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公開番号2025074409
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-14
出願番号2023185186
出願日2023-10-30
発明の名称二酸化炭素吸収剤及び二酸化炭素の分離回収方法
出願人三洋化成工業株式会社
代理人
主分類B01D 53/14 20060101AFI20250507BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】二酸化炭素を放散するときのエネルギーを低く抑えるとともに、長期にわたり二酸化炭素吸収量を維持することができる二酸化炭素吸収用組成物を提供する。
【解決手段】アミン化合物(A)及び数平均分子量が140以上のポリアルキレングリコール(B)を含有する二酸化炭素吸収用組成物であって、二酸化炭素吸収用組成物は、数平均分子量が140未満の低分子グリコール化合物(C)を、ポリアルキレングリコール(B)の重量に基づき0～10重量%含み、アミン化合物(A)、ポリアルキレングリコール(B)及び低分子グリコール化合物(C)の合計重量に基づくポリアルキレングリコール(B)の含有量が50重量%以上80重量%以下である二酸化炭素吸収用組成物。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
アミン化合物（Ａ）及び数平均分子量が１４０以上のポリアルキレングリコール（Ｂ）を含有する二酸化炭素吸収用組成物であって、
前記二酸化炭素吸収用組成物は、数平均分子量が１４０未満の低分子グリコール化合物（Ｃ）を、前記ポリアルキレングリコール（Ｂ）の重量に基づき０～１０重量％含み、
前記アミン化合物（Ａ）、前記ポリアルキレングリコール（Ｂ）及び前記低分子グリコール化合物（Ｃ）の合計重量に基づく前記ポリアルキレングリコール（Ｂ）の含有量が５０重量％以上８０重量％以下である二酸化炭素吸収用組成物。
続きを表示（約 570 文字）【請求項２】
前記ポリアルキレングリコール（Ｂ)が、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコールからなる群より選ばれる少なくとも１種である請求項１に記載の二酸化炭素吸収用組成物。
【請求項３】
前記低分子グリコール化合物（Ｃ）が、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールからなる群より選ばれる少なくとも１種である請求項１または２に記載の二酸化炭素吸収用組成物。
【請求項４】
前記ポリアルキレングリコール（Ｂ)の数平均分子量が１９０～４２０である請求項１または２に記載の二酸化炭素吸収用組成物。
【請求項５】
前記アミン化合物（Ａ）が、環構造を有するジアミンである請求項１または２に記載の二酸化炭素吸収用組成物。
【請求項６】
請求項１または２に記載の二酸化炭素吸収用組成物を用いた二酸化炭素の分離回収方法であって、
二酸化炭素を含むガスを前記二酸化炭素吸収用組成物に接触させて、前記ガス中の二酸化炭素を吸収した組成物を得る工程１と、
工程１で得た二酸化炭素を吸収した組成物から二酸化炭素を回収する工程２と、を含む、二酸化炭素の分離回収方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化炭素吸収剤及び二酸化炭素の分離回収方法に関する。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
二酸化炭素の回収プロセスにおける省エネルギー化が可能な技術として、アミンを、水よりも潜熱及び比熱が低い有機溶剤で希釈した二酸化炭素吸収液が検討されている。例えば、特許文献１においては、特定の環状アミン化合物を含むアミン成分及びポリエチレングリコールなどの有機溶剤を含む二酸化炭素を分離吸収するための組成物が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－１２４９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的な二酸化炭素回収プロセスにおいては、二酸化炭素を含むガスから二酸化炭素を分離して二酸化炭素吸収液に吸収させる二酸化炭素吸収工程と、二酸化炭素を吸収した組成物から二酸化炭素を放散させる二酸化炭素放散工程とを繰り返し行う。上記特許文献１に記載の組成物によれば、二酸化炭素を放散するときの省エネルギー化が可能である。しかしながら、二酸化炭素の回収プロセスを長期間実施した際の二酸化炭素吸収量の維持が困難であるという問題があった。
本発明の課題は、二酸化炭素を放散するときのエネルギーを低く抑えるとともに、長期にわたって二酸化炭素吸収量を維持することができる二酸化炭素吸収用組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
二酸化炭素吸収用組成物の成分として、水［比熱：４．２ｋJ／ｋｇ・℃、蒸気圧（１００℃）：３．２×１０
３
Ｐａ］よりも比熱及び蒸気圧が小さいものを用いると、二酸化炭素分離回収プロセスにおいて、省エネルギー化を図ることが可能であるという知見を得た。
