JP2966719B2 - ガス中の硫化水素を選択的に除去する方法 - Google Patents
ガス中の硫化水素を選択的に除去する方法Info
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Description
びH2 S(硫化水素)を含む各種のガスからH2 Sを選
択的に除去する方法に関する。さらに詳しくは、特定の
ヒンダードアミンの水溶液と前記ガスとを接触させてH
2 Sを選択的に除去する方法に関する。
ス、合成用ガス、水性ガス、天然ガスなど各種ガスに含
まれるCO2 やH2 Sなどの酸性ガスを吸収剤を用いて
除去する技術は以前から知られている。これらの中に
は、単独吸収剤を使用するもの、混合吸収剤を使用する
もの、非水系吸収溶液を用いるもの、水系吸収溶液を用
いるものなど様々である。またCO2 とH2 Sを含むガ
スからH2 Sのみを選択的に除去するもの、両者を除去
するものなどプロセスの目的に応じて吸収剤が選択され
ている。
明細書には、メチルジエタノールアミン(以下、「MD
EA」と略す)の20〜70重量%水溶液を用いて、1
0〜110バールの圧力下、40〜100℃でCO2 と
H2 Sを含む原料ガスと向流接触させ、原料ガス中のC
O2 とH2 Sを除去する方法が開示されている。
hemical Engineering Science ) ,41巻,2号,40
5〜408頁には、常温付近において、2−アミノ−2
−メチル−1−プロパノール(以下、「AMP」と略
す)のようなヒンダードアミンとモノエタノールアミン
(以下、「MEA」と略す)のような直鎖アミンの各水
溶液のCO2 やH2 Sに対する吸収速度が報告されてい
る。
ストリアル( Energy ConservasionIndustrial ) 20
〜28頁,1984年には、CO2 を含むガス混合物か
らH 2 Sの選択的除去法が検討され、数%の水を含むN
−メチルピロリドン溶媒中のジメチルエタノールアミン
やMDEAが有望であるとされている。
ストリー アプライド テクニーク( Energy Conserv
Industry Appl Techniques )253〜262頁,198
3年には、無水溶剤中の第3アミンとの反応性がH2 S
とCO2 で異なるのを利用した両者の分離法が提案され
ている。アミンとしてはMDEA、ジメチルエタノール
アミン、ジエチルエタノールアミン、1−ジメチルアミ
ノプロパン−2−オールなどが用いられている。
70〜76頁(1984)には、フレキソーブ SE
( Flexsorb SE,商品名)が選択的にH2 Sを除去す
る吸収剤として適すること、フレキソーブ PS(商品
名 Flexsorb PS)がCO2とH2 Sを共に除去する
のに適する吸収剤であること、フレキソーブ HP(商
品名 Flexsorb HP)がCO2 を除去するのに適した
吸収剤である旨が記載されている。そしてMDEAの水
溶液に比べH2 Sの吸収能力が40%優れているとされ
ている。しかし、これらの吸収剤を構成する化合物名は
明らかではなく、またこの吸収剤は非水系である。
ournal )84巻,39号,61〜65頁(1986)に
は、CO2 とH2 Sの除去には第3エタノールアミンで
あるMDEAとトリエタノールアミン、特にMDEAが
有用であると記載されている。またMDEAはH2 Sの
選択的吸収剤として用いられることが記載されている。
H2 Sを含むガスから、これらを除去する技術が種々提
案されている。しかし処理対象ガスからCO2 を除去す
る必要性がなく、H2 Sをできるだけ選択的に除去する
ことが求められる分野があるが、このような目的に対
し、選択吸収性により優れ、かつ吸収剤の再生に要する
エネルギー的にも有利な吸収剤が求められている。この
ような用途においては、H2 SのほかにCO 2 もよく吸
収することは、それだけ吸収剤の回収・再生工程でエネ
ルギーを必要とし、好ましくない。前記従来技術におい
ても選択的にH2 Sを除去する吸収剤が提案されている
が、吸収剤としてプロセス的に簡便な水溶液として用
い、またより一層選択性よくH2 Sを吸収でき、更にH
2 Sの吸収能力の高い吸収剤が求められている。
鑑み、CO2 とH2 Sを含む処理対象ガスから選択性高
くH2 Sを除去できる吸収剤について鋭意検討した結
果、特定のヒンダードアミンの特定濃度の水溶液が特に
有効であるとの知見を得て、本発明を完成させることが
できた。すなわち本発明は、第3ブチルジエタノールア
ミン、トリイソプロパノールアミン及びトリエチレンジ
アミンの群から選ばれるヒンダードアミンの15〜75
重量%水溶液とCO2 とH2 Sを含む混合ガスとを接触
させて、前記混合ガス中のH2 Sを選択的に除去する方
法である。
3ブチルジエタノールアミン{t−BuN(CH2 CH
2 OH)2 、以下「BDEA」と略す}、トリイソプロ
パノールアミン{〔CH3 CH(OH)CH2 〕3 N、
以下「TIPA」と略す}及びトリエチレンジアミン
{N(CH2 )6 N、以下「TEDA」と略す}であ
り、これらは各単独で用いることができるほか、互いに
混合して用いることができる。これらの中では、H2 S
の選択吸収性の点からTIPA、TEDA、BDEAが
好ましく、またH2 Sの吸収能力の点からTEDAが好
ましい。
ードアミンの水溶液であり、そのヒンダードアミンの濃
