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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024120195
(43)【公開日】2024-09-05
(54)【発明の名称】二酸化炭素分離用組成物
(51)【国際特許分類】
B01D 53/14 20060101AFI20240829BHJP
B01D 53/62 20060101ALI20240829BHJP
C12N 9/88 20060101ALN20240829BHJP
【ＦＩ】
B01D53/14 210
B01D53/62
C12N9/88
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023026820
(22)【出願日】2023-02-24
(71)【出願人】
【識別番号】000003300
【氏名又は名称】東ソー株式会社
(72)【発明者】
【氏名】谷口 直優
(72)【発明者】
【氏名】半澤 敏
(72)【発明者】
【氏名】寺尾 陽介
【テーマコード（参考）】
4B050
4D002
4D020
【Ｆターム（参考）】
4B050CC07
4B050EE03
4B050LL05
4D002AA09
4D002AC05
4D002AC10
4D002BA02
4D002CA02
4D002CA06
4D002CA07
4D002DA31
4D002DA32
4D002DA70
4D002EA08
4D002FA01
4D002GA01
4D002GB02
4D002GB03
4D002GB08
4D002GB11
4D020AA03
4D020BA16
4D020BA19
4D020BA30
4D020BB03
4D020BB04
4D020BB10
4D020BC01
4D020CB01
4D020CB08
4D020CB18
4D020CC21
4D020DA03
4D020DB02
4D020DB03
4D020DB07
(57)【要約】 （修正有）
【課題】ガス中に含まれる二酸化炭素を吸収可能、かつ当該吸収した二酸化炭素を放散可能な二酸化炭素分離用組成物であって、前記放散を低温で実施可能な前記組成物を提供すること。
【解決手段】下記一般式（１）で示されるアミン化合物と、炭酸脱水酵素とを含む組成物とする。
【選択図】図９
【解決手段】下記一般式（１）で示されるアミン化合物と、炭酸脱水酵素とを含む組成物とする。
【選択図】図９
【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記一般式（１）で示されるアミン化合物と、炭酸脱水酵素とを含む、二酸化炭素分離用組成物。
［上記式中、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３およびＲ１４は、各々独立して、水素原子、炭素数１以上４以下のアルキル基、ヒドロキシ基、ヒドロキシメチル基、２－ヒドロキシエチル基、および炭素数１以上４以下のアルコキシ基、のいずれかを表す。ａ及びｂは、それぞれ独立に、０または１であり、ａ＋ｂ＝１の関係を満たす。Ｒ１５は、水素原子、炭素数１以上４以下のアルキル基、メトキシメチル基、メトキシエトキシメチル基、および２－ヒドロキシエチル基、のいずれかを表す。］
【化3】
【請求項2】
上記一般式（１）で示されるアミン化合物が、下記式で示される、１，４－ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン－２－メタノールである、請求項１に記載の二酸化炭素分離用組成物。
【化4】
【請求項3】
二酸化炭素を含むガスを請求項１または２に記載の二酸化炭素分離用組成物に接触させて当該ガス中に含まれる二酸化炭素を吸収させる工程と、前記工程で二酸化炭素を吸収させた前記組成物から当該二酸化炭素を放散させる工程とを含む、二酸化炭素の分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ガス中に含まれる二酸化炭素を二酸化炭素吸収液により吸収した後、放散させるための二酸化炭素分離組成物に関する。より詳しくは、本発明は、前記放散を低温で行なえる、二酸化炭素分離用組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、地球温暖化問題のため、二酸化炭素の分離・回収が注目されており、二酸化炭素吸収液の開発が盛んに行なわれている。
【0003】
二酸化炭素の分離・回収設備が設置される火力発電所やセメント焼成炉等の燃焼排ガスは、ＮＯＸ（窒素酸化物）を含有していることが多い。この場合、二酸化炭素回収システムの中では、燃焼排ガス中のＮＯＸが吸収液に吸収されて、亜硝酸（ＨＮＯ２）等が生成される。従来より二酸化炭素吸収液として知られている、モノエタノールアミン（特許文献１）や、２－イソプロピルアミノエタノール（特許文献２）の水溶液では、前記生成した亜硝酸と反応し、二酸化炭素吸収能が低下する、という課題があった（特許文献３）。具体的には、
モノエタノールアミンなどの１級アミン化合物は亜硝酸と反応してアルコールを生成し、
モノエタノールアミンなどの１級アミン化合物は亜硝酸と反応してアルコールを生成し、
【0004】
【化1】
【0005】
２－イソプロピルアミノエタノールなどの２級アミン化合物は亜硝酸と反応してニトロソアミンを生成する。
【0006】
【化2】
【0007】
前記課題を解決すべく、亜硝酸と反応しない３級アミン化合物のみを含む水溶液からなる二酸化炭素吸収液も報告されている（特許文献４および５）。また３級アミン化合物にジアミン化合物を追加することで、二酸化炭素の吸収速度を向上させた吸収液（特許文献６）や、二酸化炭素の吸収速度に加え吸収した二酸化炭素の放散速度も向上させた吸収液（特許文献７）も報告されている。さらにアミン化合物に炭酸脱水酵素を追加することで、二酸化炭素の吸収速度を向上させた吸収液も報告されている（特許文献８）。
【0008】
しかし、これら文献に記載の吸収液で吸収させた二酸化炭素を放散させる際、高温に加熱する必要があるため、二酸化炭素回収に消費されるエネルギーが大きくなるという課題があった。また、その放散時の高温または／およびアミン化合物のアルカリ性条件下にて、天然型の炭酸脱水酵素は失活してしまうという問題点があった。そのため、大規模な二酸化炭素補足プロセスで天然型の炭酸脱水酵素を実装するのは難しいとされていた。（非特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特開平６－３４３８５８号公報
