特開 2024-8922 二酸化炭素吸収液及び二酸化炭素の分離回収方法

(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】P2024008922

(43)【公開日】2024-01-19

(54)【発明の名称】二酸化炭素吸収液及び二酸化炭素の分離回収方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/14 20060101AFI20240112BHJP

   B01D 53/62 20060101ALI20240112BHJP

   B01D 53/78 20060101ALI20240112BHJP

【ＦＩ】

B01D53/14 210

B01D53/62 ZAB

B01D53/78

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023112238

(22)【出願日】2023-07-07

(31)【優先権主張番号】P 2022110285

(32)【優先日】2022-07-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和２年度、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「ムーンショット型研究開発事業／地球環境再生に向けた持続可能な資源循環を実現／冷熱を利用した大気中二酸化炭素直接回収の研究開発」、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】504139662

【氏名又は名称】国立大学法人東海国立大学機構

(74)【代理人】

【識別番号】110000796

【氏名又は名称】弁理士法人三枝国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】町田 洋

(72)【発明者】

【氏名】則永 行庸

(72)【発明者】

【氏名】平山 幹朗

【テーマコード（参考）】

4D002

4D020

【Ｆターム（参考）】

4D002AA09

4D002AC01

4D002AC05

4D002AC10

4D002BA02

4D002CA01

4D002CA06

4D002CA07

4D002DA13

4D002DA17

4D002DA31

4D002DA32

4D002DA34

4D002DA70

4D002EA07

4D002FA01

4D002GA01

4D002GB03

4D002GB04

4D002GB20

4D020AA03

4D020BA16

4D020BA18

4D020BA19

4D020BA21

4D020BA30

4D020BB04

4D020BC02

4D020CB01

4D020CB08

4D020CB25

4D020DA03

4D020DB02

4D020DB04

4D020DB20

(57)【要約】

【課題】より省エネルギーな直接空気回収（ＤＡＣ）技術を提供するため、熱エネルギーを必要としない減圧等によって大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収することができる二酸化炭素吸収液及びこれを用いた二酸化炭素の分離回収方法を提供する。
【解決手段】二酸化炭素を含有する被分離ガスから二酸化炭素を分離回収するための二酸化炭素吸収液であって、第一級アミン及び有機溶媒を含有し、且つ、前記有機溶媒は、２５℃における蒸気圧が０～１０００Ｐａである、二酸化炭素吸収液。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

二酸化炭素を含有する被分離ガスから二酸化炭素を分離回収するための二酸化炭素吸収液であって、
第一級アミン及び有機溶媒を含有し、且つ、
前記有機溶媒は、２５℃における蒸気圧が０～１０００Ｐａである、二酸化炭素吸収液。

【請求項2】

２５℃において、二酸化炭素分圧が４０Ｐａ及び１０Ｐａである場合におけるＣＯ_２吸収量の差が、０．０１～１．００ｍｏｌ－ＣＯ_２／ｍｏｌ－アミンである、請求項１に記載の二酸化炭素吸収液。

【請求項3】

２５℃において、前記二酸化炭素吸収液の蒸気圧が１００Ｐａ以下である、請求項１に記載の二酸化炭素吸収液。

【請求項4】

２５℃において、前記二酸化炭素吸収液の二酸化炭素分圧が４０Ｐａである場合におけるＣＯ_２吸収量が、０．０１０ｇ－ＣＯ_２／ｇ－二酸化炭素吸収液以上である、請求項１に記載の二酸化炭素吸収液。

【請求項5】

前記第一級アミンが、第一級アルカノールアミンである、請求項１に記載の二酸化炭素吸収液。

【請求項6】

前記第一級アルカノールアミンが、モノエタノールアミン、ジグリコールアミン、２－アミノ－２－メチル－１－プロパノール、モノプロパノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ＤＬ－１－アミノ－２－プロパノール、及び３－アミノ－１，２－プロパンジオールよりなる群から選ばれる少なくとも１種である、請求項５に記載の二酸化炭素吸収液。

【請求項7】

前記有機溶媒が、ポリオール若しくはそのアルキルエーテル、並びにイオン液体よりなる群から選ばれる少なくとも１種である、請求項１に記載の二酸化炭素吸収液。

【請求項8】

前記有機溶媒が、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール及びポリエチレングリコール、並びにこれらのモノアルキルエーテルと、
カチオンがイミダゾリニウムカチオン、第４級ホスホニウムカチオン、又はリン原子を含む複素環骨格を有するカチオンであり、アニオンがＢｒ^－、Ｃｌ^－、ＢＦ_４ ^－、ＰＦ_６ ^－、又は（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２Ｎ^－であるイオン液体と
よりなる群から選ばれる少なくとも１種である、請求項７に記載の二酸化炭素吸収液。

