Абсорбирующая жидкость, устройство и способ удаления со2, или h2s из газа посредством применения абсорбирующей жидкости

Абсорбирующая жидкость, устройство и способ удаления со2, или h2s из газа посредством применения абсорбирующей жидкости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к абсорбирующей жидкости для удаления CO₂ (диоксида углерода) или H₂S (сероводорода) или их обоих из газа, устройству и способу удаления CO₂ или H₂S или их обоих посредством применения абсорбирующей жидкости.

Предшествующий уровень техники

В последние годы в качестве одной из причин глобального потепления отмечают парниковый эффект, вызванный CO₂. С точки зрения защиты окружающей среды необходимо быстро решить проблему парникового эффекта во всем мире. Источники CO₂ присутствуют во всех областях деятельности людей, где сжигают ископаемое топливо, и необходимость относительно подавления выбросов CO₂ все время возрастает. Для того чтобы удовлетворять этим требованиям, для электростанций, на которых используют огромное количество ископаемого топлива, таких как тепловые электростанции, были проведены исследования по созданию способа, в котором образующийся при сжигании отходящий газ котла приводят в контакт, например, с водным раствором алканоламина, для удаления и извлечения CO₂ из газа, а также способа, в котором извлеченный CO₂ хранят, не сбрасывая в атмосферу. Водный раствор алканоламина реагирует не только с CO₂ (диоксидом углерода), но также и кислым газом, таким как H₂S (сероводород). В связи с этим, в химической промышленности в способах очистки различных газов с целью удаления и извлечения обычных кислых газов широко применяют раствор алканоламина.

Примерами алканоламинов являются моноэтаноламин (MEA), этиламиноэтанол (EAE), триэтаноламин, N-метилдиэтаноламин (MDEA), диизопропаноламин и дигликольамин, и обычно предпочтительно применяют моноэтаноламин (MEA).

Кроме того, обнаружено, что смеси нескольких алканоламинов дают преимущества, т.к. смесь демонстрирует характеристики, которые не достигаются отдельным алканоламином (например, показаны преимущества смеси MEA и AMP, выложенная заявка JP Н6-343858). Для улучшения абсорбционных характеристик алканоламина предложено применение циклического амина, такого как пиперазин, или линейного амина, такого как этилендиамин, в качестве средства, способствующего абсорбции (US 4336233, выложенная заявка JP Н1-213921, патент JP S61-19286, US 6436174).

Раскрытие изобретения

Проблема, которую решает изобретение

При извлечении огромного количества CO₂ на крупномасштабном производстве, желательно, чтобы устройство для извлечения CO₂ с использованием энергии было как можно меньше. Для создания такого устройства необходимо уменьшить количество циркулирующей абсорбирующей жидкости и количество теплоты, требующееся для десорбции абсорбированного CO₂. Для уменьшения количества циркулирующей абсорбирующей жидкости необходимо увеличить абсорбционную емкость абсорбирующей жидкости на единицу количества абсорбирующей жидкости, и, следовательно, абсорбирующая жидкость часто имеет повышенную концентрацию соединения аминового ряда.

Однако проблема, возникающая в абсорбирующей жидкости, имеющей повышенную концентрацию соединения аминового ряда, заключается в том, что вязкость абсорбирующей жидкости увеличивается, а также в том, что абсорбирующая жидкость демонстрирует коррозийные свойства (JP S61-19286). Проблема коррозийных свойств может быть решена путем добавления в абсорбирующую жидкость ингибитора коррозии или путем выбора соответствующих материалов для трубопровода, однако решить проблему вязкости в обычном технологическом процессе нелегко.

Дополнительно некоторые соединения аминового ряда имеют низкую растворимость в растворителе и не могут быть растворены в повышенной концентрации. Например, пиперазин, описанный в документе JP H1-213921, имеет низкую растворимость в воде, и, кроме того, карбамат пиперазина, образующийся при реакции пиперазина с CO₂, имеет низкую растворимость в жидкости. Следовательно, пиперазин может быть добавлен только в ограниченной концентрации 0,8 моль/л или менее.

