(57)【要約】二酸化炭素吸収量が多く、二酸化炭素と反応して生じる生成物が沈殿しにくい二酸化炭素吸収液を提供することを目的とする。  環を構成する元素に窒素原子を少なくとも１個含む複素環にカルボキシル酸塩が少なくとも１個結合したアミノ酸塩を水溶液中に含むことを特徴とする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
環を構成する元素に窒素原子を少なくとも１個含む複素環にカルボキシル酸塩が少なくとも１個結合したアミノ酸塩を水溶液中に含むことを特徴とする二酸化炭素吸収液。  
【請求項２】
前記アミノ酸塩が、環状のαアミノ酸塩であることを特徴とする請求項１に記載の二酸化炭素吸収液。 
【請求項３】
前記アミノ酸塩がアミノ酸アルカリ塩であることを特徴とする請求項２に記載の二酸化炭素吸収液。  
【請求項４】
さらにアミン化合物を含むことを特徴とする請求項３に記載の二酸化炭素吸収液。 
【請求項５】
前記アミン化合物がアルカノールアミンであることを特徴とする請求項４に記載の二酸化炭素吸収液。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混合ガスから二酸化炭素を除く二酸化炭素吸収液に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化現象の一因として大気中の二酸化炭素濃度の上昇が指摘され、二酸化炭素排出抑制への機運が高まっている。大気から二酸化炭素を分離する方法としては、二酸化炭素を、吸収剤を含む二酸化炭素吸収液と反応させて生成物を生成させ、その生成物を回収する吸収法が知られている。回収された生成物は、二酸化炭素と吸収剤に分解し吸収剤を二酸化炭素吸収液として再生させる。【０００３】
二酸化炭素吸収液に含まれる吸収剤としてはアルカノールアミンが知られているが、アルカノールアミンは二酸化炭素の吸収放出速度が遅い。そこで、吸収剤として鎖状のアミノ酸塩を用いることとした二酸化炭素分離用の混合吸収剤が開示されている（特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１３６９８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の二酸化炭素分離用の混合吸収剤は二酸化炭素と反応して生じる生成物が沈殿するため、生成物を二酸化炭素と吸収剤に分離させるのが困難であり、吸収剤を二酸化炭素吸収液に再生させることが困難である。【０００６】
従って本発明は、上記問題点を解決するために成されたもので、二酸化炭素吸収量が多く、二酸化炭素と反応して生じる生成物が沈殿しにくい二酸化炭素吸収液を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の二酸化炭素吸収液は、環を構成する元素に窒素原子を少なくとも１個含む複素環にカルボキシル酸塩が少なくとも１個結合したアミノ酸塩を水溶液中に含むことを特徴としている。【０００８】
本発明の二酸化炭素吸収液は、環を構成する元素に窒素原子を少なくとも１個含む複素環にカルボキシル酸塩が少なくとも１個結合したアミノ酸塩を吸収剤とするので、二酸化炭素吸収量と二酸化炭素吸収放出速度が大きい。また、本発明による二酸化炭素吸収液は、二酸化炭素と反応して生じる生成物が沈殿しにくい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば二酸化炭素吸収量が多く、二酸化炭素と反応して生じる生成物が沈殿しにくい、二酸化炭素吸収液を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一実施形態に係る二酸化炭素吸収液について説明する。