(57)【要約】【課題】  多孔質吸着剤を用いて液化石油ガス中のアミン化合物をより効率的に除去することのできる装置及び方法を提供する。【解決手段】  液化石油ガスに含有されるアミン系化合物を多孔質吸着剤により除去する装置であって、前記多孔質吸着剤に酸性物質及び水分を保持させたことを特徴とするアミン系化合物の除去装置。また、前記酸性物質はリン酸、硫酸、塩酸、硝酸からなる群より選択される少なくとも１種の酸性物質であることを特徴とするアミン系化合物の除去装置。また、前記多孔質吸着剤は活性炭であることを特徴とするアミン系化合物の除去装置。【選択図】    図１
2005146107.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化石油ガスに含有されるアミン系化合物を多孔質吸着剤により除去する装置であって、
前記多孔質吸着剤に酸性物質及び水分を保持させたことを特徴とするアミン系化合物の除去装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアミン系化合物の除去装置であって、
酸性物質はリン酸、硫酸、塩酸、硝酸からなる群より選択される少なくとも１種の酸性物質であることを特徴とするアミン系化合物の除去装置。
【請求項３】
請求項１に記載のアミン系化合物の除去装置であって、
酸性物質はリン酸であることを特徴とするアミン系化合物の除去装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載のアミン系化合物の除去装置であって、
多孔質吸着剤は活性炭であることを特徴とするアミン系化合物の除去装置。
【請求項５】
液化石油ガスに含有されるアミン系化合物を多孔質吸着剤により除去する方法であって、
前記多孔質吸着剤に酸性物質及び水分を保持させたことを特徴とするアミン系化合物の除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化石油ガスに不純物として含有されるアミン系化合物を除去する装置及び方法に関する。更に詳しくは、液化石油ガスから例えば活性炭などの多孔質吸着剤を用いてアミン系化合物を除去する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液化石油ガス中に含まれるアミン系化合物等の微量有害不純物を除去する方法として、特許文献１に開示された技術が知られている。すなわち、特許文献１には、アミン系化合物等の微量有害不純物を含有する液化石油ガスを常温下に液相でＰＨ９以上であるアルカリ性の活性炭と接触させることを特徴とする液化石油ガスの精製方法が開示されている。また、アミン系化合物等の微量有害不純物を含有する液化石油ガスを常温下に液層で微量水分の存在下においてＰＨ９以上であるアルカリ性の活性炭と接触させることを特徴とする液化石油ガスの精製方法が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２００２７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の方法では、アルカリ性の活性炭を用いているので、アミン系化合物の除去のためにはやはり不適当である。そのため、酸性物質を用いてより効率的にアミン化合物を除去できる装置及び方法が望まれている。また、上述した従来の方法では、高圧下の液化石油ガス中に水分を添加する操作が煩雑である。
そこで本発明は、多孔質吸着剤を用いて液化石油ガス中のアミン化合物をより効率的に除去することのできる装置及び方法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】
【０００５】
本願の発明者らは、前記課題を解決するために種々の検討を重ねた結果、例えば活性炭などの多孔質吸着剤の細孔表面に酸性物質及び水分を保持させることにより、酸性物質だけを保持させるよりもアミン化合物の除去効率が飛躍的に向上することを見出し、本願発明を完成した。