В описании документа US 6436174 показана возможность применения абсорбирующей жидкости, в которой используется соединение, содержащее атом азота в цикле, и имеющее разветвленную гидроксильную группу, или разветвленную алкильную группу, в широком интервале концентраций (0,1-50%), однако, для данной абсорбирующей жидкости требуется, чтобы в абсорбирующую жидкость был добавлен спирт.

Известный алканоламин, такой как вышеупомянутый MEA, и вода могут быть смешаны в произвольном соотношении, и, следовательно, обычно может быть легко получен водный раствор алканоламина, имеющий повышенную концентрацию. Однако, относительно водного раствора, имеющего один тип определенного алканоламина, характеристики абсорбционной емкости не улучшаются пропорционально даже при повышении концентрации амина. Соответственно, для определенного типа амина, даже при повышении концентрации амина в абсорбирующей жидкости невозможно получить ожидаемый эффект уменьшения количества циркулирующей жидкости. Следовательно, для уменьшения энергии, требующейся для извлечения CO₂, желательно разработать абсорбирующую жидкость, вязкость которой не увеличивается даже при увеличении концентрации азотсодержащего соединения в абсорбирующей жидкости и которая имеет значительно улучшенные характеристику абсорбционной емкости и тепловую характеристику реакции абсорбции.

В свете вышеуказанных проблем, задачей настоящего изобретения является создание абсорбирующей жидкости, имеющей преимущество не только в том, что вязкость абсорбирующей жидкости не увеличивается даже при увеличении концентрации азотсодержащего соединения в абсорбирующей жидкости, но также и в том, что и характеристика абсорбционной емкости и тепловая характеристика реакции абсорбции значительно улучшены; а также создание устройства и способа для удаления CO₂ или H₂S или их обоих при помощи применения абсорбирующей жидкости.

Средства решения проблемы

Абсорбирующая жидкость для абсорбции CO₂ или H₂S или их обоих из газа, согласно настоящему изобретению, включает первый компонент и второй компонент, включающий азотсодержащее соединение, имеющее в своей молекуле по меньшей мере два члена, выбранные из группы, в которую входят первичный атом азота, вторичный атом азота и третичный атом азота, или азотсодержащее соединение, имеющее в своей молекуле все первичные, вторичные и третичные атомы азота, где первый компонент представляет собой любое из соединений, представленных следующими формулами (I)-(III), или их смесь:

Формула I

Азотсодержащее соединение (I)

Формула 2

Азотсодержащее соединение (II)

Формула 3

Азотсодержащее соединение (III)

в соединениях (I)-(III): x и y, соответственно, удовлетворяют соотношению: 1≤x≤5 и 2≤y≤10; и R¹, R², R³ и R⁴ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10, j=1-21, k=0-5 и l=0-5).

В абсорбирующей жидкости, согласно настоящему изобретению, второй компонент может представлять собой азотсодержащее соединение, имеющее вторичный атом азота в цикле или азотсодержащее соединение, имеющее третичный атом азота в цикле.

В абсорбирующей жидкости, согласно настоящему изобретению, второй компонент может представлять собой азотсодержащее соединение, имеющее вторичный и третичный атомы азота в цикле.

В абсорбирующей жидкости, согласно настоящему изобретению, второй компонент может представлять собой азотсодержащее соединение, имеющее атом азота в присоединенном к циклу заместителе.

В абсорбирующей жидкости, согласно настоящему изобретению, азотсодержащее соединение может представлять собой азотсодержащее соединение, имеющее первичный атом азота в присоединенном к циклу заместителе.

В абсорбирующей жидкости, согласно настоящему изобретению, второй компонент может представлять собой азотсодержащее соединение, имеющее в своей молекуле три или более атома азота.

В абсорбирующей жидкости, согласно настоящему изобретению, азотсодержащее соединение может представлять собой азотсодержащее соединение, имеющее в своей молекуле все первичные, вторичные и третичные атомы азота.

