DE102012020141A1

DE102012020141A1 - Process for the synchronous absorption of carbon dioxide from flue gas and synthesis of dialkyl carbonates and alkylene carbonates

Info

Publication number: DE102012020141A1
Application number: DE102012020141.9A
Authority: DE
Inventors: Hermann Büttner; Jürgen Müller; Raphael Jonker; Sebastian Doedt; Tobias Bosse; Sebastian Makran; Norbert Ebeling; Peter Dettmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-10-15
Filing date: 2012-10-15
Publication date: 2014-04-17
Also published as: WO2014059961A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein synchrones CCU-Verfahren (Carbondioxide Capture and Utilization) zur Absorption von Kohlendioxid aus Rauchgas und anderen CO2-haltigen Substanzquellen und gleichzeitiger Synthese von Dialkylcarbonaten und Alkylencarbonaten. Allgemeiner Gegenstand der Innovation ist auf der einen Seite im Sinne eines „Carbondioxide-Capture” die Absorption von CO2 aus Rauchgas und anderen CO2-haltigen Substanzquellen mit Ammoniak und/oder Aminen unter Bildung von Ammoniumcarbamaten oder Ammoniumhydrogencarbonaten oder Harnstoffen oder Harnstoff-Intermediaten und auf der anderen Seite im Sinne einer „Carbondioxide-Utilization” die Umsetzung von Ammoniumcarbamaten oder Ammoniumhydrogencarbonaten oder Harnstoffen oder Harnstoff-Intermediaten mit aliphatischen, alicyclischen oder ungesättigten, auch ungesättigten, aromatischen Alkoholen zu Dialkylcarbonaten oder Alkylencarbonaten in der Form, dass das CO2-Absorptionsmittel wieder freigesetzt und in den repetierenden Prozess wieder eingespeist wird. Eine repetierende Prozessführung ist in herausragender Art und Weise Energie- und CO2-effizient.The present invention describes a synchronous CCU process (carbon dioxide capture and utilization) for the absorption of carbon dioxide from flue gas and other CO2-containing substance sources and the simultaneous synthesis of dialkyl carbonates and alkylene carbonates. The general subject of the innovation is on the one hand in the sense of a "carbon dioxide capture" the absorption of CO2 from flue gas and other CO2-containing substance sources with ammonia and / or amines with the formation of ammonium carbamates or ammonium hydrogen carbonates or ureas or urea intermediates and on the on the other hand, in the sense of a “carbon dioxide utilization”, the conversion of ammonium carbamates or ammonium hydrogen carbonates or ureas or urea intermediates with aliphatic, alicyclic or unsaturated, also unsaturated, aromatic alcohols to dialkyl carbonates or alkylene carbonates in the form that the CO2 absorbent is released again is fed back into the repetitive process. Repetitive process management is extremely energy and CO2 efficient.

Description

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein synchrones CCU-Verfahren (Carbondioxide Capture and Utilization) zur Absorption von Kohlendioxid aus Rauchgas und anderen CO₂-haltigen Substanzquellen und gleichzeitiger Synthese von Dialkylcarbonaten und Alkylencarbonaten. Allgemeiner Gegenstand der Innovation ist auf der einen Seite im Sinne eines „Carbondioxide-Capture” die Absorption von CO₂ aus Rauchgas und anderen CO₂-haltigen Substanzquellen mit Ammoniak und/oder Aminen unter Bildung von Ammoniumcarbamaten oder Ammoniumhydrogencarbonaten oder Harnstoffen oder Harnstoff-Intermediaten und auf der anderen Seite im Sinne einer „Carbondioxide-Utilization” die Umsetzung von Ammoniumcarbamaten oder Ammoniumhydrogencarbonaten oder Harnstoffen oder Harnstoff-Intermediaten mit aliphatischen, alicyclischen oder ungesättigten, auch ungesättigten, aromatischen Alkoholen zu Dialkylcarbonaten oder Alkylencarbonaten in der Form, dass das CO₂-Absorptionsmittel wieder freigesetzt und in den repetierenden Prozess wieder eingespeist wird. Eine repetierende Prozessführung ist in herausragender Art und Weise Energie- und CO₂-effizient.The present invention describes a synchronous CCU process (Carbondioxide Capture and Utilization) for the absorption of carbon dioxide from flue gas and other CO ₂ -containing substance sources and simultaneous synthesis of dialkyl carbonates and alkylene carbonates. The general subject of the innovation is on the one hand in the sense of a "carbon dioxide capture" the absorption of CO ₂ from flue gas and other CO ₂ -containing substance sources with ammonia and / or amines to form ammonium carbamates or ammonium bicarbonates or ureas or urea intermediates and on the other hand, in the sense of a "carbon dioxide Utilization" the implementation of ammonium carbamates or ammonium bicarbonates or ureas or urea intermediates with aliphatic, alicyclic or unsaturated, also unsaturated, aromatic alcohols to dialkyl carbonates or alkylene in the form that the CO ₂ absorbent released again and fed back into the repetitive process. Repetitive process management is outstandingly energy- and CO ₂ -efficient.

Im Sinne dieser Erfindung ist eine besonders vorteilhafte Kombination der Absorption von Kohlendioxid aus Rauchgasen speziell mit Ammoniak und der Synthese von Dialkylcarbonaten oder Alkylencarbonaten aus Ammoniumcarbamat oder Ammoniumhydrogencarbonat oder Harnstoff oder Harnstoff-Intermediaten und aliphatischen, alicyclischen oder ungesättigten, auch aromatischen Alkoholen eine besonders vorteilhafte Kombination.For the purposes of this invention, a particularly advantageous combination of the absorption of carbon dioxide from flue gases, especially with ammonia and the synthesis of dialkyl carbonates or alkylene carbonates of ammonium carbamate or ammonium bicarbonate or urea or urea intermediates and aliphatic, alicyclic or unsaturated, and aromatic alcohols is a particularly advantageous combination.

