(57)【要約】  完全には互いに混合不可能な二相の接点が物質移動および／または化学反応に基づく熱発生を随伴している、前記二相を、第１の相を接触装置の下部中に導入し、第２の相を接触装置の上部中に導入し、かつ接触装置中の第１の相に向かって導くことにより、接触させる方法であって、この場合、処理された第１の相および消費された第２の相が得られ、消費された第２の相の一部分を前記上部と前記下部との間に存在する少なくとも１つの個所で接触装置中に返送することを特徴とする、前記二相の前記接触方法。好ましい実施態様において、第１の相は、酸素ガス、例えばＣＯ2、Ｈ2Ｓ、ＳＯ2、ＣＳ2、ＨＣＮ、ＣＯＳおよび／またはメルカプタンを含有する流体の流れであり、第２の相は、少なくとも１つの有機塩基および／または無機塩基の水溶液を含有する吸収剤である。
2009530073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
完全には互いに混合不可能な二相の接点が物質移動および／または化学反応に基づく熱発生を随伴している、前記二相を、第１の相を接触装置の下部中に導入し、第２の相を接触装置の上部中に導入し、かつ接触装置中の第１の相に向かって導くことにより、接触させる方法であって、この場合、処理された第１の相および消費された第２の相が得られ、消費された第２の相の一部分を前記上部と前記下部との間に存在する少なくとも１つの個所で接触装置中に返送することを特徴とする、前記二相の接触方法。
【請求項２】
返送され消費された第２の相の質量の流れと第２の相の質量の流れとの比は、０．１〜３．０である、請求項１記載の方法。
【請求項３】
返送され消費された第２の相の添加場所と第１の相の導入場所との高さの差は、第２の相の添加場所と第１の相の導入場所との高さの差の２０〜８０％である、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
返送され消費された第２の相は、接触装置中への導入までに冷却される、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
次の方程式：
０．５・ｍ（２）・Ｃｐ（２）≦ｍ（１′）・Ｃｐ（１′）≦２．０・ｍ（２）・Ｃｐ（２）
の処理された第１の相の質量の流れｍ（１′）、処理された第１の相の比熱容量Ｃｐ（１′）、第２の相の質量の流れｍ（２）および第２の相の比熱容量Ｃｐ（２）で十分である、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
第１の相は、酸性ガスを含有する流体の流れであり、第２の相は、少なくとも１つの有機塩基および／または無機塩基の水溶液を含有する吸収剤である、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
処理すべき流体の流れは、０．５〜５モル％の二酸化炭素濃度を有する、請求項６記載の方法。
【請求項８】
消費された吸収剤は、放圧、加熱および／またはストリッピングによって再生される、請求項６または７記載の方法。
【請求項９】
吸収剤は、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、メチルアミノプロピルアミン（ＭＡＰＡ）、ピペラジン、ジエタノールアミン（ＤＥＡ）、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）、ジエチルエタノールアミン（ＤＥＥＡ）、ジイソプロピルアミン（ＤＩＰＡ）、アミノエトキシエタノール（ＡＥＥ）、ジメチルアミノプロパノール（ＤＩＭＡＰ）およびメチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）、メチルジイソプロパノールアミン（ＭＤＩＰＡ）、２−アミノ−１−ブタノール（２−ＡＢ）、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール（ＡＭＰ）、カリウムＮ，Ｎ−ジメチルグリシネート、カリウム−Ｎ−メチルアラニネート、カリウム２−アミノエタンスルホネートまたはこれらの混合物の水溶液を含む、請求項６から８までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