В абсорбирующей жидкости, согласно настоящему изобретению, второй компонент может представлять собой любое из азотсодержащих соединений, представленных следующими формулами (4)-(13), или их смесь.

Формула 4

Азотсодержащее соединение (IV)

Формула 5

Азотсодержащее соединение (V)

в соединениях (IV)-(V): R⁵ и R⁶ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5); и R⁷ и R⁸ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=1-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5).

Формула 6

Азотсодержащее соединение (VI)

в соединении (VI): R⁹ и R¹¹ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5); и R¹⁰ представляет собой -C_iH_jO_kN₁ (где i=1-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5).

Формула 7

Азотсодержащее соединение (VII)

в соединении (VII): R⁹ и R¹¹ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5); и R¹⁰ и R¹² представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где l=1-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5).

Формула 8

Азотсодержащее соединение (VIII)

в соединении (VIII): R⁹ представляет собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5); и R¹³, R¹⁴, R¹⁵ и R¹⁶ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=1-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5).

Формула 9

Азотсодержащее соединение (IX)

в соединении (IX): R⁹ и R¹⁸ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5); и R¹⁰, R¹⁵ и R¹⁷ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=1-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5).

Формула 10

Азотсодержащее соединение (X)

в соединении (X): R⁹ представляет собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5); и R¹³, R¹⁴, R¹⁶ и R¹⁹ представляют собой -C_iH_jO_kN₁ (где i=1-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5).

Формула 11

Азотсодержащее соединение (XI)

в соединении (XI): R⁹ и R¹⁸ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5); и R¹⁴, R¹⁷ и R²⁰ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=1-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5).

Формула 12

Азотсодержащее соединение (XII)

в соединении (XII): R⁹ и R²¹ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5); и R¹⁴, R¹⁶ и R¹⁷ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=1-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5).

Формула 13

Азотсодержащее соединение (XIII)

в соединении (XIII): R⁹ и R¹⁸ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5); и R¹⁴, R¹⁶ и R¹⁷ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=1-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5).

В абсорбирующей жидкости, согласно настоящему изобретению второй компонент может представлять собой любое из азотсодержащих соединений, представленных следующими формулами (XIV)-(XIX), или их смесь.

Формула 14

Азотсодержащее соединение (XIV)

в соединении (XIV): R²² представляет собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5); и R²³ и R²⁴ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=1-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5).

Формула 15

Азотсодержащее соединение (XV)

в соединении (XV): R²⁵ представляет собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10,j=0-26, k=0-5 и l=0-5); и R²³ и R²⁶ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=1-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5).

Формула 16

Азотсодержащее соединение (XVI)

в соединении (XVI): R²³, R²⁷ и R²⁸ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=1-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5).

Формула 17

Азотсодержащее соединение (XVII)

в соединении (XVII): R²² представляет собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5); и R²³, R²⁴, R²⁷ и R²⁹ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=1-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5).

Формула 18

Азотсодержащее соединение (XVIII)

в соединении (XVIII): R²⁵ представляет собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5); и R²³, R²⁶ и R²⁹ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=1-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5).

Формула 19

Азотсодержащее соединение (XIX)

в соединении (XIX): R²³, R²⁷, R²⁸ и R²⁹ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=1-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5).

В абсорбирующей жидкости, согласно настоящему изобретению второй компонент может представлять собой любое из азотсодержащих соединений, представленных следующей формулой (XX).

Формула 20

Азотсодержащее соединение (XX)

в соединении (XX): R³⁰, R³², R³³ и R³⁴ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=1-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5); и R³¹ представляет собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5).

В абсорбирующей жидкости, согласно настоящему изобретению первый компонент может содержаться в количестве, находящемся в интервале от не менее 15 масс.% до не более 45 масс.%, и второй компонент может содержаться в количестве, находящемся в интервале от не менее 15 масс.% до не более 45 масс.%, и общее количество первого компонента и второго компонента может составлять от более 30 масс.% до не более 90 масс.%.

