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公開番号2024180265
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-26
出願番号2024011651
出願日2024-01-30
発明の名称二酸化炭素分離用アミン組成物及びその用途
出願人東ソー株式会社
代理人
主分類B01D 53/14 20060101AFI20241219BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】単位質量当たりの二酸化炭素放散速度が高い二酸化炭素分離用組成物の提供。
【解決手段】下記式(2)で示されるアミン化合物(A)と、下記式(5)で示されるアミン化合物(B)と、水を含む二酸化炭素分離用組成物。(B)の窒素原子のモル数が、(A)の窒素原子のモル数に対して1～12倍モルの範囲、水の含有量が、前記組成物の全量を100質量%として、55～80質量%である、二酸化炭素分離用組成物。
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【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
下記一般式（２）、及び（４）で示されるアミン化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種のアミン化合物（Ａ）と、下記一般式（５）で示されるアミン化合物（Ｂ）と、水を含む二酸化炭素分離用組成物であって、アミン化合物（Ｂ）の窒素原子のモル数が、アミン化合物（Ａ）の窒素原子のモル数に対して１～１２倍モルの範囲であり、水の含有量が、二酸化炭素分離用組成物の全量を１００質量％として、５５～８０質量％であることを特徴とする、二酸化炭素分離用組成物。
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2024180265000015.jpg
26
73
［上記式中、Ｒ
１
は、アセチル基、炭素数１～４のアルキル基、炭素数２～４のアミノアルキル基、又は炭素数１～４のヒドロキシアルキル基を表す。Ｒ
３
及びＲ
４
は、各々独立して、水素原子、アセチル基、炭素数１～４のアルキル基、炭素数３～４のアミノアルキル基、又は炭素数１～４のヒドロキシアルキル基を表す。Ｒ
３
とＲ
４
は互いに結合して環を形成していてもよい。Ｒ
２
は、炭素数１～４のアルキレン基を表す。］
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2024180265000016.jpg
37
109
［上記式中、ｎは２～４の整数を表す。］
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2024180265000017.jpg
31
75
［上記式中、Ｒ
１
は、各々独立して、炭素数１～３のアルキル基を表す。Ｒ
２
は、炭素数２～６のアルキレン基、又は総炭素数２～６のオキシビスアルキレン基を表す。Ｒ
３
は、炭素数１～３のアルキル基、２－ヒドロキシエチル基、又は２－ヒドロキシプロピル基を表す。ｎは、１～４の整数を表す。隣接する二つのＲ
１
は互いに結合して環を形成していてもよい。］
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
上記の一般式（２）で表されるアミン化合物が、下記の一般式（１）、（２’）、又は（３）で表されるアミン化合物である、請求項１に記載の二酸化炭素分離用組成物。
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2024180265000018.jpg
26
80
［上記式中、Ｒ
１
は、水素原子、炭素数１～４のアルキル基、炭素数３～４のアミノアルキル基、又は炭素数１～４のヒドロキシアルキル基を表す。Ｒ
２
、及びＲ
３
は、各々独立して、炭素数１～４のアルキレン基を表す。］
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2024180265000019.jpg
26
73
［上記式中、Ｒ
１
は、炭素数１～４のアルキル基、又は炭素数２～４のアミノアルキル基を表す。Ｒ
３
及びＲ
４
は、各々独立して、水素原子、炭素数１～４のアルキル基、又は炭素数３～４のアミノアルキル基を表す。Ｒ
２
は、炭素数１～４のアルキレン基を表す。］
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2024180265000020.jpg
30
74
［上記式中、Ｒ
１
は、炭素数１～４のアルキル基、炭素数２～４のアミノアルキル基、又はアセチル基を表す。］
【請求項３】
上記のアミン化合物（Ａ）が、Ｎ－（２－アミノエチル）エタノールアミン、Ｎ－メチル－１，３－ジアミノプロパン、Ｎ，Ｎ－ジメチル－１，３－ジアミノプロパン、Ｎ－（２－アミノエチル）ピペラジン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、１－アセチルピペラジン、及び１，４－ジアミノブタンからなる群より選ばれる少なくとも一つのアミン化合物（Ａ）であることを特徴とする、請求項１に記載の二酸化炭素分離用組成物。
【請求項４】