吸収剤は、メチルジエタノールアミンおよびピペラジンの水溶液を含む、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
吸収剤は、メチルジエタノールアミンおよびメチルアミノプロピルアミンの水溶液を含む、請求項９記載の方法。
【請求項１２】
吸収剤は、メチルジエタノールアミンおよびアミノエトキシエタノールの水溶液を含む、請求項９記載の方法。
【請求項１３】
吸収剤は、メチルジエタノールアミンおよび２−アミノ−１−ブタノールの水溶液を含む、請求項９記載の方法。
【請求項１４】
吸収剤は、カリウムＮ，Ｎ−ジメチルグリシネートの水溶液を含む、請求項９記載の方法。
【請求項１５】
吸収剤は、カリウム−Ｎ−メチルアラニネートの水溶液を含む、請求項９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、完全には互いに混合不可能な二相を接触させる方法であって、この二相の接点が物質移動および／または化学反応に基づく熱発生を随伴している、前記二相の接触方法に関する。殊に、本発明は、酸性ガスを流体の流れから除去する方法に関する。
【０００２】
化学工業における数多くのプロセスで、酸性ガス、例えばＣＯ2、Ｈ2Ｓ、ＳＯ2、ＣＳ2、ＨＣＮ、ＣＯＳまたはメルカプタンを不純物として含有する流体の流れが発生する。この流体の流れは、例えば天然ガス、重油または重質残渣からの合成ガス、精錬所ガスまたは有機物質、例えば石炭もしくは石油の部分酸化の際に生じる反応ガス、または液状または液化炭化水素流、例えばＬＰＧ（liquified petroleum gas液化石油ガス）またはＮＧＬ（natural gas liquids天然ガス液）であることができる。前記流体が輸送されるかまたは再加工される前に、該流体の酸素ガス含量は、しばしば還元されなければならない。ＣＯ2は、例えば天然ガスから除去されなければならない。それというのも、高濃度のＣＯ2は、ガスの燃焼効率を減少させるからである。更に、ＣＯ2は、流体の流れの中にしばしば連行される水と結合して導管および機械部品に腐蝕をまねく。
【０００３】
前記流体の流れからの硫黄化合物の除去は、異なる理由から望ましい。例えば、天然ガスの硫黄化合物の含量は、適当な精錬方法によって直接に天然ガス源で減少させなければならない。それというのも、硫黄化合物は、天然ガラスからしばしば連行される水と共に、腐食作用を有する酸を形成するからである。従って、天然ガスをパイプラインで輸送するためには、硫黄含有不純物を所定の限界値に維持しなければならない。更に、数多くの硫黄化合物は、既に低い濃度で悪臭を放つかまたは毒性である。
【０００４】
有機物質、例えば有機廃棄物、石炭または石油を酸化する際、または有機物質を含有する廃棄物を堆肥化する際に発生する反応ガスは、自然に損傷を与えうるかまたは気候に影響を及ぼしうるガスの放出を阻止するために除去されなければならない。
【０００５】
酸素ガスの除去のために、しばしば、有機塩基または無機塩基の水溶液での洗浄が使用される。酸素ガスを吸収剤中に溶解する場合には、塩基と共にイオンが形成される。吸収剤は、低圧への放圧またはストリッピングによって再生させることができ、この場合イオン種は、酸性ガスに再反応されおよび／または蒸気により略奪反応される。再生工程の後、吸収剤は、再使用されてよい。
【０００６】
酸素ガスと吸収剤との反応は、発熱性である。生じる熱は、一部分が流体の流れによって吸収される。一定の場合には、流体の流れは、再生された吸収剤の温度を上廻る温度で吸収剤から流出しうる。処理された流体の流れを使用する数多くの場合には、許容される最大の温度に関連して制限されるので、流体の流れは、付加的に冷却されなければならない。更に、処理された流体の流れが吸収剤を離れる温度が高くなればなるほど、処理された流体の流れは、水または吸収剤蒸気をますます連行する。しばしば、十分な容量の後接続された脱水ユニットが設けられなければならない。更に、熱時に処理された流体の流れと共に導出されるエネルギーは、方法全体から失われ、再生工程で再びもたらされなければならない。こうして、方法の特殊なエネルギー需要が高まる。