В абсорбирующей жидкости, согласно настоящему изобретению первый компонент может быть представлен формулой (I), где каждый из R¹ и R² представляет собой Н.

В абсорбирующей жидкости, согласно настоящему изобретению первый компонент может быть представлен формулой (I), где x составляет 2-4 и y составляет 4-8.

В абсорбирующей жидкости, согласно настоящему изобретению первый компонент может быть представлен формулой (I), где R¹ представляет собой H и R² представляет собой -CmHnOoNp (где m=1-5, n=1-11, о=0-5 и p=0-5).

В абсорбирующей жидкости, согласно настоящему изобретению первый компонент может быть представлен формулой (I), где x составляет 2-4, y составляет 4-8 и R² представляет собой CH₃, C₂H₅, C₃H₇ или C₄H₉.

В абсорбирующей жидкости, согласно настоящему изобретению первый компонент может быть представлен формулой (I), где R¹ и R² представляют собой -CmHnOoNp (где m=1-5, n=1-11, о=0-5 и p=0-5).

В абсорбирующей жидкости, согласно настоящему изобретению первый компонент может быть представлен формулой (I), где x равен 2, y равен 4, R¹ представляет собой CH₃ и R² представляет собой C₂H₄OH.

Абсорбирующая жидкость для абсорбции CO₂ или H₂S или их обоих из газа, согласно настоящему изобретению, включает соединение ряда циклических аминов, имеющее в цикле один атом азота.

В абсорбирующей жидкости, согласно настоящему изобретению циклический амин, имеющий в цикле один атом азота, может представлять собой циклический амин, имеющий один атом азота в пятичленном цикле, шестичленном цикле или семичленном цикле.

В абсорбирующей жидкости, согласно настоящему изобретению циклический амин, имеющий в цикле один атом азота в пятичленном цикле, шестичленном цикле или семичленном цикле, может представлять собой пирролидин (PR), пиперидин (PZ) или гексаметиленимин (HMI).

В абсорбирующей жидкости, согласно настоящему изобретению соединение ряда циклических аминов, имеющее в цикле один атом азота, может представлять собой азотсодержащее соединение, имеющее первичный атом азота в заместителе, присоединенном к циклу.

В абсорбирующей жидкости, согласно настоящему изобретению азотсодержащее соединение, имеющее первичный атом азота в заместителе, присоединенном к циклу, может представлять собой аминометилпиперидин (AMPZ) или аминоэтилпиперидин (AEPZ).

В абсорбирующей жидкости, согласно настоящему изобретению, соединение ряда циклических аминов, имеющее в цикле один атом азота, может представлять собой азотсодержащее соединение, имеющее гидроксильную группу в пятичленном цикле, шестичленном цикле или семичленном цикле.

В абсорбирующей жидкости, согласно настоящему изобретению, азотсодержащее соединение, имеющее гидроксильную группу в пятичленном цикле, шестичленном цикле или семичленном цикле, может представлять собой пиперидинол (PDN).

Абсорбирующая жидкость включает смесь абсорбирующей жидкости, согласно настоящему изобретению, и алканоламина.

В абсорбирующей жидкости, согласно настоящему изобретению, алканоламин может представлять собой моноэтаноламин (MEA), этиламиноэтанол (EAE), триэтаноламин, N-метилдиэтаноламин (MDEA), диизопропаноламин, дигликольамин, или их смесь.

В абсорбирующей жидкости, согласно настоящему изобретению, циклический амин может содержаться в количестве, находящемся в интервале от не менее 5 масс.% до не более 30 масс.%, и алканоламин может содержаться в количестве, находящемся в интервале от не менее 15 масс.% до не более 45 масс.%., и общее количество циклического амина и этаноламина может составлять от больше чем 20 масс.%, до не более чем 90 масс.%.