【特許文献2】特開２０１９－１１５８８８号公報
【特許文献3】特開２０１３－２０２５２３号公報
【特許文献4】特表２００６－５２８０６２号公報
【特許文献5】特表２０１３－５１７９２５号公報
【特許文献6】特表２００９－５３９５９５号公報
【特許文献7】特開２０２２－１０１９０８号
【特許文献8】特表２０１０－５１７５３３号公報
【非特許文献】
【0010】
【非特許文献1】Ｏｓｃａｒ Ａｌｖｉｚｏａ他，Ｐｒｏｃ． Ｎａｔｌ． Ａｃａｄ． Ｓｃｉ． ＵＳＡ， ２０１４ Ｎｏｖ １８，１１１（４６），１６４３６－１６４４１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
前述したように、これまで報告されている二酸化炭素吸収液は、吸収した二酸化炭素の放散を高温で行なう必要があった。本発明は上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、低温で二酸化炭素を放散可能な、二酸化炭素分離用組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記課題を解決するために、本発明者らが鋭意検討した結果、特定の３級アミン化合物と、炭酸脱水酵素を含む、二酸化炭素分離用組成物を用いることで、吸収した二酸化炭素の放散を低温で行なえるという知見を見出し、本発明を完成させるに至った。
【0013】
すなわち、本発明は以下の［１］から［３］に記載の態様を包含する。
【0014】
［１］下記一般式（１）で示されるアミン化合物と、炭酸脱水酵素とを含む、二酸化炭素分離用組成物。
【0015】
【化3】
【0016】
［上記式中、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３およびＲ１４は、各々独立して、水素原子、炭素数１以上４以下のアルキル基、ヒドロキシ基、ヒドロキシメチル基、２－ヒドロキシエチル基、および炭素数１以上４以下のアルコキシ基、のいずれかを表す。ａ及びｂは、それぞれ独立に、０または１であり、ａ＋ｂ＝１の関係を満たす。Ｒ１５は、水素原子、炭素数１以上４以下のアルキル基、メトキシメチル基、メトキシエトキシメチル基、および２－ヒドロキシエチル基、のいずれかを表す。］
［２］上記一般式（１）で示されるアミン化合物が、下記式で示される、１，４－ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン－２－メタノールである、請求項１に記載の二酸化炭素分離用組成物。
［２］上記一般式（１）で示されるアミン化合物が、下記式で示される、１，４－ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン－２－メタノールである、請求項１に記載の二酸化炭素分離用組成物。
【0017】
【化4】
【0018】
［３］二酸化炭素を含むガスを［１］または［２］に記載の二酸化炭素分離用組成物に接触させて当該ガス中に含まれる二酸化炭素を吸収させる工程と、前記工程で二酸化炭素を吸収させた前記組成物から当該二酸化炭素を放散させる工程とを含む、二酸化炭素の分離方法。
【発明の効果】
【0019】
本発明の二酸化炭素分離用組成物は、特定の３級アミン化合物と炭酸脱水酵素とを含むことを特徴としており、ガス中に含まれる二酸化炭素を吸収させる工程と前記工程で吸収した二酸化炭素を放散させる工程とを含む二酸化炭素の分離方法に、本発明の組成物を適用することで、従来の組成物（二酸化炭素吸収剤）と比較し、前記放散させる工程をより低温で行なえる。したがって、ガス中に含まれる二酸化炭素の分離に要するエネルギーの消費量が低減し、より環境負荷の低い二酸化炭素分離プロセスを提供できる。また放散温度を低下させることで、天然型の炭酸脱水酵素を用いたときでも、放散時の失活を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】実施例および比較例で用いた、二酸化炭素吸収／放散装置の概略図である。
【図2】実施例１および比較例１で、吸収工程における排ガス中に含まれる二酸化炭素濃度の推移をプロットした図である（実施例１：太線、比較例１：細線）。なお実施例１では白抜き矢印で示した時点で炭酸脱水酵素（ＣＡ）を添加している。
【図3】実施例２および比較例２で、放散工程における排ガス中に含まれる二酸化炭素濃度の推移（実施例２：太線、比較例２：細線）および湯浴槽の水温（吸収液の液温に相当）（実施例２：太点線、比較例２：細点線）の推移をプロットした図である。
【図4】比較例３および４で、吸収工程における排ガス中に含まれる二酸化炭素濃度の推移をプロットした図である（比較例３：細線、比較例４：太線）。なお比較例４では白抜き矢印で示した時点で炭酸脱水酵素（ＣＡ）を添加している。
【図5】比較例３および４で、放散工程における排ガス中に含まれる二酸化炭素濃度の推移（比較例３：細線、比較例４：太線）および湯浴槽の水温（吸収液の液温に相当）（比較例３：細点線、比較例４：太点線）の推移をプロットした図である。
【図6】比較例５および６で、吸収工程における排ガス中に含まれる二酸化炭素濃度の推移をプロットした図である（比較例５：細線、比較例６：太線）。なお比較例６では白抜き矢印で示した時点で炭酸脱水酵素（ＣＡ）を添加している。
【図7】比較例５および６で、放散工程における排ガス中に含まれる二酸化炭素濃度の推移（比較例５：細線、比較例６：太線）および湯浴槽の水温（吸収液の液温に相当）（比較例５：細点線、比較例６：太点線）の推移をプロットした図である。
【図8】実施例および比較例の結果のうち、吸収工程で吸収した二酸化炭素の吸収量の合計と、放散工程で放散した二酸化炭素の放散量の合計とを示した図である。
【図9】実施例および比較例の結果のうち、吸収液温度による二酸化炭素の放散割合の変化をまとめた図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明を詳細に説明する。
【0022】
＜＜二酸化炭素分離用組成物＞＞