【０００７】
ＷＯ  ２００４／０７３８３８には、二酸化炭素をガス流から吸収剤により除去する方法が開示されており、この場合この吸収剤は、熱が吸収媒体上に伝達されることにより、吸収中に冷却される。吸収媒体としては、例えば吸収装置の塔底部からの負荷された吸収剤が使用される。熱伝達は、専ら熱交換器による間接的な熱交換によって行なわれる。吸収装置の塔底部からの負荷された吸収剤は、処理すべきガスまたは部分的に負荷された吸収剤と間接的に接触しない。この方法は、付加的な熱交換器の据え付けが多大な投資費用をまねくという欠点を有する。
【０００８】
本発明は、二相の接点が物質移動および／または化学反応に基づく熱発生を随伴している、二相を接触させる方法を提供するという課題に基づき、この場合接触装置から流出する処理された第１の相の温度は、制限されることができ、僅かな装置的費用で変換を可能にする。本発明は、殊に、記載された利点と共に僅かな特殊なエネルギー消費量を有する液体の流れから、酸性ガスを除去する方法を提供するという課題に基づく。
【０００９】
この課題は、完全には互いに混合不可能な二相の接点が物質移動および／または化学反応に基づく熱発生を随伴している、前記二相を、第１の相を接触装置の下部中に導入し、第２の相を接触装置の上部中に導入し、かつ接触装置中の第１の相に向かって導くことにより、接触させる方法であって、この場合、処理された第１の相および消費された第２の相が得られ、消費された第２の相の一部分を前記上部と前記下部との間に存在する少なくとも１つの個所で接触装置中に返送することを特徴とする、前記二相の前記接触方法によって解決される。
【００１０】
第１の相は、特にガス状または液状であり；第２の相は、特に液状である。第１の相および第２の相は、例えば乾燥すべき湿気およびポリグリコールエーテル、硫黄化合物によって清浄化すべき、炭化水素とアミン溶液との液状混合物、ＳＯ2／ＮＯxによって清浄化すべきガスおよび無機塩基の溶液またはＨＣｌ含有ガス流および水溶液であることができる。
【００１１】
接触装置としては、２つの相が向流で互いに接触されうる適当な装置が適している。多くの場合には、物質交換および熱交換の改善に適した取付け物、例えば棚段または充填物を含む塔が重要である。処理された第１の相は、接触装置の頭頂部から取り出され、消費された第２の相は、接触装置の塔底部から取り出される。
【００１２】
本発明の好ましい使用分野は、接触装置の頭頂部での返送なしに、処理された発生される第１の相と供給された第２の相との温度差が２℃を上廻り、殊に５℃を上廻り、多くの場合に有利に１０℃を上廻る方法である。
【００１３】
本発明による方法の好ましい実施態様において、第１の相は、酸素ガス、例えばＣＯ2、Ｈ2Ｓ、ＳＯ2、ＣＳ2、ＨＣＮ、ＣＯＳおよび／またはメルカプタン、殊にＣＯ2を含有する流体の流れであり、第２の相は、少なくとも１つの有機塩基および／または無機塩基の水溶液を含有する吸収剤である。
【００１４】
従って、１つの実施態様は、流体の流れを吸収装置の下部中に導入し、少なくとも１つのアミンの水溶液を含む再生された吸収剤を吸収装置の上部中に導入しかつ吸収装置中の流体の流れに向かって導くことにより、酸性ガスを流体の流れから除去する方法であって、この場合酸性ガスを取り除いた流体の流れおよび酸性ガスで負荷された吸収剤が得られ、この負荷された吸収剤の一部分を前記上部と前記下部との間に存在する少なくとも１つの位置で吸収装置中に返送する前記除去方法に関する。
【００１５】
本発明による方法において、消費された第２の相の一部分は、前記上部と前記下部との間に存在する少なくとも１つの位置で接触装置中に返送される。返送され消費された第２の相は、１つ以上の位置で接触装置中に導入されてよい。返送され負荷された吸収剤は、処理すべき第１の相と直接接触され、接触装置中で下方に流れる部分的に消費された第２の相と混合される。
【００１６】
返送され消費された第２の相（例えば、負荷された吸収剤）の質量の流れと前記上部中に導入される第２の相（例えば、再生された吸収剤）の質量の流れとの比は、一般に０．１〜３．０、特に０．２５〜２．０、殊に０．５〜１．５である。返送される量が僅かであることは、全面的には本発明の利点を生じない。大量の返送は、接触装置の並はずれた大きさの液圧負荷をまねき、十分な利点をもたらさない。