Устройство для удаления CO₂ или H₂S или их обоих из газа, согласно настоящему изобретению, включает абсорбционную башню, которая позволяет газу, содержащему CO₂ или H₂S или им обоим, и абсорбирующей жидкости находиться в контакте друг с другом для удаления CO₂ или H₂S или их обоих из газа; и регенерационную башню, в которой регенерируют раствор, содержащий абсорбированный CO₂ или H₂S или оба, причем в абсорбционной башне повторно используют раствор, регенерированный в регенерационной башне путем удаления из раствора абсорбированного CO₂ или H₂S или их обоих, где абсорбирующая жидкость включает первый компонент, и

второй компонент, включающий азотсодержащее соединение, имеющее в своей молекуле по меньшей мере два члена, выбранные из группы, в которую входят первичный атом азота, вторичный атом азота и третичный атом азота, или азотсодержащее соединение, имеющее в своей молекуле все первичные, вторичные и третичные атомы азота,

и первый компонент представляет собой любое из соединений, представленных следующими формулами (1)-(3), или их смесь:

Формула 1

Азотсодержащее соединение (1)

Формула 2

Азотсодержащее соединение (II)

Формула 3

Азотсодержащее соединение (III)

в соединениях (I)-(III): x и y, соответственно, удовлетворяют соотношению: 1≤x≤5 и 2≤y≤10; и R¹, R², R³ и R⁴ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10, j=1-21, k=0-5 и l=0-5).

Способ удаления CO₂ или H₂S или их обоих, реализованный в устройстве для удаления CO₂ или H₂S или их обоих, которое снабжено абсорбционной и регенерационной башнями, включает предоставление возможности содержащему CO₂ или H₂S или оба их газу и абсорбирующей жидкости контактировать друг с другом в абсорбционной башне для удаления из газа CO₂ или H₂S или их обоих; и регенерирование раствора, содержащего абсорбированный CO₂ или H₂S или оба в регенерационной башне, причем в абсорбционной башне повторно используют раствор, регенерированный в регенерационной башне путем удаления из раствора абсорбированного CO₂ или H₂S или их обоих, где удаление CO₂ или H₂S или их обоих осуществляют посредством применения абсорбирующей жидкости, включающей

первый компонент, и

второй компонент, включающий азотсодержащее соединение, имеющее в своей молекуле по меньшей мере два члена, выбранные из группы, в которую входят первичный атом азота, вторичный атом азота и третичный атом азота, или азотсодержащее соединение, имеющее в своей молекуле все первичные, вторичные и третичные атомы азота, и

первый компонент представляет собой любое из соединений, представленных следующими формулами (1)-(3), или их смесь:

Формула 1

Азотсодержащее соединение (I)

Формула 2

Азотсодержащее соединение (II)

Формула 3

Азотсодержащее соединение (III)

в соединениях (I)-(III): x и y, соответственно, удовлетворяют соотношению: 1≤x≤5 и 2≤y≤10; и R¹, R², R³ и R⁴ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10, j=1-21, k=0-5 и l=0-5).

Эффект от изобретения.

Согласно настоящему изобретению, может быть создана абсорбирующая жидкость, включающая алканоламин в качестве первого азотсодержащего соединения - компонента для абсорбции CO₂ или H₂S или их обоих из газа, и второй компонент, содержащий азотсодержащее соединение, имеющее в своей молекуле два или более члена, выбранных из группы, в которую входят первичный атом азота, вторичный атом азота и третичный атом азота, или азотсодержащее соединение, имеющее в своей молекуле все первичные, вторичные и третичные атомы азота; и абсорбирующая жидкость имеет преимущество не только в том, что вязкость абсорбирующей жидкости не увеличивается даже при высокой концентрации азотсодержащего соединения в абсорбирующей жидкости, но также и в том, что абсорбирующая жидкость имеет превосходную степень удаления CO₂ или H₂S и превосходную тепловую характеристику реакции абсорбции, по сравнению с водным раствором, содержащим только алканоламин или только азотсодержащее соединение в той же самой концентрации, выраженной в масс.%.