二酸化炭素吸収液は、二酸化炭素と反応する吸収剤を含む水溶液である。本実施例における二酸化炭素吸収液は、塩基性である。二酸化炭素吸収液は、二酸化炭素を吸収吸する吸収塔と、二酸化炭素を吸収して生じた生成物から吸収剤を分離する再生塔の間を循環する。吸収塔と再生塔との間には、吸収塔から再生塔へ二酸化炭素吸収液を送るパイプと再生塔から吸収塔へ二酸化炭素吸収液を送るパイプが設けられている。吸収塔においては、吸収剤は常温で工場や発電所で排出されたガスに含まれる二酸化炭素と反応して生成物を生じる。再生塔においては、高温で生成物から二酸化炭素が分離されることによって二酸化炭素吸収液が再生され、吸収塔で使用される。
【００１１】
化１は、本発明の実施例１に係る二酸化炭素吸収液に含まれる吸収剤の分子の一例である。
【化１】
2011036713.tif 000002
【００１２】
化１で表される吸収剤は、ｍ＋ｐ個の炭素原子とｎ個の窒素原子で構成される複素環を有し、複素環を構成するｍ＋ｐ個の炭素原子のうちｐ個の炭素分子にはカルボキシル酸塩が結合した、アミノ酸塩である。RはHあるいは炭素数１〜１８の置換非置換のアルキル基あるは芳香族基である。ｍとｎとｐは、いずれも１以上の整数を表す値である。
【００１３】
複素環を構成する炭素原子と窒素原子は、炭素原子同士が連続し窒素原子同士が連続して結合していても良いし、炭素原子と窒素原子が規則的に、または不規則的に結合していても良い。
【００１４】
複素環を構成する窒素は、水素が１つ結合した第２級アミノ基か、あるいは水素以外の官能基が結合した第３級アミノ基である。
【００１５】
分子構造が化１で表わされる吸収剤を含んだ二酸化炭素吸収液に二酸化炭素が接触すると、複素環を構成する窒素が第２級アミノ基（R2NH）である場合、次のように反応する。
【数１】
2011036713.tif 000003
【００１６】
一方、複素環を構成する窒素が第３級アミノ基（R３N）である場合、次のように反応する。
【数２】
2011036713.tif 000004
【００１７】
化１で表わされる吸収剤は環状構造を有するが、この環状構造によって分子の分極率が高まる。つまり、アミノ基は求核性が高く、カルボキシル酸塩は求電子性が高くなる。
【００１８】
化１で表される吸収剤は、複素環を構成する窒素が第２級アミノ基である場合は数１のように二酸化炭素と反応して化２で表される生成物と化３で表される生成物を、複素環を構成する窒素が第３級のアミノ基である場合は数２のように二酸化炭素と反応して化４で表される生成物と炭酸水素イオン（ＨＣＯ３−）を生じる。
【化２】
2011036713.tif 000005
【化３】
2011036713.tif 000006
【化４】
2011036713.tif 000007
【００１９】
数１と数２に示すように、二酸化炭素は吸収剤のアミノ基に引き寄せられて吸収剤と反応するので、アミノ基の求核性が高いほど二酸化炭素を引き寄せる力が強い。従って、化１で表される吸収剤は二酸化炭素と反応しやすいため、二酸化炭素吸収速度が大きい。
【００２０】
また、化１で表される吸収剤と二酸化炭素が反応して得られた生成物を加熱すると、数１または数２の逆反応が生じ、生成物から二酸化炭素が取り出され、吸収剤が再生される。この逆反応は再生塔において行われる。環状アミノ酸は、加熱されると非加熱状態に比べて分極率が大きく低減する。従って、加熱された化１で表される吸収剤のアミノ基は二酸化炭素を引き寄せる力が相対的に弱いので、二酸化炭素放出量が大きい。
【００２１】