本発明の二酸化炭素分離用組成物［Ｃ］は、一般式（１）で示されるアミン化合物［Ａ］、および炭酸脱水酵素（Ｃａｒｂｏｎｉｃ ａｎｈｙｄｒａｓｅ、以下ＣＡとも表記）［Ｂ］を含むことを特徴とする。
本発明の二酸化炭素分離用組成物［Ｃ］は、一般式（１）で示されるアミン化合物［Ａ］、および炭酸脱水酵素（Ｃａｒｂｏｎｉｃ ａｎｈｙｄｒａｓｅ、以下ＣＡとも表記）［Ｂ］を含むことを特徴とする。
【0023】
［Ａ］アミン化合物
本発明の組成物を構成する一般式（１）で示されるアミン化合物は、二酸化炭素の吸着および放散の役割を担う。
本発明の組成物を構成する一般式（１）で示されるアミン化合物は、二酸化炭素の吸着および放散の役割を担う。
【0024】
一般式（１）において、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３およびＲ１４は、各々独立して、水素原子、炭素数１以上４以下のアルキル基、ヒドロキシ基、ヒドロキシメチル基、２－ヒドロキシエチル基、および炭素数１以上４以下のアルコキシ基、のいずれかを表す。このうち炭素数１以上４以下のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、およびｔｅｒｔ－ブチル基を例示できる。また炭素数１以上４以下のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ｎ－プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ－ブトキシ基、およびｓｅｃ－ブトキシ基を例示できる。中でも、各々独立して、水素原子、メチル基、エチル基、ブチル基、ヒドロキシメチル基、およびメトキシ基のいずれかが、二酸化炭素の放散効率に優れる点で好ましく、水素原子がより好ましい。
【0025】
一般式（１）において、Ｒ１５は、水素原子、炭素数１以上４以下のアルキル基、メトキシメチル基、メトキシエトキシメチル基、および２－ヒドロキシエチル基のいずれかを表す。このうち炭素数１以上４以下のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基を例示できる。中でも、水素原子、メチル基、エチル基、ブチル基、メトキシメチル基、メトキシエトキシメチル基、および２－ヒドロキシエチル基のいずれかが、二酸化炭素の放散効率に優れる点で好ましく、水素原子がより好ましい。
【0026】
一般式（１）において、ａおよびｂは、それぞれ独立に、０または１であり、ａ＋ｂ＝１の関係を満たす。具体的には、ａ＝１かつｂ＝０のとき、上記の一般式（１）は下記一般式（１ａ）で示され、ａ＝０かつｂ＝１のとき、上記の一般式（１）は下記一般式（１ｂ）で示される。
【0027】
【化5】
【0028】
【化6】
【0029】
なお一般式（１ａ）および（１ｂ）のＲ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４およびＲ１５の定義および好ましい範囲は、前述した一般式（１）のＲ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４およびＲ１５の定義および好ましい範囲と同義である。
【0030】
一般式（１）の具体例としては、以下の化合物（例示化合物１から２８）があげられるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0031】
【化7】
【0032】
中でも、二酸化炭素の吸収および放散特性ならびに入手容易性の観点から、１，４－ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン－２－メタノール（一般式（１）においてＲ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４およびＲ１５が全て水素原子、かつａ＝０、ｂ＝１の態様、例示化合物１）が好ましい。
【0033】
本発明において、一般式（１）で示されるアミン化合物は市販のものでもよいし、公知の方法により合成したものでもよく、特に限定されない。また前記アミン化合物の純度としては、特に限定するものではないが、純度が９５％を下回ると二酸化炭素の吸収量が低下するおそれがあることから、９５％以上が好ましく、９９％以上が特に好ましい。
【0034】
［Ｂ］炭酸脱水酵素（ＣＡ）
本発明の組成物を構成するＣＡは、溶媒等への二酸化炭素の拡散速度を向上させる役割を担う。
本発明の組成物を構成するＣＡは、溶媒等への二酸化炭素の拡散速度を向上させる役割を担う。
【0035】
ＣＡは二酸化炭素の水和作用およびその逆反応を触媒する酵素であり、反応速度１０６ｓ－１という極めて高い触媒活性を有する。ＣＡは生物界に広く存在し、動物では組織で生産された二酸化炭素を水和して血中への溶解を促進したり、肺では炭酸水素イオンを脱水して二酸化炭素の気相への放出を促進するなどの生理的役割を行なう。植物では光合成における二酸化炭素の輸送と反応の促進に関係する。微生物ではゼノバイオティクス（Ｘｅｎｏｂｉｏｔｉｃｓ、生体異物）の生産にもかかわることが指摘されており、例えば大腸菌におけるシアン酸塩の生産への関与が指摘されている（非特許文献２：Ｃｌｅｍｅｎｔｅ Ｃａｐａｓｓｏら、Ｊ．Ｅｎｚｙｍｅ Ｉｎｈｉｂ．Ｍｅｄ．Ｃｈｅｍ．，２０１５ Ａｐｒ．，３０（２），３２５－３３２）。ＣＡはアミノ酸配列の相同性からα型、β型、γ型、δ型およびζ型に分類される。α型、β型、およびδ型は活性中心に亜鉛イオンを持ち、γ型は鉄イオンを有するとされる。またζ型はカドミウムイオンまたは亜鉛イオンを有する（非特許文献２）。
【0036】
本発明の組成物に用いるＣＡは、７０℃以下で前記触媒活性を有するものであれば特に限定はなく、例えば、動物、植物または微生物由来のＣＡが利用可能である。
【0037】
動物では炭酸輸送を効率的に進めるため、赤血球に多量のＣＡが含まれている。赤血球を含む血液試料は畜産副産物として安価に入手できるため、ＣＡの分離源として好ましく用いることができる。家畜としては、ウシ、ブタ、ヒツジ、ニワトリ、ガチョウ、アヒル、カモが例示できる。また医療廃棄物として発生する献血検体、ヒト胎盤や摘出臓器もＣＡの分離源として利用可能である。さらには魚介類やエビなどの水産動物をＣＡの分離源として利用してもよい。
【0038】
植物由来のＣＡは、例えば穀物や果実の葉部などの農産物の非可食部を分離源とし、取得できる。