本願の第１の発明は、液化石油ガスに含有されるアミン系化合物を多孔質吸着剤により除去する装置であって、前記多孔質吸着剤に酸性物質及び水分を保持させたことを特徴とするアミン系化合物の除去装置である。この発明によれば、塩基性の官能基を有するアミン系化合物をより効率的に除去することができる。
本願の第２の発明は、上記第１の発明のアミン系化合物の除去装置であって、酸性物質はリン酸、硫酸、塩酸、硝酸からなる群より選択される少なくとも１種の酸性物質であることを特徴とするアミン系化合物の除去装置である。
本願の第３の発明は、上記第１の発明のアミン系化合物の除去装置であって、酸性物質はリン酸であることを特徴とするアミン系化合物の除去装置である。
本願の第４の発明は、上記第１から第３の発明のうちいずれかのアミン系化合物の除去装置であって、多孔質吸着剤は活性炭であることを特徴とするアミン系化合物の除去装置である。
本願の第５の発明は、液化石油ガスに含有されるアミン系化合物を多孔質吸着剤に通過させて除去する方法であって、前記多孔質吸着剤に酸性物質及び水分を保持させたことを特徴とするアミン系化合物の除去方法である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、多孔質吸着剤を用いて液化石油ガス中のアミン化合物をより効率的に除去することのできる装置及び方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。
本発明は、液化石油ガスに不純物として含有されるアミン系化合物を除去する装置及び方法である。本発明においてアミン化合物が除去される対象となる液化石油ガスは、主に炭素数２〜４の飽和炭化水素及び／又は不飽和炭化水素であるが、炭素数３の飽和炭化水素のプロパンを主成分とする液化プロパンガスおよび炭素数４の飽和炭化水素を主成分とする液化ブタンガスが好ましい。特に好ましくは、アミン系の不純物が含まれ易い液化プロパンガスである。
【０００８】
本発明において、除去の対象となるアミン系化合物としては、分子中にアミノ基が含まれる化合物、例えば、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、等のアルカノールアミンのほか、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン等のアルキルアミン類、ジメチルアミン、ジエチルアミン、メチルエチルアミン等のジアルキルアミン類、トリメチルアミン、ジメチルエチルアミン、トリエチルアミン等のトリアルキルアミン類、エチレンジアミン、ブタンジアミン等のジアミン類、さらに、ピリジン、ピロール等を挙げることができる。
【０００９】
本発明において用いられる多孔質吸着剤としては、表面に細孔を有していて比表面積が大きく、物理吸着あるいは化学吸着により微量不純物を除去できる吸着剤であれば、どのようなものを用いてもよい。このような多孔質吸着剤としては、例えば、活性炭、ゼオライト（人工ゼオライト、天然ゼオライトを含む）、シリカゲル等を挙げることができる。これらの多孔質吸着剤のうち、１種または２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００１０】
本発明の多孔質吸着剤として用いることのできる活性炭は、如何なる製造方法により得られたものでもよい。製造方法として、例えば、ガス賦活法または薬品賦活法のいずれも採用することができる。賦活工程において行なわれる酸洗浄後の活性炭であれば、リン酸、硫酸などの酸性物質が表面に保持されているので有用である。このような活性炭の原料は、特に限定されることはなく、石炭、コークス、木炭、泥炭、鋸屑、ヤシ殻等を用いることができる。また、活性炭の形状は、特に限定されることはなく、粉末状、粒状、繊維状、円柱状、球状、あるいは、布状、フィルター状等に二次加工されたものを用いることもできる。これらの形状の中では、液化石油ガスとの接触面積を大きくするために、粉末状、粒状、円柱状、球状が特に好ましい。活性炭は、市販されている活性炭を用いても良い。
【００１１】