また、二酸化炭素吸収液は水溶液であるため、吸収剤は、極性が高いほど二酸化炭素吸収液に多く溶解することができる。二酸化炭素吸収液中の吸収剤の量が増えると、二酸化炭素吸収液の単位体積あたりの二酸化炭素吸収量が増える。二酸化炭素吸収液の二酸化炭素吸収量が多く、また二酸化炭素吸収速度が大きいと、短時間で大量の二酸化炭素を吸収することができる。また二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収液の二酸化炭素放出量が多いと、二酸化炭素吸収液を繰り返し使用することが可能である。
【００２２】
また、化１で表される吸収剤が二酸化炭素と反応して生じる化２で表される生成物、化３で表される生成物および化４で表される生成物も環状構造を有するので、分極率が高く、水溶性が高いので、沈殿を生じにくい。
【００２３】
また、環状構造は鎖状構造よりも構成原子同士の結合が強いので、本発明による二酸化炭素吸収液の吸収剤は繰り返し再生させても分解しにくい。
【００２４】
さらに、本発明による二酸化炭素吸収液は、塩であるために、揮発しにくい。塩は蒸気圧がきわめて小さい。本発明による二酸化炭素吸収液の吸収剤は、カルボキシル酸塩であるため、揮発しにくく、繰り返し使用しても二酸化炭素吸収液の二酸化炭素吸収量が減少しにくい。
【００２５】
複素環を構成する窒素が第２級アミノ基である場合には、二酸化炭素分子１つを回収するのに吸収剤分子を２つ要するが、複素環を構成する窒素が第３級アミノ基である場合には、二酸化炭素分子１つを回収するのに吸収剤分子１つで足りる。したがって、複素環を構成する窒素分子は第３級アミノ基であるときの方が、二酸化炭素を回収する効率が高い。
【００２６】
複素環の炭素に結合したｐ個のカルボキシル基は任意の金属原子Ｍｅと塩を形成する。特にＫ、ＮａまたはＣｓなどのアルカリ金属が好ましい。アルカリ金属は分子内の分極を大きくする。
【００２７】
本発明による二酸化炭素吸収液に含まれる吸収剤はカルボキシル酸塩を有するので、二酸化炭素吸収量が減少する虞がない。カルボキシル酸塩がカルボキシル基の場合、二酸化炭素吸収液は塩基性であるため、カルボキシル基は、酸素原子が負の電荷を持ったカルボキシル基イオンとして存在する。一方アミノ基には窒素原子に水素原子が１つ結合してアミノ基イオンとして二酸化炭素吸収液中で存在し、アミノ基の窒素は正の電荷を持つ。従って、カルボキシル基イオンの負の電荷を持った酸素は、アミノ基の窒素と結合しやすい。カルボキシル基イオンの酸素とアミノ基の窒素が結合すると、二酸化炭素が吸収剤のアミノ基に結合することができず、結果として二酸化炭素吸収液の二酸化炭素吸収量が減少する。しかし、本発明における吸収剤は、カルボキシル基でなくカルボキシル酸塩を有するため、塩基性の二酸化炭素吸収液中でもカルボキシル基イオンを生じにくいので、二酸化炭素吸収量が減少する虞がない。
【００２８】
化１で表わされる、環を構成する元素に窒素原子を少なくとも１個含む複素環にカルボキシル酸塩が少なくとも１個結合したアミノ酸塩としては、化３で表される吸収剤１または化５で表わされる吸収剤２の他に、例えば次のようなものがある。アザシクロプロピル−２−カルボン酸塩、アザシクロプロパン−１、２−ジカルボン酸塩、アゼチジン−２−カルボン酸塩、アゼチジン−３−カルボン酸塩、アゼチジン−２，３−ジカルボン酸塩、アゼチジン−２、４−ジカルボン酸塩、アゼチジン−２、３、４−トリカルボン酸塩、ピロリジン−２−カルボン酸塩（プロリン塩）、ピロリジン−３−カルボン酸塩、ピロリジン−２，３−ジカルボン酸塩、ピロリジン−２，４−ジカルボン酸塩、ピロリジン−２，５−ジカルボン酸塩、ピロリジン−２，３，４−トリカルボン酸塩、ピロリジン−２，３，５−トリカルボン酸塩、ピロリジン−２，３，４、５−テトラカルボン酸塩、ピペリジン−２−カルボン酸塩（ピペコリン酸塩）、ピペリジン−３−カルボン酸塩、ピペリジン−４−カルボン酸塩、ピペリジン−２、３−ジカルボン酸塩、ピペリジン−２、４−ジカルボン酸塩、ピペリジン−２、５−ジカルボン酸塩、ピペリジン−２、６−ジカルボン酸塩、ピペリジン−３，４−ジカルボン酸塩、ピペリジン−３，５−ジカルボン酸塩、ピペリジン−２，３，４−トリカルボン酸塩、ピペリジン−２，３，４−トリカルボン酸塩、ピペリジン−２，３，５−トリカルボン酸塩、ピペリジン−２，３，６−トリカルボン酸塩、ピペリジン−３，４、５−トリカルボン酸塩、ヘキサヒドロ−１Ｈ−アゼピン−２−カルボン酸塩などである。