Дополнительно при использовании абсорбирующей жидкости, имеющей концентрацию амина, равную 30 мас.% или более, можно создать абсорбирующую жидкость, имеющую превосходную характеристику абсорбционной емкости и превосходную тепловую характеристику реакции абсорбции, по сравнению с абсорбирующей жидкостью, в которой применяют только амин в той же самой концентрации. Таким образом, количество циркулирующей абсорбирующей жидкости и количество теплоты, требующееся для десорбции абсорбированного CO₂ или H₂S или их обоих, может быть уменьшено, по сравнению с количеством циркулирующей абсорбирующей жидкости и количеством тепла, требующимся для десорбции абсорбированного CO₂ или H₂S, для абсорбирующей жидкости, в которой применяют только амин в той же самой концентрации. Если количество циркулирующей абсорбирующей жидкости может быть уменьшено, то это позволяет не только сделать устройство компактным, но также потребует малое количество теплоты для десорбции, и, дополнительно, уменьшение теплоты десорбции позволяет осуществлять извлечение с меньшими затратами.

В настоящем изобретении, абсорбирующая жидкость, включающая соединение циклического амина, имеющее один атом азота в цикле, имеет превосходную степень удаления CO₂ или H₂S, по сравнению с известной абсорбирующей жидкостью, включающей алканоламин.

Краткое описание чертежей

Чертеж представляет собой схему устройства для удаления CO₂,

где

1 абсорбционная башня,

15 регенерационная башня.

Осуществление изобретения

Варианты реализации настоящего изобретения будут подробно объяснены ниже, со ссылкой на сопроводительный чертеж. Настоящее изобретение не ограничено данными вариантами реализации. Дополнительно, составляющие элементы в вариантах реализации и примерах включают элементы, которые могут быть легко понятны специалистам в данной области, или по существу эквивалентные им.

Первая абсорбирующая жидкость, согласно настоящему изобретению, представляет собой абсорбирующую жидкость для абсорбции CO₂ или H₂S или их обоих из газа, где абсорбирующая жидкость включает первый компонент и второй компонент, включающий азотсодержащее соединение, имеющее в своей молекуле два или более члена, выбранных из группы, в которую входят первичный атом азота, вторичный атом азота и третичный атом азота, или азотсодержащее соединение, имеющее в своей молекуле все первичные, вторичные и третичные атомы азота.

Первый компонент представляет собой любое из соединений, представленных формулами (21)-(23), или их смесь.

Формула 21

Азотсодержащее соединение (I)

Формула 22

Азотсодержащее соединение (II)

Формула 23

Азотсодержащее соединение (III)

в соединениях (I)-(III): x и y, соответственно, удовлетворяют соотношению: 1<x<5 и 2<y<10; и R¹, R², R³ и R⁴ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10, j=1-21, k=0-5 и l=0-5).

Примеры соединений формулы (I), применяемых в настоящем изобретении, включают моноэтаноламин (MEA), N-метилдиэтаноламин (MDEA), диэтаноламин (DEA), триэтаноламин (TEA), диизопропаноламин (DIPA), 3-амино-1-пропанол (AP), 2-амино-2-метилпропанол (AMP), этилдиэтаноламин (EDEA), 2-метиламиноэтанол (MAE), 2-этиламиноэтанол (ЕАЕ), 2-н-пропиламиноэтанол, 2-н-бутиламиноэтанол (n-ВАЕ), 2-н-пентиламиноэтанол, 2-изопропиламиноэтанол, 2-втор-бутиламиноэтанол, 2-изобутиламиноэтанол (IBAE), 2-диметиламиноэтанол (DMAE) и 2-диэтиламиоэтанол (DEAE).

Примеры соединений формулы (II), применяемых в настоящем изобретении, включают 2,3-диаминопропионовую кислоту (DAPA) и глицин.

Примеры соединений формулы (III), применяемых в настоящем изобретении, включают 1,2-этилендиамин.

Может быть использована комбинация двух или более данных азотсодержащих соединений.