【0039】
微生物由来のＣＡの分離源としては、微細藻類を含む微生物、大腸菌、枯草菌、酵母、糸状菌、および古細菌等、種類を問わず利用可能である。また清酒やビール醸造後の酵母菌体を含むろ過残渣などもＣＡの分離源として利用可能である。
【0040】
前述したように農水畜産業の副産物や医療廃棄物などＣＡを含む試料（分離源）から、分離精製しＣＡを取得してもよいが、ＣＡを得ることを主目的として、例えば微生物を培養することで取得してもよい。前記培養によりＣＡを得る場合、例えば、前述した各種分離源からＣＡタンパク質をコードするポリヌクレオチド（以下、ＣＡ遺伝子とも表記）を取得し、当該遺伝子を大腸菌等の培養が容易な微生物に導入して得られる組換え体を培養しＣＡを得てもよい。前記組換え体を用いる場合、さらに導入するＣＡ遺伝子を改変することで、耐熱性、耐アルカリ性、比活性などの特性を向上させたＣＡとして、取得してもよい。改変したＣＡ（改変型ＣＡ）としては、Ｄｅｓｕｌｆｏｖｉｂｒｉｏ ｖｕｌｇａｒｉｓ由来の改変型βクラスＣＡ（非特許文献１）、Ｍｅｔｈａｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｔｈｅｒｍｏａｕｔｏｔｏｒｏｐｈｉｃｕｓ ＤｅｌｔａＨ由来の改変型βクラスＣＡ（ＷＯ２０１１／０６６３０４号）、Ｍｅｔｈａｎｏｓａｒｃｉｎａ ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌａ由来の改変型γクラスＣＡ（ＷＯ２０１１／０４１０１１号）などが知られている。
【0041】
得られたＣＡは分離源をそのまま使用してもよいが、二酸化炭素分離を行なうために好ましい態様に加工して使用してもよく、さらに適切な溶媒で抽出して使用してもよい。抽出に使用する溶媒は水または塩類を溶解した緩衝液が好ましいが、ＣＡ活性を阻害しない範囲でエタノールやアセトンなどの有機溶媒、尿素や塩酸グアニジンなどの変性剤等を混合して使用してもよい。抽出したＣＡは抽出液としてそのまま使用してもよいが、任意の純度に精製し使用してもよい。精製手段としては、硫安塩析、溶媒分画、各種クロマトグラフィーなど既存の方法を任意に組み合わせて行なえばよい。
【0042】
ＣＡは化学修飾した態様や、不溶性担体に物理吸着または共有結合で固定化した態様で使用してもよい。化学修飾した態様の例としては、αクラスＣＡであるヒトＣＡＩＩを化学的に架橋して安定化した例（ＵＳ８５６９０３１号公報）が知られている。不溶性担体に固定化した態様の例としては、Ｃｒｉｓｔｈｉａｎ Ｍｏｌｉｎａ－Ｆｅｒｎａｎｄｅｚらが開示（Ｊ．ＣＯ２ Ｕｔｉｌ．、４７、１０１４７５（２０２１））している固定化ＣＡが知られている。不溶性担体の材質は、本発明の二酸化炭素分離方法で使用する条件（温度や溶媒雰囲気など）で安定性を維持可能な材質であれば特に限定はなく、例えば、シリカ、アルミナ、マグネシア、多孔性ガラス、活性炭、ポリメチルメタクリレート系の多孔性樹脂、または繊維があげられる。不溶性材質としてシリカを用いる場合、使用するシリカに特に制限はなく、結晶性シリカであってもよく、非結晶性（アモルファス）シリカであってもよい。また細孔を有するゼオライト状のシリカであってもよく、メソポーラスシリカであってもよい。さらには工業的に流通しているシリカをそのまま使用してもよい。中でも表面積が大きいシリカが好ましい。不溶性担体に多孔質を用いる場合、当該孔内に水が含まれていてもよい。当該不溶性担体孔内に含まれる水の量は、吸収する二酸化炭素に対し等モル以上が好ましい。水の量が二酸化炭素に対し等モル以上であれば、二酸化炭素の放散エネルギーが余り大きくならないからである。
【0043】
［Ｃ］二酸化炭素分離用組成物
本発明の二酸化炭素分離用組成物については、二酸化炭素吸収速度が速いという点で、上記一般式（１）で示されるアミン化合物とＣＡとの組成比が、アミン化合物１００重量部に対して、ＣＡが０．００１重量部以上１重量部以下であることが好ましく、アミン化合物１００重量部に対して、ＣＡが０．００５重量部以上０．５重量部以下であることがより好ましく、アミン化合物１００重量部に対して、ＣＡが０．０１重量部以上０．１重量部以下であることがさらにより好ましい。
本発明の二酸化炭素分離用組成物については、二酸化炭素吸収速度が速いという点で、上記一般式（１）で示されるアミン化合物とＣＡとの組成比が、アミン化合物１００重量部に対して、ＣＡが０．００１重量部以上１重量部以下であることが好ましく、アミン化合物１００重量部に対して、ＣＡが０．００５重量部以上０．５重量部以下であることがより好ましく、アミン化合物１００重量部に対して、ＣＡが０．０１重量部以上０．１重量部以下であることがさらにより好ましい。
【0044】
本発明の二酸化炭素分離用組成物は、そのまま当該分離用途に使用できるが、操作性の観点から、さらに溶媒を含ませた態様として使用してもよい。なお、前記溶媒については、特に限定はなく、例えば、水、アルコール化合物、ポリオール化合物（例えば、エチレングリコール、グリセリン、ポリエチレングリコール）、およびこれらの混合物が挙げられる。なお前記例示した溶媒のうち水が、二酸化炭素ガスを重炭酸塩として吸収分離する効率性に優れる点、分離用組成物の粘度上昇や固形分生成抑制に優れる点、二酸化炭素の放散エネルギーがあまり高くならない点で、好ましい。前記溶媒（例えば、水）を用いる場合、当該溶媒の濃度については、本発明の二酸化炭素分離用組成物の操作性に優れる点で、当該溶媒を含んだ二酸化炭素分離用組成物全量に対して３０重量％以上９５重量％以下が好ましく、５０重量％以上８０重量％以下にするとより好ましい。
【0045】
＜＜二酸化炭素の分離方法＞＞
次に、本発明の二酸化炭素の分離方法（以下単に、本発明の分離方法とも表記する）について詳細に説明する。
次に、本発明の二酸化炭素の分離方法（以下単に、本発明の分離方法とも表記する）について詳細に説明する。
【0046】
本発明の分離方法は、本発明の二酸化炭素分離用組成物を二酸化炭素を含むガスに接触させ、当該二酸化炭素を前記組成物に吸収させる工程（吸収工程）と、前記工程で二酸化炭素を吸収させた前記組成物を吸収工程よりも高温および／または減圧することにより放散させる工程（放散工程）とを含む方法であり、本発明の二酸化炭素分離用組成物を用いることで、ガス中に含まれる二酸化炭素を高選択的に吸収でき、かつ吸収した二酸化炭素を従来の方法より低温で放散できることを特徴としている。