【００１７】
供給され消費された第２の相（例えば、負荷された吸収剤）の添加は、例えば棚段塔の棚段上で行なわれるかまたは分配板を介してその下方に存在する、充填塔の充填物上で行なわれる。特に、少なくとも主要量（返送された全体量の５０％を上廻る）の添加場所は、返送され消費された第２の相の添加場所と第１の相の導入場所との高さの差が第２の相（例えば、再生された吸収剤）の添加場所と第１の相の導入場所との高さの差の２０〜８０％、殊に３０〜７０％、多くの場合に有利に４０〜６０％であるように選択されている。例えば、返送され負荷された吸収剤が吸収装置の頭頂部に隣接した位置で導入される場合には、場合によっては酸性ガスの"突然の出現"および吸収装置を離れる処理された流体の流れ中での酸性ガス濃度の上昇が観察される。返送され負荷された吸収剤が吸収装置の塔底部に隣接した位置で導入される場合には、全面的には本発明の利点を生じない。
【００１８】
好ましい実施態様において、返送され消費された第２の相の全体量または部分量は、接触装置中への導入までに冷却される。
【００１９】
第１の相の熱容量と第２の相の熱容量とが比較可能であるような場合には、特殊な利点は、消費された第２の相の本発明による返送によって得られる。熱容量は、それぞれの質量の流れおよびそれぞれの比熱容量に依存する。従って、好ましい実施態様において、次の方程式：
０．５・ｍ（２）・Ｃｐ（２）≦ｍ（１′）・Ｃｐ（１′）≦２．０・ｍ（２）・Ｃｐ（２）
の処理された第１の相の質量の流れｍ（１′）、処理された第１の相の比熱容量Ｃｐ（１′）、第２の相の質量の流れｍ（２）および第２の相の比熱容量Ｃｐ（２）で十分である
本発明による方法は、以下、１つの好ましい実施態様に関連して詳細に記載され、この場合第１の相は、酸性ガスを含有する流体の流れであり、第２の相は、少なくとも１つの有機塩基および／または無機塩基の水溶液を含有する吸収剤である。本発明は、このような方法に制限されていない。
【００２０】
特殊な利点は、酸性ガスの完全な除去を達成しようと努力されず、吸収装置を離れる、酸性ガスを取り除いた流体の流れが、例えば０．５〜５モル％、特に１．０〜２．５モル％の二酸化炭素の残留濃度を有するような場合に、負荷された吸収剤の本発明による返送によって得られる。
【００２１】
返送され負荷された吸収剤は、特に０〜８０℃、殊に２０〜６０℃の温度を有する。本発明による方法の１つの実施態様において、返送され負荷された吸収剤は、吸収装置中への導入前に冷却される。このために、適当な冷媒を用いて運転される通常の熱交換器が適している。
【００２２】
吸収装置の頭頂部から流入する再生された吸収剤は、特に２０〜１１０℃、殊に３０〜６０℃の温度を有する。
【００２３】
吸収装置の塔底部温度は、一般に約２０〜１２０℃、有利に約２０〜８０℃、特に有利に２０〜６０℃である。
【００２４】
吸収装置中での全圧は、一般に約１〜１５０バール、有利に約１〜１００バール、特に有利に１〜８５バールである。
【００２５】
適当な吸収塔は、例えば不規則充填塔、規則充填塔および棚段塔である。棚段塔中には、シーブトレイ、泡鐘トレイまたはバルブトレイが取り付けられており、これらのトレイを介して液体が流れる。蒸気は、特殊なスリットまたは孔に導通され、したがって泡立ち層（Sprudelschicht）が生じる。それぞれの前記トレー上には、新しい平衡が生じる。充填塔は、異なる成形体で充填されていてよい。熱交換および物質交換は、多くの場合に約２５〜８０ｍｍの大きさの成形体のために表面積の拡大によって改善されている。公知の例は、ラシヒリング（中空シリンダ）、ポールリング、ハイフローリング（Hiflow-Ring）、インタロックスーサドル（Intalox-Sattel）等である。充填体は、整列されて塔内に導入されることができるが、しかし、不規則に（堆積物として）塔内に導入されてもよい。材料としては、ガラス、セラミック、金属およびプラスチックがこれに該当する。構造化された充填物は、整列された充填体のもう１つの展開である。この構造化された充填物は、規則的に形成された構造を有する。それによって、充填物の場合には、ガス流の場合の圧力損失を減少させることが可能である。充填物、例えば織物充填物または薄板充填物の種々の実施形式が存在する。材料としては、金属、プラスチック、ガラスおよびセラミックが使用されてよい。