【請求項9】

前記二酸化炭素吸収液の総量を１００質量％として、前記第一級アミンの含有量が１～５０質量％である、請求項１に記載の二酸化炭素吸収液。

【請求項10】

前記二酸化炭素吸収液の総量を１００質量％として、前記有機溶媒の含有量が５０～９９質量％である、請求項１に記載の二酸化炭素吸収液。

【請求項11】

二酸化炭素を吸着して地中に埋める直接空気回収技術に使用するために用いられる、請求項１～１０のいずれか１項に記載の二酸化炭素吸収液。

【請求項12】

二酸化炭素を含有する被分離ガスから二酸化炭素を分離回収する方法であって、
（１）請求項１～１０のいずれか１項に記載の二酸化炭素吸収液を、二酸化炭素を含有する被分離ガスと接触させ、二酸化炭素を含有する被分離ガスから二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収液を得る工程、及び、
（２）前記工程（１）で得られた、二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収液から、減圧下に二酸化炭素を脱離して放散させ、放散した二酸化炭素を回収する工程
を備える、方法。

【請求項13】

前記工程（２）が、二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収液から、減圧下に二酸化炭素を昇華させる工程である、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記工程（１）及び（２）が、０～６０℃で行われる、請求項１２に記載の方法。

【請求項15】

前記工程（１）が、二酸化炭素分圧３０～１００Ｐａの圧力下に行われ、前記工程（２）が二酸化炭素分圧１～２０Ｐａの圧力下に行われる、請求項１２に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、二酸化炭素吸収液及び二酸化炭素の分離回収方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、人類の社会活動に付随する二酸化炭素やメタンといった温室効果ガス排出量の急激な増加が地球温暖化の原因の一つに挙げられている。特に、二酸化炭素は温室効果ガスの中でも最も主要なものであり、２０１６年に発効されたパリ協定に従い、二酸化炭素排出量削減へ向けての対策が急務となっている。

【0003】

このような状況下、大気中の二酸化炭素を吸着して地中に埋める直接空気回収（ＤＡＣ）技術は、ネガティブエミッションに資する数少ない手段である。

【0004】

これまでに、カーボンエンジニアリング、クライムワークス、グローバルサーモスタット等、各社が直接空気回収（ＤＡＣ）技術の先行的な取り組みを進めている。

【0005】

例えば、カーボンエンジニアリング社は、アルカリ溶液に二酸化炭素を吸収させつつ、二酸化炭素を炭酸塩に固定させているが、二酸化炭素の回収には、９００℃という非常に高温での加熱が必要とされており、過大な熱エネルギーが必要である。

【0006】

また、二酸化炭素吸収液として水溶液を使用した場合には、水の蒸気圧が極めて大きい。このため、大気中の二酸化炭素分割は、２５℃において約４０Ｐａであるところ、熱エネルギーを必要としない減圧等によって大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収するために適していない。

【0007】

このため、熱エネルギーを必要としない減圧等によって大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収するために適した二酸化炭素吸収剤は実用化されていないのが現状であり、より省エネルギーな直接空気回収（ＤＡＣ）技術が求められている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、上記のような課題を解決しようとするものであり、より省エネルギーな直接空気回収（ＤＡＣ）技術を提供するため、熱エネルギーを必要としない減圧等によって大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収することができる二酸化炭素吸収液及びこれを用いた二酸化炭素の分離回収方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、第一級アミンと２５℃における蒸気圧が０～１０００Ｐａである有機溶媒とを使用することにより、上記課題を解決し、熱エネルギーを必要としない減圧等によって大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収することができる二酸化炭素吸収液が得られることを見出した。

【0010】

本発明は、上記の知見に基づき、更に十分な検討を重ねて完成されたものであり、以下の構成を包含する。

【0011】

項１．二酸化炭素を含有する被分離ガスから二酸化炭素を分離回収するための二酸化炭素吸収液であって、
第一級アミン及び有機溶媒を含有し、且つ、
前記有機溶媒は、２５℃における蒸気圧が０～１０００Ｐａである、二酸化炭素吸収液。