【0047】
本発明の分離方法で本発明の二酸化炭素分離用組成物に吸収させる、二酸化炭素を含むガスについては、純粋な二酸化炭素ガスであってもよいし、二酸化炭素とその他ガスを含む混合ガスであってもよい。前記その他のガスとしては、特に限定するものではなく、例えば、大気、窒素、酸素、水素、アルゴン、ネオン、へリウム、一酸化炭素、水蒸気、メタン、窒素酸化物（ＮＯＸ）が挙げられる。前記混合ガスに含まれる二酸化炭素の濃度は、二酸化炭素と他のガスとの分離性能向上を考慮すると、二酸化炭素濃度が５％以上が好ましく、より好ましくは１０％以上である。
【0048】
本発明の分離方法において、二酸化炭素を含むガスを、本発明の二酸化炭素分離用組成物に接触させる方法については、特に制限はなく、バブリング法や、充填塔または棚段塔を用いた対向接触法など公知の方法が使用できる。
【0049】
本発明の分離方法において、二酸化炭素を含むガスを、本発明の二酸化炭素分離用組成物に吸収させる際の温度としては、特に制限するものではないが、通常０℃以上５０℃以下の範囲を挙げられる。
【0050】
前述した通り、本発明の分離方法は、二酸化炭素分離用組成物に吸収させた二酸化炭素を従来の方法よりも低温で放散できることを特徴としている。従来のアミン化合物を用いた二酸化炭素の分離方法では、前記アミン化合物に化学吸着した二酸化炭素を放散させるのに１００℃以上の高温を必要としたが、本発明の二酸化炭素分離用組成物では、例えば７０℃以下、６５℃以下、６０℃以下の低温で前記組成物に化学吸着した二酸化炭素を放散できる。そのため、二酸化炭素の分離に要するエネルギーを低減できる。また放散温度が低下することにより、天然型の炭酸脱水酵素の放散時における失活を防ぐことができる。
【0051】
本発明の二酸化炭素の分離方法では、前述した吸収工程および放散工程以外のその他工程を含んでも一向に差し支えない。その他工程の例として、冷却工程、加熱工程、洗浄工程、抽出工程、超音波処理工程、蒸留工程、その他薬液で処理する工程があげられる。
【0052】
本発明の二酸化炭素の分離方法は、例えば、火力発電所、鉄鋼プラント、およびセメント工場などで発生する燃焼排ガスからの二酸化炭素の分離や、水蒸気改質プロセスで得られる水蒸気改質ガスからの二酸化炭素の分離に適用できる。
【実施例0053】
以下、本発明の各実施形態について、実施例および比較例により、さらに詳細に説明するが、本発明はこれら例により何ら限定されるものではない。
【0054】
実施例１ １，４－ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン－２－メタノール（商品名：ＲＺＥＴＡ）水溶液への二酸化炭素吸収（炭酸脱水酵素（ＣＡ）添加あり）
（１）ＲＺＥＴＡ（東ソー製）を２０．３ｇ（１４３ｍｍｏｌ）秤量し、純水を加えて５０．６ｇとして吸収液２ａを調製した。吸収液２ａのｐＨは１１．６だった。
（１）ＲＺＥＴＡ（東ソー製）を２０．３ｇ（１４３ｍｍｏｌ）秤量し、純水を加えて５０．６ｇとして吸収液２ａを調製した。吸収液２ａのｐＨは１１．６だった。
【0055】
（２）（１）で調製した吸収液２ａおよびスターラーチップ１１を、図１に示した装置のボトル１０に入れ、室温（２１℃から２３℃）条件下マグネチックスターラー３０で撹拌した。
【0056】
（３）マスフローコントローラー４１／４２を用いて、空気１ａ ４５０ｍＬ／ｍｉｎ、二酸化炭素１ｂ ５０ｍＬ／ｍｉｎの混合ガス（混合ガスとしての流量：５００ｍＬ／ｍｉｎ）を、排ガス分析計８０（ＯＦＦ－ＧＡＳ Ｊｒ．ＤＥＸ－２５６２Ａ、エイブル製）へ直接通気した後、データ収集を開始し、混合ガス中に含まれる二酸化炭素濃度を１０分間測定（通気量：５Ｌ）した。なお測定データはデータロガー９０（ｍｉｄｉ Ｌｏｇｇｅｒ ＧＬ２２０、ＧＲＡＰＨＴＥＣ製）を用いて５秒間隔で収集した。
【0057】
（４）混合ガスの配管を吸収液２ａの入ったボトル１０に、排ガス分析計８０を排ガス配管（エアフィルタ５２下流）に、それぞれ接続しなおした後、前記混合ガス（空気１ａ ４５０ｍＬ／ｍｉｎ、二酸化炭素１ｂ ５０ｍＬ／ｍｉｎ）を、エアーストーン１２（ジェックス製ＧＸ－６３［丸ストン小］）を介して吸収液２ａの入ったボトル１０へ通気し、吸収液２ａ中に分散させた。排ガス３中に含まれる二酸化炭素濃度を排ガス分析計８０で測定し、測定データをデータロガー９０を用いて５秒間隔で収集した。
【0058】
（５）吸収液２ａへの通気開始から１０分経過後（吸収液２ａへの通気量５Ｌ、（３）からの通算通気量１０Ｌ）、０．２ｇ／Ｌウシ赤血球由来ＣＡ（Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ製）水溶液２ｂを６０ｍＬ添加し、さらに３０分経過後（吸収液２ａへの通気量２０Ｌ、（３）からの通算通気量２５Ｌ）、ＣＡ水溶液２ｂを５０ｍＬ添加した。
【0059】
（６）排ガス中の二酸化炭素濃度が８％を越えた時点で二酸化炭素吸収量がほぼ飽和に達したものとして、混合ガスの供給量を５０ｍＬ／ｍｉｎに下げ、排ガス分析計８０による測定およびデータロガー９０によるデータ収集を停止した。
【0060】
（７）二酸化炭素吸収量を、混合ガスおよび排ガス３中に含まれる二酸化炭素濃度の差の積算値（積算区間はボトル中の空気が排出されて排ガス３中の二酸化炭素濃度が上昇し始めた時点から（６）のデータ収集停止までの間）から算出した。
【0061】
本例における排ガス３中の二酸化炭素濃度の推移を図２の太線に示す。なお図２中、白抜き矢印で示したタイミングでＣＡ水溶液２ｂを添加している。１回目のＣＡ水溶液２ｂ投入で二酸化炭素濃度の顕著な低下が観察され、ＣＡの添加により二酸化炭素の吸収が促進されることが確認された。２回目のＣＡ水溶液２ｂ投入でも、若干の二酸化炭素濃度の低下が観察された。二酸化炭素吸収量は１３３３ｍＬ（５９．５ｍｍｏｌ）となり、ＲＺＥＴＡ １ｍｏｌあたりに換算すると０．４２ｍｏｌだった。
【0062】
比較例１ ＲＺＥＴＡ水溶液への二酸化炭素吸収（ＣＡ添加なし）
ＲＺＥＴＡ（東ソー製）２１．６ｇ（１５２ｍｍｏｌ）を純水で５１．２ｇとして調製した水溶液を二酸化炭素の吸収液２ａとし、実施例１（５）に記載のＣＡ水溶液２ｂ添加操作を行なわなかった他は、実施例１と同様な方法で二酸化炭素吸収工程を行なった。