【００２９】
これらの吸収剤も、吸収剤１または吸収剤２と同様に、環を構成する元素に窒素原子を含む複素環を有するので二酸化炭素吸収量と二酸化炭素放出量が多く、また二酸化炭素吸収速度が高い。
【００３０】
本発明による二酸化炭素吸収液に含まれる吸収剤の環を構成する原子の数は、３個以上８個以下であることが望ましい。環を構成する原子の数が８個以上であると分子量が大きすぎて、水溶性が低くなる場合がある。
【００３１】
環を構成する窒素原子の数は、複数個あってもよいが、その窒素原子が第２級アミノ基である場合には窒素の数は最大４個以下であることが好ましい。第２級のアミノ基が５個以上あると分子内の窒素原子同士が引き合うことにより、分子全体として分極率が小さくなるので、二酸化炭素の吸収量が低下する。
【００３２】
また、環状構造を構成する炭素原子に結合するカルボキシル酸塩は４個以下であることが好ましい。カルボキシル酸塩が５個以上あると、１分子あたりのアミノ基の存在比が小さくなり、分子の分極率が小さくなる結果、二酸化炭素の吸収量が低下する恐れがあるためである。
【００３３】
この他、本発明による二酸化炭素吸収液に含まれる吸収剤の環を構成する原子は、炭素と窒素を少なくとも１つずつ含んでいれば、他の原子も含んでいても良い。
【００３４】
また、環を構成する炭素原子に水酸基や、第１級または第２級または第３級アミノ基や、スルホン酸基や、炭素数１〜１８個の置換非置換の鎖あるいは分岐のアルキル基や、置換非置換の芳香族などが結合していてもよい。
【００３５】
本発明による二酸化炭素吸収液中の吸収剤の割合は、１〜５０重量%の範囲内にあることが好ましい。吸収剤の濃度が1％以下である場合には、二酸化炭素吸収液の体積に対する二酸化炭素吸収量が少なくなる。吸収剤の濃度が５０％以上である場合には、吸収液の粘度が高すぎて吸収液の流速が遅くなり、吸収塔と再生塔との間を循環させるのが困難になる。
【００３６】
二酸化炭素吸収液に、化１で表される吸収剤に加えて、アミン化合物を１種類、または複数種類加えても良い。アミン化合物としては、例えば、第１級のアミノ基を持つ鎖状又は環状のアルカノールアミン、第２級のアミノ基を持つ鎖状又は環状のアルカノールアミン、第３級のアミノ基を持つ鎖状又は環状のアルカノールアミン、環を構成する元素に窒素を含む複素環アミン化合物などがある。
【００３７】
各級のアミン化合物は以下のような特性を有する。第１級アミノ基の窒素原子は、二酸化炭素が二酸化炭素吸収液に接触した直後の二酸化炭素吸収速度を向上させる。また、第２級アミノ基の窒素原子は、二酸化炭素吸収量が飽和点に達する直前の二酸化炭素吸収速度を向上させる。第３級アミノ基の窒素原子は、二酸化炭素吸収容量を増大させる。また、第３級アミノ基によると、二酸化炭素の吸収と放出をバランスよく再現させることができるので、生成物から吸収剤を分離するのに要するエネルギーが小さい。
【００３８】
二酸化炭素吸収液から吸収剤を分離する工程で消費するエネルギーは、二酸化炭素吸収液が吸収塔と再生塔の間を循環する全工程で消費するエネルギーのうちの約５０〜８０％を占める。すなわち、吸収剤を分離する工程で消費されるエネルギーを小さくすることより、全工程の消費エネルギーを小さくすることができる。