多孔質吸着剤は、その細孔表面に酸性物質及び水分を保持させることにより、液化石油ガスからより効率的にアミン化合物を除去することのできる除去装置として機能する。
多孔質吸着剤に保持させる酸性物質としては、リン酸、硫酸、塩酸、硝酸などを用いることができる。ｐＨ７以下、好ましくはｐＨ３．０以下の酸性を示す物質であれば、本発明の酸性物質として用いることができる。この場合、酸性度はより強いものが好ましいが、水の不存在下では解離せずに弱酸性を示す硫酸なども好ましく用いることができる。この中で特に好ましく用いることができるのは、製造上の理由によりリン酸である。
【００１２】
多孔質吸着剤に保持させる水分の量は、多孔質吸着剤及び酸性物質を合わせた全体の重量に対して０．５〜１０重量％程度であることが好ましい。この範囲で水分を保持させることにより、液化石油ガス中に含有されるアミン化合物をより効率的に除去することができる。
多孔質吸着剤に酸性物質及び水分を保持させることによるアミン化合物除去の機構については、必ずしも明らかではないが、細孔表面に水分の皮膜が形成され、その皮膜中に酸性物質が溶け込むことにより、アミン化合物と酸性物質との接触面積が増加することによる相乗的な効果が生じているものと考えられる。
【００１３】
液化石油ガスと多孔質吸着剤とを接触させる方法としては、例えば円筒状の治具の内部に多孔質吸着剤（例えば活性炭）を充填し、この治具の内部に液化石油ガスを通液させる方式を採用することができる。この場合、液化石油ガスは、多孔質吸着剤を充填した治具の上部から加圧流下させてもよいし、下部あるいは横方向から通液させてもよい。液化石油ガスと多孔質吸着剤とを接触させるための装置の態様としては、このような円筒状の治具以外の態様をとることもできる。
【実施例１】
【００１４】
本発明の一つ目の実施例として、液化プロパンガス（ＪＩＳ  Ｋ２２４０に規定）に含有されるアミン化合物を除去する除去装置について説明する。
図１に示すように、アミン化合物の除去装置１０は、治具１２と、その治具１２に充填される活性炭１４により構成されている。
治具１２は、ステンレス等の耐腐食性の金属により形成された円筒状の部材（Ｌ／Ｄ＝３．６）であり、液化プロパンガスを供給するための供給管１６が入口部に接続されるとともに、アミン化合物が除去された液化プロパンガスを気化装置等の他の機器に移送するための移送管１８が出口部に接続されている。供給管１６及び移送管１８の途中には、液化プロパンガスに含有されるイソブチルアミンの濃度を計測するための濃度センサ２０ａ，２０ｂがそれぞれ設置されている。
活性炭１４は、粉末状の活性炭であり、活性炭Ａ（比表面積＝１４００ｍ2／ｇ）及び活性炭Ｂ（比表面積＝１０００ｍ2／ｇ）の２種類の活性炭を用いている。活性炭１４は、粉末状の活性炭をビーカーで１ｄＬ（１００ｃｃ）量りとり、そのビーカーの内部に水及び酸性物質（リン酸若しくは硫酸）を混合して処理を施したものを用いている。この活性炭１４は、治具１２の内部に５ｃｃ充填されている。
【００１５】
上記のように構成されたアミン化合物の除去装置１０について、以下のような実験を行った。
まず、供給する液化石油ガスとして、イソブチルアミンを混合した液化プロパンガスを準備した。イソブチルアミンの濃度は１０００ｐｐｍになるように調整した。
活性炭に保持させるリン酸の量として、９．８ｇ/ｄＬ，１４．７ｇ/ｄＬ，１９．６ｇ/ｄＬ，２４．５ｇ/ｄＬ，２９．４ｇ/ｄＬにそれぞれ変化させた活性炭を準備した。また、リン酸との比較のために、硫酸を９．８ｇ/ｄＬ保持させた活性炭を準備した。また、リン酸及び硫酸との比較のために、塩基性物質として水酸化カリウムを９．８ｇ/ｄＬ保持させた活性炭を準備した。リン酸及び硫酸の量は、活性炭１ｄＬ（１００ｃｃ）に対して添加した量で示している。活性炭に保持させる水分の量は、乾燥済みの活性炭及び酸性物質の合計重量に対してすべて約２．０％となるように調整を行った。
