Absorción de CO2 a partir de unas mezclas gaseosas con una solución acuosa a base de derivados de 4-amino-2,2,6,6-tetrametil-piperidina.

Procedimiento para la absorción de CO2 a partir de una mezcla gaseosa mediante una puesta en contacto de la mezcla gaseosa con un medio de absorción,

caracterizado por que

el medio de absorción comprende agua y por lo menos una amina de la fórmula

(I)**Fórmula**

en la que R1 y R2, independientemente uno de otro, son hidrógeno o un radical alquilo, y en la fórmula (I) R1 y R2 no son al mismo tiempo hidrógeno.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12160549.

Solicitante: EVONIK DEGUSSA GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: RELLINGHAUSER STRASSE 1-11 45128 ESSEN ALEMANIA.

Inventor/es: SCHNEIDER, ROLF, SEILER, MATTHIAS, BENESCH, WOLFGANG, BRUGGEMANN, HELMUT, WINKLER, HERMANN, KOBUS,AXEL, Rolker,Jörn, Reich,Jens, Riethmann,Thomas, GLÖCKLER,BERND.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > Separación de gases o de vapores; Recuperación... > B01D53/14 (por absorción)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > Separación de gases o de vapores; Recuperación... > B01D53/62 (Oxidos de carbono)

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Fragmento de la descripción:

Absorción de C02 a partir de unas mezclas gaseosas con una solución acuosa a base de derivados de 4-amino-

2.2.6.6- tetrametil-piperidina

Campo técnico

El Invento se refiere a un procedimiento para la absorción de C02 a partir de una mezcla gaseosa, así como a un medio de absorción y a un dispositivo para la realización del procedimiento.

La absorción de C02 a parir de una mezcla gaseosa tiene un Interés especial para la eliminación de dióxido de carbono a partir de gases de humos, sobre todo para conseguir una disminución de la emisión de dióxido de carbono, que se considera como una causa principal del denominado efecto de invernadero, a partir de procesos realizados en centrales energéticas. Además de ello, para algunos procesos se necesita dióxido de carbono y con el procedimiento conforme al invento se puede ponera disposición C02como educto (producto de partida) para estos procedimientos.

Estado de la técnica

A la escala industrial, para la absorción de C02 a partir de una mezcla gaseosa se emplean usualmente como un medio de absorción unas soluciones acuosas de alcanolaminas. El medio de absorción cargado es regenerado por calentamiento, descompresión hasta una presión más baja o separación por arrastre, siendo desorbido el dióxido de carbono. Después de realizarse el proceso de regeneración, el medio de absorción puede ser utilizado de nuevo. Estos procedimientos se describen por ejemplo en la referencia de Rolker, J.; Arlt, W.; "Abtrennung von Kohlendioxid aus Rauchgasen mittels Absorption" [Separación de dióxido de carbono a partir de gases de humos mediante una absorción] en Chemie lngenieurTechn¡k2006, 78, páginas 416 hasta 424.

Estos procedimientos tienen la desventaja de que para la separación de C02 por medio de una absorción y una subsiguiente desorción se necesita relativamente mucha energía, y de que al realizar la desorción solamente se desorbe de nuevo una parte del C02 absorbido, de manera tal que en un ciclo que se compone de una absorción y una desorción es pequeña la proporción de la alcanolamina que se usa para la absorción de C02. Además de ello, los medios de absorción utilizados son fuertemente corrosivos y están sujetos a una perturbadora degradación por oxidación al realizar la absorción de C02 a partir de unas mezclas gaseosas que contienen oxígeno.