【００２６】
負荷された吸収剤の返送されない部分流は、常法で、放圧、加熱および／またはストリッピングによって再生される。
【００２７】
再生のために、負荷された吸収剤は、有利に再生塔中に導入される。再生塔は、同様に不規則充填塔、規則充填塔または棚段塔であることができる。再生塔は、塔底部に加熱装置、例えば循環ポンプを備えた強制循環蒸発器を有する。再生塔は、頭頂部に放出された酸性ガスのための流出管を有する。連行される吸収剤蒸気は、凝縮器中で凝縮され、塔内に返送される。再生塔中で、負荷された吸収剤は、放圧およびストリッピングによって部分的に再生されおよび／または直接的または間接的な加熱によって熱的に再生される。
【００２８】
再生塔の頭頂部での圧力（絶対）は、一般に約０．５〜５バール、有利に約１〜３バールである。
【００２９】
本発明による方法は、吸収剤の２段階の吸収および２段階の再生を有する方法として実施されてもよい。この場合には、
ａ）流体の流れを、少なくとも１つのアミンの水溶液を含む吸収剤と接触させて吸収装置中の第１の吸収帯域に導通させ、その際、酸性ガスの主要量は除去され、流体の流れを吸収装置中の第２の吸収帯域に導通させ、その際、酸性ガスの他の量は除去され、
ｂ）負荷された吸収剤は、第１の再生帯域中に導入され、その際、部分的に再生された吸収剤が得られ、部分的に再生された吸収剤の一部分は、第１の吸収帯域中に導入され、
ｃ）部分的に再生された吸収剤の別の部分は、第２の再生帯域中に導入され、その際、再生された吸収剤が得られ、および
ｄ）再生された吸収剤は、第２の吸収帯域中に導入されることが設けられている。
【００３０】
一般に、第２の吸収帯域は、吸収装置中の第１の吸収帯域の上方に配置されている。第１の吸収帯域から上昇する流体の流れは、第２の吸収帯域中に侵入し、精製された流体の流れは、吸収装置の頭頂部から取り出される。第２の吸収帯域から下方に流れる負荷された吸収剤は、第１の吸収帯域中に侵入し、負荷された吸収剤と一緒に吸収装置の塔底部から取り出される。負荷された吸収剤の本発明による返送は、２段階の吸収の場合には、特に第１または第２の吸収帯域の中央部で、例えばそれぞれの吸収帯域の全高の２０〜８０％、特に３０〜７０％の高さで行なわれる。
【００３１】
本発明による方法で処理される流体の流れは、例えば合成ガス、殊にアンモニア製造のための合成ガスである。他の選択可能な方法によれば、天然ガス、精錬所ガスまたは化学的または冶金学的プロセスでのガス流が重要である。流体の流れは、特にガス状である。
【００３２】
使用される吸収剤は、有機塩基および／または無機塩基、例えばアミン、炭酸カリウムまたはアミノ酸の金属塩および記載された成分の混合物ならびに前記成分と燐酸または生理的溶剤との混合物である。
【００３３】
適当なアミンは、例えばモノエタノールアミン（ＭＥＡ）、メチルアミノプロピルアミン（ＭＡＰＡ）、ピペラジン、ジエタノールアミン（ＤＥＡ）、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）、ジエチルエタノールアミン（ＤＥＥＡ）、ジイソプロピルアミン（ＤＩＰＡ）、アミノエトキシエタノール（ＡＥＥ）、ジメチルアミノプロパノール（ＤＩＭＡＰ）およびメチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）、メチル−ジイソプロパノールアミン（ＭＤＩＰＡ）、２−アミノ−１−ブタノール（２−ＡＢ）またはこれらの混合物である。全アミン含量は、例えば１０〜７０質量％、殊に３０〜６０質量％である。
【００３４】
アミノ酸の適当な金属塩は、例えばカリウムＮ，Ｎ−ジメチルグリシネート、カリウム−Ｎ−メチルアラニネートまたはカリウム２−アミノエタンスルホネートである。
【００３５】
適当な生理的溶剤は、スルホラン、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、プロピレングリコールまたはポリエチレングリコールアルキルエーテルである。
【００３６】
