジンを用いた以外は同様の組成の吸収液とした。
【００７５】
［試験例５−１７］
試験例５では、（１）の直鎖モノアミン（ａ成分）を２種類用い、第１の直鎖モノアミンとしてモノエタノールアミンを用いると共に、第２の直鎖モノアミンとして２−アミノ−２−メチル−1−プロパノールを用いた。
また、（２）のジアミン（ｂ成分）としてピペラジンを用い、（３）の第１のエーテル結合含有化合物エーテル（ｃ成分）として、プロピレングリコールモノプロピルエーテルを用い、水（ｄ成分）に溶解混合させて吸収液とした。
【００７６】
試験例６では、試験例５において、（２）のジアミン（ｂ成分）としてプロパンジアミンを用いた以外は試験例５と同様の組成の吸収液とした。
【００７７】
試験例７では、試験例５において、（３）の第１のエーテル結合含有化合物エーテル（ｃ成分）として、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテルを用いた以外は試験例５と同様の組成の吸収液とした。
【００７８】
試験例８では、試験例５において、後述するように｛（ｂ成分）と（ｃ成分）｝／（ａ成分）の重量比、（ｃ成分）と水（ｄ成分）との添加重量比（（ｃ）／（ｂ））、水（ｄ成分）濃度を変更した以外は、試験例５と同様の組成の吸収液とした。
【００７９】
試験例９では、試験例５において、第１の直鎖モノアミンとしてＮ−エチルアミノエタノールを用いた以外は試験例５と同様の組成の吸収液とした。
【００８０】
試験例１０では、試験例９において、第１の直鎖モノアミンとしてＮ−ブチルアミノエタノールを用いた以外は試験例９と同様の組成の吸収液とした。
【００８１】
試験例１１では、試験例９において、第１の直鎖モノアミンとしてＮ−メチルジエタノールアミンを用いた以外は試験例９と同様の組成の吸収液とした。
【００８２】
試験例１２では、試験例１１において、第２の直鎖モノアミンとしてＮ−エチルアミノエタノールを用いた以外は試験例１１と同様の組成の吸収液とした。
【００８３】
試験例１３では、試験例１２において、第２の直鎖モノアミンとしてＮ−ブチルアミノエタノールを用いた以外は試験例１２と同様の組成の吸収液とした。
【００８４】
試験例１４では、試験例１１において、第１の直鎖モノアミンとしてＮ−エチルジエタノールアミンを用いた以外は試験例１１と同様の組成の吸収液とした。
【００８５】
試験例１５では、試験例１４において、第２の直鎖モノアミンとしてＮ−エチルアミノエタノールを用いた以外は試験例１４と同様の組成の吸収液とした。
【００８６】
試験例１６では、試験例１４において、第２の直鎖モノアミンとしてＮ−ブチルアミノエタノールを用いた以外は試験例１４と同様の組成の吸収液とした。
【００８７】
試験例１７では、試験例１１において、第１の直鎖モノアミンとして４−ジメチルアミノ−１−ブタノールを用いた以外は試験例１１と同様の組成の吸収液とした。
【００８８】
［試験例１８−１９］
試験例１８では、（１）の直鎖モノアミン（ａ成分）を２種類用い、第１の直鎖モノアミンとしてモノエタノールアミンを用いると共に、第２の直鎖モノアミンとして２−アミノ−２−メチル−1−プロパノールを用いた。また、（２）のジアミン（ｂ成分）としてピペラジンを用い、（４）の第２のエーテル結合含有化合物エーテル（ｃ成分）として、酢酸エチレングリコールモノメチルエーテルを用い、水（ｄ成分）に溶解混合させて吸収液とした。
【００８９】
試験例１９では、試験例１８において、（４）の第２のエーテル結合含有化合物エーテル（ｃ成分）として、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテルを用いた以外は試験例１８と同様の組成の吸収液とした。
【００９０】
ここで、試験例１−１９においては、(ａ成分)の直鎖モノアミンと（ｂ）成分のジアミンの濃度合計範囲は、４７〜５５重量％の範囲とした。
また、試験例１−４における｛（ｂ成分）と（ｃ成分）｝／（ａ成分）の重量比は０．５３〜０．９４とし、試験例５−６における｛（ｂ成分）と（ｃ成分）｝／（ａ成分）の重量比は０．８４とし、試験例７における｛（ｂ成分）と（ｃ成分）｝／（ａ成分）の重量比は０．４０とし、試験例８における｛（ｂ成分）と（ｃ成分）｝／（ａ成分）の重量比は０．３５〜１．１とし、試験例９−１７における｛（ｂ成分）と（ｃ成分）｝／（ａ成分）の重量比は０．６１とし、試験例１８−１９における｛（ｂ成分）と（ｃ成分）｝／（ａ成分）の重量比は０．８４とした。
また、試験例１−７における（ｃ成分）とジアミン（ｂ成分）との添加重量比（（ｃ）／（ｂ））は、１．２〜７．８とし、試験例８における（ｃ成分）とジアミン（ｂ成分）との添加重量比（（ｃ）／（ｂ））は０．９９〜５．０とし、試験例９−１９における（ｃ成分）とジアミン（ｂ成分）との添加重量比（（ｃ）／（ｂ））は、１．２〜７．８とした。
