(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）流体ストリームを、
（ｉ）一般式（Ｉ）
【化１】
0006679572.tif 000006
（式中、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３はそれぞれ、Ｃ１〜４アルキルおよびＣ１〜４ヒドロキシアルキルから独立に選択され、各Ｒ４は、水素、Ｃ１〜４アルキルおよびＣ１〜４ヒドロキシアルキルから独立に選択され、各Ｒ５は、水素、Ｃ１〜４アルキルおよびＣ１〜４ヒドロキシアルキルから独立に選択され、Ｘは、ＯＨまたはＮＨ（ＣＲ１Ｒ２Ｒ３）であり、ｍは、２、３、４または５であり、ｎは、２、３、４または５であり、ｏは、０または１である。）のアミン
および（ｉｉ）少なくとも１種の第三級アミン
の水溶液であり、（ｉ）の（ｉｉ）に対するモル比が０．０５より大きい水溶液を含む吸収剤と接触させる、吸収工程であって、
流体ストリーム中に少なくとも０．０１ＭＰａ（０．１ｂａｒ）の硫化水素分圧および少なくとも０．１ＭＰａ（１ｂａｒ）の二酸化炭素分圧が、存在し、
流体ストリームが、少なくとも２ＭＰａ（２０ｂａｒ）の全圧を有し、
硫化水素の少なくとも９０％が、流体ストリームから除去され、二酸化炭素に対してより優先される硫化水素への選択性が、８以下であり、
ＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤ならびに処理済み流体ストリームが、得られ、
二酸化炭素に対してより優先される硫化水素への選択性が、商（Ｓ）
【化２】
0006679572.tif 000007
（式中、ｙ（Ｈ２Ｓ）ｆｅｅｄは、流体ストリーム中のＨ２Ｓのモル比率（ｍｏｌ／ｍｏｌ）であり、ｙ（Ｈ２Ｓ）ｔｒｅａｔは、処理済み流体ストリーム中のモル比率であり、ｙ（ＣＯ２）ｆｅｅｄは、流体ストリーム中のＣＯ２のモル比率であり、ｙ（ＣＯ２）ｔｒｅａｔは、処理済み流体ストリーム中のＣＯ２のモル比率である。）の値を意味すると理解されている、
吸収工程；
ｂ）ＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤の少なくとも１つの部分ストリームを再生し、再生済み吸収剤を得る再生工程；ならびに
ｃ）再生済み吸収剤の少なくとも１つの部分ストリームを吸収工程ａ）にリサイクルするリサイクル工程
を含む、流体ストリームから硫化水素および二酸化炭素を除去するための方法。
【請求項２】
水溶液中の（ｉ）および（ｉｉ）の総濃度が、１０質量％から６０質量％までである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
アミン（ｉ）が、２−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアミノエトキシ）エタノールである、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
第三級アミン（ｉｉ）が、メチルジエタノールアミンである、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
吸収剤が、立体障害のない第一級アミンまたは第二級アミンを全く含まない、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
吸収剤が、少なくとも１種の有機溶媒を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
流体ストリームが、炭化水素を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
ＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤を、処理済み流体ストリームのＨ２Ｓ含量に対して９０％未満のＨ２Ｓ含量となるような平衡取り込み量に相当するＨ２Ｓ取り込み量まで再生工程ｂ）において再生する、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
ＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤の累積ＣＯ２およびＨ２Ｓ取り込み量が、少なくとも０．２５ｍｏｌ／ｍｏｌであり、再生済み吸収剤の累積ＣＯ２およびＨ２Ｓ取り込み量が、０．２０ｍｏｌ／ｍｏｌ未満である、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
再生工程ｂ）が、加熱する手段、減圧する手段および不活性流体によってストリッピングする手段のうちの少なくとも１つを含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
ｄ）少なくとも再生工程ｂ）において放出されたＣＯ２およびＨ２Ｓを含有する気体ストリームの部分ストリームを、クラウスプラントに送り込んで、クラウステールガスを得、クラウステールガスを水素化して、水素化済みクラウステールガスを得る硫黄回収工程；
ｅ）水素化済みクラウステールガスを再生済み吸収剤によって処理して、第１のＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤を得る第２の吸収工程；
ｆ）第１のＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤を再生工程ｂ）および／または吸収工程ａ）に送り込む工程
をさらに含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
第２の吸収工程ｅ）が、吸収工程ａ）より低い圧力で実施される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
ｄ’）再生工程ｂ）において放出されたＣＯ２およびＨ２Ｓを含有する気体ストリームの部分ストリームを、再生済み吸収剤によって処理して、第２のＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤を得る第３の吸収工程；
ｅ’）Ｈ２Ｓを取り込んだ第２の吸収剤を再生工程ｂ）に送り込む工程
をさらに含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
ＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤の部分ストリームを第３の吸収工程ｄ’に送り込む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
ｆ’）再生工程ｂ）において放出されたＣＯ２およびＨ２Ｓを含有する気体ストリームの部分ストリームを、クラウスプラントに送り込んで、クラウステールガスを得、クラウステールガスを水素化して、水素化済みクラウステールガスを得る硫黄回収工程；
ｇ’）水素化済みクラウステールガスを再生済み吸収剤によって処理して、第１のＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤を得る第２の吸収工程；
ｈ’）第１のＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤を再生工程ｂ）および／または吸収工程ａ）に送り込む工程
をさらに含む、請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第２の吸収工程ｇ’）は、吸収工程ａ）よりも低い圧力で行われる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
ｉ”）再生工程ｂ）において放出されたＣＯ２およびＨ２Ｓを含有する気体ストリームの部分ストリームをリサイクルし、吸収工程ａ）に送り込むリサイクル工程
をさらに含む、請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
再生工程ｂ）が、
ｂ１）ＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤を減圧して、ＣＯ２含有気体ストリームおよび部分的に再生済みの吸収剤を得る第１の再生工程；ならびに
ｂ２）部分的に再生済みの吸収剤を加熱および／またはストリッピングして、再生済み吸収剤を得る第２の再生工程
を含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法であって、
ｄ”）ＣＯ２含有気体ストリームを再生済み吸収剤によって処理して、第３のＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤を得る第４の吸収工程；
ｅ”）第３のＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤を再生工程ｂ）に送り込む工程
をさらに含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
ｆ”）ＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤から二酸化炭素および硫化水素以外の本質的に溶解した気体成分を放出するために、ＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤を、吸収工程ａ）における圧力から第１の再生工程における圧力の間の圧力となるように減圧する減圧工程
をさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、十分な硫化水素への選択性を伴って二酸化炭素除去の改良を可能にする、流体ストリームから硫化水素および二酸化炭素を除去するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
天然ガス、製油所ガスまたは合成ガス等の流体ストリームからの酸性ガス、例えばＣＯ２、Ｈ２Ｓ、ＳＯ２、ＣＳ２、ＨＣＮ、ＣＯＳまたはメルカプタンの除去は、様々な理由により重要である。硫黄化合物が、天然ガス中に高頻度で同伴している水の中に腐食作用を有する酸を形成するため、天然ガス中の硫黄化合物の含量は、適切な処理手段を用いて天然ガス供給源において直接低減しなければならない。したがって、パイプライン内での天然ガスの輸送または天然ガス液化プラント内での天然ガスのさらなる処理（ＬＮＧ＝液化天然ガス）のためには、硫黄含有不純物に関する所与の限度を観測しなければならない。さらに、数多くの硫黄化合物は、低濃度においてさえ悪臭を放ち、有毒である。
【０００３】
高濃度のＣＯ２が気体の発熱量を減少させるため、他の物質の中でも特に、二酸化炭素は、天然ガスから除去しなければならない。さらに、ＣＯ２は、流体ストリーム中に高頻度で同伴している水分と一緒になって、パイプおよび弁の中に腐食を起こし得る。輸送のために天然ガスを液化して、ＬＮＧ（ＬＮＧ＝液化天然ガス）を生成する場合、ＣＯ２は、前もって実質的に除去しなければならない。液化天然ガスの温度（約−１６２℃）において、ＣＯ２は、再度昇華し、プラントの部品を損傷させるであろう。一方、ＣＯ２の濃度が低すぎると、結果として、気体の発熱量が大きくなりすぎる可能性があるため、低すぎる濃度のＣＯ２も同様に、望ましくないことがあり、例えば、天然ガス供給網に供給する場合に望ましくないことがある。
【０００４】
酸性ガスは、無機塩基または有機塩基の水溶液によるスクラビング操作を用いて除去される。酸性ガスが吸収剤に溶解すると、塩基と一緒になってイオンを形成する。吸収剤は、より低い圧力への減圧および／またはストリッピングによって再生することができるが、この場合、上記イオン種は、逆反応して、酸性ガスを形成し、および／または水蒸気によってストリッピングされる。再生工程後、吸収剤は、再使用することができる。
【０００５】
すべての酸性ガス、特にＣＯ２およびＨ２Ｓを真に実質的に除去する方法は、「全吸収」と呼ばれる。特定の場合においては対照的に、例えば下流側のクラウスプラント用として発熱量に関して最適化されたＣＯ２／Ｈ２Ｓ比を得るために、ＣＯ２よりＨ２Ｓを優先的に吸収することが望ましいこともある。この場合は、「選択的スクラビング」について言及している。好ましくないＣＯ２／Ｈ２Ｓ比は、ＣＯＳ／ＣＳ２が形成され、クラウス触媒がコーキングすること、または発熱量が小さくなりすぎることにより、クラウスプラントの性能および効率を損なう可能性がある。
【０００６】
２−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアミノエトキシ）エタノール等の大きな立体障害のある第二級アミン（大きな立体障害のある第二級アミンは、１．７５超の立体パラメーター（Ｔａｆｔ定数）Ｅｓを有するアミンを指す。）およびメチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）等の大きな立体障害のある第三級アミンは、ＣＯ２に対してより優先されるＨ２Ｓへの速度論的な選択性を示す。上記大きな立体障害のあるアミンは、ＣＯ２と直接反応せず、代わりにＣＯ２が、ゆっくりした反応でアミンおよび水と反応して、重炭酸塩を生成する。対照的に、Ｈ２Ｓは、アミン水溶液中で直ちに反応する。したがって、上記大きな立体障害のあるアミンは、ＣＯ２およびＨ２Ｓを含む気体混合物からのＨ２Ｓの選択的除去に特に適している。
【０００７】
硫化水素の選択的除去は、低い酸性ガス分圧を有する流体ストリームの場合に、例えばテールガス中に利用されることが多く、または酸性ガス富化（ＡＧＥ）の場合に、例えばクラウス法前のＨ２Ｓの富化のために利用されることが多い。
【０００８】
例えば、ＵＳ４，４７１，１３８は、２−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアミノエトキシ）エタノール等の大きな立体障害のある第二級アミンが、メチルジエタノールアミン等のさらなるアミンと組み合わせたときでさえ、メチルジエタノールアミンよりはるかに高いＨ２Ｓ選択性を有することを示した。この効果は、ＬｕらによるＳｅｐａｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、２００６年、５２、２０９〜２１７頁によって確認された。ＥＰ００８４９４３には、気体ストリームからの二酸化炭素に対してより優先される硫化水素の選択的除去のための吸収溶液中に、大きな立体障害のある第二級アルカノールアミンおよび第三級アルカノールアミンを使用する方法を開示している。
【０００９】
パイプラインガス用の天然ガス処理の場合においてもまた、ＣＯ２に対してより優先されるＨ２Ｓの選択的除去が望ましいこともある。天然ガス処理における吸収工程は一般的に、約２０ｂａｒ（絶対圧力）から約１３０ｂａｒまでの高圧において、例えばＨ２Ｓが少なくとも０．２ｂａｒでＣＯ２が少なくとも１ｂａｒの酸性ガス分圧で実施されるが、この酸性ガス分圧は、テールガス処理における酸性ガス分圧よりはるかに高い。
【００１０】
ＵＳ２０１３／０２４３６７６には、大きな立体障害のあるターシャリーエーテルアミントリエチレングリコールアルコールまたはこの誘導体および液体状アミンを含む吸収剤による、気体混合物からのＨ２ＳおよびＣＯ２の吸収のための方法を記載している。
【００１１】
大抵の場合、天然ガス処理の目的は、Ｈ２ＳとＣＯ２とを同時に除去することであり、このとき、所与のＨ２Ｓ限度を観測しなければならないが、ＣＯ２の完全な除去は不要である。パイプラインガスに一般的な仕様は、約１．５体積％から約３．５体積％のＣＯ２および４ｐｐｍｖ未満のＨ２Ｓとなるような酸性ガス除去を要求する。この場合、最大のＨ２Ｓ選択性は、望ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】ＵＳ４，４７１，１３８
【特許文献２】ＥＰ００８４９４３
【特許文献３】ＵＳ２０１３／０２４３６７６
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、２００６年、５２、２０９〜２１７頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
したがって、本発明の一目的は、高いレベルの硫化水素の除去と、多量の二酸化炭素の共吸収とを同時に可能にする方法を明示することである。必要な再生エネルギーは、Ｈ２Ｓに対して選択的な吸収剤に比較して著しく増大すべきでない。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本目的は、
ａ）流体ストリームを、
（ｉ）一般式（Ｉ）
【化１】
0006679572.tif 000002
（式中、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３はそれぞれ、Ｃ１〜４アルキルおよびＣ１〜４ヒドロキシアルキルから独立に選択され、各Ｒ４は、水素、Ｃ１〜４アルキルおよびＣ１〜４ヒドロキシアルキルから独立に選択され、各Ｒ５は、水素、Ｃ１〜４アルキルおよびＣ１〜４ヒドロキシアルキルから独立に選択され、Ｘは、ＯＨまたはＮＨ（ＣＲ１Ｒ２Ｒ３）であり、ｍは、２、３、４または５であり、ｎは、２、３、４または５であり、ｏは、０または１である。）のアミン
および任意に（ｉｉ）少なくとも１種の第三級アミン
の水溶液であり、（ｉ）の（ｉｉ）に対するモル比が０．０５より大きい水溶液を含む吸収剤と接触させる、吸収工程であって、
硫化水素の少なくとも９０％が、流体ストリームから除去され、二酸化炭素に対してより優先される硫化水素への選択性が、８以下であり、
ＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤が、得られる、
吸収工程；
ｂ）ＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤の少なくとも１つの部分ストリームを再生し、再生済み吸収剤を得る再生工程；ならびに
ｃ）再生済み吸収剤の少なくとも１つ部分ストリームを吸収工程ａ）にリサイクルするリサイクル工程
を含む、流体ストリームから硫化水素および二酸化炭素を除去するための方法によって達成される。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
従来技術によれば、低いＨ２Ｓ分圧における２−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアミノエトキシ）エタノール（ＴＢＡＥＥ）のＨ２Ｓ選択性は、第三級アミンメチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）のＨ２Ｓ選択性より大きい。ここで、驚くべきことに、ＴＢＡＥＥ等の式（Ｉ）のアミンのＨ２Ｓ選択性は、高い酸性ガス分圧において低下しており、ＭＤＥＡのＨ２Ｓ選択性より低いことが判明した。このことは、この条件下の式（Ｉ）のアミンが、ＣＯ２をより素早く吸収することができ、したがって、同じ吸収器高さでより多くのＣＯ２を吸収できることを意味する。
