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

caracterizado porque el medio de absorción comprende agua y 2,3- dihidro-2,2,4,6-tetrametilpiridina.

Procedimiento, medio de absorción y dispositivo para la absorción de CO2 a partir de mezclas de gases Sector técnico La invención se refiere a un procedimiento para la absorción de CO2 a partir de una mezcla de gases, así como a un medio de absorción y a un dispositivo para llevar a cabo el procedimiento.

La absorción de CO2 a partir de una mezcla de gases es de particular interés para la separación de dióxido de carbono a partir de gases de humo, ante todo para reducir la emisión de dióxido de carbono que es considerada causa principal del denominado efecto invernadero, procedentes de procesos de centrales eléctricas. Asimismo, una absorción de CO2 es de interés para la separación de CO2 a partir de gas natural, biogas, gas de síntesis o corrientes de gases con contenido en CO2 en refinerías. Además, para algunos procesos se requiere dióxido de carbono y con el procedimiento de acuerdo con la invención se puede proporcionar para estos procedimientos CO2 como precursor.

Estado conocido de la técnica A escala industrial, para la absorción de CO2 a partir de una mezcla de gases se emplean habitualmente disoluciones acuosas de alcanolaminas como medio de absorción. El medio de absorción cargado es regenerado mediante calentamiento, alivio de la presión a una presión menor o separación por arrastre, siendo desorbido el dióxido de carbono. Después del proceso de regeneración, el medio de absorción puede utilizarse de nuevo. Estos procedimientos se describen, por ejemplo, en Rolker, J.; Arlt, W.; "Abtrennung von Kohlendioxid aus Rauchgasen mittels Absorption" en Chemie Ingenieur Technik 2006, 78, páginas 416 a 424.

Estos procedimientos tienen el inconveniente de que para la separación de CO2 mediante absorción y la subsiguiente desorción se requiere relativamente mucha energía y de que en la desorción sólo se desorbe de nuevo una parte del CO2 absorbido, de modo que en un ciclo a base de absorción y desorción, la proporción de la alcanolamina utilizada para la absorción de CO2 es pequeña. Además de ello, los medios de absorción utilizados son fuertemente corrosivos.

El uso de líquidos iónicos para la absorción de CO2 se describe en X. Zhang et al., "Screening of ionic Liquids to Capture CO2 by COSMO-RS and Experiments", AIChE Journal, Vol. 54, páginas 2171 a 2728.

El documento US 2005/129598 describe un procedimiento para la absorción de CO2 con un medio de absorción que contiene un líquido iónico. El líquido iónico puede contener una sal de N-alquilpiridinio.

El documento US 4.360.363 describe un procedimiento para la absorción de sulfuro de hidrógeno y otros gases ácidos a partir de una mezcla de gases con una disolución acuosa de una alcanolpiridina en comparación con la absorción con una disolución acuosa de sulfolano.

Descripción de la invención Se ha encontrado ahora, sorprendentemente, que los inconvenientes de los procedimientos conocidos se pueden evitar mediante el uso de 2, 3-dihidro-2, 2, 4, 6-tetrametilpiridina para la absorción de CO2 a partir de una mezcla de gases.

Por lo tanto, objeto de la invención es un procedimiento para la absorción de CO2 a partir de una mezcla de gases mediante la puesta en contacto de la mezcla de gases con un medio de absorción que comprende agua y 2, 3dihidro-2, 2, 4, 6-tetrametilpiridina.

Objeto de la invención es, además, un medio de absorción que comprende agua, 2, 3-dihidro-2, 2, 4, 6tetrametilpiridina, al menos un disolvente orgánico y CO2 en fase homogénea.

Objeto de la invención es, además de ello, también un dispositivo para la separación de CO2 a partir de una mezcla de gases, que comprende una unidad de absorción, una unidad de desorción y un medio de absorción conducido en circuito que comprende agua, 2, 3-dihidro-2, 2, 4, 6-tetrametilpiridina y al menos un disolvente orgánico en fase homogénea.

En el procedimiento de acuerdo con la invención, la absorción de CO2 tiene lugar mediante puesta en contacto de una mezcla de gases con un medio de absorción que comprende agua y 2, 3-dihidro-2, 2, 4, 6-tetrametilpiridina. 2, 3dihidro-2, 2, 4, 6-tetrametilpiridina puede prepararse según los procedimientos descritos en los documentos US

2.516.625 y US 4.701.530 a partir de acetona y amoníaco.

Junto a 2, 3-dihidro-2, 2, 4, 6-tetrametilpiridina, el medio de absorción puede contener también uno o varios tautómeros de 2, 3-dihidro-2, 2, 4, 6-tetrametilpiridina, en particular 2, 5-dihidro-2, 2, 4, 6-tetrametilpiridina, 1, 2-dihidro-2, 2, 4, 6tetrametilpiridina y 1, 2, 3, 4-tetrahidro-2, 2, 6-trimetil-4-metilenpiridina.

Preferiblemente, el medio de absorción en el procedimiento de acuerdo con la invención comprende, adicionalmente a agua y 2, 3-dihidro-2, 2, 4, 6-tetrametilpiridina, además al menos un disolvente orgánico miscible con agua. En el sentido de la invención, la expresión de un disolvente orgánico miscible con agua designa un disolvente que se disuelve en agua en al menos un 10% en peso o que al menos un 10% en peso de agua se disuelve en el disolvente. Particularmente preferidos son disolventes orgánicos miscibles con agua que no presentan vacío de mezcla alguno con agua y que son miscibles con agua en cualquier proporción.