В настоящем изобретении, в качестве второго компонента, может быть применено любое из нижеследующих азотсодержащих соединений: 1) азотсодержащее соединение, имеющее вторичный или третичный атомы азота в цикле; 2) азотсодержащее соединение, имеющее вторичный и третичный атомы азота в цикле; 3) азотсодержащее соединение по пункту 1) или 2), указанному выше, которое имеет атом азота в заместителе, присоединенном к циклу; 4) азотсодержащее соединение по пункту 3), указанному выше, имеющее первичный атом азота в заместителе, присоединенном к циклу; 5) азотсодержащее соединение, имеющее в своей молекуле по меньшей мере три атома азота; 6) азотсодержащее соединение по пункту 5), указанному выше, имеющее в своей молекуле по меньшей мере атомы азота разных типов.

Несмотря на то, что примеры азотсодержащих соединений по пунктам 1)-6) выше представлены формулами (IV)-(XX), показанными ниже, азотсодержащие соединения в настоящем изобретении не ограничены ими.

Азотсодержащие соединения, представленные формулами (IV) и (V), представляют собой индивидуальные линейные азотсодержащие соединения, представленные каждой формулой, и имеют все первичные, вторичные и третичные атомы азота.

Азотсодержащие соединения, представленные формулами (VI)-(XIII), представляют собой индивидуальные циклические азотсодержащие соединения и имеют все первичные, вторичные и третичные атомы азота.

Азотсодержащие соединения, представленные формулами (XIV)-(XIX), представляют собой индивидуальные циклические азотсодержащие соединения и имеют атомы азота в цикле и в заместителях, типы которых отличны друг от друга.

Азотсодержащее соединение, представленное формулой (XX), представляет собой циклическое азотсодержащее соединение и содержит по меньшей мере три атома азота и имеет в молекуле по меньшей мере атомы азота разных типов.

Примеры соединений формулы (IV), приведенной ниже, применяемых в настоящем изобретении, включают 4,7-диазо-2-амино-2-этил-7-метилоктан.

Формула 24

Азотсодержащее соединение (IV)

в соединении (IV): R⁵ и R⁶ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5); и R⁷ и R⁸ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10, j=1-26, k=0-5 и l=0-5).

Примеры соединения формулы (V), приведенной ниже, применяемого в настоящем изобретении, включают 4,7-диазо-2-амино-2,4-диэтилоктан.

Формула 25

Азотсодержащее соединение (V)

в соединениях (IV)-(V): R⁵ и R⁶ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5); и R⁷ и R⁸ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=1-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5).

Примеры соединения формулы (VI), приведенной ниже, применяемого в настоящем изобретении, включают 1-(2-аминоэтил)пиперазин (AEPRZ).

Формула 26

Азотсодержащее соединение (VI)

в соединении (VI): R⁹ и R¹¹ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5); и R¹⁰ представляет собой -C_iH_jO_kN_l (где i=1-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5).

Примеры соединения формулы (VII), приведенной ниже, применяемого в настоящем изобретении, включают 1-метил-2-аминометилпиперазин.

Формула 27

Азотсодержащее соединение (VII)

в соединении (VII): R⁹ и R¹¹ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5); и R¹⁰, R¹² представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=1-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5).

Примеры соединения формулы (VIII), прведенной ниже, применяемого в настоящем изобретении, включают (2-амино)-(5-диметиламино)пирролидин.

Формула 28

Азотсодержащее соединение (VIII)

в соединении (VIII): R⁹ и R¹⁸ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5); и R¹³, R¹⁴, R¹⁵ и R¹⁶ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=1-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5).

Примеры соединения формулы (IX), приведенной ниже, применяемого в настоящем изобретении, включают 2-(аминоэтил(метиламино))пирролидин.

Формула 29

Азотсодержащее соединение (IX)

в соединении (IX): R⁹ и R¹⁸ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5); и R¹⁰, R¹⁵ и R¹⁷ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=1-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5).

Примеры соединения формулы (X), приведенной ниже, применяемого в настоящем изобретении, включают (1-метил)(2-амино)-(5-метиламино)пирролидин.