【0012】

項２．２５℃において、二酸化炭素分圧が４０Ｐａ及び１０Ｐａである場合におけるＣＯ_２吸収量の差が、０．０１～１．００ｍｏｌ－ＣＯ_２／ｍｏｌ－アミンである、項１に記載の二酸化炭素吸収液。

【0013】

項３．２５℃において、前記二酸化炭素吸収液の蒸気圧が１００Ｐａ以下である、項１又は２に記載の二酸化炭素吸収液。

【0014】

項４．２５℃において、前記二酸化炭素吸収液の二酸化炭素分圧が４０Ｐａである場合におけるＣＯ_２吸収量が、０．０１０ｇ－ＣＯ_２／ｇ－二酸化炭素吸収液以上である、項１～３のいずれか１項に記載の二酸化炭素吸収液。

【0015】

項５．前記第一級アミンが、第一級アルカノールアミンである、項１～４のいずれか１項に記載の二酸化炭素吸収液。

【0016】

項６．前記第一級アルカノールアミンが、モノエタノールアミン、ジグリコールアミン、２－アミノ－２－メチル－１－プロパノール、モノプロパノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ＤＬ－１－アミノ－２－プロパノール、及び３－アミノ－１，２－プロパンジオールよりなる群から選ばれる少なくとも１種である、項５に記載の二酸化炭素吸収液。

【0017】

項７．前記有機溶媒が、ポリオール若しくはそのアルキルエーテル、並びにイオン液体よりなる群から選ばれる少なくとも１種である、項１～６のいずれか１項に記載の二酸化炭素吸収液。

【0018】

項８．前記有機溶媒が、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール及びポリエチレングリコール、並びにこれらのモノアルキルエーテルと、
カチオンがイミダゾリニウムカチオン、第４級ホスホニウムカチオン、又はリン原子を含む複素環骨格を有するカチオンであり、アニオンがＢｒ^－、Ｃｌ^－、ＢＦ_４ ^－、ＰＦ_６ ^－、又は（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２Ｎ^－であるイオン液体と
よりなる群から選ばれる少なくとも１種である、項１～７のいずれか１項に記載の二酸化炭素吸収液。

【0019】

項９．前記二酸化炭素吸収液の総量を１００質量％として、前記第一級アミンの含有量が１～５０質量％である、項１～８のいずれか１項に記載の二酸化炭素吸収液。

【0020】

項１０．前記二酸化炭素吸収液の総量を１００質量％として、前記有機溶媒の含有量が５０～９９質量％である、項１～９のいずれか１項に記載の二酸化炭素吸収液。

【0021】

項１１．二酸化炭素を吸着して地中に埋める直接空気回収技術に使用するために用いられる、項１～１０のいずれか１項に記載の二酸化炭素吸収液。

【0022】

項１２．二酸化炭素を含有する被分離ガスから二酸化炭素を分離回収する方法であって、
（１）項１～１１のいずれか１項に記載の二酸化炭素吸収液を、二酸化炭素を含有する被分離ガスと接触させ、二酸化炭素を含有する被分離ガスから二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収液を得る工程、及び、
（２）前記工程（１）で得られた、二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収液から、減圧下に二酸化炭素を脱離して放散させ、放散した二酸化炭素を回収する工程
を備える、方法。

【0023】

項１３．前記工程（２）が、二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収液から、減圧下に二酸化炭素を昇華させる工程である、項１２に記載の方法。

【0024】

項１４．前記工程（１）及び（２）が、０～６０℃で行われる、項１２又は１３に記載の方法。

【0025】

項１５．前記工程（１）が、二酸化炭素分圧３０～１００Ｐａの圧力下に行われ、前記工程（２）が二酸化炭素分圧１～２０Ｐａの圧力下に行われる、項１２～１４のいずれか１項に記載の方法。

【発明の効果】

【0026】

本発明によれば、熱エネルギーを必要としない減圧等によって大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収することができる二酸化炭素吸収液及びこれを用いた二酸化炭素の分離回収方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】実施例３で得られた二酸化炭素吸収液において、２５℃、３０℃及び４０℃における二酸化炭素分圧と二酸化炭素吸収量との関係を示す。

【発明を実施するための形態】

【0028】

本明細書において、「含有する（comprise）」は、「実質的にのみからなる（consist essentially of）」、及び「のみからなる（consist of）」も包含する概念である。