ＲＺＥＴＡ（東ソー製）２１．６ｇ（１５２ｍｍｏｌ）を純水で５１．２ｇとして調製した水溶液を二酸化炭素の吸収液２ａとし、実施例１（５）に記載のＣＡ水溶液２ｂ添加操作を行なわなかった他は、実施例１と同様な方法で二酸化炭素吸収工程を行なった。
【0063】
本例における排ガス３中の二酸化炭素濃度の推移を図２の細線に示す。二酸化炭素吸収量は６０９ｍＬ（２７．２ｍｍｏｌ）であり、ＲＺＥＴＡ １ｍｏｌあたりの換算値は０．１８ｍｏｌにとどまった。本例と実施例１との比較から、ＣＡの添加により、ＲＺＥＴＡ １ｍｏｌあたりの二酸化炭素吸収量が２．３倍になることが確認された。
【0064】
実施例２ 二酸化炭素を吸収したＲＺＥＴＡ水溶液からの二酸化炭素放散（ＣＡ添加あり）
（１）実施例１で二酸化炭素を吸収した吸収液２ａが入ったボトル１０に、排ガス分析計８０の表示が安定するまで、空気と二酸化炭素の混合ガス（空気１ａ ４５０ｍＬ／ｍｉｎ、二酸化炭素１ｂ ５０ｍＬ／ｍｉｎ）を５００ｍＬ／ｍｉｎで通気した後、空気１ａ ５００ｍＬ／ｍｉｎに切り替えて通気すると同時にデータロガー９０によるデータ収集を開始した。
（１）実施例１で二酸化炭素を吸収した吸収液２ａが入ったボトル１０に、排ガス分析計８０の表示が安定するまで、空気と二酸化炭素の混合ガス（空気１ａ ４５０ｍＬ／ｍｉｎ、二酸化炭素１ｂ ５０ｍＬ／ｍｉｎ）を５００ｍＬ／ｍｉｎで通気した後、空気１ａ ５００ｍＬ／ｍｉｎに切り替えて通気すると同時にデータロガー９０によるデータ収集を開始した。
【0065】
（２）排ガス３中の二酸化炭素濃度が４％程度まで低下した時点で、湯浴槽２０の温度を６０℃に設定し、吸収液２ａが入ったボトル１０の加温を開始した。
【0066】
（３）吸収液２ａが６０℃に到達した時点で吸収液２ａが激しく発泡し始めたため、消泡剤（２５％（ｖ／ｖ）アデカノールＬＧ－１０９（ＡＤＥＫＡ製）エタノール溶液２００μＬ）を計３回添加し、突沸を防止した。なお、アデカノールは図１中の２ｂ投入口から添加した。
【0067】
（４）二酸化炭素の放散が落ち着き、排ガス３中の二酸化炭素濃度が３％程度まで低下したところで、残存二酸化炭素の放散を加速させるため、湯浴槽２０の設定温度を７０℃に変更した。
【0068】
（５）残存二酸化炭素の放散をさらに加速させるため、湯浴槽２０の設定温度を８０℃に変更した。排ガス３中の二酸化炭素濃度が１％程度に低下したところでデータロガー９０によるデータ収集を停止し、実験を終了した。
【0069】
（６）（２）で排ガス３中の二酸化炭素濃度が上昇し始めた時点から（５）のデータ収集停止までの二酸化炭素濃度の積算値から、二酸化炭素放散量を算出した。
【0070】
本例における排ガス３中の二酸化炭素濃度（太線）、および吸収液２ａ温度（太点線）の推移を図３に示す。（１）で空気のみを通気してもボトル１０内の二酸化炭素濃度は約４％残存したが、これは気相の二酸化炭素分圧の低下とともに室温においても二酸化炭素の放散が始まったためと考えられる。二酸化炭素放散量は１１８１ｍＬ（５２．７ｍｍｏｌ）であり、実施例１で測定した二酸化炭素吸収量に対する回収率は８９％だった。なお前述したとおり、二酸化炭素濃度の積算開始時点で既に二酸化炭素が放散されていることが考えられるため、（５）で完全に吸収液から二酸化炭素を放散できたと判断しても、必ずしも二酸化炭素回収率が１００％とはならない。二酸化炭素の温度域毎の回収率はそれぞれ、室温から６０℃（（２）および（３））で６５％、６０℃から７０℃（（４））で１６％、７０℃から８０℃（（５））で８％だった。すなわち７０℃以下の低温で、吸収した二酸化炭素の大部分（８１％）が放散され回収できることがわかる。
【0071】
比較例２ 二酸化炭素を吸収したＲＺＥＴＡ水溶液からの二酸化炭素放散（ＣＡ添加なし）
（１）比較例１で二酸化炭素を吸収した吸収液２ａが入ったボトル１０に、排ガス分析計８０の表示が安定するまで、５００ｍＬ／ｍｉｎで空気と二酸化炭素の混合ガス（空気１ａ ４５０ｍＬ／ｍｉｎ、二酸化炭素１ｂ ５０ｍＬ／ｍｉｎ）を通気した後、空気１ａ ５００ｍＬ／ｍｉｎに切り替えた。
（１）比較例１で二酸化炭素を吸収した吸収液２ａが入ったボトル１０に、排ガス分析計８０の表示が安定するまで、５００ｍＬ／ｍｉｎで空気と二酸化炭素の混合ガス（空気１ａ ４５０ｍＬ／ｍｉｎ、二酸化炭素１ｂ ５０ｍＬ／ｍｉｎ）を通気した後、空気１ａ ５００ｍＬ／ｍｉｎに切り替えた。
【0072】
（２）排ガス３中の二酸化炭素濃度が０．５％以下まで低下した時点でデータロガー９０によるデータ収集を開始するとともに湯浴槽２０の温度を７０℃に設定し、吸収液２ａが入ったボトル１０を加温した。
【0073】
（３）二酸化炭素の放散が落着き、排ガス３中の二酸化炭素濃度が４％程度まで低下したところで、残存二酸化炭素の放散を加速させるため、湯浴槽２０の設定温度を８０℃に変更した。
【0074】
（４）残存二酸化炭素の放散をさらに加速させるため、湯浴槽２０の設定温度を９０℃に変更した。二酸化炭素濃度が０．５％以下までに低下したところでデータロガー９０によるデータ収集を停止し、実験を終了した。
【0075】
（５）（２）の工程で排ガス３中の二酸化炭素濃度が上昇し始めた時点から（４）のデータ収集停止までの二酸化炭素濃度の積算値から、二酸化炭素放散量を算出した。
【0076】
本例における排ガス３中の二酸化炭素濃度（細線）、および吸収液２ａ温度（細点線）の推移を図３に示す。（２）で排ガス３中の二酸化炭素濃度は上昇したが、吸収液２ａの温度が６０℃に到達しても二酸化炭素濃度は１％程度に過ぎず、吸収液液温が７０℃に到達すると排ガス３中の二酸化炭素濃度は５％から６％程度のピークを示し、（３）により吸収液液温が８０℃に到達した時点で二酸化炭素濃度４％前後の第二のピークが認められた。その後（４）により吸収液液温は９０℃に到達したが、排ガス３中の二酸化炭素濃度の上昇は僅かに認められたにすぎなかった。二酸化炭素放散量は６４９ｍＬ（２９．２ｍｍｏｌ）であり、比較例１の二酸化炭素吸収量に対する回収率は１０７％だった。回収率が１００％を超えているが、誤差のためであると考えられる。二酸化炭素の各温度域の回収率はそれぞれ、室温から６０℃（（２））で５％、６０℃から７０℃（（２））で６７％、７０℃から８０℃（（３））で２５％、８０℃から９０℃（（４））で９％だった。ＣＡ非存在下ではＣＡ存在下（実施例２）とは異なり、二酸化炭素回収に７０℃以上の高温が必要であることがわかる。なお吸収液２ａを９０℃に加温（（４））した際、エアーストーン１２が破損したため、以降の実験では吸収液２ａへの加温は８０℃で留めることにした。