El documento de patente de los EE.UU. US 7.419.646 describe un procedimiento para la desacidificación de gases de escape, en el que se utiliza un medio de absorción, que al realizar la absorción del gas de carácter ácido forma dos fases que son separables una de otra. Como un compuesto reactivo para la absorción de un gas de carácter ácido, en la columna 6 se menciona, entre otros compuestos, la 4-amino-2,2,6,6-tetrametil-piperidina. Para la absorción de C02 el documento US 7.419.646 divulga en la columna 3, líneas 22 hasta 32 la utilización de N,N,N,N,N"-pentametildietilentriamina,

N,N,N,N,N"-pentametildipropilentriamina,

N,N-bis(2,2-dietoxi-etil)metilamina y

N,N-dimetildipropilentriamina como un compuesto reactivo para la absorción. El procedimiento de ese documento US 7.419.646 tiene la desventaja de que se necesitan unos aparatos adicionales para la separación de las dos fases que resultan al realizar la absorción.

El documento de solicitud de patente francesa FR 2 898 284 A1 describe un procedimiento para la desacidificación de un gas con un medio de absorción, que contiene una amina en una fase acusa y en cuyo caso la absorción del gas de carácter ácido forma dos fases que son separables una de otra. Como una amina apropiada, se menciona, entre otros compuestos, la 4-amino-2,2,6,6-tetrametil-piperidina.

El documento FR 2 900 841 A1 describe un procedimiento para la desacidificación de un gas con un medio de absorción, que contiene una amina en una fase acuosa, siendo extraída entre la absorción y la desorción la amina que no ha reaccionado con el gas de carácter ácido desde el medio de absorción con un disolvente orgánico. Como una amina apropiada se menciona, entre otros compuestos, la 4-amino-2,2,6,6-tetrametil-piperidina.

El documento de patente de la República Democrática Alemana DD 266 799 describe un procedimiento para la purificación de 4-am¡no-2,2,6,6-tetrametil-piperidina, en cuyo caso se introduce C02 en una solución de 4-amino-

2.2.6.6- tetrametil-piperidina en agua y acetona y la sal precipitada se descompone nuevamente por medio de un calentamiento a 90 hasta 200°C, para formar C02 y 4-amino-2,2,6,6-tetrametil-piperidina

La utilización de unos líquidos iónicos para la absorción de C02 ha sido descrita en la referencia de X. Zhang y colaboradores, "Screening of ionic Liquidsto Capture C02 by COSMO-RS and Experiments" [Tamizado de líquidos

iónicos para capturar C02 mediante COSMO-RS y experimentos], AlChE Journal, volumen 54, páginas 2171 hasta 2728.

Descripción del invento

Se encontró por fin de una manera sorprendente que las desventajas de los procedimientos conocidos se pueden evitar mediante la utilización para la absorción de C02 de unas 4-amino-2,2,6,6-tetrametil-piperidinas, en las que la 4-amino-2,2,6,6-tetrametil-piperidina está sustituida con uno o dos radicales alquilo junto al grupo 4-amino.

Es objeto del invento por lo tanto un procedimiento para la absorción de C02 a partir de una mezcla gaseosa mediante una puesta en contacto de la mezcla gaseosa con un medio de absorción, que comprende agua y por lo menos una amina de la fórmula (I)

**(Ver fórmula)**

en la que R1 y R2, independientemente uno de otro, son hidrógeno o un radical alquilo, y en la fórmula (I) R1 y R2 no son al mismo tiempo hidrógeno.

Es objeto del invento además de ello un medio de absorción que comprende una amina de la fórmula (I), agua y un líquido iónico.

Es objeto del invento además de ello también un dispositivo para la separación de C02 a partir de una mezcla gaseosa, el cual comprende una unidad de absorción, una unidad de desorción y un medio de absorción conducido en circuito, que comprende agua y una amina de la fórmula (I).

En el caso del procedimiento conforme al invento la absorción de C02 se efectúa mediante una puesta en contacto de una mezcla gaseosa con un medio de absorción, que comprende agua y por lo menos una amina de la fórmula (I)

**(Ver fórmula)**

en la que R1 y R2, independientemente uno de otro, son hidrógeno o un radical alquilo, son al mismo tiempo hidrógeno.