【0029】

本明細書において、範囲を「Ａ～Ｂ」で表す場合、特に限定されない限り、Ａ以上Ｂ以下を意味する。

【0030】

１．二酸化炭素吸収液
本発明の二酸化炭素吸収液は、二酸化炭素を含有する被分離ガスから二酸化炭素を分離回収するための二酸化炭素吸収液であって、アミン及び有機溶媒を含有する。

【0031】

（１－１）第一級アミン
本発明で使用される第一級アミンとしては、特に制限されるわけではないが、２５℃における蒸気圧が小さい第一級アミンが好ましい。

【0032】

具体的には、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収しやすい観点から、本発明で使用される第一級アミンの２５℃における蒸気圧は、０～１００Ｐａが好ましく、０～５０Ｐａがより好ましい。なお、第一級アミンの２５℃における蒸気圧は、既報の文献値がある場合は文献値を採用し、そうでない場合は分子構造から推算する。

【0033】

このような第一級アミンとしては、具体的には、モノエタノールアミン、ジグリコールアミン、２－アミノ－２－メチル－１－プロパノール、モノプロパノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ＤＬ－１－アミノ－２－プロパノール、３－アミノ－１，２－プロパンジオール等のアルカノールアミンが挙げられる。これらのなかでも、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収しやすい観点から、モノエタノールアミン、ジグリコールアミン等が好ましい。

【0034】

以上の第一級アミンは、公知又は市販品を用いることができる。また、以上の単独で用いることもでき、２種以上を組合せて用いることもできる。

【0035】

なお、第一級アミンではなく、第二級アミン又は第三級アミンを使用した場合は、仮に、蒸気圧の少ない第二級アミン又は第三級アミンを使用し、且つ、後述のように蒸気圧の少ない有機溶媒又はイオン液体を使用した場合であっても、得られた二酸化炭素吸収液は二酸化炭素と十分に反応せず、十分に二酸化炭素を吸収することができない。

【0036】

本発明の二酸化炭素吸収液において、上記した第一級アミンの含有量は、特に制限されるわけではないが、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収しやすい観点から、二酸化炭素吸収液の総量を１００質量％として、１～５０質量％が好ましく、５～４０質量％がさらに好ましい。

【0037】

（１－２）有機溶媒
本発明で使用される有機溶媒としては、２５℃における蒸気圧が０～１０００Ｐａである有機溶媒を使用する。特に、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収しやすい観点から、本発明で使用される有機溶媒の２５℃における蒸気圧は、０～１０００Ｐａ、好ましくは０．０１～１００Ｐａ、より好ましくは０．０２～１０Ｐａ、さらに好ましくは０．０３～１Ｐａである。また、有機溶媒としては、蒸気圧が実質的にゼロ（例えば０～０．００５Ｐａ）であるイオン液体も好ましく使用することができる。なお、有機溶媒の２５℃における蒸気圧は、既報の文献値がある場合は文献値を採用し、そうでない場合は分子構造から推算する。

【0038】

このような有機溶媒としては、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収しやすい観点から、ポリオール若しくはそのアルキルエーテル、並びにイオン液体が好ましい。なかでも、ポリオール若しくはそのアルキルエーテルとしては、例えば、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール等の他、これらのモノアルキルエーテル等が挙げられる。

【0039】

また、イオン液体としては、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収しやすい観点から、カチオンがイミダゾリニウムカチオン、ピリジニウムカチオン、第４級ホスホニウムカチオン、又はリン原子を含む複素環骨格を有するカチオン（１－ブチル－３－メチルイミダゾリウム、１－ブチルピリジニウム等）であり、アニオンがＢｒ^－、Ｃｌ^－、ＢＦ_４ ^－、ＰＦ_６ ^－、又は（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２Ｎ^－であるイオン液体が好ましい。

【0040】

これらのなかでも、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収しやすい観点から、トリエチレングリコール、１－ブチル－３－メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスファート（ＢＭＩＭＰＦ_６）等が好ましい。

【0041】

以上の有機溶媒は、公知又は市販品を用いることができる。また、以上の有機溶媒は、単独で用いることもでき、２種以上を組合せて用いることもできる。

【0042】

本発明の二酸化炭素吸収液において、上記した有機溶媒の含有量は、特に制限されるわけではないが、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収しやすい観点から、二酸化炭素吸収液の総量を１００質量％として、５０～９９質量％が好ましく、６０～９５質量％がさらに好ましい。