Nach dem Stand der Technik wird die Abtrennung von Kohlendioxid aus Rauchgasen und anderen CO₂-haltigen Substraten im Sinne von „Carbon-Capture and Storage(CCS)”-Anwendungen im Allgemeinen in der Form durchgeführt, dass das Kohlendioxid mit geeigneten Absorptionsmitteln physikalisch und/oder chemisch gebunden wird und diese Kohlendioxid-Absorbate dann aus dem Rauchgas- oder sonstigen CO₂-haltigen Substratströmen abgetrennt werden. Dies ist beispielsweise die Grundlage des sogenannten „chilled ammonia process” des Unternehmens ALSTOM. Die abgetrennten Kohlendioxid-Absorbate werden entweder direkt eingelagert (z. B. als Calciumcarbonat) oder durch Erwärmen wieder in Kohlendioxid und Absorptionsmittel gespalten. Das dabei freigesetzte Kohlendioxid wird entweder eingelagert oder einer technischen Nutzung zugeführt. Das dabei freigesetzte Absorptionsmittel wird dann wieder in den CCS-Prozess eingespeist.According to the prior art, the separation of carbon dioxide from flue gases and other CO ₂ -containing substrates in the sense of "carbon capture and storage (CCS)" applications is generally carried out in such a way that the carbon dioxide is physically and / or adequately absorbed by suitable absorbents. or chemically bound and these carbon dioxide absorbates are then separated from the flue gas or other CO ₂ -containing substrate streams. This is for example the basis of the so-called "chilled ammonia process" of the company ALSTOM. The separated carbon dioxide absorbates are either incorporated directly (eg as calcium carbonate) or split again by heating into carbon dioxide and absorbent. The released carbon dioxide is either stored or supplied for technical use. The released absorbent is then fed back into the CCS process.

Nach dem Stand der Technik werden Dialkylcarbonate und Alkylencarbonate unter Verwendung von reaktiven Stoffen wie z. B. Kohlenmonoxid, Phosgen, Chlorameisensäureester, Ethylenoxid und Propylenoxid hergestellt. Auch wird die Herstellung von Dialkylcarbonaten und Alkylencarbonaten durch die Umesterung reaktiver Dialkylcarbonate wie z. B. Dimethylcarbonat oder Ethylencarbonat mit Alkoholen beschrieben. Die genannten Herstellungsverfahren sind energie- und CO₂-ineffizient. Die benannten reaktiven Stoffe sind Gefahrstoffe mit erheblichen Gefahrenpotentialen für die Gesundheit und die Umwelt. Die CO₂-effiziente Herstellung von Dialkylcarbonaten und Alkylencarbonaten direkt aus Alkoholen und Kohlendioxid an geeigneten Katalysatoren, ist Forschungsgegenstand vielfältiger wissenschaftlicher Studien, aber aktuell großtechnisch noch nicht umgesetzt.According to the prior art, dialkyl carbonates and alkylene carbonates using reactive substances such. As carbon monoxide, phosgene, chloroformate, ethylene oxide and propylene oxide produced. Also, the preparation of dialkyl and Alkylencarbonaten by the transesterification of reactive dialkyl carbonates such. As dimethyl carbonate or ethylene carbonate with alcohols described. The production methods mentioned are energy and CO ₂ -inefficient. The named reactive substances are hazardous substances with considerable potential health and environmental hazards. The CO ₂ -efficient production of dialkyl carbonates and alkylene carbonates directly from alcohols and carbon dioxide on suitable catalysts is the subject of many scientific studies but has not yet been implemented industrially.

Nach dem Stand der Technik gibt es kein synchrones CCU-Verfahren (Carbondioxide Capture and Utilisation), das auf der einen Seite die Absorption von CO₂ aus Rauchgas oder anderen CO₂-haltigen Substanzquellen mit geeigneten Absorptionsmitteln und auf der anderen Seite die Synthese von werthaltigen Chemikalien in einem repetierenden Prozess so miteinander verbindet, dass das chemisch mit geeigneten Absorptionsmitteln absorbierte CO₂ stofflich mit geeigneten Chemikalien zu werthaltigen Chemikalien in der Art und Weise umgesetzt wird, dass das Absorptionsmittel wieder freigesetzt und funktional als Absorber wieder in den repetierenden Prozess eingebracht wird.According to the state of the art, there is no synchronous CCU process (Carbondioxide Capture and Utilization), which on the one hand the absorption of CO ₂ from flue gas or other CO ₂ -containing substance sources with suitable absorbents and on the other hand the synthesis of valuable Connecting chemicals in a repetitive process so that the CO ₂ chemically absorbed with suitable absorbents is materially reacted with suitable chemicals to valuable chemicals in such a way that the absorbent is released again and functionally introduced as an absorber in the repetitive process.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Es stellt sich somit die Aufgabe, ein repetierendes Verfahren zur Abtrennung und stofflichen Nutzung von Kohlendioxid aus Rauchgasen und anderen CO₂-haltigen Substraten im Sinne einer CCU (Carbondioxide Capture and Utilisation) Anwendung zu entwickeln, in dem Kohlendioxid mit geeigneten Absorptionsmitteln gebunden, das chemisch gebundene Kohlendioxid unter Freisetzung des Absorptionsmittels mit geeigneten Stoffen zu werthaltigen Chemikalien umgesetzt, die werthaltigen Chemikalien abgetrennt und freigesetzte Absorptionsmittel dann wieder in den Absorptionsprozess eingespeist werden.It thus sets itself the task of developing a repetierendes process for the separation and material use of carbon dioxide from flue gases and other CO ₂ -containing substrates in terms of a CCU (Carbondioxide Capture and Utilization) application in which carbon dioxide bound with suitable absorbents, the chemical bound carbon dioxide with release of the absorbent reacted with suitable substances to valuable chemicals, the valuable chemicals separated and liberated absorbent then fed back into the absorption process.