【００３９】
このようなアミン化合物を本発明による二酸化炭素吸収液に加えると、本発明による二酸化炭素吸収液の効果にアミン化合物の効果が加わり、二酸化炭素吸収速度をさらに大きくしたり、二酸化炭素吸収量をさらに増やしたり、または、二酸化炭素吸収液を再生させるエネルギーを小さくしたりすることができる。
【００４０】
具体的な鎖状のアミン化合物の例としては、モノエタノールアミン、２-メチルアミノエタノール、２-エチルアミノエタノール、２-プロピルアミノエタノール、ｎ-ブチルアミノエタノール、２-（イソプロピルアミノ）エタノール、３-エチルアミノプロパノール、トリエタノールアミン、ジエタノールアミンなどが挙げられる。
【００４１】
また、環状のアミン化合物としては、ピペラジン、２−メチルピペラジン、１，４ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、ヘキサメチレンテトラミン、ピロリジン、ピペリジン、アゼチジン、オクタヒドロアゾシン、ヘキサヒドロ−１Ｈ−アゼピンなどが挙げられる。
【００４２】
二酸化炭素吸収液中にアミン化合物を加える場合には、アミン化合物は本発明による二酸化炭素吸収液の吸収剤に対する重量比を１０倍以下とするのが好ましい。アミン化合物は揮発や分解や析出を生じやすいので、アミン化合物が本発明による二酸化炭素吸収液に含まれる吸収剤に対して１０倍より多いと、揮発や分解や析出が顕著に現れる場合がある。
【００４３】
また、本発明による二酸化炭素吸収液は、上記化合物と水の他に、吸収性能を向上させる含窒素化合物、酸化防止剤、ｐH調整剤等その他化合物を任意の割合で含有していてもよい。
【００４４】
（実施例１）
化１に示す吸収剤の具体的な例としては、化５で表される吸収剤１が挙げられる。
【化５】
2011036713.tif 000008
【００４５】
吸収剤１は、１−アザアゼチジン−３−カルボン酸カリウム塩である。炭素原子３つと窒素原子１つから構成される４員環とカルボキシル酸カリウム塩を有する。４員環を構成する炭素原子のうち、窒素原子と対向する炭素にはカルボキシル酸塩カリウム塩が結合している。
【００４６】
またカルボキシル基は、カリウムと塩を形成している。
【００４７】
吸収剤１は、二酸化炭素と数１で表される反応を経て、化６で表される生成物と化７で表される生成物を生じる。
【化６】
2011036713.tif 000009
【化７】
2011036713.tif 000010
【００４８】
また、化１に示す吸収剤の他の具体的な例としては、化８で表される吸収剤２が挙げられる。
【化８】
2011036713.tif 000011
【００４９】
吸収剤２は、ピロリジン-2-カルボン酸塩である。炭素原子４つと窒素原子１つから構成される５員環とカルボキシル酸塩を有する。５員環を構成する炭素原子の一つには、同じ５員環を構成する窒素原子と、カルボキシル酸塩とが結合している。つまり、吸収剤2は１つの炭素原子にアミノ基とカルボキシル基が結合したαアミノ酸である。
【００５０】
アミノ基とカルボキシル基が同じ炭素に結合している場合、アミノ基とカルボキシル基がそれぞれ別の炭素に結合している場合と比べてアミノ基とカルボキシル基の距離が近いので、分子の分極率が大きい。つまり、吸収剤１は分子内の分極率が大きいので水溶性が高く、吸収剤１を含む二酸化炭素吸収液は多量の二酸化炭素を回収することができる。
【００５１】
カルボキシル基は、カリウムと塩を形成している。  
吸収剤２は、二酸化炭素と数１で表される反応を経て、化９で表される生成物と化１０で表される生成物を生じる。
【化９】
2011036713.tif 000012
【化１０】
2011036713.tif 000013