活性炭１４を治具１２の内部に充填し、供給管１６を介して液化プロパンガスを一定の流速２０ｍＬ/ｍｉｎで通液させた。そして、濃度センサ２０ｂにより除去装置１０の出口部におけるイソブチルアミンの濃度を測定した。出口部におけるイソブチルアミンの濃度が急激に上昇する時点をアミン吸着限界とし、その時点までに除去装置１０に供給したイソブチルアミンの総量を算出した。
【００１６】
図２は、活性炭１４に保持させる酸性物質の種類及び量を変化させたときの、アミン吸着限界に達するまでに除去装置１０に供給したイソブチルアミンの総量を示すグラフである。図２に示すように、活性炭１４に保持させるリン酸の量が多い程、吸着限界に達するまでに吸着することのできるイソブチルアミンの量が多くなることが判明した。また、図２に示すように、酸性物質としてリン酸の代わりに硫酸を用いた場合でも、イソブチルアミンをほぼ同程度に吸着できることが判明した。また、活性炭１４に塩基性物質よりも酸性物質（リン酸及び硫酸）を保持させる方が、吸着限界に達するまでに吸着することのできるイソブチルアミンの量が多くなることが判明した。
【００１７】
図３は、活性炭１４に対してリン酸を９．８ｇ/ｄＬ保持させた場合における、除去装置１０に供給したイソブチルアミンの総量、及び、除去装置１０の出口部におけるイソブチルアミンの濃度との相関関係をプロットしたグラフである。図３に示すように、出口部におけるイソブチルアミンの濃度が急激に上昇する点がある。この時点がおよその吸着限界であり、この吸着限界に達するまでに、活性炭１４は合計で約２．０ｍＬのイソブチルアミンを吸着していることが判明した。
【実施例２】
【００１８】
本発明の２つ目の実施例では、活性炭１４に保持させる水分の量を変化させて、実施例１と同様の実験を試みた。
活性炭１４に保持させる水分の量は、０．５％，２．０％，５．０％，８．０％，１０％にそれぞれ変化させた。活性炭１４に保持させるリン酸の量は、すべての場合において２９．４ｇ/ｄＬになるように調整した。実施例１と同様に、イソブチルアミンの濃度が１０００ｐｐｍに調整された液化プロパンガスを除去装置１０に供給し、除去装置１０の出口部におけるイソブチルアミンの濃度を濃度センサ２０ｂにより計測した。そして、出口部におけるイソブチルアミンの濃度が急激に上昇した時点を吸着限界とし、この吸着限界に達するまでに除去装置１０に供給したイソブチルアミンの総量を算出した。
【００１９】
図４は、活性炭１４に保持させる水分の量を変化させた場合における、吸着限界に達するまでに除去装置１０に供給したイソブチルアミンの総量を示すグラフである。図４に示すように、活性炭１４に保持させる水分の量が増加すると、吸着限界に達するまでに吸着することのできるイソブチルアミンの総量が飛躍的に増加することが判明した。特に、活性炭１４に保持させる水分の量が１０％の場合には、吸着限界に達するまでに総量で１６．６ｍｌものイソブチルアミンを吸着できることが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】アミン化合物の除去装置の概略構成図である。
【図２】活性炭に保持させる酸性物質の種類及び量を変化させたときの、アミン吸着限界に達するまでに除去装置に供給したイソブチルアミンの総量を示すグラフである。
【図３】活性炭に対してリン酸を９．８ｇ/ｄＬ保持させた場合における、除去装置に供給したイソブチルアミンの総量、及び、除去装置の出口部におけるイソブチルアミンの濃度との相関関係をプロットしたグラフであり、アミン量洩れ濃度が急激に上昇する時点を吸着限界とする。
【図４】活性炭に保持させる水分の量を変化させた場合における、吸着限界に達するまでに除去装置に供給したイソブチルアミンの総量を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２１】
１０  除去装置
１２  治具
１４  活性炭
１６  供給管
１８  移送管
２０ａ，２０ｂ    濃度センサ
【図１】
2005146107.tif 000003
【図２】
2005146107.tif 000004
【図３】
2005146107.tif 000005
【図４】
2005146107.tif 000006