Es stellt sich ferner die Aufgabe, bei der Synthese zu werthaltigen Chemikalien ausschließlich solche reaktiven Stoffe zu verwenden, die keine Gefahrstoffe mit erheblichen Gefahrenpotenzialen für die Gesundheit und Umwelt sind. Es stellt sich darüber hinaus die Aufgabe, dass die Synthese zu werthaltigen Chemikalien sowohl CO₂-effizient als auch möglichst energieeffizient ist.It is also the task, in the synthesis of valuable chemicals to use only those reactive substances that are not hazardous substances with significant health hazards and environment are. It is also the task that the synthesis of valuable chemicals is both CO ₂ -efficient and energy-efficient.

Lösung der Aufgabe und Grundzüge der ErfindungSolution to the problem and features of the invention

Es hat sich herausgestellt, dass durch Inkontaktbringen von Rauchgasen oder anderen CO₂-haltigen Substanzquellen mit Ammoniak und/oder Aminen, das enthaltene Kohlendioxid zu Ammoniumcarbamaten oder Ammoniumhydrogencarbonaten oder Harnstoffen oder Harnstoff-Intermediaten (gemeinsam: „Amin-Zwischenprodukte”) reagiert. Es hat sich ferner herausgestellt, dass die Amin-Zwischenprodukte mit gesättigten oder ein- oder mehrfach ungesättigten aliphatischen oder alicyclischen sowie aromatischen Mono-, Di-, Tri- oder Poly-olen unter Eliminierung von Ammoniak und/oder Aminen zu Dialkylcarbonaten oder Alkylencarbonaten reagieren.It has been found that by contacting flue gases or other CO ₂ -containing substance sources with ammonia and / or amines, the carbon dioxide contained reacts to ammonium carbamates or ammonium bicarbonates or ureas or urea intermediates (collectively: "amine intermediates"). It has also been found that the amine intermediates react with saturated or mono- or polyunsaturated aliphatic or alicyclic and aromatic mono-, di-, tri- or poly-ols with elimination of ammonia and / or amines to form dialkyl carbonates or alkylene carbonates.

Zur sprachlichen Vereinfachung der vorliegenden Anmeldung werden die Stoffe Ammoniak und Amine im Rahmen dieser Anmeldung auch gemeinsam als „Amine” bezeichnet.For linguistic simplification of the present application, the substances ammonia and amines in the context of this application also collectively referred to as "amines".

Zur sprachlichen Vereinfachung der vorliegenden Anmeldung werden die Stoffe Ammoniumcarbamate oder Ammoniumhydrogencarbonate oder Harnstoffe oder Harnstoff-Intermediate im Rahmen dieser Anmeldung auch gemeinsam als „Amin-Zwischenprodukte” bezeichnet.For linguistic simplification of the present application, the substances ammonium carbamates or ammonium bicarbonates or ureas or urea intermediates are also referred to collectively as "amine intermediates" in the context of this application.

Darüber hinaus hat es sich herausgestellt, dass man das Inkontaktbringen von Rauchgasen oder anderen CO₂-haltigen Substanzquellen mit Ammoniak und/oder Aminen, um das enthaltene Kohlendioxid chemisch zu Ammoniumcarbamaten oder Ammoniumhydrogencarbonaten oder Harnstoffen oder Harnstoff-Intermediaten (gemeinsam: „Amin-Zwischenprodukte”) umzusetzen, und die Umsetzung von Amin-Zwischenprodukten mit gesättigten oder ein- oder mehrfach ungesättigten aliphatischen oder alicyclischen sowie aromatischen Mono-, Di-, Tri- oder Poly-olen unter Freisetzung des Absorptionsmittels zu Dialkylcarbonaten oder Alkylencarbonaten in einem repetierenden Prozess kombinieren kann.In addition, it has been found that the contacting of flue gases or other CO ₂ -containing substance sources with ammonia and / or amines to the carbon dioxide contained chemically to ammonium carbamates or ammonium bicarbonates or ureas or urea intermediates (collectively: "amine intermediates" ), and can combine the reaction of amine intermediates with saturated or mono- or polyunsaturated aliphatic or alicyclic and aromatic mono-, di-, tri- or poly-ols to give dialkyl carbonates or alkylene carbonates in a repetitive process with liberation of the absorbent.

Die vorgelegte Erfindung beschreibt daher ein synchrones CCU-Verfahren, das auf der einen Seite im Sinne eines „Carbondioxid-Capture” die Absorption von CO₂ mit Ammoniak und/oder Aminen unter Bildung von Ammoniumcarbamaten oder Ammoniumhydrogencarbonaten oder Harnstoffen oder Harnstoff-Intermediaten und auf der anderen Seite im Sinne eines „Carbondioxide-Utilization” die Synthese von Dialkylcarbonaten oder Alkylencarbonaten in einem repetierenden Prozess so miteinander verbindet, dass das chemisch absorbierte CO₂ stofflich mit aliphatischen, alicyclischen oder ungesättigten, auch aromatischen Alkoholen zu Dialkylcarbonaten oder Alkylencarbonaten umgesetzt wird und die Absorptionsmittel Ammoniak und/oder Amine im repetierenden Prozess verbleiben.The presented invention therefore describes a synchronous CCU process, which on the one hand in the sense of a "carbon dioxide capture" the absorption of CO ₂ with ammonia and / or amines to form ammonium carbamates or ammonium bicarbonates or ureas or urea intermediates and on the the other side in the sense of a "Carbondioxide Utilization" the synthesis of dialkyl carbonates or alkylene carbonates in a repetitive process such that the chemically absorbed CO _{2 is} reacted materially with aliphatic, alicyclic or unsaturated, and aromatic alcohols to dialkyl carbonates or alkylene and the absorbents Ammonia and / or amines remain in the repetitive process.