【００５２】
吸収剤１と吸収剤２それぞれについて、二酸化炭素吸収液の単位体積あたりの二酸化炭素吸収量と、二酸化炭素吸収速度と、二酸化炭素放出量、及び、吸収剤の蒸気圧と、水溶性について、測定した結果を表１に示す。
【００５３】
測定は、次のように行った。
【００５４】
１−アザアゼチジン−３−カルボン酸と水を加えて攪拌し均一な溶液を作った。これに水酸化カリウム水溶液を加え、室温下で反応させた後、水を留去して１−アゼチジン−３−カルボン酸カリウム塩（吸収剤１）を得た。
【００５５】
４０℃の環境において、２０wt%の吸収剤１水溶液（二酸化炭素吸収液１）５０mlに２０%二酸化炭素ガスを６０分間吹き込み、水溶液中の二酸化炭素濃度を測定して単位体積あたりの二酸化炭素吸収量を得た。また、最大値の７５%の二酸化炭素吸収量と、二酸化炭素を吹き込み始めてから最大値の７５％の二酸化炭素吸収量に到達するまでの時間から、二酸化炭素吸収速度を得た。
【００５６】
二酸化炭素の吹き込みを終えた後、吸収剤１水溶液を７０℃の環境において静置し、吸収剤１水溶液中の二酸化炭素濃度を測定し、二酸化炭素放出量を得た。
【００５７】
1wt%のメチルスルホン酸ナトリウムを含む１wt%の吸収剤１溶液（５０ml）を１４０℃の環境で６０分浸漬させた後、吸収剤１の濃度を1H-NMRで測定し、吸収剤１の減少量を揮発性として表した。吸収剤１の減少量が少ない方が揮発しにくいことを示す。吸収剤が揮発しにくいと、二酸化炭素吸収液を繰り返し再生させるうちに、二酸化炭素吸収液中の吸収剤の濃度が減少しにくい。
【００５８】
また、水１００mlに吸収剤１を溶解させ、吸収剤１が１００g以上溶解した場合を○、１００g以下であった場合を×として表した。
【００５９】
２０wt%の吸収剤２水溶液（二酸化炭素吸収液２）についても同様に測定を行った。
【００６０】
また、１５wt%の吸収剤２とともに反応促進剤として５wt%のピペラジンを加えた水溶液（二酸化炭素吸収液３）と、１５wt%の吸収剤２とともに反応促進剤として５wt%のメチルジエタノールアミンを加えた水溶液（二酸化炭素吸収液４）についても同様に測定を行った。水溶性の測定は、吸収剤２とピペラジンを４対１で混合した粉末と吸収剤２とメチルジエタノールアミンを４対１で混合した粉末について測定した。
【００６１】
ピペラジンは化１０で表され、メチルジエタノールアミンは化１１で表される。ピペラジンもメチルジエタノールアミンも、水溶性が低いので単独で使用すると二酸化炭素吸収液の二酸化炭素吸収量が少ないが、二酸化炭素との反応性が高いので、吸収剤２と共に使用すると吸収剤２のみで使用する場合よりも二酸化炭素吸収量を増加させることができる。
【化１１】
2011036713.tif 000014
【化１２】
2011036713.tif 000015
【００６２】
また、比較のために、鎖状のアミノ酸塩と比較するために２０wt%のバリンカリウム塩水溶液（比較液１）と２０wt%のメチルアミノエタノール水溶液（比較液２）についても同様に測定を行った。バリンカリウム塩水を化１２で、メチルアミノエタノール水溶液を化１３で表す。
【化１３】
2011036713.tif 000016
【化１４】
2011036713.tif 000017
【表１】
2011036713.tif 000018
【００６３】
二酸化炭素吸収量について、比較液１は３０g/L、比較液２は６０g/Lであるのに対し、二酸化炭素吸収液１は６５g/L、二酸化炭素吸収液２は７０g/L、二酸化炭素吸収液３は７５g/L、二酸化炭素吸収液４は６０g/Lであり、環状構造を有する吸収剤が含まれているほうが、二酸化炭素吸収量が多い。
【００６４】