【００１７】
吸収工程ａ）において、二酸化炭素に対してより優先される硫化水素への選択性は、８以下であり、好ましくは６以下であり、特に５以下であり、より好ましくは４以下である。選択性は一般に、１より大きい。
【００１８】
本文脈で、「硫化水素への選択性」は、次の商
【化２】
0006679572.tif 000003
（式中、ｙ（Ｈ２Ｓ）ｆｅｅｄは、最初期の流体中のＨ２Ｓのモル比率（ｍｏｌ／ｍｏｌ）であり、ｙ（Ｈ２Ｓ）ｔｒｅａｔは、処理済み流体中のモル比率であり、ｙ（ＣＯ２）ｆｅｅｄは、最初期の流体中のＣＯ２のモル比率であり、ｙ（ＣＯ２）ｔｒｅａｔは、処理済み流体中のＣＯ２のモル比率である。）の値を意味すると理解されている。
【００１９】
好ましくは、吸収工程ａ）後のＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤の累積ＣＯ２およびＨ２Ｓ取り込み量は、成分（ｉ）＋（ｉｉ）のモル量で割った吸収剤に溶解したＣＯ２およびＨ２Ｓのモル量の合計として表して、少なくとも０．２５ｍｏｌ／ｍｏｌであり、より好ましくは少なくとも０．３０ｍｏｌ／ｍｏｌである。
【００２０】
吸収剤は、一般式（Ｉ）
【化３】
0006679572.tif 000004
（式中、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３はそれぞれ、Ｃ１〜４アルキルおよびＣ１〜４ヒドロキシアルキルから独立に選択され、各Ｒ４は、水素、Ｃ１〜４アルキルおよびＣ１〜４ヒドロキシアルキルから独立に選択され、各Ｒ５は、水素、Ｃ１〜４アルキルおよびＣ１〜４ヒドロキシアルキルから独立に選択され、Ｘは、ＯＨまたはＮＨ（ＣＲ１Ｒ２Ｒ３）であり、ｍは、２、３、４または５であり、ｎは、２、３、４または５であり、ｏは、０または１である。）のアミンの水溶液を含む。各繰返し単位のＲ４は、水素、Ｃ１〜４アルキルおよびＣ１〜４ヒドロキシアルキルから独立に選択される。各繰返し単位中のＲ５は、水素、Ｃ１〜４アルキルおよびＣ１〜４ヒドロキシアルキルから独立に選択される。好ましくは、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、それぞれメチルである。Ｒ４は、好ましくは水素またはメチルであり、特に水素である。Ｒ５は、好ましくは水素またはメチルであり、特に水素である。好ましくは、ｍは、２、３または４であり、特に２または３であり、最も好ましくは２である。好ましくは、ｎは、２、３または４であり、特に２または３であり、最も好ましくは２である。好ましくは、ｏは、１である。
【００２１】
適切な式（Ｉ）のアミンは、２−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアミノエトキシ）エタノール（ＴＢＡＥＥ）、２−（２−ｔｅｒｔ−アミルアミノエトキシ）エタノール、２−（２−（１−メチル−１−エチルプロピルアミノ）エトキシ）エタノール、２−（ｔｅｒｔ−ブチルアミノ）エタノール、２−（ｔｅｒｔ−ブチルアミノ）プロパノール、２−（ｔｅｒｔ−ブチルアミノ）ブタノール、（２−（ｔｅｒｔ−ブチルアミノ）エチル）メチルアミンおよびこれらの混合物である。好ましい一実施形態において、アミン（ｉ）は、２−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアミノエトキシ）エタノールである。
【００２２】
式（Ｉ）のアミンと二酸化炭素との反応の発熱は、第三級アミンより大きい。唯一の塩基性成分として一般式（Ｉ）のアミンを含む吸収剤を使用した場合（特に、吸収剤／流体ストリーム比が小さいとき）、上記発熱が大きくなりすぎる可能性があり、状況によっては、所望のＨ２Ｓ仕様を達成することができない。したがって、本発明は、吸収剤が、アミン（ｉ）を含むだけでなく、少なくとも１種の第三級アミン（ｉｉ）も任意に含むことができると想定している。発熱の制御と同様に、アミン（ｉ）への第三級アミン（ｉｉ）の添加によっても、Ｈ２Ｓ選択性を制御できることが判明した。アミン（ｉ）の比率が高いほど、Ｈ２Ｓ選択性が低くなっていき、すなわち、同じ吸収器高さでより多くのＣＯ２を除去することができる。同時に、本方法は、高いレベルのＨ２Ｓの除去も可能にする。
【００２３】
「第三級アミン」は、少なくとも１種の第三級アミノ基を有する化合物を意味すると理解されている。第三級アミン（ｉｉ）は好ましくは、第三級アミノ基のみを含むが、このことは、第三級アミン（ｉｉ）が、少なくとも１種の第三級アミノ基のそばに第一級アミノ基または第二級アミノ基を全く含まないことを意味する。第三級アミン（ｉｉ）は好ましくは、特にホスホン酸基、スルホン酸基および／またはカルボン酸基等の酸性基を全く含まない。
【００２４】
適切な第三級アミン（ｉｉ）には、
１．  ビス（２−ヒドロキシエチル）メチルアミン（メチルジエタノールアミン、ＭＤＥＡ）、トリス（２−ヒドロキシエチル）アミン（トリエタノールアミン、ＴＥＡ）、トリブタノールアミン、２−ジエチルアミノエタノール（ジエチルエタノールアミン、ＤＥＥＡ）、２−ジメチルアミノエタノール（ジメチルエタノールアミン、ＤＭＥＡ）、３−ジメチルアミノ−１−プロパノール（Ｎ，Ｎ−ジメチルプロパノールアミン）、３−ジエチルアミノ−１−プロパノール、２−ジイソプロピルアミノエタノール（ＤＩＥＡ）、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシプロピル）メチルアミン（メチルジイソプロパノールアミン、ＭＤＩＰＡ）等の第三級アルカノールアミン；
２．  ３−メトキシプロピルジメチルアミン等のターシャリーアミノエーテル；
３．  Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチル−Ｎ’，Ｎ’−ジメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラエチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，３−プロパンジアミン（ＴＭＰＤＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラエチル−１，３−プロパンジアミン（ＴＥＰＤＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，６−ヘキサンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ’，Ｎ’−ジエチルエチレンジアミン（ＤＭＤＥＥＤＡ）、１−ジメチルアミノ−２−ジメチルアミノエトキシエタン（ビス［２−（ジメチルアミノ）エチル］エーテル）、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン（ＴＥＤＡ）、テトラメチル−１，６−ヘキサンジアミン等のターシャリーポリアミン、例えばビス−ターシャリージアミン；
およびこれらの混合物が特に挙げられる。
【００２５】
第三級アルカノールアミン、すなわち、窒素原子に結合した少なくとも１個のヒドロキシアルキル基を有するアミンが一般に、好ましい。メチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）が、特に好ましい。
【００２６】
（ｉ）の（ｉｉ）に対するモル比は、０．０５より大きく、好ましくは、０．１から０．９までの範囲である。（ｉ）の（ｉｉ）に対するモル比を変更することにより、Ｈ２Ｓ選択性は、本発明の限度内で特定の要件に調節することができる。Ｈ２Ｓ選択性の低下にかかわらず、再生エネルギーは、Ｈ２Ｓに選択的な吸収剤の再生エネルギーに比べて同じまたは少ない。
【００２７】
一般に、水溶液中の（ｉ）および（ｉｉ）の総濃度は、１０質量％から６０質量％までであり、好ましくは２０質量％から５０質量％までであり、より好ましくは３０質量％から５０質量％までである。
【００２８】
一実施形態において、水溶液は、少なくとも１種の有機溶媒を含む。有機溶媒は好ましくは、スルホネート、エチレングリコール、ジエチレングリコール、エチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジ−またはモノ（Ｃ１〜４アルキルエーテル）モノエチレングリコールおよびジ−またはモノ（Ｃ１〜４アルキルエーテル）ポリエチレングリコール等のグリコール、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ−メチル−３−モルホリン、Ｎ−ホルミルモルホリン、Ｎ−アセチルモルホリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルイミダゾリジン−２−オン、Ｎ−メチルイミダゾールならびにこれらの混合物から選択される。
【００２９】
好ましくは、吸収剤は、立体障害のない第一級アミンまたは第二級アミンを全く含まない。この種類の化合物は、ＣＯ２吸収の強力な促進剤として作用する。この結果、吸収剤のＨ２Ｓ選択性が喪失される可能性がある。
【００３０】
立体障害のない第一級アミンまたは第二級アミンは、水素原子または第一級炭素原子のみが結合している第一級アミノ基または第二級アミノ基を有する、化合物を意味すると理解されている。
【００３１】