Eine besondere Ausführungsform der Erfindung im Sinne einer in herausragender Art und Weise Energie- und CO₂-effizienten CCU-Anwendung, ist eine Kombination der „Absorption von CO₂ aus Rauchgasen speziell mit Ammoniak mit der „Synthese von Dialkylcarbonaten oder Dialkylcarbonaten aus Ammoniumcarbamat oder Ammoniumcarbonat oder Harnstoff oder Harnstoff-Intermediaten und aliphatischen, alicyclischen oder ungesättigten, auch aromatischen Alkoholen” im Sinne der in dieser Erfindung benannten repetierenden Prozessführung (siehe 4, „Ammonia Cycle”).A particular embodiment of the invention in terms of an outstandingly energy and CO ₂ -efficient CCU application, is a combination of the "absorption of CO ₂ from flue gases especially with ammonia with the" synthesis of dialkyl carbonates or dialkyl carbonates of ammonium carbamate or ammonium carbonate or urea or urea intermediates and aliphatic, alicyclic or unsaturated, including aromatic alcohols "within the meaning of the specified in this invention repetitive process control (see 4 , "Ammonia Cycle").

Im Rahmen dieser Anmeldung werden die genannten Stoffe „Ammoniumcarbamat” oder „Ammoniumcarbonat” oder Harnstoff oder Harnstoffintermediate als „Amin-Zwischenprodukte zusammengefasst”.In the context of this application, the said substances "ammonium carbamate" or "ammonium carbonate" or urea or urea intermediates are summarized as "amine intermediates".

Allgemeiner Gegenstand der Erfindung ist die verfahrenstechnische Kombination der Absorption von Kohlendioxid aus CO₂-haltigen Substanzquellen mit Ammoniak und/oder Aminen und der Synthese von Dialkylcarbonaten und Alkylencarbonaten aus Ammoniumcarbamaten oder Ammoniumhydrogencarbonaten oder Harnstoffen oder Harnstoff-Intermediaten und aliphatischen, alicyclischen oder ungesättigten, auch aromatischen Alkoholen in der Form,

1. dass Ammoniak und/oder Amine mit Kohlendioxid zuerst zu Ammoniumhydrogencarbonaten und dann unter Abspaltung von Wasser zu Ammoniumcarbamaten umgesetzt werden,
2. dass entweder die gebildeten Ammoniumcarbamate unter Abspaltung von Wasser katalytisch mit aliphatischen, alicyclischen oder ungesättigten, auch aromatischen Alkoholen zu Dialkylcarbonaten oder Alkylencarbonaten und Ammoniak umgesetzt werden, oder dass die gebildeten Ammoniumcarbamate unter Abspaltung von Wasser erst zu Harnstoffen bzw. Harnstoff-Intermediaten umgesetzt, und diese Harnstoffe oder die Harnstoff-Intermediate dann mit aliphatischen, alicyclischen oder ungesättigten, auch aromatischen Alkoholen zu Dialkylcarbonaten oder Alkylencarbonaten und Ammoniak umgesetzt wird,
3. dass das gebildete Reaktionswasser aus dem repetierenden Prozess abgetrennt wird,
4. dass die aliphatischen, alicyclischen oder ungesättigten, auch aromatischen Alkohole in den repetierenden Prozess eingebracht werden,
5. dass die gebildeten Dialkylcarbonate oder Alkylencarbonate aus dem repetierenden Prozess abgetrennt und außerhalb des repetierenden Prozesses auf erforderliche Qualitätsstandards aufgearbeitet werden,
6. dass das bei der Umsetzung zu Dialkylcarbonaten oder Alkylencarbonate freigesetzte Ammoniak und/oder Amin im repetierenden Prozess verbleibt und wieder mit Kohlendioxid zu Ammoniumcarbamaten oder Ammoniumcarbonaten oder Harnstoffen oder Harnstoff-Intermediaten umgesetzt wird.
7. dass der von 1. bis 6. beschriebene Prozess repetiert.

The general subject of the invention is the procedural combination of the absorption of carbon dioxide from CO ₂ -containing substance sources with ammonia and / or amines and the synthesis of dialkyl carbonates and alkylene carbonates of ammonium carbamates or ammonium bicarbonates or ureas or urea intermediates and aliphatic, alicyclic or unsaturated, also aromatic Alcohols in the form,

1. that ammonia and / or amines are reacted with carbon dioxide first to ammonium bicarbonates and then with elimination of water to ammonium carbamates,
2. that either the ammonium carbamates formed are catalytically reacted with the elimination of water with aliphatic, alicyclic or unsaturated, and aromatic alcohols to give dialkyl carbonates or alkylene carbonates and ammonia, or that the ammonium carbamates formed with elimination of water only to ureas or urea intermediates, and these ureas or the urea intermediates is then reacted with aliphatic, alicyclic or unsaturated, and also aromatic alcohols to form dialkyl carbonates or alkylene carbonates and ammonia,
3. that the formed reaction water is separated from the repetitive process,
4. that the aliphatic, alicyclic or unsaturated, also aromatic, alcohols are introduced into the repetitive process,
5. that the dialkyl carbonates or alkylene carbonates formed are separated from the repetitive process and worked up to the required quality standards outside of the repetitive process,
6. that in the reaction to dialkyl carbonates or alkylene carbonate released ammonia and / or amine remains in the repetitive process and is reacted again with carbon dioxide to ammonium carbamates or ammonium carbonates or ureas or urea intermediates.
7. that the process described from 1. to 6. repeats.