上記のアミン化合物（Ｂ）が、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’－ペンタメチルジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’－ペンタメチルジプロピレントリアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’－ヘキサメチルトリエチレンテトラミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラメチルヘキシレンジアミン、２－［［２－（ジメチルアミノ）エチル］メチルアミノ］エタノール、ビス（２－ジメチルアミノエチル）エーテル、Ｎ－（２－ヒドロキシプロピル）－Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”－テトラメチルジエチレントリアミン及び１－（２－ジメチルアミノエチル）－４－メチルピペラジンからなる群より選ばれる少なくとも一つのアミン化合物（Ｂ）であることを特徴とする、請求項１に記載の二酸化炭素分離用組成物。
【請求項５】
水の濃度が、二酸化炭素分離用組成物全体の５５～７０質量％であって、二酸化炭素吸収及び脱着におけるすべての工程において常に均一状態であることを特徴とする、請求項１に記載の二酸化炭素分離用組成物。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の二酸化炭素分離用組成物に、二酸化炭素を含むガスを接触させて、該混合ガス中の二酸化炭素を前記の二酸化炭素分離用組成物に吸収させる工程を含むことを特徴とする、二酸化炭素の分離方法。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれかに記載の二酸化炭素分離用組成物に、二酸化炭素を含むガスを接触させて、該混合ガス中の二酸化炭素を前記の二酸化炭素分離用組成物に吸収させる工程、及び前記の二酸化炭素を吸収した二酸化炭素分離用組成物を加熱及び／又は減圧して、二酸化炭素を放散させる工程を含むことを特徴とする、二酸化炭素の分離方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化炭素を含有する混合ガスから二酸化炭素を分離するための二酸化炭素分離用組成物及びその用途に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化問題のため、二酸化炭素の分離・回収が注目されており、二酸化炭素吸収液の開発が盛んにおこなわれている。
【０００３】
二酸化炭素吸収液として、モノエタノールアミン水溶液が最も一般的である。モノエタノールアミンは、安価で工業的に入手しやすいが、低温で吸収した二酸化炭素を１２０℃以上の高温にしないと放散しないという特性がある。そして、二酸化炭素の放散温度が水の沸点を超える場合、水の高い潜熱、比熱のため、二酸化炭素の回収に多くのエネルギーを要することになる。そのため、モノエタノールアミンより二酸化炭素放散温度が低く、二酸化炭素回収エネルギーの低いアミンの開発がおこなわれている。例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’－ペンタメチルジエチレントリアミン（特許文献１）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特表２０１８－５３１１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来公知のＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’－ペンタメチルジエチレントリアミンの水溶液を用いた二酸化炭素吸収液は、二酸化炭素の放散性能が低いという課題があった。
【０００６】
二酸化炭素の分離回収については、（ｉ）混合ガスから吸収剤への二酸化炭素の吸収、及び（ｉｉ）吸収液に吸収された二酸化炭素の放散、の繰返しによってなされるが、二酸化炭素の放散性能が低い場合、（ｉｉ）の放散工程に必要なエネルギーが増大し、二酸化炭素分離回収プロセス全体のエネルギー効率を低下させてしまうという課題が生じる。
【０００７】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、二酸化炭素の放散性能が高い二酸化炭素分離用組成物、及び二酸化炭素の分離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】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、以下に示す本発明を完成させるに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は以下に示すとおりの二酸化炭素分離用組成物、及びその用途である。
【００１０】
［１］
下記一般式（２）、及び（４）で示されるアミン化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種のアミン化合物（Ａ）と、下記一般式（５）で示されるアミン化合物（Ｂ）と、水を含む二酸化炭素分離用組成物であって、アミン化合物（Ｂ）の窒素原子のモル数が、アミン化合物（Ａ）の窒素原子のモル数に対して１～１２倍モルの範囲であり、水の含有量が、二酸化炭素分離用組成物の全量を１００質量％として、５５～８０質量％であることを特徴とする、二酸化炭素分離用組成物。
（【００１１】以降は省略されています）

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