吸収剤は、防食剤、酵素等の添加剤をさらに含んでいてもよい。一般に、このような添加剤の量は、吸収剤に対して約０．０１質量％から約３質量％までの範囲である。
【００３２】
本発明による方法は、すべての種類の流体の処理に適している。流体は、第一には、天然ガス、合成ガス、コークス炉ガス、クラッキングガス、石炭ガス化ガス、サイクルガス、ランドフィルガスおよび燃焼ガス等の気体であり、第二には、ＬＰＧ（液化石油ガス）またはＮＧＬ（天然ガス液体）等の吸収剤と本質的に混和しない流体である。本発明による方法は、炭化水素含有流体ストリームの処理に特に適している。存在する炭化水素は例えば、メタン等のＣ１〜Ｃ４炭化水素、エチレンもしくはプロピレン等の不飽和炭化水素、またはベンゼン、トルエンもしくはキシレン等の芳香族炭化水素等、脂肪族炭化水素である。
【００３３】
本発明による吸収剤または方法は、ＣＯ２およびＨ２Ｓの除去に適している。二酸化炭素および硫化水素に加えて、ＣＯＳおよびメルカプタン等の他の酸性気体も流体ストリーム中に存在することができる。さらに、ＳＯ３、ＳＯ２、ＣＳ２およびＨＣＮを除去することもできる。
【００３４】
好ましい複数の実施形態において、流体ストリームは、炭化水素を含む流体ストリーム、特に天然ガスストリームである。より好ましくは、流体ストリームは、１．０体積％超の炭化水素、さらにより好ましくは５．０体積％超の炭化水素、最も好ましくは１５体積％超の炭化水素を含む。
【００３５】
流体ストリーム中での硫化水素分圧は一般的に、少なくとも２．５ｍｂａｒである。好ましい一実施形態において、少なくとも０．１ｂａｒ、特に少なくとも０．５ｂａｒ、最も好ましくは少なくとも１ｂａｒの硫化水素分圧が存在する。さらなる好ましい一実施形態において、流体ストリーム中に少なくとも０．２ｂａｒ、特に少なくとも０．５ｂａｒ、最も好ましくは少なくとも１ｂａｒの二酸化炭素分圧が存在する。より好ましくは、流体ストリーム中に少なくとも０．１ｂａｒの硫化水素分圧および少なくとも１ｂａｒの二酸化炭素分圧が存在する。最も好ましくは、流体ストリーム中に少なくとも０．５ｂａｒの硫化水素分圧および少なくとも１ｂａｒの二酸化炭素分圧が存在する。記載した分圧は、吸収工程において吸収剤と最初に接触するときの流体ストリームに基づいている。
【００３６】
好ましい複数の実施形態において、少なくとも３．０ｂａｒ、より好ましくは少なくとも５．０ｂａｒ、さらにより好ましくは少なくとも２０ｂａｒの全圧が、流体ストリーム中に存在する。一般に、最大１８０ｂａｒ、通常最大１２０ｂａｒの全圧が、流体ストリーム中に存在する。流体ストリームの全圧は、吸収工程ａ）における吸収器内の圧力に本質的に相当する。
【００３７】
吸収工程ａ）は、全吸収ではなく、このことは、処理済み流体ストリームが、処理すべき流体ストリーム中の濃度より低くされた濃度のＣＯ２を含むことを意味する。処理済み流体ストリームは一般的に、少なくとも１．０体積％のＣＯ２、好ましくは少なくとも１．５体積％のＣＯ２、より好ましくは少なくとも２．０体積％のＣＯ２を依然として含む。
【００３８】
本発明による方法は、ＣＯ２に対してより優先される硫化水素の選択的除去を利用するが、二酸化炭素に対してより優先される硫化水素への選択性は、８以下である。硫化水素の少なくとも９０％が、流体ストリームから除去される。硫化水素の除去率％は、処理すべき流体流中のＨ２Ｓ濃度をかけた処理すべき流体流の体積流量に対しての、処理すべき流体ストリーム中の（体積％としての）Ｈ２Ｓ濃度をかけた処理すべき流体ストリームの（ｍ３（ＳＴＰ）としての）体積流量の物質収支を導出することにより、確定することができる。
【００３９】
当業者は、吸収工程における条件、より詳細には例えば吸収剤／流体ストリーム比、吸収器の塔高さ、不規則充填物、トレーもしくは規則充填物等の吸収器内で接触を促進するインターナルの種類、および／または再生済み吸収剤の残存取り込み量を変更することにより、規定の選択性を伴って高いレベルの硫化水素の除去を達成することができる。
【００４０】
吸収剤／流体ストリーム比が低いと、吸収剤の選択性が向上し、吸収剤／流体ストリーム比が高いと、選択的吸収が減少する。ＣＯ２は、Ｈ２Ｓよりゆっくり吸収されるため、滞留時間を短くした場合より滞留時間を長くした場合の方が、ＣＯ２がより多く吸収される。したがって、塔が高くなるほど、選択的吸収が減少していく。比較的多い液体滞留量を有するトレーまたは規則充填物によっても同様に、選択的吸収が減少する。再生において導入された加熱エネルギーを使用して、再生済み吸収剤の残存取り込み量を調節することができる。再生済み吸収剤の残存取り込み量が減少すると、吸収が向上する。
【００４１】
本発明による方法において、流体ストリームが、吸収工程において吸収器内で吸収剤と接触し、この結果、二酸化炭素および硫化水素が、少なくとも部分的にスクラビングされる。これにより、ＣＯ２およびＨ２Ｓが激減した流体ストリームならびにＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤が得られる。
【００４２】
使用される吸収器は、慣例的なガススクラビング工程において使用されるスクラビング装置である。適切なスクラビング装置は例えば、不規則充填物を有する塔、規則充填物を有する塔ならびにトレー、メンブレンコンタクター、半径流スクラバー、ジェットスクラバー、ベンチュリスクラバーおよび回転噴霧式スクラバーを有する塔であり、好ましくは、規則充填物を有する塔、不規則充填物を有する塔およびトレーを有する塔であり、より好ましくは、不規則充填物を有するトレーを有する塔である。流体ストリームは好ましくは、塔内で向流の状態の吸収剤によって処理される。一般に、流体は、塔の下部領域に供給され、吸収剤は、塔の上部領域に供給される。トレー塔内には、液体が流れ伝うことになるシーブトレー、バブルキャップトレーまたはバルブトレーが据え付けられている。不規則充填物を有する塔には、相異なる成形品を充填することができる。熱および物質移動は、通常約２５ｍｍから約８０ｍｍまでのサイズの成形品に起因する、表面積の増大によって改良される。公知の例は、ラシヒリング（中空シリンダー）、ポールリング、ＨｉｆｌｏｗリングおよびＩｎｔａｌｏｘサドル等である。不規則充填物は、塔内に（層として）整然とした態様で導入することもできるし、または不規則的に導入することもできる。可能な材料には、ガラス、セラミック、金属およびプラスチックが挙げられる。規則充填物は、整然とした不規則充填物のさらなる発展形である。規則充填物は、一定の構造を有する。この結果、規則充填物の場合、気体流中の圧力損失を低減することができる。規則充填物、例えば織物型充填物またはシート金属充填物には、様々な設計が存在する。使用される材料は、金属、プラスチック、ガラスおよびセラミックであってよい。
【００４３】
吸収工程における吸収剤の温度は一般に、約３０℃から約１００℃までであり、塔が使用される場合は、例えば、塔の頂部において３０℃から７０℃までであり、塔の底部において５０℃から１００℃までである。
【００４４】
本発明による方法は、１つまたは複数の吸収工程、特に連続する２つの吸収工程を含んでもよい。吸収は、連続する複数の構成要素工程において実施してもよく、この場合、酸性気体成分を含む粗製ガスが、構成要素工程のそれぞれにおいて吸収剤の部分ストリームと接触する。粗製ガスが接触する吸収剤は、酸性気体をあらかじめ部分的に取り込んでいてもよく、このことは、粗製ガスが接触する吸収剤が例えば、下流側の吸収工程から第１の吸収工程にリサイクルされた吸収剤であってもよいし、または部分的に再生済みの吸収剤であってもよいことを意味する。２段階吸収の性能に関しては、公報ＥＰ０１５９４９５、ＥＰ０１９０４３４、ＥＰ０３５９９９１およびＷＯ００１００２７１を参照する。
【００４５】
本方法は、ＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤を再生する再生工程を含む。再生工程ｂ）において、ＣＯ２およびＨ２Ｓおよび任意にさらなる酸性気体成分を、ＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤から放出して、再生済み吸収剤を得る。一般に、再生工程ｂ）は、加熱する手段、減圧する手段および不活性流体によってストリッピングする手段のうちの少なくとも１つを含む。
【００４６】
ＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤は好ましくは、処理済み流体ストリームの硫化水素含量に対して好ましくは９０％未満、より好ましくは５０％未満の硫化水素含量となるような平衡取り込み量に相当する硫化水素取り込み量まで再生される。「平衡取り込み量」は、吸収器の頂部における圧力条件および温度条件下で、吸収器を退出する処理済み気体ストリーム中の指定含量の硫化水素と平衡している、吸収剤中の硫化水素含量を意味すると理解されている。
【００４７】
好ましくは、再生済み吸収剤の累積ＣＯ２およびＨ２Ｓ取り込み量は、０．２０ｍｏｌ／ｍｏｌ未満であり、特に０．１５ｍｏｌ／ｍｏｌ未満である。取り込み量は、成分（ｉ）＋（ｉｉ）のモル量で割った吸収剤中に溶存したＣＯ２＋Ｈ２Ｓのモル量として表される。
【００４８】
再生工程ｂ）は好ましくは、酸性気体成分を取り込んだ吸収剤の加熱を含む。吸収された酸性ガスは、溶液の加熱によって得られた水蒸気によってストリッピングされる。水蒸気ではなく、窒素等の不活性流体を使用することもできる。脱着装置内の絶対圧力は、通常０．１ｂａｒから３．５ｂａｒまでであり、好ましくは１．０ｂａｒから２．５ｂａｒまでである。温度は、通常５０℃から１７０℃までであり、好ましくは８０℃から１３０℃までであるが、温度は当然ながら、圧力に依存する。