また、試験例１−７における水（ｄ成分）濃度は２２〜４５重量％、試験例８における水（ｄ成分）濃度は１７〜４６重量％、試験例９−１９における水（ｄ成分）濃度は２２〜４５重量％とした。
【００９１】
これらの試験における吸収条件は、４０℃、１０ｋＰａＣＯ2とし、また、再生条件は１２０℃とし、比較例のリボイラ熱量を基準とした削減率であるリボイラ熱量削減率（％）を求めた。
【００９２】
この試験例１−８の結果を図２に、試験例９−１７の結果を図３に、試験例１８−１９の結果を図４に、各々示す。なお、試験例８は前記配合範囲において配合条件を変更して複数試験し、その平均とした。図２〜図４に示すように、試験例１−１９において、リボイラ熱量削減率が比較例の基準よりも全て高いものであった。特に、試験例１−６、試験例９−１６、試験例１８、１９はリボイラ熱量削減率が５％を超え、更に試験例１６においては１０％を超えるものであり、良好であった。
【００９３】
以上より、本発明によれば、（１）の直鎖モノアミン（ａ成分）と、（２）のジアミン（ｂ成分）と、（３）又は（４）の第１又は第２のエーテル結合含有化合物（ｃ成分）とを、水（ｄ成分）に溶解してなるので、従来のものに対し、省エネ性に優れた複合アミン吸収液を提供でき、ガス中のＣＯ2又はＨ2Ｓ又はその双方を吸収した吸収液を再生するに際してリボイラ熱量の低減を図ることができた。
【００９４】
［試験例２０］
試験例１１の吸収液と、物理的吸収法で提案された特許文献２（米国特許明細書第４，７０５，６７３号）のＥｘａｍｐｌｅ１の組成の吸収液とのリボイラ熱量の比較を行った。その結果を下記［表２］に示す。ここで、試験例１０の組成は、（１）の直鎖モノアミン（ａ成分）を２種類用い、第１の直鎖モノアミンとしてＮ−メチルジエタノールアミンを用いると共に、第２の直鎖モノアミンとして２−アミノ−２−メチル−1−プロパノールを用い、（２）のジアミン（ｂ成分）としてピペラジンを用い、（３）の第１のエーテル結合含有化合物エーテル（ｃ成分）として、プロピレングリコールモノプロピルエーテルを用い、水（ｄ成分）に溶解混合させたものである。特許文献２（米国特許明細書第４，７０５，６７３号）のＥｘａｍｐｌｅ１の組成は、メチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）、メトキシトリグリコール（ＭＴＧ）、水である。なお、［表２］のリボイラ熱量削減率は、エーテル結合含有化合物を含まない点以外は［表２］の性能例と同条件における比較例[(ｃ成分)エーテル結合含有化合物の濃度分だけ水の濃度を増加させた条件例]のリボイラ熱量に対する削減率である。
【００９５】
【表２】
2020116528.tif 000007
【００９６】
［表２］に示すように、特許文献２（米国特許明細書第４，７０５，６７３号）のＥｘａｍｐｌｅ１の組成（メチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）、メトキシトリグリコール（ＭＴＧ）、水）の吸収液では、例えば常圧近傍の高圧ガス条件ではない場合には、リボイラ熱量削減率が低く、エーテル結合含有化合物を添加しない場合に比べても、リボイラ熱量が悪化（削減率−５％）するのに対し、本アイデアではリボイラ熱量の低減が図れるものであった。
【００９７】
［試験例２１］
試験例１の第１のエーテル結合含有化合物（プロピレングリコールモノプロピルエーテル）と試験例７の第１のエーテル結合含有化合物（ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル）と、化学式ＩにおけるＲ2の炭素数が４（Ｃ4）以上のエーテル結合含有化合物（ブチレングリコールモノブチルエーテル）との水に対する溶解度の対比を行った。その結果を下記［表３］に示す。
【００９８】
【表３】
2020116528.tif 000008
【００９９】
［表３］に示すように、試験例１の第１のエーテル結合含有化合物（プロピレングリコールモノプロピルエーテル）と試験例７の第１のエーテル結合含有化合物（ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル）は、水への溶解度は共に２０重量％以上であった。これに対し、化学式ＩにおけるＲ2の炭素数が４以上のエーテル結合含有化合物（ブチレングリコールモノブチルエーテル）は、約１重量％と水への溶解度が低いものであった。これにより、化学式ＩにおけるＲ2の炭素数が４（Ｃ4）以上のエーテル結合含有化合物は、水溶液としての適用が困難であり、運転性および性能向上に課題があるのに対し、本試験例１、７のエーテル結合含有化合物（プロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル）は、水への溶解度も高く、運転性悪化の課題低減とリボイラ熱量削減が図ることができる。