【0043】

（１－３）その他成分
本発明の二酸化炭素吸収液には、上記した第一級アミンや、２５℃における蒸気圧が０～１０００Ｐａの有機溶媒の他にも、酸化防止剤等の副反応抑制剤；腐食防止剤等の劣化防止剤等の各種成分を含ませることも可能である。

【0044】

酸化防止剤等の副反応抑制剤としては、例えば、ジブチルヒドロキシトルエン、ブチルヒドロキシアニソール、エリソルビン酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、二酸化硫黄等が挙げられる。

【0045】

腐食防止剤等の劣化防止剤としては、例えば、１－ヒドロキシエタン－１，１－ジホスホン酸、２－ホスホノブタン－１，２，４－トリカルボン酸、１－ホスホノプロパン－２，３－ジカルボン酸、ホスホノスクシン酸、２－ヒドロキシホスホノ酢酸、マレイン酸系重合体（マレイン酸及びアミレンの共重合体；マレイン酸、アクリル酸及びスチレンの三元共重合体等）等が挙げられる。

【0046】

これらの各種成分は、本発明の効果を損なわない範囲で含ませることができ、例えば、二酸化炭素吸収液の総量を１００質量％として、０．０１～１０質量％、好ましくは０．０２～５質量％含ませることができる。

【0047】

ただし、水やメタノール、エタノール等のように、２５℃における蒸気圧が１０００Ｐａより大きい溶媒は、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収しやすい観点から、極力少ないことが好ましく、０～１０質量％、特に０～５質量％、さらには０～１質量％が好ましく、なかでも、これらの２５℃における蒸気圧が１０００Ｐａより大きい溶媒は含まないことが最も好ましい。

【0048】

（１－４）二酸化炭素吸収液
以上のような各成分を含有する本発明の二酸化炭素吸収液は、特に制限されるわけではないが、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収しやすい観点から、２５℃において、二酸化炭素分圧が４０Ｐａ及び１０Ｐａである場合におけるＣＯ_２吸収量の差が、０．０１～１．００ｍｏｌ－ＣＯ_２／ｍｏｌ－アミンであることが好ましく、０．０３～０．５０ｍｏｌ－ＣＯ_２／ｍｏｌ－アミンであることがより好ましく、０．０５～０．５０ｍｏｌ－ＣＯ_２／ｍｏｌ－アミンであることがさらに好ましい。

【0049】

以上のような各成分を含有する本発明の二酸化炭素吸収液は、特に制限されるわけではないが、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収しやすい観点から、２５℃において、蒸気圧が、１００Ｐａ以下が好ましく、０．０１～９５Ｐａがより好ましく、０．０２～９０Ｐａがさらに好ましい。なお、この蒸気圧は０．０３～２０Ｐａ以下とすることもできる。

【0050】

以上のような各成分を含有する本発明の二酸化炭素吸収液は、特に制限されるわけではないが、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収しやすい観点から、２５℃において、二酸化炭素分圧が４０Ｐａである場合におけるＣＯ_２吸収量（溶解度）が、０．０１０ｇ－ＣＯ_２／ｇ－二酸化炭素吸収液以上であることが好ましく、０．０１５～０．１００ｇ－ＣＯ_２／ｇ－二酸化炭素吸収液であることがより好ましく、０．０２０～０．１００ｇ－ＣＯ_２／ｇ－二酸化炭素吸収液であることがさらに好ましい。

【0051】

本発明の二酸化炭素吸収液が、二酸化炭素を吸収する対象となる「二酸化炭素を含有する被分離ガス」としては、大気の他にも、例えば、石炭、重油、天然ガス等を燃料とする火力発電所、製造所のボイラー、セメント工場のキルン、コークスで酸化鉄を還元する製鐵高炉、銑鉄中の炭素を燃焼して製鋼する製鉄転炉、石炭ガス化複合発電設備、タンカー等からの排ガス、採掘時天然ガス、改質ガス等も使用でき、該ガス中の二酸化炭素濃度は、体積濃度で通常０．０１～５０体積％程度、特に０．０４～２０体積％程度とすることができる。このような二酸化炭素濃度範囲では、本発明の作用効果が特に好適に発揮され得る。なお、二酸化炭素を含むガスには、二酸化炭素以外にＮ_２、水蒸気、ＣＯ、Ｈ_２Ｓ、ＣＯＳ、ＳＯ_２、ＮＯ_２、ＣＨ_４、水素等のガスが含まれていてもよい。