二酸化炭素吸収速度は、比較液１は３g/（L・min）、比較液２は５g/（L・min）であるのに対し、二酸化炭素吸収液１は６g/（L・min）、二酸化炭素吸収液２は６．５g/（L・min）、二酸化炭素吸収液３は７g/（L・min）、二酸化炭素吸収液４は４g/（L・min）であり、二酸化炭素吸収液４を除いて、環状構造を有する吸収剤が含まれているほうが、二酸化炭素吸収速度が大きい傾向にある。
【００６５】
二酸化炭素放出速度は、比較液１は３g/（L・min）、比較液２は３g/（L・min）であるのに対し、二酸化炭素吸収液１は６g/（L・min）、二酸化炭素吸収液２は７g/（L・min）、二酸化炭素吸収液３は７g/（L・min）、二酸化炭素吸収液４は７g/（L・min）であり、環状構造を有する吸収剤が含まれているほうが、二酸化炭素放出速度が大きい。
【００６６】
揮発性（吸収剤の減少量）について、比較液１は０％、比較液２は３０％であるのに対し、二酸化炭素吸収液１は０％、二酸化炭素吸収液２は０％、二酸化炭素吸収液３は１０％、二酸化炭素吸収液４は３％である。二酸化炭素吸収液１と二酸化炭素吸収液２では、吸収剤は揮発していない。二酸化炭素吸収液３と二酸化炭素吸収液４については、吸収剤が揮発しているが、これはピペラジンやメチルジエタノールアミンの揮発によると考えられる。比較液１においては、吸収剤は揮発していないが、比較液２は吸収剤の揮発量が多い。以上のことから吸収剤１と吸収剤２は揮発しないことが分かる。
【００６７】
水溶性については、比較液２以外は、水１００mlに対して１００g以上溶解しており水溶性が高かった。
【００６８】
そして、吸収剤１と吸収剤２は、二酸化炭素を吸収して生成物を生じても、二酸化炭素吸収液中で沈殿を生じないことを確認した。
【００６９】
このように、化１で表される吸収剤、特に化８で表されるαアミノ酸である吸収剤２を含む二酸化炭素吸収液は、二酸化炭素吸収量と二酸化炭素放出量が多く、二酸化炭素吸収速度が大きいので、多量の二酸化炭素を短時間で回収することができる。また、水溶性が高く二酸化炭素吸収液から蒸発しにくいため、繰り返し使用するうちに二酸化炭素吸収液の二酸化炭素吸収速度や二酸化炭素吸収量が低下する虞がない。
【００７０】
本発明による環を構成する元素に窒素原子を少なくとも１個含む複素環にカルボン酸塩を付加されたアミノ酸塩の吸収剤の製造は以下のようにして行う。つまり、環を構成する元素に窒素原子を少なくとも１個含む複素環にカルボン酸塩を付加されたアミノ酸に、モル比がこのアミノ酸に対してわずかに少ない金属水酸化物と反応させて中和することによって本発明による吸収剤を得る。具体的には、脱イオン水に環を構成する元素に窒素原子を少なくとも１個含む複素環にカルボン酸塩を付加されたアミノ酸を１〜１００：１の重量比になるように添加し、このアミノ酸に対するモル比が０．９７〜０．９９の金属水酸化物が含有された１０〜９０重量％の濃度の金属水酸化物水溶液を１〜６０分にかけて滴加し、最大で１２時間を攪拌させ、充分に反応させてアミノ酸塩を製造する。
【００７１】
このように、本発明の一態様による二酸化炭素吸収液に含まれる吸収剤は環状構造を有することにより、鎖状構造の吸収剤よりも二酸化炭素吸収量と二酸化炭素放出量が多い。また、本発明による二酸化炭素吸収液によれば、二酸化炭素吸収速度を大きくすることができる。さらに、本発明による二酸化炭素吸収液を用いると、二酸化炭素と反応して生じる生成物が沈殿しにくい。本発明による二酸化炭素吸収液の吸収剤は分解しにくく、共に加えるアミン化合物の種類と量によっては揮発性を低くすることができるので、二酸化炭素吸収液を繰り返し使用することが可能である。
【国際調査報告】
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