【0077】
比較例３ Ｎ－（２－アミノエチル）エタノールアミン（ＡＥＥＡ）水溶液による二酸化炭素分離（ＣＡ添加なし）
（１）ＡＥＥＡ（東京化成工業製）を２０．１ｇ（１９７ｍｍｏｌ）秤量し、純水を加え４９．６ｇとした水溶液（ｐＨ１２．４）を二酸化炭素の吸収液２ａとした他は、比較例１と同様な方法で二酸化炭素吸収工程を行なった。ただしデータロガー９０によるデータ収集は、二酸化炭素／空気混合ガスを約７０Ｌ供給した時点で停止している。
（１）ＡＥＥＡ（東京化成工業製）を２０．１ｇ（１９７ｍｍｏｌ）秤量し、純水を加え４９．６ｇとした水溶液（ｐＨ１２．４）を二酸化炭素の吸収液２ａとした他は、比較例１と同様な方法で二酸化炭素吸収工程を行なった。ただしデータロガー９０によるデータ収集は、二酸化炭素／空気混合ガスを約７０Ｌ供給した時点で停止している。
【0078】
（２）（１）で二酸化炭素を吸収した吸収液２ａが入ったボトル１０に、排ガス分析計８０の表示が安定するまで、５００ｍＬ／ｍｉｎで空気と二酸化炭素の混合ガス（空気４５０ｍＬ／ｍｉｎ、二酸化炭素５０ｍＬ／ｍｉｎ）を通気した後、空気５００ｍＬ／ｍｉｎに切り替えた。
【0079】
（３）排ガス３中の二酸化炭素濃度が０．１％以下まで低下した時点でデータ収集を開始するとともに湯浴槽の温度を６０℃に設定し、吸収液２ａが入ったボトルを加温した。
【0080】
（４）排ガス３中の二酸化炭素濃度が３．５％となった時点で、残存二酸化炭素の放散を加速させるため、湯浴槽の設定温度を７０℃に変更した。
【0081】
（５）排ガス３中の二酸化炭素濃度が約４％まで低下した時点で、残存二酸化炭素の放散をさらに加速させるため、湯浴槽の設定温度を８０℃に変更した。排ガス３中の二酸化炭素濃度が約２％まで低下したところでデータロガー９０によるデータ収集を停止し、実施例２（６）と同様な方法で二酸化炭素放散量を算出した。
【0082】
本例の二酸化炭素吸収工程（（１））における、排ガス３中の二酸化炭素濃度の推移を図４の細線に示す。二酸化炭素吸収量は４０２７ｍＬ（１７９．８ｍｍｏｌ）となり、ＡＥＥＡ １ｍｏｌあたりに換算すると０．９１ｍｏｌだった。
【0083】
本例の二酸化炭素放散工程（（２）から（５））における、排ガス３中の二酸化炭素濃度、吸収液温度の推移を図５に示す（二酸化炭素濃度：細実線、吸収液２ａ温度：細点線）。（３）で排ガス３中の二酸化炭素濃度は昇温とともに上昇し、（４）でさらに上昇し、ピーク時の二酸化炭素濃度は５％前後に達した。その後は低下したが、（５）で二酸化炭素濃度は再び上昇し、６％付近まで上昇した。その後は再びに低下し、二酸化炭素濃度が２％付近まで低下した時点でデータ収集を停止し、実験を終了した。二酸化炭素放散量は１３７２ｍＬ（６１．３ｍｍｏｌ）であり、前記二酸化炭素吸収量に対する回収率は３４％だった。また各温度域の二酸化炭素回収率はそれぞれ、室温から６０℃（（３））で２％、６０℃から７０℃（（４））で１０％、７０℃から８０℃（（５））で２３％だった。二酸化炭素分離組成物としてＡＥＥＡを用いると、吸収した二酸化炭素の放散をＲＺＥＴＡ（実施例２）より高温で行なう必要があることがわかる。その理由として、ＡＥＥＡのような低級アミン（１級および２級アミン）は二酸化炭素と安定なカルバミン酸を形成することが知られており、その開裂に多くの熱エネルギーを要するためと考えられる。
【0084】
比較例４ ＡＥＥＡ水溶液による二酸化炭素分離（ＣＡ添加あり）
（１）ＡＥＥＡを２１．３ｇ（２０８ｍｍｏｌ）秤量し、純水を加えて５１．８ｇとして吸収液２ａを調製した。なお吸収液２ａのｐＨは１２．７だった。
（１）ＡＥＥＡを２１．３ｇ（２０８ｍｍｏｌ）秤量し、純水を加えて５１．８ｇとして吸収液２ａを調製した。なお吸収液２ａのｐＨは１２．７だった。
【0085】
（２）（１）で調製した吸収液２ａを、実施例１（２）から（４）に記載の方法で準備し、混合ガスを通気した。
【0086】
（３）吸収液２ａへの通気開始から２０分経過後（吸収液２ａへの通気量１０Ｌ）、０．２ｇ／Ｌウシ赤血球由来ＣＡ（Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ製）水溶液２ｂを５０ｍＬ添加し、さらに４０分経過後（吸収液への通気量３０Ｌ）、ＣＡ水溶液２ｂを５０ｍＬ添加した。
【0087】
（４）排ガス３中の二酸化炭素濃度が約５％に到達した時点で混合ガスの供給量を５０ｍＬ／ｍｉｎに下げ、排ガス分析計８０による測定およびデータロガー９０によるデータ収集を停止した。二酸化炭素吸収量は、実施例１（７）に記載の方法で算出した。
【0088】
（５）比較例３（２）から（５）と同様な方法で、（４）の吸収液２ａからの二酸化炭素放散工程を行なった。ただし前記吸収液２ａにはあらかじめ気泡抑制剤（２５％アデカノールＬＧ－１０９（ＡＤＥＫＡ製）のエタノール溶液２００μＬ）を添加しており、設定温度は排ガス３中の二酸化炭素濃度が３％となった時点で７０℃に、同濃度が４％を下回った時点で８０℃に、それぞれ切り替えている。
【0089】
本例の二酸化炭素吸収工程（（１）から（４））における、排ガス３中の二酸化炭素濃度の推移を図４の太線に示す。二酸化炭素吸収量は３９６５ｍＬ（１７７．０ｍｍｏｌ）となった。ＡＥＥＡ １ｍｏｌあたりに換算すると０．８５ｍｏｌであり、ＣＡを添加しない場合（比較例３、ＡＥＥＡ １ｍｏｌあたりの二酸化炭素吸収量０．９１ｍｏｌ）とほぼ同等であった。この結果からＡＥＥＡを用いたときは、ＲＺＥＴＡ（実施例１／比較例１）を用いたときのような、ＣＡ添加による二酸化炭素吸収量向上効果がないことがわかる。この理由として、ＡＥＥＡが強い塩基性のため、特に１回目に添加したＣＡが直ちに失活したためと考えられる。
【0090】
本例の二酸化炭素放散工程（（５））における、排ガス３中の二酸化炭素濃度、および吸収液２ａ温度の推移を図５に示す（二酸化炭素濃度：太実線、吸収液２ａ温度：太点線）。二酸化炭素放散量は１２３６ｍＬ（５５．２ｍｍｏｌ）であり、前記二酸化炭素吸収量に対する回収率は３１％であった。また各温度域の二酸化炭素回収率はそれぞれ、室温から６０℃で２％、６０℃から７０℃で８％、７０℃から８０℃で２１％であった。ＲＺＥＴＡ（実施例２／比較例２）を用いたときとは異なり、ＣＡ添加による、放散温度低下の効果は確認できなかった。