Ein spezieller Gegenstand der Erfindung ist die verfahrenstechnische Kombination der Absorption von Kohlendioxid aus Rauchgasen speziell mit Ammoniak mit der Synthese von Dimethylcarbonat aus Ammoniumcarbamat oder Ammoniumhydrogencarbonat oder Harnstoff oder Harnstoff-Intermediaten und Methanol in der Form,

1. dass Ammoniak mit Kohlendioxid aus Rauchgasen zu Ammoniumcarbamat oder Ammoniumhydrogencarbonat oder Harnstoff oder Harnstoff-Intermediaten umgesetzt wird,
2. dass entweder das gebildete Ammoniumcarbamat oder Ammoniumhydrogencarbonat unter Abspaltung von Wasser katalytisch mit Methanol zu Dimethylcarbonat und Ammoniak umgesetzt wird, oder dass das gebildete Ammoniumcarbamat oder Ammoniumhydrogencarbonat unter Abspaltung von Wasser erst zu Harnstoff bzw. einem Harnstoff-Intermediat umgesetzt, und dieser Harnstoff oder das Harnstoff-Intermediat dann mit Methanol zu Dimethylcarbonat und Ammoniak umgesetzt wird,
3. dass das gebildete Reaktionswasser aus dem repetierenden Prozess abgetrennt wird,
4. dass Methanol in den repetierenden Prozess eingebracht wird
5. dass das gebildete Dimethylcarbonat aus dem repetierenden Prozess abgetrennt und außerhalb des repetierenden Prozesses auf erforderliche Qualitätsstandards aufgearbeitet wird,
6. dass das bei der Umsetzung zu Dimethylcarbonat freigesetzte Ammoniak im repetierenden Prozess verbleibt, wieder in den Process eingespeist und wieder mit Kohlendioxid aus Rauchgasen zu Ammoniumcarbamat umgesetzt wird,
7. dass der von 1. bis 6. beschriebene Prozess repetiert.

A special object of the invention is the procedural combination of the absorption of carbon dioxide from flue gases especially with ammonia with the synthesis of dimethyl carbonate from ammonium carbamate or ammonium bicarbonate or urea or urea intermediates and methanol in the mold,

1. that ammonia is converted with carbon dioxide from flue gases to ammonium carbamate or ammonium bicarbonate or urea or urea intermediates,
2. that either the ammonium carbamate formed or ammonium bicarbonate is catalytically reacted with methanol to dimethyl carbonate and ammonia with elimination of water, or that the ammonium carbamate formed or ammonium bicarbonate with elimination of water first reacted to urea or a urea intermediate, and this urea or Urea intermediate is then reacted with methanol to dimethyl carbonate and ammonia,
3. that the formed reaction water is separated from the repetitive process,
4. That methanol is introduced into the repetitive process
5. that the dimethyl carbonate formed is separated from the repetitive process and worked up to required quality standards outside of the repetitive process,
6. that the ammonia liberated in the reaction to give dimethyl carbonate remains in the repetitive process, is fed back into the process and is converted again with carbon dioxide from flue gases to ammonium carbamate,
7. that the process described from 1. to 6. repeats.

Die im Prozess stofflich repetierenden Komponenten sind Ammoniak und/oder Amine.The components that repeat in the process are ammonia and / or amines.

Für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Amine sind insbesondere Ammoniak und primäre Alkylamine mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen, wie beispielsweise Methylamin, Ethylamin oder Propylamin. Es können aber auch längerkettige primäre Amine, sekundäre Amine, wie beispielsweise Di-Methylamin, Di-Ethylamin oder Di-Propylamin verwendet werden. Weitere mögliche Amine sind Piperazin, N-2-Hydroxyethylpiperazin, N-(Hydroxypropyl)piperazin Diethanoltriamin (DETA), 2-((2-aminoethyl)amino)ethanol (AEEA), Monoethanolamin (MEA), Diethanolamin (DEA), Diisopropanolamin (DIPA), Methylaminopropylamin (MAPA), 3-Aminopropanol (AP), 2,2-Dimethyl-1,3-propanediamin (DMPDA), 3-Amino-1-cyclohexylaminopropan (ACHP), Diglycolamin (DGA), 2-Amino-2-methylpropanol (AMP), 1-Amino-2-propanol (MIPA), 2-Methyl-methanolamine (MMEA), Chitosane, Piperidin, Diaminocyclohexan, Ethylendiamin oder Mischungen daraus. Ergänzend oder alternativ ist das Amin ausgewählt aus der Gruppe enthaltend Mono-, Di- oder Oligoalkanolamine, Mono-, Di- oder Oligoalkylamine, Polyamine oder Mischungen daraus. Bei Verwendung anderer Amine als Ammoniak sind lediglich die Reaktionsbedingungen entsprechend anzupassen. Die Anpassung der Reaktionsbedingungen ist vom Fachmann auf dem Gebiet durch einfaches Ausprobieren einstellbar, ohne dass er erfinderisch tätig werden müsste. Für die angestrebte industrielle Verwendung ist zusätzlich die REACH-Zertifizierung der eingesetzten Amine von Bedeutung.Suitable amines for the process according to the invention are, in particular, ammonia and primary alkylamines having up to 6 carbon atoms, such as, for example, methylamine, ethylamine or propylamine. However, it is also possible to use relatively long-chain primary amines, secondary amines, for example di-methylamine, di-ethylamine or di-propylamine. Further possible amines are piperazine, N-2-hydroxyethylpiperazine, N- (hydroxypropyl) piperazine, diethanoltriamine (DETA), 2- ((2-aminoethyl) amino) ethanol (AEEA), monoethanolamine (MEA), diethanolamine (DEA), diisopropanolamine ( DIPA), methylaminopropylamine (MAPA), 3-aminopropanol (AP), 2,2-dimethyl-1,3-propanediamine (DMPDA), 3-amino-1-cyclohexylaminopropane (ACHP), diglycolamine (DGA), 2-amino- 2-methylpropanol (AMP), 1-amino-2-propanol (MIPA), 2-methyl-methanolamine (MMEA), chitosans, piperidine, diaminocyclohexane, ethylenediamine or mixtures thereof. Additionally or alternatively, the amine is selected from the group comprising mono-, di- or oligoalkanolamines, mono-, di- or Oligoalkylamine, polyamines or mixtures thereof. When using amines other than ammonia, only the reaction conditions are adjusted accordingly. The adaptation of the reaction conditions can be set by a person skilled in the art by simple trial and error, without him having to be inventive. For the intended industrial use, the REACH certification of the amines used is additionally important.