Формула 30

Азотсодержащее соединение (X)

в соединении (X): R⁹ представляет собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5); и R¹³, R¹⁴, R¹⁶ и R¹⁹ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=1-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5).

Примеры соединения формулы (XI), приведенной ниже, применяемого в настоящем изобретении, включают (1-метил)(2-аминоэтиламино)пирролидин.

Формула 31

Азотсодержащее соединение (XI)

в соединении (XI): R⁹ и R¹⁸ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5); и R¹⁴, R¹⁷ и R²⁰ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=1-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5).

Примеры соединения формулы (XII), приведенной ниже, применяемого в настоящем изобретении, включают (1-аминометил)(4-метиламино)пиперидин.

Формула 32

Азотсодержащее соединение (XII)

в соединении (XII): R⁹ и R²¹ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5); и R¹⁴, R¹⁶ и R¹⁷ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=1-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5).

Примеры соединения формулы (XIII), приведенной ниже, применяемого в настоящем изобретении, включают (1-метиламиноэтил)4-аминопиперидин.

Формула 33

Азотсодержащее соединение (XIII)

в соединении (XIII): R⁹ и R¹⁸ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5); и R¹⁴, R¹⁶ и R¹⁷ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=1-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5).

Примеры соединения формулы (XIV), приведенной ниже, применяемого в настоящем изобретении, включают 4-аминопиперидин.

Формула 34

Азотсодержащее соединение (XIV)

в соединении (XIV): R²² представляет собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5); и R²³ и R²⁴ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=1-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5).

Примеры соединения формулы (XV), приведенной ниже, применяемого в настоящем изобретении, включают (1-аминометил)пиперидин.

Формула 35

Азотсодержащее соединение (XV)

в соединении (XV): R²⁵ представляет собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5); и R²³ и R²⁶ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=1-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5).

Примеры соединения формулы (XVI), приведенной ниже, применяемого в настоящем изобретении, включают N-метил-2-аминопиперидин.

Формула 36

Азотсодержащее соединение (XVI)

в соединении (XVI): R²³, R²⁷ и R²⁸ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=1-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5).

Примеры соединения формулы (XVII), приведенной ниже, применяемого в настоящем изобретении, включают N,N-диалкил-4-аминопиперидин.

Формула 37

Азотсодержащее соединение (XVII)

в соединении (XVII): R²² представляет собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5); и R²³, R²⁴, R²⁷ и R²⁹ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=1-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5).

Примеры соединения формулы (XVIII), приведенной ниже, применяемого в настоящем изобретении, включают (N-алкиламинометил)пиперидин.

Формула 38

в соединении (XVIII): R²⁵ представляет собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5); и R²³, R²⁶ и R²⁹ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=1-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5).

Примеры соединения формулы (XIX), приведенной ниже, применяемого в настоящем изобретении, включают (N-алкил-4-аминоалкил)пиперидин.

Формула 39

Азотсодержащее соединение (XIX)

в соединении (XIX): R²³, R²⁷, R²⁸ и R²⁹ представляет собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5).

Примеры соединения формулы (XX), приведенной ниже, применяемого в настоящем изобретении, включают (1-метил-аминоэтил)(4-метил)пиперазин.

Формула 40

Азотсодержащее соединение (XX)

в соединении (XX): R³⁰, R³², R³³ и R³⁴ представляют собой -C_iH_jO_kN_l (где i=0-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5); и R³¹ представляет собой -C_iH_jO_kN_l (где i=1-10, j=0-26, k=0-5 и l=0-5).

Что касается концентрации амина в первой абсорбирующей жидкости, согласно настоящему изобретению, которую приводят в контакт с газом, то предпочтительно, когда первый компонент содержится в количестве, находящемся в интервале от не менее 15 масс.% до не более 45 масс.%, и второй компонент содержится в количестве, находящемся в интервале от не менее 15 масс.% до не более 45 масс.%, где общее количество первого компонента и второго компонента составляет от более 30 масс.% до не более 90%. Более предпочтительн