【００４９】
再生工程ｂ）は、減圧を代替的にまたはさらに含み得る。この減圧は、吸収工程の実施のときに存在する高い方の圧力から低い方の圧力となるように、取り込み済み吸収剤を少なくとも１回減圧することを含む。減圧は例えば、スロットルバルブおよび／または減圧タービンによって達成することができる。減圧段階を伴う再生は、例えば公報ＵＳ４，５３７，７５３およびＵＳ４，５５３，９８４に記載されている。
【００５０】
酸性気体成分は再生工程ｂ）において例えば、減圧塔、例えば垂直にもしくは水平に据え付けられたフラッシュ容器の中で放出され得、またはインターナル入りの向流塔の中で放出され得る。
【００５１】
再生塔も同様に、不規則充填物を有する塔、規則充填物を有する塔またはトレーを有する塔であってよい。再生塔は、加熱装置、例えばボイラー、自然循環蒸発装置、強制循環蒸発装置または強制循環フラッシュ蒸発装置を底部に有する。再生塔は、放出された酸性ガス用の出口を頂部に有する。同伴している吸収剤蒸気は任意に、凝縮器内で凝縮し、塔内にリサイクルすることができる。
【００５２】
再生が相異なる圧力で実施される複数の減圧塔を、直列に接続することができる。例えば、再生は、吸収工程における酸性気体成分の分圧より約１．５ｂａｒ高いのが一般的な高圧の予備減圧塔、および低圧、例えば絶対圧力として１ｂａｒから２ｂａｒまでの主減圧塔の中で実施することができる。２つ以上の減圧段階を伴う再生は、公報ＵＳ４，５３７、７５３、ＵＳ４，５５３、９８４、ＥＰ０１５９４９５、ＥＰ０２０２６００、ＥＰ０１９０４３４およびＥＰ０１２１１０９に記載されている。
【００５３】
再生工程ｂ）において放出されたＣＯ２およびＨ２Ｓを含む気体ストリームは例えば、クラウスプラントに送り込むことができる。クラウスプラントにおいて、気体ストリーム中に存在する硫化水素は、元素状硫黄に変換し、環境から恒久的に除去することができる。しかしながら、Ｈ２Ｓに選択的な吸収と、クラウスプラントにおける元素状硫黄への硫化水素の変換とを組み合わせた場合でさえも、クラウスプラント（クラウステールガス）のオフガス中の残存硫黄含量が課題となる。クラウステールガスの残存硫黄含量は一般に高すぎて、クラウステールガスを環境中に放出することができない。したがって、本発明は、クラウステールガスからＨ２Ｓを除去することおよび／またはクラウスプラントへの供給物中のＨ２Ｓを富化することを含む、Ｈ２Ｓに選択的な吸収とクラウスプラントとの有利な接続にも関する。
【００５４】
下流側の水素化プラントにより、クラウステールガス中に存在する硫黄または酸素含有硫黄化合物および／もしくは二硫化炭素を水素化して、硫化水素にすることができる。このＨ２Ｓ含有気体ストリームは後で、例えばテールガス吸収器内で精製することができる。
【００５５】
一実施形態において、上記方法は、
ｄ）再生工程ｂ）において放出されたＣＯ２およびＨ２Ｓを含有する気体ストリームの少なくとも１つの部分ストリームを、クラウスプラントに送り込んで、クラウステールガスを得、クラウステールガスを水素化して、水素化済みクラウステールガスを得る硫黄回収工程；
ｅ）水素化済みクラウステールガスを再生済み吸収剤によって処理して、第１のＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤を得る第２の吸収工程；
ｆ）第１のＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤を再生工程ｂ）および／または吸収工程ａ）に送り込む工程
をさらに含む。
【００５６】
水素化済みクラウステールガスが、第２の吸収器に送り込まれるが、第２の吸収器の頂部ストリームは、ＣＯ２に富んでいてＨ２Ｓが激減している。ＣＯ２に富んでいてＨ２Ｓが激減した頂部ストリームは、本方法から抜け出るように案内することもでき、例えば焼却へと移送してもよい。底部ストリームは、第１のＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤であるが、この吸収剤は、ＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤と合わせ、再生工程ｂ）に送り込むことができる。第１のＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤は一般に、完全に取り込んでおらず、したがって、ＣＯ２および／またはＨ２Ｓを依然として吸収することができるため、第１のＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤のすべてまたは一部を、残存容量を利用するために吸収工程ａ）に送り込むこともできる。
【００５７】
一般に、第２の吸収工程ｅ）は、吸収工程ａ）より低い圧力で実施される。このようにすれば、本発明によって使用される吸収剤のＨ２Ｓ選択性は、比較的低いＨ２Ｓ分圧のときの方がより高いため、Ｈ２Ｓの効果的な除去およびクラウスプラントへの供給物中のＨ２Ｓの富化が達成される。
【００５８】
さらなる好ましい一実施形態において、本方法は、
ｄ’）再生工程ｂ）において放出されたＣＯ２およびＨ２Ｓを含有する気体ストリームの部分ストリームを、再生済み吸収剤によって処理して、第２のＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤を得る第３の吸収工程；
ｅ’）Ｈ２Ｓを取り込んだ第２の吸収剤を再生工程ｂ）に送り込む工程
をさらに含む。
【００５９】
上記実施形態は、再生工程ｂ）において放出されたＣＯ２およびＨ２Ｓを含有する気体ストリームの部分ストリームを再生済み吸収剤によって処理する吸収工程を含む。ＣＯ２に富んでいてＨ２Ｓが激減した頂部ストリームは、本方法から抜け出るように案内することもでき、例えば焼却へと移送してもよい。底部ストリームは、第２のＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤であるが、この吸収剤は、ＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤と合わせ、再生工程ｂ）に送り込むことができる。このようにして、Ｈ２Ｓの富化が、再生工程ｂ）において放出されたＣＯ２およびＨ２Ｓを含有する気体ストリーム中に達成される。
【００６０】
本方法の特に好ましい一実施形態において、工程ａ）からのＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤の部分ストリームを、第３の吸収工程ｄ’に送り込む。この結果、第１の吸収器からの吸収剤の残存吸収容量を利用することができる。
【００６１】
さらなる好ましい一実施形態において、上記方法は、
ｆ’）再生工程ｂ）において放出されたＣＯ２およびＨ２Ｓを含有する気体ストリームの部分ストリームを、クラウスプラントに送り込んで、クラウステールガスを得、クラウステールガスを水素化して、水素化済みクラウステールガスを得る硫黄回収工程；
ｇ’）水素化済みクラウステールガスを再生済み吸収剤によって処理して、第１のＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤を得る第２の吸収工程；
ｈ’）第１のＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤を再生工程ｂ）および／または吸収工程ａ）に送り込む工程
をさらに含む。
【００６２】
本方法は、水素化済みクラウステールガスを第２の吸収工程において処理すること、および再生工程ｂ）において放出されたＣＯ２およびＨ２Ｓを含有する気体ストリームの部分ストリームを第３の吸収工程において処理することを含む。このようにして、Ｈ２Ｓの効果的な富化が、クラウスプラントへの供給物中に達成される。
【００６３】
上記すべての実施形態を有利に組み合わせることができる好ましい一実施形態において、本方法は、
ｉ”）再生工程ｂ）において放出されたＣＯ２およびＨ２Ｓを含有する気体ストリームの部分ストリームをリサイクルし、吸収工程ａ）に送り込むリサイクル工程
をさらに含む。
【００６４】
このようにして、Ｈ２Ｓの富化が、再生工程ｂ）において放出されたＣＯ２およびＨ２Ｓを含有する気体ストリーム中に達成される。
【００６５】
さらなる好ましい一実施形態において、ＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤が、２段階で再生され、少量のＨ２Ｓを含むＣＯ２を主に含有する気体ストリームが、第１の段階において放出される。ＣＯ２含有気体ストリームには、さらなる吸収工程を施す。この実施形態において、再生工程ｂ）は、
ｂ１）ＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤を減圧して、ＣＯ２含有気体ストリームおよび部分的に再生済みの吸収剤を得る第１の再生工程；ならびに
ｂ２）部分的に再生済みの吸収剤を加熱および／またはストリッピングして、再生済み吸収剤を得る第２の再生工程
を含む。
【００６６】
本方法は、
ｄ”）ＣＯ２含有気体ストリームを再生済み吸収剤によって処理して、第３のＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤を得る第４の吸収工程；