【0091】
比較例５ Ｎ－（メチル）ジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）水溶液による二酸化炭素分離（ＣＡ添加なし）
（１）ＭＤＥＡ（東京化成工業製）を２１．２ｇ（１７８ｍｍｏｌ）秤量し、純水を加え５２．８ｇとした水溶液（ｐＨ１１．６）を二酸化炭素の吸収液２ａとした他は、比較例１と同様な方法で二酸化炭素吸収工程を行なった。ただしエアーストーン１２はＣＲＢｒｅｗＢｅｅｒ社製のステンレス製エアストーンを使用し、データロガー９０によるデータ収集は二酸化炭素／空気混合ガスを約４５Ｌ供給した時点で停止している。
（１）ＭＤＥＡ（東京化成工業製）を２１．２ｇ（１７８ｍｍｏｌ）秤量し、純水を加え５２．８ｇとした水溶液（ｐＨ１１．６）を二酸化炭素の吸収液２ａとした他は、比較例１と同様な方法で二酸化炭素吸収工程を行なった。ただしエアーストーン１２はＣＲＢｒｅｗＢｅｅｒ社製のステンレス製エアストーンを使用し、データロガー９０によるデータ収集は二酸化炭素／空気混合ガスを約４５Ｌ供給した時点で停止している。
【0092】
（２）比較例３（２）から（５）と同様な方法で、（４）の吸収液２ａからの二酸化炭素放散工程を行なった。ただし設定温度は、空気を約７．５Ｌ通気した時点で７０℃に、約１２．５Ｌ通気した時点で８０℃に、それぞれ切り替えている。
【0093】
本例の二酸化炭素吸収工程（（１））における、排ガス３中の二酸化炭素濃度の推移を図６の細線に示す。二酸化炭素吸収量は４９９ｍＬ（２２．３ｍｍｏｌ）となった。ＭＤＥＡ １ｍｏｌあたりに換算すると０．１３ｍｏｌであった。
【0094】
本例の二酸化炭素放散工程（（２））における、排ガス３中の二酸化炭素濃度、および吸収液２ａ温度の推移を図７に示す（二酸化炭素濃度：細実線、吸収液２ａ温度：細点線）。二酸化炭素放散量は３１７ｍＬ（１４．２ｍｍｏｌ）であり、前記二酸化炭素吸収量に対する回収率は６４％であった。また各温度域毎の二酸化炭素回収率はそれぞれ、室温から６０℃は０％、６０℃から７０℃で７％、７０℃から８０℃で５７％であった。ＭＤＥＡはＲＺＥＴＡと同じ３級アミンであるが、吸収した二酸化炭素を放散させるにはＲＺＥＴＡ（比較例２）より高温で行なう必要があることがわかる。
【0095】
比較例６ ＭＤＥＡ水溶液による二酸化炭素分離（ＣＡ添加あり）
（１）ＭＤＥＡを２１．６ｇ（１８１ｍｍｏｌ）秤量し、純水を加え５１．２ｇとした水溶液（ｐＨ１１．６）を二酸化炭素の吸収液２ａとした他は、比較例４と同様な方法で二酸化炭素吸収工程を行なった。ただしＣＡ水溶液２ｂの添加（５０ｍＬ）は、吸収液２ａへの通気開始から２０分（吸収液への通気量１０Ｌ）および５０分後（同通気量２５Ｌ）に行ない、データロガー９０によるデータ収集は二酸化炭素／空気混合ガスを約４５Ｌ供給した時点で停止している。
（１）ＭＤＥＡを２１．６ｇ（１８１ｍｍｏｌ）秤量し、純水を加え５１．２ｇとした水溶液（ｐＨ１１．６）を二酸化炭素の吸収液２ａとした他は、比較例４と同様な方法で二酸化炭素吸収工程を行なった。ただしＣＡ水溶液２ｂの添加（５０ｍＬ）は、吸収液２ａへの通気開始から２０分（吸収液への通気量１０Ｌ）および５０分後（同通気量２５Ｌ）に行ない、データロガー９０によるデータ収集は二酸化炭素／空気混合ガスを約４５Ｌ供給した時点で停止している。
【0096】
（２）比較例３（２）から（５）と同様な方法で、（１）の吸収液２ａからの二酸化炭素放散工程を行なった。ただし設定温度は排ガス３中の二酸化炭素濃度が約１％で安定した時点で７０℃に、同濃度が約２．５％まで低下した時点で８０℃に、それぞれ切り替えており、設定温度を７０℃に切り替えた時点で気泡抑制剤（２５％アデカノールＬＧ－１０９（ＡＤＥＫＡ製）のエタノール溶液２００μＬ）を添加している。
【0097】
本例の二酸化炭素吸収工程（（１））における、排ガス中の二酸化炭素濃度の推移を図６の太線に示す。二酸化炭素吸収量は６６８ｍＬ（２９．８ｍｍｏｌ）となった。ＭＤＥＡ １ｍｏｌあたりに換算すると０．１６ｍｏｌであった。
【0098】
本例の二酸化炭素放散工程（（２））における、排ガス３中の二酸化炭素濃度、および吸収液２ａ温度の推移を図７に示す（二酸化炭素濃度：太実線、吸収液２ａ温度：太点線）。二酸化炭素放散量は６５２ｍＬ（２９．１ｍｍｏｌ）であり、前記二酸化炭素吸収量に対する回収率は９８％であった。また各温度域の二酸化炭素回収率はそれぞれ、室温から６０℃は５％、６０℃から７０℃で２２％、７０℃から８０℃で７１％であった。ＣＡ未添加（比較例５）との比較では、二酸化炭素の回収率は向上し、かつより低温で二酸化炭素を放散できた。しかしながら、ＲＺＥＴＡを用いたときの方が、ＣＡ添加の有無にかかわらず、より低温で二酸化炭素を放散できる（実施例２および比較例２）。
【0099】
実施例１および２ならびに比較例１から６の結果をまとめた図表を表１および２、ならびに図８および９に示す。
【0100】
【表1】
【0101】
【表2】
【産業上の利用可能性】
【0102】
本発明の二酸化炭素分離用組成物は、当該組成物に吸収された二酸化炭素を、従来の組成物よりも低い温度で放散できる。つまり、本発明の組成物を使用することで、前記放散に要するエネルギー消費量が低減し、より環境負荷の低い二酸化炭素分離プロセスを提供できる。
【符号の説明】
【0103】
１ａ：空気
１ｂ：二酸化炭素
２ａ：吸収液（アミン化合物水溶液）
２ｂ：酵素液（ＣＡ水溶液）
３：排ガス
４：冷却水
１０：ボトル
１１：スターラーチップ
１２：エアストーン
２０：湯浴槽
３０：マグネチックスターラー
４１・４２：マスフローコントローラ
５１・５２：エアフィルター
６０：還流管
７０：ミストトラップ
８０：排ガス分析計（赤外式二酸化炭素分析計）
９０：データロガー
９１：熱電対
１ｂ：二酸化炭素
２ａ：吸収液（アミン化合物水溶液）
２ｂ：酵素液（ＣＡ水溶液）
３：排ガス
４：冷却水
１０：ボトル
１１：スターラーチップ
１２：エアストーン
２０：湯浴槽
３０：マグネチックスターラー
４１・４２：マスフローコントローラ
５１・５２：エアフィルター
６０：還流管
７０：ミストトラップ
８０：排ガス分析計（赤外式二酸化炭素分析計）
９０：データロガー
９１：熱電対
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】