【0052】

後述の分離回収方法において説明するように、分離回収される二酸化炭素は、現在その技術が開発されつつある、二酸化炭素を吸着して地中に埋める直接空気回収（ＤＡＣ）技術に供することができることから、上記のような本発明の二酸化炭素吸収液は、二酸化炭素を吸着して地中に埋める直接空気回収（ＤＡＣ）技術に使用することが特に好適である。

【0053】

２．二酸化炭素の分離回収方法
本発明の二酸化炭素吸収液による二酸化炭素の分離回収方法は、特に制限されるわけではないが、
（１）本発明の二酸化炭素吸収液を、二酸化炭素を含有する被分離ガスと接触させ、二酸化炭素を含有する被分離ガスから二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収液を得る工程、及び、
（２）前記工程（１）で得られた、二酸化炭素を吸収した二酸化炭素吸収液から、減圧下に二酸化炭素を脱離して放散させ、放散した二酸化炭素を回収する工程
により行うことができる。

【0054】

（２－１）工程（１）
工程（１）では、本発明の二酸化炭素吸収液を、二酸化炭素を含有する被分離ガスと接触させることで、該二酸化炭素を含有する被分離ガス中の二酸化炭素を本発明の二酸化炭素吸収液に吸収させて分離する。

【0055】

工程（１）における、本発明の二酸化炭素吸収液を、二酸化炭素を含有する被分離ガスと接触させる方法は、特に限定されるものではない。例えば、本発明の二酸化炭素吸収液中に二酸化炭素を含有する被分離ガスをバブリングさせる方法、二酸化炭素を含有する被分離ガス中に本発明の二酸化炭素吸収液を霧状に降らす方法（噴霧乃至スプレー方式）、磁製や金属網製の充填材が入った吸収塔内で高圧の二酸化炭素を含有する被分離ガスと本発明の二酸化炭素吸収液とを向流接触させる方法等が挙げられる。

【0056】

工程（１）における温度は、０～６０℃、好ましくは５～５０℃、より好ましくは１０～４０℃とすることができる。この範囲であれば、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収しやすいとともに、かかる熱エネルギーも少なく省エネルギーな直接空気回収（ＤＡＣ）技術を達成しやすい。

【0057】

工程（１）における圧力は、大気中の二酸化炭素分圧と同程度とすることを想定し、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収しやすい観点から、例えば、３０～１００Ｐａ、好ましくは３２～８０Ｐａ、より好ましくは３５～６０Ｐａとすることができる。

【0058】

（２－２）工程（２）
工程（２）では、工程（１）で得られた、二酸化炭素を吸収した本発明の二酸化炭素吸収液から、減圧下に二酸化炭素を脱離して放散させ、放散した二酸化炭素を回収する。

【0059】

工程（２）の二酸化炭素を脱離して放散させる工程は、過度に加熱しないで行うことができる。具体的には、工程（２）の二酸化炭素を脱離して放散させる工程における温度は、０～６０℃、好ましくは５～５０℃、より好ましくは１０～４０℃とすることができる。この範囲であれば、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収しやすいとともに、かかる熱エネルギーも少なく省エネルギーな直接空気回収（ＤＡＣ）技術を達成しやすい。

【0060】

工程（２）の二酸化炭素を脱離して放散させる工程における圧力は、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収しやすい観点から、例えば、１～２０Ｐａ、好ましくは２～１８Ｐａ、より好ましくは３～１５Ｐａとすることができる。

【0061】

工程（２）の二酸化炭素を脱離して放散させる方法は、特に限定されるものではない。特に、本発明においては、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収することができるため、所定の圧力範囲に減圧することで、二酸化炭素を脱離して放散させることが可能である。

【0062】

特に、省エネルギーな直接空気回収（ＤＡＣ）技術を達成しやすい観点からは、分離された二酸化炭素を昇華（固化）させる二酸化炭素昇華器により、分離した二酸化炭素を、冷熱を有する流体を利用した冷媒等による冷却によって昇華（固化）させて回収することもできる。この二酸化炭素が昇華（固化）されて生じたドライアイスを、再度昇華（気化）する等して回収し、炭酸ガス等として活用することも可能である。この際使用できる装置は、例えば、国際公開第２０２１／２２１００７号に記載の装置等を使用することもできる。