度は通常15〜75重量%である。また本発明で用いる
水溶液には、必要に応じて腐蝕防止剤、劣化防止剤など
が加えられる。本発明において、対象ガスと水溶液の接
触温度は通常30〜70℃の範囲である。対象ガスの種
類にもよるが、接触時の対象ガスの圧力は通常大気圧〜
150kg/cm2 Gの範囲である。
は、必ずしもCO2 を全く吸収しないということではな
く、H2 Sの吸収速度に比べてCO2 の吸収速度が著し
く小さいことを意味する。但し、吸収速度は処理対象ガ
スの組成、吸収条件などにより異なる。従って、本発明
においては選択吸収性でその選択性を評価することとし
た。ここで選択吸収性とは吸収条件下において、吸収液
中の吸収されたH2 Sのモル数を同CO2 のモル数で除
し、さらにその値を処理対象ガス中のH2 Sのモル数と
CO2 のモル数の比で除したものである。本発明によれ
ば、従来使用されていたMDEAに比べ選択吸収性は高
い。
法は、各種対象ガスに適用することができる。例えば石
炭・重質油ガス化ガス、合成ガス、水性ガス、天然ガ
ス、石油精製ガスなどをあげることができる。さらに、
石油精製に伴うクラウステールガス( Claus tail gas
) 中に含まれるH2 Sの除去などに応用することもで
きる。
に限定されないが、その一例について図1によって説明
する。図1では主要設備のみ示し、付属設備は省略し
た。図1において、処理対象ガスは供給ライン101に
より吸収塔102の下部に導入され、上部より降下する
吸収液と充填部において気液接触し、吸収処理されたガ
スは処理ガス取り出しライン108から系外に取り出さ
れる。H2 S及びCO2 を吸収した吸収液は吸収液の取
り出しライン103により吸収塔塔底から取り出され、
熱交換器104で加熱されて、吸収液の再生塔105に
導入される。再生塔105に至る過程で、フラッシュド
ラムによりH2 Sの一部を分離しても構わない。再生塔
105では下部に設けられたリボイラー109の熱源に
より、吸収液が再生され、再生吸収液は循環ライン10
6により、熱交換器104及び107を経由して吸収塔
102に循環される。一方、吸収液の再生により取り出
されたH2 SとCO2 を含むガスは、その取り出しライ
ン110から次の処理工程に導かれる。
る。 (実施例1〜4、比較例1)実施例に用いた装置を図2
に示す。図2において、ボンベ201からH2 S/CO
2 /N2 の体積比1/50/49の混合ガスを減圧弁2
02、流量調節計203を経由して500cc用セパラ
ブルフラスコ204に供給される。セパラブルフラスコ
には207で示される吸収液:300g(吸収剤総量が
1.01モル)を入れ、前記混合ガスがスターラー20
6の攪拌下にバブリングするように配置されている。ま
たセパラブルフラスコ内の吸収液の温度は温度調節器2
08を具備した水槽205にて50℃に保持されるよう
になっている。バブリングと攪拌によりガス成分が吸収
液に吸収された後の出口ガスは、サンプリング部209
へ一部導かれてガスクロマトグラフ法による分析に供さ
れ、残りは廃棄部210より系外に廃棄されるようにな
っている。
導き、同一攪拌条件で吸収開始から出口ガス中のH2 S
の濃度が供給混合ガス中の濃度に達した時点(H2 S破
過到達時点)までのH2 Sの吸収量、及び選択吸収性を
調べた。なお選択吸収性としては、H2 S破過到達時点
のH2 SとCO2 の吸収モル量の比を原料ガス中の両者
の比(1/50)で除した値である。得られた結果を表
1に示した。
ヒンダードアミンはTEDAを除き、従来から選択的H
2 S吸収剤として使用されてきたMDEAに比べH2 S
の吸収量は小さいが、何れも選択吸収性の点でMDEA
よりも遙に優れていることが分かる。さらにTEDAは
H2 Sの選択吸収性のみならずH2 Sの吸収量がMDE
Aよりも大きいことが分かる。なお、2−ジメチルアミ
ノ−2−メチル−1−プロパノール{(CH 3 ) 2 NC
(CH 3 ) 2 CH 2 OH、以下「DMAMP」と略す}
はH 2 S及びCO 2 の吸収量は大きいがBDEA、TI
PA、TEDAに比較して選択吸収性が低くなってい
る。
によれば、従来の吸収剤MDEAを用いる場合と比べ、
H2 SとCO2 を含む原料ガスからH2 Sをより選択的
に除去することができる。
Claims (1)
- 【請求項1】 第3ブチルジエタノールアミン、トリイ
ソプロパノールアミン及びトリエチレンジアミンの群か
ら選ばれるヒンダードアミンの15〜75重量%水溶液
とCO2 とH2 Sを含むガスとを接触させることを特徴
とする前記ガス中のH2 Sを選択的に除去する方法。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1994
- 1994-03-18 JP JP6048705A patent/JP2966719B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (2)
Title |
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Energy Conserv.Ind.,Vol.3(1984)p.20−28 |
中国特許出願公開1056440(CNA) |
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