好ましい吸収剤は、２〜１２個の炭素原子を有する少なくとも１つのアルカノールアミンを含む。特に好ましい吸収剤は、第３アルカノールアミンおよび特に第１アミンまたは第２アミンの形の活性剤を含む。好ましい活性剤は、少なくとも１個のＮＨ基および場合によっては酸素原子および窒素原子の中から選択される、環中の少なくとも１個のヘテロ原子を有する、５〜７員のヘテロ環式飽和化合物である。適当な活性剤は、ピペラジン、１−メチルピペラジン、２−メチルピペラジン、１−アミノエチルピペラジン、モルホリン、ピペリジンである。別の好ましい活性剤は、メチルアミノプロピルアミン、２−アミノ−１−ブタノール、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール（ＡＭＰ）およびアミノエトキシエタノールから選択される。
【００３７】
米国特許第４３３６２３３号明細書中に記載された吸収剤は、特に有効であることが証明された。この場合には、メチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）およびピペラジンの水溶液が吸収促進剤または活性剤（ａＭＤＥＡ（登録商標）、ＢＡＳＦ  ＡＧ, Ludwigshafen）として重要である。前記米国特許明細書中に記載の洗浄液は、メチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）１．５〜４．５モル／ｌおよびピペラジン０．０５〜０．８モル／ｌ、有利に０．４モル／ｌまでを含有する。
【００３８】
もう１つの適当な吸収剤は、メチルジエタノールアミンおよびメチルアミノプロピルアミンの水溶液を含む。
【００３９】
もう１つの適当な吸収剤は、メチルジエタノールアミンおよびアミノエトキシエタノールの水溶液を含む。
【００４０】
もう１つの適当な吸収剤は、メチルジエタノールアミンおよび２−アミノ−１−ブタノールの水溶液を含む。
【００４１】
もう１つの適当な吸収剤は、カリウムＮ，Ｎ−ジメチルグリシネートの水溶液を含む。
【００４２】
もう１つの適当な吸収剤は、カリウムＮ−メチルアラニネートの水溶液を含む。
【００４３】
本発明を図１および次の実施例につき詳説する。
【００４４】
図１は、本発明による方法を実施するための吸収装置Ａの構造を略示する。吸収装置Ａは、質量交換および熱交換を生じさせるための充填体または分離トレーを含む。処理すべき流体の流れは、導管１を介して吸収装置Ａ中に供給され、および再生された吸収剤に向かって導かれ、この場合この再生された吸収剤は、導管３を介して下方へ導かれる。酸性ガスを取り除いた流体の流れは、導管２を介して吸収装置Ａから流出する。
【００４５】
吸収装置Ａの塔底部から取り出される、負荷された吸収剤の一部分は、場合による冷却器６および返送導管５を介して吸収装置Ａ中に返送される。吸収装置中への返送は、場合による導管５ａ、５ｂによって示されているように、多数の位置で行なうことができる。負荷された吸収剤の別の部分は、吸収装置Ａを導管４を介して流出し、再生部（図示されていない）に供給される。
【００４６】
実施例
次に記載されたい実施例は、流体の流れからのＣＯ2の除去のシミュレートされた実施形式である。実施例は、シミュレーションソフトウェアで算定される。このシミュレーション法の基礎は、N. Asprion, Nonequilibrium Rate-Based Simulation of Reactive Systems: Simulation Model, Heat Transfer,およびInfluence of Film Discretization, Ind. Eng. Chem. Res., 2006, 45 (6), 第2054-2069頁, 2006に記載されている。
【００４７】
実施例１：
この実施例は、次の想定に基づく：
４５％の活性化されたＭＤＥＡ溶液、
流れ１：ＣＯ2含量１．８モル％、温度３０℃、圧力４５バール（絶対）、
流れ３：温度５０℃、
高さの５０％への再循環物の供給。
【００４８】