Die in den repetierenden Prozess notwendig einzubringenden Komponenten sind Kohlendioxid und aliphatische, alicyclische oder ungesättigten, auch aromatische Alkohole. Basis für die chemische Umsetzung zu Dialkylcarbonaten sind einwertige Alkohole und mehrwertige Alkohole in denen die Hydroxylgruppen nicht in 1,2 oder 1,3 oder 1,4-Stellung stehen. Basis für die chemische Umsetzung zu Alkylencarbonaten sind mehrwertige Alkohole in denen die Hydroxylgruppen in 1,2 oder 1,3 oder 1,4-Stellung stehen.The components to be introduced in the repetitive process are carbon dioxide and aliphatic, alicyclic or unsaturated, and also aromatic alcohols. The basis for the chemical conversion to dialkyl carbonates are monohydric alcohols and polyhydric alcohols in which the hydroxyl groups are not in the 1,2 or 1,3 or 1,4-position. The basis for the chemical conversion to alkylene carbonates are polyhydric alcohols in which the hydroxyl groups are in the 1,2 or 1,3 or 1,4-position.

Die aus dem repetierenden Prozess abzutrennenden Komponenten sind Dialkylcarbonate oder Alkylencarbonate und Wasser.The components to be separated from the repetitive process are dialkyl carbonates or alkylene carbonates and water.

Die CO₂-Substanzquelle für das in diesen repetierenden Prozess einzubringende Kohlendioxid ist vornehmlich Rauchgas, z. B. aus Verbrennungsanlagen, Produktionsgasen, Synthesegasen, Erdgas oder auch Raumluft. Diese Gase entstehen u. a. bei Kraftwerken, Kraftfahrzeugen, Produktionsstätten, Ammoniakproduktion, Epoxidherstellung, Zementproduktion, Keramikindustrie, Kokereien, Metallverhüttung, Stahlindustrie, Treibmittelexposition, klimatisierten Arbeits- und Wohnbereichen. Das Verfahren ist aber nicht auf diese Gase beschränkt. Benannte weitere Substanzquellen für Kohlendioxid, die in den vorgestellten Prozess eingebracht werden können, sind Gärgase aus der Methanogenese von Biomassen, Faulgase aus der aeroben und/oder anaeroben Kompostierung von Biomassen, Verbrennungsgase, CO₂-haltiges Erdgas, tierische Verdauungsgase in der Massentierhaltung und CO₂-haltige Raumluft in der Gebäude- und Fahrzeugklimatechnik. Die benannten weiteren Substanzquellen für Kohlendioxid sind Anwendungsbeispiele. Die Erfindung ist aber in ihrem Anwendungspotential nicht auf diese benannten Anwendungsbeispiele begrenzt.The source of CO ₂ for the carbon dioxide to be introduced in this repetitive process is primarily flue gas, e.g. As from incinerators, production gases, synthesis gas, natural gas or indoor air. These gases are produced, inter alia, in power plants, motor vehicles, production facilities, Ammonia production, epoxy production, cement production, ceramics industry, coking plants, metal smelting, steel industry, blowing agent exposure, air-conditioned working and living areas. The method is not limited to these gases. Named further sources of carbon dioxide that can be introduced into the process presented are fermentation gases from the methanogenesis of biomass, digestion gases from the aerobic and / or anaerobic composting of biomass, combustion gases, CO ₂ -containing natural gas, animal digestive gases in factory farming and CO ₂ -containing room air in the building and vehicle air conditioning. The named further sources of carbon dioxide are examples of use. However, the invention is not limited in its application potential to these named application examples.

Dem Fachmann auf dem Gebiet ist klar, dass in den CO₂-Substanzquellen gegebenenfalls, enthaltene schwefelhaltige Verbindungen (z. B. SO₂ oder H₂S) bevorzugt in einem vorgelagerten Schritt zu entfernen sind. Derartige Schwefelabtrennungsverfahren sind hinreichend bekannt und bedürfen an dieser Stelle keiner weiteren Erläuterung.Those skilled in the art will appreciate that any sulfur-containing compounds (eg, SO ₂ or H ₂ S) present in CO ₂ source sources may be preferentially removed in an upstream step. Such sulfur separation processes are well known and require no further explanation at this point.