ｅ”）第３のＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤を再生工程ｂ）に送り込む工程
をさらに含む。
【００６７】
ＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤から二酸化炭素の大部分を減圧によって除去すると、ＣＯ２よりＨ２Ｓの方が富化され、プラントのサイズおよび吸収剤の循環が抑制される。
【００６８】
特に好ましい一実施形態において、本方法は、
ｆ”）ＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤から二酸化炭素および硫化水素以外の本質的に溶解した気体成分を放出するために、ＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤を、吸収工程ａ）における圧力から第１の再生工程ｂ１）における圧力の間の圧力となるように減圧する減圧工程
をさらに含む。
【００６９】
このプラントにおける接続の変形形態により、生成されるＣＯ２およびＨ２Ｓに富んだ気体ストリームの純度を高めることができる。
【００７０】
本発明を、添付の図面および下記の例によって詳細に説明する。図１から８は、同じ機能の要素に同じ参照符号を使用している。ポンプ等、理解を必要としないプラント構成要素は、分かりやすくするために図面中に示していない。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明による方法の実施に適したプラントの概略図である。
【図２】本発明による方法の実施に適したさらなるプラントの概略図である。
【図３】本発明による方法の実施に適したさらなるプラントの概略図である。
【図４】本発明による方法の実施に適したさらなるプラントの概略図である。
【図５】本発明による方法の実施に適したさらなるプラントの概略図である。
【図６】本発明による方法の実施に適したさらなるプラントの概略図である。
【図７】本発明による方法の実施に適したさらなるプラントの概略図である。
【図８】本発明による方法の実施に適したさらなるプラントの概略図である。
【図９】低いＨ２Ｓ分圧における取り込み量に応じた、ＴＢＡＥＥおよびＭＤＥＡのＨ２Ｓ選択性を示す図である。
【図１０】高いＨ２Ｓ分圧における取り込み量に応じた、ＴＢＡＥＥ、ＭＤＥＡおよびＴＢＡＥＥ／ＭＤＥＡ混合物のＨ２Ｓ選択性を示す図である。
【図１１】一定のリボイラー出力による吸収剤循環速度に応じた、ＭＤＥＡおよびＴＢＡＥＥ／ＭＤＥＡ混合物のＨ２Ｓ選択性を示す図である。
【図１２】低いＨ２Ｓ分圧における取り込み量に応じた、１，２−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルアミノ）エタン（ビス−ＴＢＡＥ）およびＭＤＥＡのＨ２Ｓ選択性を示す図である。
【図１３】高いＨ２Ｓ分圧における取り込み量に応じた、１，２−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルアミノ）エタン（ビス−ＴＢＡＥ）およびＭＤＥＡのＨ２Ｓ選択性を示す図である。
【００７２】
図１によれば、入口Ｚを経由して、硫化水素および二酸化炭素を含む適切に前処理された気体が、吸収剤用管路１．０１を経由して供給された再生済み吸収剤と吸収器Ａ１内で向流の状態で接触する。吸収剤が、気体から硫化水素および二酸化炭素を吸収によって除去し、これにより、硫化水素および二酸化炭素が激減した清浄な気体が、オフガス管路１．０２を経由して送り出される。
【００７３】
吸収剤用管路１．０３と、ＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤が、吸収剤用管路１．０５の中を通って誘導された再生済み吸収剤からの熱によって加熱されることになる熱交換器１．０４と、吸収剤用管路１．０６とを経由して、ＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤が、脱着塔Ｄに供給され、再生される。
【００７４】
吸収器Ａ１と熱交換器１．０４との間には、フラッシュ容器が設けられていてもよく（図１には図示せず）、フラッシュ容器において、ＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤は、例えば３ｂａｒから１５ｂａｒまでとなるように減圧される。
【００７５】
脱着塔Ｄの下側部分からは、吸収剤が、ボイラー１．０７内に誘導され、加熱される。水を主に含有する蒸気は、脱着塔Ｄにリサイクルされるが、再生済み吸収剤は、吸収剤用管路１．０５と、再生済み吸収剤がＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤を加熱し、同時に、再生済み吸収剤自体は冷えることになる熱交換器１．０４と、吸収剤用管路１．０８、冷却装置１．０９と、吸収剤用管路１．０１とを経由して、吸収器Ａ１に送り戻される。示したボイラーの代わりに、自然循環蒸発装置、強制循環蒸発装置または強制循環フラッシュ蒸発装置等、ストリッピング蒸気を上昇させるための他の熱交換器方式を使用することもできる。これらの蒸発装置方式の場合、再生済み吸収剤とストリッピング蒸気との混相ストリームを、脱着塔の底部に帰還させて、蒸気と吸収剤との相分離を実施する。熱交換器１．０４に向かう再生済み吸収剤は、脱着塔の底部から蒸発装置への循環ストリームから抜き出され、または、脱着塔の底部から別個の管路を経由して熱交換器１．０４に直接至るように誘導される。
【００７６】
脱着塔Ｄにおいて放出されたＣＯ２およびＨ２Ｓを含有する気体は、オフガス管路１．１０を経由して脱着塔Ｄを退出する。ＣＯ２およびＨ２Ｓを含有する気体は、相分離を統合した凝縮器１．１１内に誘導され、同伴している吸収剤蒸気から分離される。このプラントおよび本発明による方法の実施に適した他のすべてプラントにおいて、凝縮および相分離は、互いに対して離れたところに存在してもよい。続いて、水から主になる液体が、吸収剤用管路１．１２の中を通って脱着塔Ｄの上部領域に誘導され、ＣＯ２およびＨ２Ｓを含有する気体が、気体用管路１．１３を経由して排出される。
【００７７】
図２によれば、入口Ｚを経由して、ＣＯ２およびＨ２Ｓを含む適切に前処理された気体、好ましくは天然ガスが、吸収剤用管路２．０１を経由して供給された再生済み吸収剤と吸収器Ａ１内で向流の状態で接触する。吸収剤が、気体からＣＯ２およびＨ２Ｓを吸収によって除去し、同時に、ＣＯ２およびＨ２Ｓが激減した気体が、オフガス管路２．０２を経由して得られる。吸収剤用管路２．０３を経由して、ＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤が、減圧容器ＨＰＦに送り込まれ、（例えば、約７０ｂａｒから約３ｂａｒ〜１５ｂａｒ、好ましくは約５ｂａｒ〜１０ｂａｒまでとなるように）減圧されるが、温度は、取り込み済み吸収剤の温度に本質的に等しい。一般的に、温度差は、１０℃未満であり、好ましくは５℃未満である。この条件下では、取り込み済み吸収剤中に存在する本質的にすべての炭化水素は、気体として放出されるものであり、管路２．０４を経由して除去することができる。
【００７８】
吸収剤用管路２．０５と、吸収剤用管路２．０７と、取り込み済み吸収剤が、ボイラー２．１０の下部領域から吸収剤用管路２．０９を経由して排出された再生済み吸収剤からの熱によって加熱されることになる熱交換器２．０８と、吸収剤用管路２．１１とを経由して、取り込み済み吸収剤が、脱着塔Ｄに供給され、再生される。再生済み吸収剤がボイラー４．０９内に誘導され、加熱される。水を主に含有する蒸気は、脱着塔Ｄにリサイクルされるが、再生済み吸収剤は、吸収剤用管路２．０９、熱交換器２．０８、吸収剤用管路２．１２、冷却装置２．１３および吸収剤用管路２．１４を経由して除去され、２つの部分ストリーム２．０１および２．１５に分割され、吸収器Ａ１および／またはＴＧＡに供給される。ストリーム２．０１および２．１５の相対的な体積流量は、例えば処理すべき流体ストリームのＨ２Ｓ含量を変更した場合であってもオフガスに関する所望の仕様を達成するために変更することができる。
【００７９】
脱着塔Ｄにおいて得られたＣＯ２およびＨ２Ｓを含む気体は、気体用管路２．１６を経由して脱着塔Ｄを退出し、相分離を統合した凝縮器２．１７内で同伴している蒸気から分離され、次いで水から主になる液体が、吸収剤用管路２．１８を経由して脱着塔Ｄの上部領域にリサイクルされる。ＣＯ２およびＨ２Ｓを含む気体が、気体用管路２．１９を経由してクラウスプラントＣＬに供給され、クラウスプラントＣＬからのオフガスが、水素化プラントＨＹに供給される。水素化済みクラウステールガスが、テールガス吸収器ＴＧＡ内に供給され、吸収剤用管路２．１５を経由して供給された再生済み吸収剤と向流の状態で接触する。気体用管路２．２０を経由して、ＣＯ２に富んだ気体が、テールガス吸収器ＴＧＡから除去される。吸収剤用管路２．０６を経由して、Ｈ２Ｓを取り込んだ吸収剤が、管路２．０５内に誘導された取り込み済み吸収剤と合わさり、吸収剤用管路２．０７を経由して脱着塔Ｄに供給される。
【００８０】
概略的な形態で図３に示したプラントは、テールガス吸収器ＴＧＡからのＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤が、吸収剤用管路２．０６を経由して吸収器Ａ１の中央領域に供給されることを除外して、図２のプラントに対応する。