相平衡は、活性化されたＭＤＥＡ溶液に対してピッツァーモデル（Pitzer-Modell）（K.S. Pitzer, Activity Coefficients in Electrolyte Solutions 第２版, CRC-Press, 1991,第3章, Ion Interaction Approach: Theory, die Parameter wurden an Phasengleichgewichtsmessungen im Sytem CO2/H2O/MDEA/Piperazin angepasst）で算定された。
【００４９】
この実施例中で、吸収装置中に返送される、負荷された吸収剤の量は、変動した。結果は、次の表中に纏められている（流れの符号は、図１の相応する参照符号に従う）。
【００５０】
【表１】
2009530073.tif 000003
【００５１】
例２：
この実施例は、次の想定に基づく：
４５％の活性化されたＭＤＥＡ溶液、
流れ１：ＣＯ2含量１．８モル％、温度３０℃、圧力４５バール（絶対）、
流れ３：温度５０℃、
１００％の再循環。
【００５２】
この実施例中で、返送された負荷された吸収剤の添加場所は、変動された。結果は、次の表中に纏められている：
【表２】
2009530073.tif 000004
【００５３】
実施例１および２は、本発明で次の利点を達成することができることを示す。精製されたガス中でのよりいっそう低いＣＯ2含量を達成することができる。他の選択可能な方法によれば、同じＣＯ2規格値の場合に吸収装置をよりいっそう短時間に選択することができるかまたはよりいっそう少ない吸収剤を使用することができる。精製されたガスの温度は、よりいっそう低く（よりいっそう少ない温度差（２）−（１））、それによって後接続された僅かなガス冷却効率が必要とされる。これは、殊にＬＮＧの使用に重要であり、この場合ガスは、ＣＯ2の除去後に液化される。負荷された吸収剤は、よりいっそう高い温度で発生し、それによってよりいっそう多くの熱がプロセス中に残留する。再生の場合には、僅かなエネルギーに相応して供給されなければならず、即ちプロセスのエネルギー効率は、上昇する。塔内での最大温度は、よりいっそう低くなり、それによって有効なガス体積流は、減少される。それによって、塔の直径は、減少させることができる。
【００５４】
実施例３：煙道ガスの洗浄
この実施例は、次の想定に基づく：
３０％のＭＥＡ溶液、
流れ１：ＣＯ2含量１４．７モル％、温度４０℃、圧力１．１バール（絶対）、
流れ３：温度４０℃、
高さの５０％への再循環物の供給。
【００５５】
モノエタノールアミン（ＭＥＡ）での煙道ガス洗浄のための相平衡は、電解質−ＮＲＴＬモデル（B. Mock, L.B. Evans, およびC.-C. Chen, "Phase Equilibria in MUltiple-Sovent Electrolyte Systems: A New Thermodynamic Model," Paper peresented at the Boston Summer Computer Simulation Conference, JUly 1984）で算定された。上記モデルのパラメーターは、次の刊行物から確認できる：D.M. Austgen, G.T. Rochelle, X. Peng, およびC.C. Chen, "A Model of Vapor-Liquid Equilibria in the Aqueous Acis Gas-Alkanolamine Sytem Using the Electrolyte-NRTL Equiation," Paper presented at the New Orleans AICHE Meeting, March 1988。
【００５６】
結果は、次の表中に纏められている：
【表３】
2009530073.tif 000005
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明による方法を実施するための吸収装置Ａの構造示す略図。
【符号の説明】
【００５８】
１、２、３、４、５ａ、５ｂ  導管、  ５  返送導管、  ６  冷却器、  Ａ  吸収装置
【図１】