„Alkylencarbonate” im Sinne der vorliegenden Erfindung sind insbesondere 1,3-Dioxolan-2-on, 4-Methyl-1,3-Dioxolan-2-on, 4-Hydroxymethyl-1,3-Dioxolan-2-on, 4,5-Dimethyl-1,3-Dioxolan-2-on, 4,4-Dimethyl-1,3-Dioxolan-2-on, 4-Ethyl-1,3-Dioxolan-2-on, 1,3-Dioxan-2-on, 5,5-Dimethyl-1,3-dioxan-2-on, Dibenzo[d,f]-[1,3]dioxepin-6-on, 5-Ethyl-5-(hydroxymethyl)-1,3-dioxan-2-on, 5-[(allyloxy)methyl]-5-ethyl-1,3-dioxan-2-on, 5,5'-[carbonyl bis-(oxymethylen)]-bis[5-ethyl-1,3-dioxan-2-on], 1,3,10,12-Tetraoxa-cyclooctadecan-2,11-dion."Alkylene carbonates" in the context of the present invention are in particular 1,3-dioxolan-2-one, 4-methyl-1,3-dioxolan-2-one, 4-hydroxymethyl-1,3-dioxolan-2-one, 4, 5-dimethyl-1,3-dioxolan-2-one, 4,4-dimethyl-1,3-dioxolan-2-one, 4-ethyl-1,3-dioxolan-2-one, 1,3-dioxane 2-one, 5,5-dimethyl-1,3-dioxan-2-one, dibenzo [d, f] - [1,3] dioxepin-6-one, 5-ethyl-5- (hydroxymethyl) -1, 3-dioxan-2-one, 5 - [(allyloxy) methyl] -5-ethyl-1,3-dioxan-2-one, 5,5 '- [carbonylbis (oxymethylene)] - bis [5-ethyl -1,3-dioxan-2-one], 1,3,10,12-tetraoxa-cyclooctadecane-2,11-dione.

„Ammoniumcarbamate” im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Verbindungen, die sich aus Ammoniak und/oder Amin und CO₂ bilden.

"Ammonium carbamates" in the context of the present invention are compounds which form from ammonia and / or amine and CO ₂ .

Ammoniumcarbamat entsteht durch direkte Reaktion von Ammoniakgas und CO₂ im Molverhältnis 2:1 unter Ausschluss von Wasser. Es ist auch eine wichtige Zwischenstufe bei der Herstellung von Harnstoff. Ammoniumcarbamat bildet ein farbloses Kristallpulver, das sich in Wasser gut (zu 790 g/l) löst. Durch Zugabe von Ammoniakgas wird die Löslichkeit noch erhöht. In wässriger Lösung hydrolysiert Ammoniumcarbamat ab 35°C teilweise, oberhalb von 60°C vollständig unter Bildung von Ammoniumhydrogencarbonat, das wiederum in Ammoniak und Kohlenstoffdioxid und Wasser zerfallen kann. Beim Erhitzen in einem geschlossenen System wandelt sich das Salz bei Temperaturen oberhalb von 130°C allmählich in Harnstoff und Wasser um. Die Umwandlungsgeschwindigkeit nimmt mit steigender Temperatur stark zu, wobei das gebildete Wasser katalytisch wirkt.Ammonium carbamate is formed by direct reaction of ammonia gas and CO ₂ in a molar ratio of 2: 1 with the exclusion of water. It is also an important intermediate in the production of urea. Ammonium carbamate forms a colorless crystal powder that dissolves well in water (790 g / l). The addition of ammonia gas increases the solubility. In aqueous solution, ammonium carbamate partially hydrolyzes above 35 ° C., above 60 ° C. completely, with the formation of ammonium bicarbonate, which in turn can decompose into ammonia and carbon dioxide and water. When heated in a closed system, the salt gradually converts to urea and water at temperatures above 130 ° C. The conversion rate increases sharply with increasing temperature, with the water formed catalytically.

„Ammoniumhydrogencarbonate” im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Verbindungen, die sich aus Ammoniak und/oder Aminen und Wasser und CO₂ bilden. Ammoniumcarbamat bzw. Ammoniumhydrogencarbonat entsteht durch direkte Reaktion von Ammoniakgas, Wasser und CO₂ im Molverhältnis 1:1:1. Es ist auch eine wichtige Zwischenstufe bei der Herstellung von Harnstoff. Beim Erhitzen im offenen System zerfällt Ammoniumhydrogencarbonat in Ammoniak und Kohlenstoffdioxid und Wasser."Ammonium hydrogencarbonates" in the context of the present invention are compounds which form from ammonia and / or amines and water and CO ₂ . Ammonium carbamate or ammonium bicarbonate is formed by direct reaction of ammonia gas, water and CO ₂ in a molar ratio of 1: 1: 1. It is also an important intermediate in the production of urea. When heated in an open system, ammonium bicarbonate decomposes into ammonia and carbon dioxide and water.

„Harnstoff-Intermediate” im Sinne der vorliegenden Erfindung sind insbesondere Guanidine."Urea intermediates" in the context of the present invention are, in particular, guanidines.