En una forma de realización preferida, el medio de absorción, que comprende agua, 2, 3-dihidro-2, 2, 4, 6tetrametilpiridina y al menos un disolvente orgánico miscible con agua, es monofásico. El carácter monofásico del medio de absorción puede alcanzarse mediante una elección adecuada de los disolventes orgánicos miscibles con agua, así como mediante una elección adecuada de las proporciones de agua, 2, 3-dihidro-2, 2, 4, 6-tetrametilpiridina y disolventes orgánicos miscibles con agua.

Son asimismo preferidas formas de realización con un medio de absorción que comprende agua, 2, 3-dihidro-2, 2, 4, 6tetrametilpiridina y al menos un disolvente orgánico miscible con agua, en las que el medio de absorción se presenta monofásico después de la absorción de CO2. El carácter monofásico del medio de absorción después de la absorción de CO2 puede ser influenciado con los mismos factores que el carácter monofásico del medio de absorción antes de la absorción y, adicionalmente, puede ser influenciado, además, mediante la elección de la temperatura y de la presión durante la puesta en contacto de la mezcla de gases con el medio de absorción.

En principio, el procedimiento de acuerdo con la invención puede llevarse a cabo con cualquier mezcla de gases que contenga CO2, en particular con gases de escape de la combustión; gases de escape de procesos biológicos tales como compostajes, fermentaciones o instalaciones de clarificación; gases de escape de procesos de calcinación tales como calcinación de cal y la producción de cemento; gases residuales procedentes de procesos de altos hornos de la producción de hierro; gases residuales procedentes de procedimientos químicos tales como gases de escape de la producción de negro de carbono o de la producción de hidrógeno mediante reforma con vapor; gas natural con contenido en CO2 y biogas; gas de síntesis; así como corrientes gaseosas con contenido en CO2 en procesos de refinería.

Preferiblemente, la mezcla de gases es un gas de escape de la combustión, de manera particularmente preferida un gas de escape de la combustión que contiene 1 a 60% en vol. de CO2, en particular de 2 a 20% en vol. de CO2. En una forma de realización particularmente preferida, la mezcla de gases es un gas de escape de la combustión procedente de un proceso de centrales eléctricas, en particular un gas de escape de la combustión desulfurado procedente de un proceso de centrales eléctricas. En la forma de realización particularmente preferida con un gas de escape de la combustión desulfurado procedente de un proceso de centrales eléctricas pueden utilizarse todos los procedimientos de desulfuración conocidos para procesos de centrales eléctricas, preferiblemente un lavado de gas con lechada de cal, con amoníaco acuoso según el procedimiento de Walther o según el procedimiento de Wellmann-Lord. Preferiblemente, en el procedimiento de acuerdo con la invención la absorción de CO2 tiene lugar a partir de una mezcla de gases que contiene menos de 10% en vol. de O2, de manera particularmente preferida menos de 6% en vol. de O2.

En una forma de realización preferida adicional, la mezcla de gases es un gas natural o un biogas que, junto a CO2, contiene metano como componente principal, ascendiendo la cantidad total de CO2 y metano... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la absorción de CO2 a partir de una mezcla de gases mediante la puesta en contacto de la mezcla de gases con un medio de absorción, caracterizado porque el medio de absorción comprende agua y 2, 3dihidro-2, 2, 4, 6-tetrametilpiridina.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el medio de absorción comprende al menos un disolvente orgánico miscible con agua.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque el medio de absorción es monofásico.

4. Procedimiento según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque el medio de absorción se presenta monofásico después de la absorción de CO2.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la mezcla de gases es un gas de escape de la combustión, un gas natural o un biogas.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el CO2 en el medio de absorción se desorbe de nuevo mediante el aumento de la temperatura y/o disminución de la presión, y el medio de absorción se utiliza de nuevo para la absorción de CO2 después de esta desorción de CO2.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque la absorción se lleva a cabo a una temperatura en el intervalo de 0 a 70ºC, y la desorción se lleva a cabo a una temperatura superior, en el intervalo de 50 a 200ºC.

8. Procedimiento según la reivindicación 6 ó 7, caracterizado porque la absorción se lleva a cabo a una presión en el intervalo de 0, 8 a 50 bar y la desorción se lleva a cabo a una presión menor, en el intervalo de 0, 01 a 10 bar.

9. Uso de 2, 3-dihidro-2, 2, 4, 6-tetrametilpiridina para la absorción de CO2 a partir de una mezcla de gases.

10. Medio de absorción para la absorción de CO2 a partir de una mezcla de gases que comprende agua, 2, 3-dihidro2, 2, 4, 6-tetrametilpiridina, al menos un disolvente orgánico y CO2 en fase homogénea.

11. Medio de absorción según la reivindicación 10, caracterizado porque la relación en peso de agua a disolvente orgánico se encuentra en el intervalo de 10:1 a 1:1.

12. Medio de absorción según la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque la relación en peso de disolvente orgánico a 2, 3-dihidro-2, 2, 4, 6-tetrametilpiridina se encuentra en el intervalo de 3:1 a 1:3.

13. Medio de absorción según una de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque comprende 10 a 80% en peso de agua, 5 a 50% en peso de 2, 3-dihidro-2, 2, 4, 6-tetrametilpiridina y 5 a 50% en peso de disolvente orgánico.

14. Medio de absorción según una de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizado porque contiene sulfolano en calidad de disolvente orgánico.

15. Medio de absorción según una de las reivindicaciones 10 a 14, caracterizado porque contiene un líquido iónico en calidad de disolvente orgánico.

16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque se utiliza un medio de absorción conforme a una de las reivindicaciones 10 a 15.

17. Dispositivo para la separación de CO2 a partir de una mezcla de gases, que comprende una unidad de absorción, una unidad de desorción y un medio de absorción conducido en circuito, caracterizado porque comprende un medio de absorción conforme a una de las reivindicaciones 10 a 15.