【００８１】
図４によれば、入口Ｚを経由して、ＣＯ２およびＨ２Ｓを含む適切に前処理された気体が、吸収剤用管路４．０１を経由して供給された再生済み吸収剤と吸収器Ａ１内で向流の状態で接触する。吸収剤が、気体からＣＯ２およびＨ２Ｓを吸収によって除去し、同時に、ＣＯ２およびＨ２Ｓが激減した気体が、気体用管路４．０２を経由して除去される。
【００８２】
吸収剤用管路４．０４と、吸収剤用管路４．０６と、ＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤が、ボイラー４．０９の下部領域から吸収剤用管路４．０８を経由して排出された再生済み吸収剤からの熱によって加熱されることになる熱交換器４．０７と、吸収剤用管路４．１０とを経由して、ＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤が、脱着塔Ｄに供給され、再生される。吸収剤が、ボイラー４．０９内に誘導され、加熱される。水を主に含有する蒸気は、脱着塔Ｄにリサイクルされるが、再生済み吸収剤は、吸収剤用管路４．０８、熱交換器４．０７、吸収剤用管路４．１１、冷却装置４．１２および吸収剤用管路４．１３を経由して除去される。再生済み吸収剤が、部分ストリーム４．０１および４．１４に分割され、吸収器Ａ１およびＡ２の上部領域に供給される。吸収剤用管路４．０１および４．１４内の相対的な体積流量は、Ｈ２Ｓ含量が変化した場合であってもオフガスに関する所望の仕様を達成するために変更することができる。
【００８３】
脱着塔Ｄにおいて得られたＣＯ２およびＨ２Ｓに富んだ気体は、気体用管路４．１５を経由して脱着塔Ｄを退出し、相分離を統合した凝縮器４．１６内で同伴している蒸気から分離され、次いで水から主になる液体が、吸収剤用管路４．１７を経由して脱着塔Ｄの上部領域にリサイクルされる。ＣＯ２およびＨ２Ｓに富んだ気体が、気体用管路４．１８を経由して除去される。１つの部分ストリームは、気体用管路４．１９を経由してさらなる処理に搬送され、１つの部分ストリームは、気体用管路４．２０を経由して吸収器Ａ２の下部領域に供給される。
【００８４】
吸収器Ａ２において、管路４．２０からのＣＯ２およびＨ２Ｓに富んだ気体が、吸収剤用管路４．１４を経由して供給された再生済み吸収剤と向流の状態で接触する。気体用管路４．２１を経由して、酸性ガスが激減した吸収剤が、吸収器Ａ２から除去され、プラントから排出される。吸収剤用管路４．０５を経由して、吸収器Ａ２からのＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤が、管路４．０４内に誘導されたＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤と合わさり、吸収剤用管路４．０６を経由して脱着塔Ｄに供給される。
【００８５】
概略的な形態で図５に示したプラントは、ＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤の部分ストリームが、吸収剤用管路４．２３、冷却装置４．２４および吸収剤用管路４．２５を経由して吸収器Ａ２の中央区域に送り込まれることを除外して、図４のプラントに対応する。
【００８６】
図６によれば、入口Ｚを経由して、ＣＯ２およびＨ２Ｓを含む適切に前処理された気体が、吸収剤用管路６．０１を経由して上部領域に供給された再生済み吸収剤、および吸収剤用管路６．０２を経由して中央領域に供給された部分的に取り込み済みの吸収剤と吸収器Ａ１内で向流の状態で接触する。吸収剤が、気体から酸性ガスを吸収によって除去するが、この除去は、気体用管路６．０３を経由して酸性ガスが激減した気体を除去し、プラントから排出するものである。
【００８７】
吸収剤用管路６．０５を経由して、ＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤が、抜き出され、部分ストリーム６．０６および６．０７に分割される。取り込み済み吸収剤の一部は、吸収剤用管路６．０７を経由して吸収器Ａ２の中央区域に供給される。この結果、吸収器Ａ１からの吸収剤の残存吸収容量を利用することができる。
【００８８】
ＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤の他の部分は、吸収剤用管路６．０６と、吸収剤用管路６．０９と、ＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤が、ボイラー６．１２の下部領域から吸収剤用管路６．１１を経由して排出された再生済み吸収剤からの熱によって加熱されることになる熱交換器６．１０と、吸収剤用管路６．１３とを経由して脱着塔Ｄに供給され、再生される。再生済み吸収剤がボイラー６．１２内に誘導され、加熱される。水を主に含有する蒸気は、脱着塔Ｄにリサイクルされるが、再生済み吸収剤は、吸収剤用管路６．１１、熱交換器６．１０、吸収剤用管路６．１４、冷却装置６．１５および吸収剤用管路６．１６を経由するように前方に誘導されていき、部分ストリーム６．０１、６．１７および６．１８に分割される。再生済み吸収剤の一部は、吸収剤用管路６．０１を経由して吸収器Ａ１の上部区域に誘導され、再生済み吸収剤の別の部分は、吸収剤用管路６．１７を経由して吸収器ＴＧＡの上部区域に誘導され、再生済み吸収剤のさらなる一部分は、吸収剤用管路６．１８を経由して吸収器Ａ２の上部区域に誘導される。吸収剤用管路６．０１、６．１７および６．１８内の相対的な体積流量は、Ｈ２Ｓ含量が変化した場合であってもオフガスに関する所望の仕様を達成するために変更することができる。
【００８９】
脱着塔Ｄにおいて得られたＣＯ２およびＨ２Ｓを含む気体は、気体用管路６．１９を経由して脱着塔Ｄを退出し、相分離を統合した凝縮器６．２０内で同伴している蒸気から分離され、次いで水から主になる液体が、吸収剤用管路６．２１を経由して脱着塔Ｄの上部領域にリサイクルされる。ＣＯ２およびＨ２Ｓを含む気体の一部は、気体用管路６．２３を経由して吸収器Ａ２の下部領域に供給される。
【００９０】
ＣＯ２およびＨ２Ｓを含む気体の他の部分ストリームは、気体用管路６．２４を経由してクラウスプラントＣＬに供給され、クラウスプラントＣＬからのオフガスが、水素化プラントＨＹ内で水素化される。水素化済みクラウステールガスが、テールガス吸収器ＴＧＡ内に供給され、吸収剤用管路６．１７を経由して供給された再生済み吸収剤と向流の状態で接触する。吸収剤用管路６．０２を経由して、テールガス吸収器ＴＧＡからのＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤が、吸収器Ａ１の中央区域に供給される。この結果、テールガス吸収器ＴＧＡからの吸収剤の残存吸収容量を利用することができる。気体用管路６．２５を経由して、Ｈ２Ｓが激減したまたはＣＯ２に富んだ気体が、テールガス吸収器ＴＧＡから除去され、気体ストリーム６．２６と合わさり、気体用管路６．２７を経由して排出される。
【００９１】
吸収器Ａ２において、気体用管路６．２３からのＣＯ２およびＨ２Ｓを含む気体が、吸収剤用管路６．１８を経由して上部領域に供給された再生済み吸収剤、および吸収器Ａ１から吸収剤用管路６．０７を経由して中央領域に供給されたＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤と向流の状態で接触する。気体用管路６．２６を経由して、酸性ガスが激減した吸収剤が、吸収器Ａ２から除去される。吸収剤用管路６．０８を経由して、吸収器Ａ２からのＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤が、管路６．０６内に誘導された取り込み済み吸収剤と合わさり、吸収剤用管路６．０９を経由して脱着塔Ｄに至るまで前方に誘導される。
【００９２】
概略的な形態で図７に示したプラントは、ＣＯ２およびＨ２Ｓを含む気体１．１３の部分ストリームが、管路１．１４を経由して入口Ｚにリサイクルされることを除外して、図１のプラントに対応する。管路１．１４は、圧縮機（図示せず）を備えていてもよく、圧縮機は、入口Ｚの入口圧力が相分離を統合した凝縮器１．１１の出口圧力より大きいプラントにおいて必要である。
【００９３】
図８によれば、入口Ｚを経由して、ＣＯ２およびＨ２Ｓを含む適切に前処理された気体が、吸収剤用管路８．０１を経由して供給された再生済み吸収剤と吸収器Ａ１内で向流の状態で接触する。吸収剤が、気体からＣＯ２およびＨ２Ｓを吸収によって除去し、同時に、ＣＯ２およびＨ２Ｓが激減した気体が、気体用管路８．０２を経由して得られる。吸収剤用管路８．０３を経由して、ＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤が、減圧容器ＨＰＦに送り込まれ、（例えば、約７０ｂａｒから約３ｂａｒ〜１５ｂａｒ、好ましくは約５ｂａｒ〜１０ｂａｒまでとなるように）減圧されるが、温度は、取り込み済み吸収剤の温度に本質的に等しい。一般的に、温度差は、１０℃未満であり、好ましくは５℃未満である。この条件下では、取り込み済み吸収剤中に存在する本質的にすべての炭化水素は、気体として放出されるものであり、管路８．０４を経由して排出することができる。
【００９４】