【０１００】
［試験例２２］
試験例１の第１のエーテル結合含有化合物（プロピレングリコールモノプロピルエーテル）と試験例７のエーテル結合含有化合物（ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル）と、化学式ＩにおけるＲ3がアルキル基のエーテル結合含有化合物（プロピレングリコールジブチルエーテル）との水に対する溶解度の対比を行った。その結果を下記［表４］に示す。
【０１０１】
【表４】
2020116528.tif 000009
【０１０２】
［表４］に示すように、試験例１のエーテル結合含有化合物（プロピレングリコールモノプロピルエーテル）と試験例７のエーテル結合含有化合物（ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル）は、水への溶解度は共に２０重量％以上であった。これに対し、化学式ＩにおけるＲ3がアルキル基のエーテル結合含有化合物（プロピレングリコールジブチルエーテル）は、１重量％未満と水への溶解度が低いものであった。これにより、水溶液としての適用が困難であり、運転性および性能向上に課題があるのに対し、本試験例１、７のエーテル結合含有化合物（プロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル）は、水への溶解度も高く、運転性悪化の課題低減とリボイラ熱量削減が図ることができる。
【０１０３】
［試験例２３］
試験例１８の第２のエーテル結合含有化合物（酢酸エチレングリコールモノメチルエーテル：炭素数５）、試験例１９の第２のエーテル結合化合物（酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル：炭素数６）と、化学式IIにおけるＲ1がアルキル基のエーテル結合含有化合物（エチレングリコールエチルメチルエーテル（炭素数５）、エチレングリコールジエチルエーテル（炭素数６））の沸点の対比を行った。その結果を下記［表５］に示す。
【０１０４】
【表５】
2020116528.tif 000010
【０１０５】
［表５］に示すように、試験例１８の第２のエーテル結合含有化合物（酢酸エチレングリコールモノメチルエーテル）の沸点は１４３℃であり、試験例１９の第２のエーテル結合化合物（酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル）の沸点は１５６℃であった。これに対し、化学式IIおけるＲ1がアルキル基のエーテル結合含有化合物のエチレングリコールエチルメチルエーテルの沸点は１００〜１０２℃、エチレングリコールジエチルエーテルの沸点は１２０℃と、大気圧下の沸点が低く、蒸発によるガス同伴に伴うエーテル結合含有化合物の系外への放出等、運転性および性能向上に課題がある。これに対し、試験例１８の第２のエーテル結合含有化合物（酢酸エチレングリコールモノメチルエーテル：炭素数５）、試験例１９の第２のエーテル結合化合物（酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル：炭素数６）では、同じ炭素数でも化学式IIのＲ1がアルキル基のエーテル結合含有化合物よりも沸点が高いものであり、運転性悪化の課題低減とリボイラ熱量削減を図ることができる。
【０１０６】
すなわち、第２のエーテル結合含有化合物として、化学式IIおけるＲ1がアルキル基のエーテル結合含有化合物のように、沸点が低いものを適用するような場合には、ＣＯ2吸収時において、蒸発によるガス同伴に伴うエーテル結合含有化合物の吸収塔からの系外への放出等によって、エミッション増大の課題があり、これに加え、系外への放出に伴って吸収液中のエーテル結合含有化合物の濃度低下により、ＣＯ2回収熱量(リボイラ熱量)の性能向上を図ることができないものとなる。
【符号の説明】
【０１０７】
１２  ＣＯ2回収装置
１３  産業燃焼設備
１４  排ガス
１６  排ガス冷却装置
１７  ＣＯ2吸収液（リーン溶液）
１８  ＣＯ2吸収塔
１９  ＣＯ2を吸収したＣＯ2吸収液（リッチ溶液）
２０  吸収液再生塔
２１  洗浄水
【図１】
2020116528.tif 000011
【図２】
2020116528.tif 000012
【図３】
2020116528.tif 000013
【図４】
2020116528.tif 000014
【図５】
2020116528.tif 000015