令和元年度 問28 化学プロセス
二酸化炭素の吸収分離に関する次の記述の、【 】に入る語句の組合せとして、最も適切なものはどれか。
化学吸収法は、二酸化炭素を反応吸収する【 A 】などの【 B 】の溶液を用いて、二酸化炭素を分離・回収する手法である。吸収した溶液を【 C 】して二酸化炭素を分離する。
物理吸収法は、【 D 】で【 E 】やポリエチレングリコール等の吸収液に二酸化炭素を物理的に吸収させ、分離・回収する手法である。
| A | B | C | D | E | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| ① | メタノール | 中性 | 加熱 | 常圧 | モノエタノールアミン | |
| ② | モノエタノールアミン | アルカリ性 | 加熱 | 高圧 | メタノール | |
| ③ | モノエタノールアミン | アルカリ性 | 減圧 | 高圧 | K2 CO3 水溶液 | |
| ④ | K2 CO3 水溶液 | 弱アルカリ性 | 減圧 | 常圧 | エタノール | |
| ⑤ | メタノール | 中性 | 減圧 | 高温 | エタノール |
正答
② モノエタノールアミン / アルカリ性 / 加熱 / 高圧 / メタノール
化学吸収法において、二酸化炭素は弱酸性を示すためアルカリ性であるアミン類で化学吸収して分離します。中でもモノエタノールアミンは \(\mathrm{CO_2}\) との反応性が高く、質量当たりの \(\mathrm{CO_2}\) 吸収量が多い特徴があります。吸収したアミンの \(\mathrm{CO_2}\) 溶液は加熱することで \(\mathrm{CO_2}\) の脱離反応が進むことから、\(\mathrm{CO_2}\) の分離回収が可能です。
物理吸収法ではメタノールやポリエチレングリコールなどの溶液に高圧・低温で物理吸着します。溶媒に溶ける気体の物質量が圧力に比例するヘンリーの法則を活用しています。加熱することで \(\mathrm{CO_2}\) の分離回収が可能です。