【0063】

工程（２）において、二酸化炭素を放散した後の本発明の二酸化炭素吸収液は、再び工程（１）に戻し、循環再利用することもできる。

【0064】

また、上記の本発明の二酸化炭素吸収液による二酸化炭素の分離回収方法では、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収する方法について説明したが、工程（２）において、加熱し、温度差を用いて二酸化炭素を分離回収することも可能である。

【0065】

本発明の二酸化炭素吸収液による二酸化炭素の分離回収方法により分離回収された二酸化炭素は、通常９５～１００％の体積濃度を持ち、純粋で、あるいは非常に高濃度であり得る。該分離回収された二酸化炭素は、現在その技術が開発されつつある、二酸化炭素を吸着して地中に埋める直接空気回収（ＤＡＣ）技術に供することができる。その他、該分離回収された二酸化炭素の利用用途は、特に限定されるものではない。例えば、化成品等の合成原料、或いは食品冷凍用の冷剤等が挙げられる。

【実施例0066】

以下、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明する。但し、本発明はこれら実施例等に限定されるものではない。

【0067】

なお、２５℃における蒸気圧は、文献値により引用した。

【0068】

試薬及び溶媒
実施例及び比較例で使用した試薬及び溶媒を以下に示す。

【0069】

【表1】

【0070】

【表2】

【0071】

実施例１
モノエタノールアミン３０質量％と、トリエチレングリコール７０質量％とを混合し、実施例１の二酸化炭素吸収液を得た。

【0072】

実施例２
モノエタノールアミン１０質量％と、トリエチレングリコール９０質量％とを混合し、実施例２の二酸化炭素吸収液を得た。

【0073】

実施例３
ジグリコールアミン３０質量％と、トリエチレングリコール７０質量％とを混合し、実施例３の二酸化炭素吸収液を得た。

【0074】

実施例４
モノプロパノールアミン３０質量％と、トリエチレングリコール７０質量％とを混合し、実施例４の二酸化炭素吸収液を得た。

【0075】

実施例５
ジグリコールアミン３０質量％と、１－ブチル－３－メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスファート７０質量％とを混合し、実施例５の二酸化炭素吸収液を得た。

【0076】

比較例１
ジエタノールアミン３０質量％と、トリエチレングリコール７０質量％とを混合し、比較例１の二酸化炭素吸収液を得た。

【0077】

比較例２
モノエタノールアミン３０質量％と、水７０質量％とを混合し、比較例２の二酸化炭素吸収液を得た。

【0078】

比較例３
ジエタノールアミン３０質量％と、水７０質量％とを混合し、比較例３の二酸化炭素吸収液を得た。

【0079】

試験方法
（蒸気圧）
実施例１～５及び比較例１～３で得られた二酸化炭素吸収液の２５℃における蒸気圧を表３に示す。

【0080】

【表3】

【0081】

（二酸化炭素吸収量）
比較例２の二酸化炭素吸収液は２５℃における蒸気圧が高いことが判明し、揮発するために、圧力差によって二酸化炭素を分離回収する二酸化炭素吸収液には適していないことが判明した。

【0082】

次に、実施例１～５及び比較例１～３で得られた二酸化炭素吸収液について、２５℃において、二酸化炭素分圧が１０Ｐａ及び４０Ｐａの場合の二酸化炭素吸収量を測定した。測定は、ヘッドスペースガスクロマトグラフィーにより行った。結果を表４及び図１に示す。なお、図１では、実施例３の二酸化炭素吸収液において、２５℃、３０℃及び４０℃における二酸化炭素分圧と二酸化炭素吸収量との関係を示している。また、図１では、実施例３の二酸化炭素吸収液について、計算により求められる二酸化炭素吸収量を破線で示しており、実測値をマーカーで示している。

【0083】

【表4】

【0084】

以上の結果、実施例１～５では、２５℃においても、揮発しにくいうえに、二酸化炭素分圧が１０Ｐａ及び４０Ｐａの場合における二酸化炭素吸収量の差が大きく、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収することができることが示唆されている。一方、比較例１及び３では、揮発しにくいものの、二酸化炭素分圧が１０Ｐａ及び４０Ｐａの場合における二酸化炭素吸収量の差がほとんどなく、大気からの圧力差を用いて二酸化炭素を分離回収することができないことが示唆されている。また、比較例２では、上記のとおり、蒸気圧が高く揮発するために、圧力差によって二酸化炭素を分離回収する二酸化炭素吸収液には適していない。

【図1】