El procedimiento conforme al invento se puede llevar a cabo en principio con cualquier mezcla gaseosa, que contenga C02, en particular con gases de escape de combustión; gases de escape procedentes de procesos biológicos tales como compostajes, fermentaciones o instalaciones de depuración de aguas residuales; gases de escape procedentes de procesos de calcinación tales como una calcinación de cal y la producción de cemento; gases residuales procedentes de procesos de alto horno para la producción de hierro; así como gases residuales procedentes de procedimientos químicos, tales como gases de escape o salida de la producción de negro de carbono o de la producción de hidrógeno mediante una reformación con vapor. De manera preferida, la mezcla gaseosa es un gas de escape de combustión, de manera especialmente preferida un gas de escape de combustión, que contiene de 1 a 60% en volumen de C02, en particular de 2 a 20% en volumen de C02.

En una forma de realización especialmente preferida, la mezcla gaseosa es un gas de escape de combustión procedente de un proceso realizado en una central energética, en particular un gas de escape de combustión desulfurado procedente de un proceso realizado en una central energética. En la forma de realización... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la absorción de CO2 a partir de una mezcla gaseosa mediante una puesta en contacto de la mezcla gaseosa con un medio de absorción, caracterizado por que

el medio de absorción comprende agua y por lo menos una amina de la fórmula (I)

nr1r2

7YT

(I) H

en la que R1 y R2, independientemente uno de otro, son hidrógeno o un radical alquilo, y en la fórmula (I) R1 y R2 no son al mismo tiempo hidrógeno.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que

la mezcla gaseosa es un gas de escape de combustión.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que

el medio de absorción se presenta en una sola fase después de la absorción de CO2.

4. Procedimiento de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que

en el medio de absorción la relación ponderal del agua a las aminas de la fórmula (I) está situada en el intervalo de 10:1 a 1:10.

5. Procedimiento de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que

el medio de absorción comprende por lo menos 5 % en peso de unas aminas de la fórmula (I).

6. Procedimiento de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que

el CO2 absorbido en el medio de absorción es desorbido de nuevo mediante una elevación de la temperatura y/o una disminución de la presión y el medio de absorción, después de esta desorción de CO2, es utilizado de nuevo para la absorción de C02.

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque

la absorción se lleva a cabo a una temperatura que está situada en el intervalo de 0 a 70°C y la desorción se lleva a cabo a una temperatura más alta, que está situada en el intervalo de 50 a 200°C.

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6 ó 7, caracterizado por que

la absorción se lleva a cabo a una presión que está situada en el intervalo de 0,8 a 50 bares y la desorción se lleva a cabo a una presión más baja que está situada en el intervalo de 0,01 a 10 bares.

9. Medio de absorción para la absorción de CO2 a partir de una mezcla gaseosa,

que comprende agua, por lo menos un líquido iónico y por lo menos una amina de la fórmula (I)

**(Ver fórmula)**

(I) H

en la que R1 y R2, independientemente uno de otro, son hidrógeno o un radical alquilo, y en la fórmula (I) R1 y R2 no son al mismo tiempo hidrógeno.

10. Medio de absorción de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado por que

la relación ponderal del agua al líquido iónico está situada en el intervalo de 10:1 a 1:1.

11. Medio de absorción de acuerdo con la reivindicación 9 ó 10, caracterizado por que

la relación ponderal del líquido iónico a las aminas de la fórmula (I) está situada en el intervalo de 3:1 a 1:10.

12. Medio de absorción de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 hasta 11, caracterizado por que

la relación ponderal del agua a las aminas de la fórmula (I) está situada en el intervalo de 10:1 a 1:10.

13. Medio de absorción de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 hasta 12, caracterizado por que

él comprende por lo menos 5 % en peso de unas aminas de la fórmula (I).

14. Procedimiento de de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 8, caracterizado por que

el medio de absorción es un medio de absorción de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 hasta 13.

15. Dispositivo para la separación de CO2 a partir de una mezcla gaseosa, que comprende una unidad de absorción, una unidad de desorción y un medio de absorción conducido en circuito,

caracterizado por que

él comprende un medio de absorción de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 hasta 13.