2009530073.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成19年10月25日(2007.10.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸性ガスを含有する流体の流れである第１の相と少なくとも１つの有機塩基および／または無機塩基の水溶液を含有する吸収剤である第２の相とを接触させ、第１の相を接触装置の下部中に導入し、第２の相を接触装置の上部中に導入し、かつ接触装置中の第１の相に向かって導き、その際に、処理された第１の相および消費された第２の相が得られる、前記二相の接触方法において、消費された第２の相の一部分を前記上部と前記下部との間に存在する少なくとも１つの個所で接触装置中に返送することを特徴とする、前記二相の接触方法。
【請求項２】
返送され消費された第２の相の質量の流れと第２の相の質量の流れとの比は、０．１〜３．０である、請求項１記載の方法。
【請求項３】
返送され消費された第２の相の添加場所と第１の相の導入場所との高さの差は、第２の相の添加場所と第１の相の導入場所との高さの差の２０〜８０％である、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
返送され消費された第２の相は、接触装置中への導入までに冷却される、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
次の方程式：
０．５・ｍ（２）・Ｃｐ（２）≦ｍ（１′）・Ｃｐ（１′）≦２．０・ｍ（２）・Ｃｐ（２）
の処理された第１の相の質量の流れｍ（１′）、処理された第１の相の比熱容量Ｃｐ（１′）、第２の相の質量の流れｍ（２）および第２の相の比熱容量Ｃｐ（２）で十分である、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
処理すべき流体の流れは、０．５〜５モル％の二酸化炭素濃度を有する、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
消費された吸収剤は、放圧、加熱および／またはストリッピングによって再生される、請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
吸収剤は、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、メチルアミノプロピルアミン（ＭＡＰＡ）、ピペラジン、ジエタノールアミン（ＤＥＡ）、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）、ジエチルエタノールアミン（ＤＥＥＡ）、ジイソプロピルアミン（ＤＩＰＡ）、アミノエトキシエタノール（ＡＥＥ）、ジメチルアミノプロパノール（ＤＩＭＡＰ）およびメチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）、メチルジイソプロパノールアミン（ＭＤＩＰＡ）、２−アミノ−１−ブタノール（２−ＡＢ）、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール（ＡＭＰ）、カリウムＮ，Ｎ−ジメチルグリシネート、カリウム−Ｎ−メチルアラニネート、カリウム２−アミノエタンスルホネートまたはこれらの混合物の水溶液を含む、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
吸収剤は、メチルジエタノールアミンおよびピペラジンの水溶液を含む、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
吸収剤は、メチルジエタノールアミンおよびメチルアミノプロピルアミンの水溶液を含む、請求項８記載の方法。
【請求項１１】
吸収剤は、メチルジエタノールアミンおよびアミノエトキシエタノールの水溶液を含む、請求項８記載の方法。
【請求項１２】
吸収剤は、メチルジエタノールアミンおよび２−アミノ−１−ブタノールの水溶液を含む、請求項８記載の方法。
【請求項１３】
吸収剤は、カリウムＮ，Ｎ−ジメチルグリシネートの水溶液を含む、請求項８記載の方法。
【請求項１４】
吸収剤は、カリウム−Ｎ−メチルアラニネートの水溶液を含む、請求項８記載の方法。
【国際調査報告】
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