当該知見に基づき、アミン化合物と、水よりも比熱及び蒸気圧が小さいポリアルキレングリコールと、を用いた二酸化炭素吸収用組成物を検討したところ、二酸化炭素の回収プロセスを長期間（例えば１０日以上）行うと、二酸化炭素吸収量の維持が困難であるという問題があった。長期にわたる二酸化炭素吸収量の維持が困難となる原因の一つとして、ポリアルキレングリコールがその製造過程において含みうる低分子量のグリコール成分が、二酸化炭素回収プロセスを繰り返す過程で酸化されて酸性酸化物やアルデヒド化合物等を生じ、これらが組成物中のアミン化合物と反応することが考えられる。そこで、低分子量のグリコール成分を所定量以下とした組成物を検討したところ、長期にわたり二酸化炭素吸収量の維持が可能であるという知見を得た。本発明は上記新規な知見に基づくものである。
【０００６】
即ち本発明は、以下の通りである。
［１］アミン化合物（Ａ）及び数平均分子量が１４０以上のポリアルキレングリコール（Ｂ）を含有する二酸化炭素吸収用組成物であって、前記二酸化炭素吸収用組成物は、数平均分子量が１４０未満の低分子グリコール化合物（Ｃ）を、前記ポリアルキレングリコール（Ｂ）の重量に基づき０～１０重量％含み、前記アミン化合物（Ａ）、前記ポリアルキレングリコール（Ｂ）及び前記低分子グリコール化合物（Ｃ）の合計重量に基づく前記ポリアルキレングリコール（Ｂ）の含有量が５０重量％以上８０重量％以下である二酸化炭素吸収用組成物。
［２］前記ポリアルキレングリコール（Ｂ)が、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコールからなる群より選ばれる少なくとも１種である［１］に記載の二酸化炭素吸収用組成物。
［３］前記低分子グリコール化合物（Ｃ）が、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールからなる群より選ばれる少なくとも１種である［１］または［２］に記載の二酸化炭素吸収用組成物。
［４］前記ポリアルキレングリコール（Ｂ)の数平均分子量が１９０～４２０である［１］～［３］のいずれか一項に記載の二酸化炭素吸収用組成物。
［５］前記アミン化合物（Ａ）が、環構造を有するジアミンである［１］～［４］のいずれか一項に記載の二酸化炭素吸収用組成物。
［６］［１］～［５］のいずれか一項に記載の二酸化炭素吸収用組成物を用いた二酸化炭素の分離回収方法であって、二酸化炭素を含むガスを前記二酸化炭素吸収用組成物に接触させて、前記ガス中の二酸化炭素を吸収した組成物を得る工程１と、工程１で得た二酸化炭素を吸収した組成物から二酸化炭素を回収する工程２と、を含む、二酸化炭素の分離回収方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、二酸化炭素を放散するときのエネルギーを低く抑えるとともに、長期にわたり二酸化炭素吸収量を維持することができる二酸化炭素吸収用組成物を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
＜二酸化炭素吸収用組成物＞
本発明の二酸化炭素吸収用組成物は、アミン化合物（Ａ）及び数平均分子量が１４０以上のポリアルキレングリコール（Ｂ）を含有する二酸化炭素吸収用の組成物である。また本発明において、二酸化炭素吸収用組成物は、数平均分子量が１４０未満の低分子グリコール化合物（Ｃ）を、ポリアルキレングリコール（Ｂ）の重量に基づき０～１０重量％含む。また、アミン化合物（Ａ）、ポリアルキレングリコール（Ｂ）及び低分子グリコール化合物（Ｃ）の合計重量に基づくポリアルキレングリコール（Ｂ）の含有量が５０重量％以上８０重量％以下である。
本発明において、ポリアルキレングリコール（Ｂ）の含有量が上記範囲内であり、かつ、低分子グリコール化合物（Ｃ）の含有量が上記範囲であることにより、二酸化炭素を放散するときのエネルギーを低く抑えるとともに、長期にわたり二酸化炭素吸収量を維持することができる。
【０００９】
本発明の組成物に含まれるアミン化合物（Ａ）としては、モノアミン及び多価アミン等が挙げられる。モノアミンとしては、モノエタノールアミン等の１級アミン、ジエタノールアミン、ジプロパノールアミン、ジブタノールアミン、Ｎ－メチルエタノールアミン、Ｎ－エチルエタノールアミン、３－メチルアミノ－１－プロパノ-ル、Ｎ－ブチルエタノールアミン、又はＮ－プロピルエタノールアミン等の２級アミン、Ｎ－メチルジエタノールアミン（メチルジエタノールアミン）、Ｎ－エチルジエタノールアミン、及びＮ－ブチルジエタノールアミン等の３級アミン等が挙げられる。
多価アミンとしては、ヒドロキシメチルトリエチレンジアミン、イソホロンジアミン及びメタキシレンジアミン等の環構造を有するジアミン、下記一般式（１）で表されるポリエチレンポリアミン、直鎖状または分岐状ポリエチレンイミン［例えば、（株）日本触媒製の「エポミン（登録商標）」］等が挙げられる。アミン化合物（Ａ）は一種を単独で用いてもよいし二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１０】
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（【００１１】以降は省略されています）

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