吸収剤用管路８．０５と、ＣＯ２およびＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤が、ボイラー８．０８の下部領域から吸収剤用管路８．０７を経由して排出された再生済み吸収剤からの熱によって加熱されることになる熱交換器８．０６と、吸収剤用管路８．０９とを経由して、取り込み済み吸収剤が、減圧容器ＬＰＦに送り込まれ、（約５ｂａｒ未満、好ましくは約３ｂａｒ未満までとなるように）減圧される。この条件下では、取り込み済み吸収剤中に存在する二酸化炭素の著しい部分は、気体として放出されるものであり、気体用管路８．１０を経由して除去して、部分的に再生済みの吸収剤を得ることができる。ここで、ＣＯ２ガスは、かなりの量のＨ２Ｓを含むが、Ｈ２Ｓは、ＣＯ２が排出され得る前に除去しなければならない。この目的のために、ＣＯ２ガスが、冷却装置８．１１および気体用管路８．１２を経由して吸収器ＬＰＡに供給され、吸収剤用管路８．１３を経由して供給された再生済み吸収剤と向流の状態で接触する。これにより、ＣＯ２に富んだ気体が生成され、気体用管路８．１４を経由してプラント外に誘導される。
【００９５】
減圧容器ＬＰＦの下部領域から排出された部分的に再生済みの吸収剤、および吸収器ＬＰＡの下部領域から排出されたＨ２Ｓを取り込んだ吸収剤が、吸収剤用管路８．１５および８．１６を経由して脱着塔Ｄの上部領域に供給され、再生される。再生済み吸収剤が、ボイラー８．０８内に誘導され、加熱される。ボイラー８．０８から結果として発生した水を主に含有する蒸気は、脱着塔Ｄにリサイクルされるが、再生済み吸収剤は、吸収剤用管路８．０７、熱交換器８．０６、吸収剤用管路８．１７、冷却装置８．１８および吸収剤用管路８．１９を経由して除去され、２つの部分ストリーム８．０１および８．１３に分割され、吸収器Ａ１および／またはＬＰＡに供給される。
【００９６】
脱着塔Ｄにおいて得られた酸性ガスに富んだ気体は、気体用管路８．２０を経由して脱着塔Ｄを退出し、相分離を統合した凝縮器８．２１に供給される。相分離を統合した凝縮器８．２１において、気体ストリームが、同伴している蒸気から分離され、次いで水から主になる液体が、吸収剤用管路８．２２を経由して脱着塔Ｄの上部領域に誘導され、酸性ガスに富んだ気体が、気体用管路８．２３を経由して排出される。
【実施例１】
【００９７】
パイロットプラントにおいて、ＭＤＥＡまたはＴＢＡＥＥ＋ＭＤＥＡに比較したＴＢＡＥＥのＨ２Ｓ選択性を、様々な吸収剤循環速度で検査した。
【００９８】
パイロットプラントは、図１に対応する。吸収器内には、規則充填物を使用した。圧力は、６０ｂａｒだった。吸収器内の充填物高さは３．２ｍであり、塔直径は０．０５３１ｍだった。脱着装置内には、規則充填物を使用した。圧力は、１．８ｂａｒだった。脱着装置内の充填物高さは、６．０ｍであり、０．０８５ｍの直径だった。
【００９９】
９６体積％のＮ２、２体積％のＣＯ２および２体積％のＨ２Ｓの気体混合物を、４７ｋｇ／ｈの質量流量および４０℃の温度で吸収器内に誘導した。吸収器において、吸収剤循環速度は、３０ｋｇ／ｈから１００ｋｇ／ｈまでで変化した。吸収剤の温度は、５０℃だった。Ｈ２Ｓは、８０ｐｐｍ未満となるように除去した。次の表は、これらの実験の結果を示している。
【０１００】
【表１】
0006679572.tif 000005
【０１０１】
比較例１−１における低い吸収剤循環速度では、ＴＢＡＥＥ主体型吸収剤中への吸収の発熱が大きすぎ、このため、処理済み流体ストリーム中に８０ｐｐｍ未満のＨ２Ｓという仕様を達成することができなかった。いくらかより高い循環速度（実施例１−２）では、分離の課題が解決される。同じ吸収剤循環速度におけるＴＢＡＥＥの選択性（実施例１−３）は、同じ吸収剤循環速度におけるＭＤＥＡの選択性（比較例１−４）より低いことが明白である。ＭＤＥＡ＋ＴＢＡＥＥの組合せ（実施例１−５）も同様に、純粋なＭＤＥＡより低い選択性を有する。
【実施例２】
【０１０２】
ＥＰ００８４９４３Ａ２の実施例１３による吸収装置において、吸収実験を様々な吸収剤によって実施した。
【０１０３】
第１の実験において、１０体積％のＣＯ２（ＣＯ２分圧０．１ｂａｒ）、１体積％のＨ２Ｓ（Ｈ２Ｓ分圧０．０１ｂａｒ）および８９体積％のＮ２の気体混合物を、２１６Ｌ（ＳＴＰ）／ｈの速度および４０℃の温度でガラスシリンダー内の１００ｍＬの水性吸収剤に通した。吸収剤は、３Ｍ  ＭＤＥＡまたは３Ｍ  ＴＢＡＥＥを含んでいた。一定分量の吸収剤を周期的に抜き出し、Ｈ２ＳおよびＣＯ２含量を測定した。この結果を図９に示している。アミン１モル当たりのｍｏｌ（ＣＯ２＋Ｈ２Ｓ）としての取り込み量に応じた、Ｈ２Ｓ選択性を示している。ＭＤＥＡとＴＢＡＥＥの両方が、少ない取り込み量および低い分圧では、高い選択性を有することが明白である。取り込み量を増大させると、ＭＤＥＡの選択性は、低下するが、ＴＢＡＥＥは、高いＨ２Ｓ選択性を依然として有する。
【０１０４】
第２の実験において、９０体積％のＣＯ２（ＣＯ２分圧０．９ｂａｒ）および１０体積％のＨ２Ｓ（Ｈ２Ｓ分圧０．１ｂａｒ）の気体混合物を、１０Ｌ（ＳＴＰ）／ｈの速度および４０℃の温度でガラスシリンダー内の１５０ｍＬの水性吸収剤に通した。吸収剤は、１．９Ｍ  ＭＤＥＡ、１．９Ｍ  ＴＢＡＥＥまたは１．４Ｍ  ＭＤＥＡ＋０．５Ｍ  ＴＢＡＥＥを含んでいた。一定分量の吸収剤を周期的に抜き出し、Ｈ２ＳおよびＣＯ２含量を測定した。この結果を図１０に示している。アミン１モル当たりのｍｏｌ（ＣＯ２＋Ｈ２Ｓ）としての取り込み量に応じた、Ｈ２Ｓ選択性を示している。より大きな分圧およびより高い吸収剤循環速度では、プラトーに到達するまでＨ２Ｓ選択性が高まり、すべての吸収剤の取り込み量が増大することが判明した。ＭＤＥＡのＨ２Ｓ選択性は、ＴＢＡＥＥのＨ２Ｓ選択性より高く、ＴＢＡＥＥ＋ＭＤＥＡのＨ２Ｓ選択性は、ＭＤＥＡからＴＢＡＥＥの間である。
【実施例３】
【０１０５】
吸収実験をパイロットプラントにおいて実施した。パイロットプラントは、実施例１の場合と同様に構築した。
【０１０６】
４０質量％のＭＤＥＡを含んでいた水性吸収剤のＨ２Ｓ選択性、および３０質量％のＭＤＥＡおよび１５質量％のＴＢＡＥＥを含んでいた水性吸収剤のＨ２Ｓ選択性を、天然ガス中で様々な吸収循環速度で調査した。５％の濃度のＣＯ２および２％の濃度のＨ２Ｓが、天然ガスストリーム中に存在した。Ｈ２Ｓを１０ｐｐｍ未満となるように除去した。圧力は、６０ｂａｒだった。吸収剤の再生に必要なエネルギー（リボイラー出力）を一定に保持し、得られた吸収剤のＨ２Ｓ選択性を検査した。図１１は、測定データを示している。
【０１０７】
吸収剤循環速度が低いときの方が、Ｈ２Ｓ選択性がより高いことが明白である。ここで、ＭＤＥＡを含む吸収剤の選択性と、ＭＤＥＡ＋ＴＢＡＥＥを含む吸収剤の選択性とは、互いに対して近いままであるが、ＭＤＥＡ＋ＴＢＡＥＥ混合物の選択性の方が常に低い。どちらの吸収剤の場合であっても、吸収剤循環速度が上昇すると、選択性が低下する。しかしながら、約５０ｋｇ／ｈを上回ると、ＭＤＥＡ吸収剤の選択性は、比較的一定であるが、ＭＤＥＡ＋ＴＢＡＥＥ混合物の選択性は、さらに低下する。したがって、高いレベルのＨ２Ｓ除去だけでなく、多量の二酸化炭素の共吸収もまた、規定の最小量を維持しながら達成すべき場合、吸収剤循環速度が高くなるほど、純粋なＭＤＥＡを使用することよりＴＢＡＥＥをＭＤＥＡと一緒に使用することの方が、より好ましくなっていく。
【実施例４】
【０１０８】
ＥＰ００８４９４３Ａ２の実施例１３による吸収装置において、吸収実験を様々な吸収剤によって実施した。
【０１０９】
第１の実験において、１０体積％のＣＯ２（ＣＯ２分圧０．１ｂａｒ）、１体積％のＨ２Ｓ（Ｈ２Ｓ分圧０．０１ｂａｒ）および８９体積％のＮ２の気体混合物を、２１６Ｌ（ＳＴＰ）／ｈの速度および４０℃の温度でガラスシリンダー内の１００ｍＬの水性吸収剤に通した。吸収剤は、０．６４Ｍ  ＭＤＥＡまたは０．６４Ｍ  １，２−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルアミノ）エタン（ビス−ＴＢＡＥ）を含んでいた。一定分量の吸収剤を周期的に抜き出し、Ｈ２ＳおよびＣＯ２含量を測定した。この結果を図１２に示している。アミン１モル当たりのｍｏｌ（ＣＯ２＋Ｈ２Ｓ）としての取り込み量に応じた、Ｈ２Ｓ選択性を示している。少ない取り込み量および低い分圧では、ＭＤＥＡおよびビス−ＴＢＡＥは、比較的類似した選択性を有することが明白である。取り込み量を増大させると、ＭＤＥＡの選択性は、ビス−ＴＢＡＥのＨ２Ｓ選択性よりはるかに迅速に低下する。
【０１１０】
第２の実験において、９０体積％のＣＯ２（ＣＯ２分圧０．９ｂａｒ）および１０体積％のＨ２Ｓ（Ｈ２Ｓ分圧０．１ｂａｒ）の気体混合物を、１０Ｌ（ＳＴＰ）／ｈの速度および４０℃の温度でガラスシリンダー内の１５０ｍＬの水性吸収剤に通した。吸収剤は、０．６４Ｍ  ＭＤＥＡまたは０．６４Ｍ  １，２−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルアミノ）エタン（ビス−ＴＢＡＥ）を含んでいた。一定分量の吸収剤を周期的に抜き出し、Ｈ２Ｓ含量およびＣＯ２含量を測定した。この結果を図１３に示している。アミン１モル当たりのｍｏｌ（ＣＯ２＋Ｈ２Ｓ）としての取り込み量に応じた、Ｈ２Ｓ選択性を示している。より大きな分圧およびより高い吸収剤循環速度では、ＭＤＥＡのＨ２Ｓ選択性は、ビス−ＴＢＡＥのＨ２Ｓ選択性より高いことが判明した。
【図１】
0006679572.tif 000008
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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