„Aliphatische, alicyclische und ungesättigten, auch aromatische Alkohole” im Sinne der vorliegenden Erfindung sind insbesondere Methanol, Ethanol, 1-Propanol, 2-Propanol, 1-Butanol, Isobutylalkohol, 1-Pentanol, Isopentylalkohol, 2-Methyl-1-pentanol, 4-Methyl-2-pentanol, 2-Ethyl-1-butanol, 1-Hexanol, Cyclohexanol, 1-Heptanol, 2-Ethylhexanol, 1-Octanol, 2,6-Dimethyl-4-heptanol, Decanol, Cetylalkohol, Isophoronalkohol, 3,3,5-Trimethylcyclohexanol, Ethandiol, 1,2-Propandiol, 2-Methyl-1,2-propandiol, 1,3-Propandiol, 1,3-Dihydroxy-2,2-dimethylpropan, 1,1,1-Tris(hydroxymethyl)propan, 1,2-Butandiol, 1,3-Butandiol, 2,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, 1,2,3-Propantriol, Pentaerythrit, Benzylalkohol, Allylalkohol, 1,2-Cyclohexandiol, 1,6-Hexandiol, 2,2'-Bisphenol, 2-Allyloxymethyl-2-ethyl-1,3-propandiol, Diethylenglycolmonoalkylester, Diethylenglycol, Triethylenglycolmonoalkylester, Triethylenglycol, Allylalkohol, Monoethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, Hydroxyethylmethacrylat, Fettalkohole, Oxoalkohole, Polyethylenglycole, Polyvinylalkohole."Aliphatic, alicyclic and unsaturated, including aromatic alcohols" in the context of the present invention are in particular methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, isobutyl alcohol, 1-pentanol, isopentyl alcohol, 2-methyl-1-pentanol, 4-methyl-2-pentanol, 2-ethyl-1-butanol, 1-hexanol, cyclohexanol, 1-heptanol, 2-ethylhexanol, 1-octanol, 2,6-dimethyl-4-heptanol, decanol, cetyl alcohol, isophorone alcohol, 3,3,5-trimethylcyclohexanol, ethanediol, 1,2-propanediol, 2-methyl-1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-dihydroxy-2,2-dimethylpropane, 1,1,1- Tris (hydroxymethyl) propane, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 2,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,2,3-propanetriol, pentaerythritol, benzyl alcohol, allyl alcohol, 1,2-cyclohexanediol, 1,6-hexanediol, 2,2'-bisphenol, 2-allyloxymethyl-2-ethyl-1,3-propanediol, diethylene glycol monoalkyl ester, diethylene glycol, triethylene glycol monoalkyl ester, triethylene glycol, allyl alcohol, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, hydroxyethyl methacrylate, fatty alcohol e, oxo alcohols, polyethylene glycols, polyvinyl alcohols.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung können auch natürliche oder synthetische Polyole, insbesondere Kohlehydrate wie beispielsweise Zucker, Stärke und Zellulose als Alkohole verwendet werden, Aufgrund der besonderen Zusammensetzung der natürlichen Polyole wird dabei in der Regel kein einheitliches Produkt erzielt. Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens fallen in der Regel mehr oder weniger lösliche Produktgemische (überwiegend bestehend aus Oligo- und Polycarbonaten) an, die gleichwohl für verschiedenste Anwendungen Verwendung finden können. Sie können nicht nur als Glasersatz sondern auch als Bausteine beispielsweise für Blockpolymerisate oder Propfpolymerisate dienen und zu Hochleistungswerkstoffen mit optimierten Eigenschaften verarbeitet werden. Polycarbonate bilden glasartige, transparente Kunststoffe, mit herausragenden Verarbeitungseigenschaften und besitzen eine hervorragende Oberflächen- und Kratzfestigkeit, eine große mechanische Stabilität, eine ausgezeichnete Schlagzähigkeit, eine ausgezeichnete Durchschlagsfestigkeit und eine hohe Glastemperatur. Derartige Verbindungen sind notwendig, um vorteilhafte Eigenschaften der daraus synthetisierten Kunststoffe zu nutzen.In a particular embodiment of the invention, it is also possible to use natural or synthetic polyols, in particular carbohydrates such as, for example, sugar, starch and cellulose, as alcohols. Because of the particular composition of the natural polyols, it is generally not uniform Product achieved. When carrying out the process according to the invention, as a rule, more or less soluble product mixtures (predominantly consisting of oligo- and polycarbonates) are obtained, which nevertheless can be used for a very wide variety of applications. They can serve not only as glass substitutes but also as building blocks, for example for block polymers or graft polymers, and can be processed into high-performance materials with optimized properties. Polycarbonates form glassy, transparent plastics, with outstanding processing properties and have excellent surface and scratch resistance, high mechanical stability, excellent impact resistance, excellent dielectric strength and a high glass transition temperature. Such compounds are necessary to utilize advantageous properties of the plastics synthesized therefrom.

„Dialkylcarbonate” im Sinne der vorliegenden Erfindung sind insbesondere Dimethylcarbonat, Diethylcarbonat, Diisopropylcarbonat, Dipropylcarbonat, Dibutylcarbonat, Diisobutylcarbonat, Di-(2-methyl-propyl)-carbonat, Di-(4-hydroxybutyl)-carbonat, Dipentylcarbonat, Diisopentylcarbonat, Dihexylcarbonat, Diheptylcarbonat, Didecylcarbonat, Dihexadecylcarbonat, Dicyclohexylcarbonat, Di-(2-ethylhexyl)-carbonat, 2-Pentanol-4-methyl-1,1'-carbonat, Bis(2-ethylbutyl)-carbonat, Diisophoroncarbonat, Bis(3,3,5-trimethylcyclohexyl)-carbonat Dioctylcarbonat, Dibenzylcarbonat, Diallylcarbonat."Dialkyl" within the meaning of the present invention are in particular dimethyl carbonate, diethyl carbonate, diisopropyl carbonate, dipropyl carbonate, dibutyl carbonate, diisobutyl carbonate, di (2-methyl-propyl) carbonate, di (4-hydroxybutyl) carbonate, dipentyl carbonate, diisopentyl carbonate, dihexyl carbonate, Diheptyl carbonate, didecyl carbonate, dihexadecyl carbonate, dicyclohexyl carbonate, di- (2-ethylhexyl) carbonate, 2-pentanol-4-methyl-1,1'-carbonate, bis (2-ethylbutyl) carbonate, diisophorone carbonate, bis (3,3, 5-trimethylcyclohexyl) carbonate dioctyl carbonate, dibenzyl carbonate, diallyl carbonate.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird wie folgt durchgeführt: Das CO₂-haltige Medium wird zunächst ein einen Reaktor geleitet in welchem die CO₂-Aufnahme erfolgt, wie beispielsweise beschrieben in WO 2006 022 885 „Ultra Cleaning of Combustion Gas Including the Removal of CO₂”. Anschließend erfolgt die Synthese der Dialkyl- bzw. Alkylencarbonate, wie nachfolgend geschildert, ohne jedoch das gebundene CO₂ in einem separaten Schritt zu isolieren.The process according to the invention is carried out as follows: The CO ₂ -containing medium is first passed to a reactor in which CO ₂ uptake takes place, as described, for example, in US Pat WO 2006 022 885 "Ultra Cleaning of Combustion Gas Including the Removal of CO ₂ ". Subsequently, the synthesis of the dialkyl or Alkylencarbonate, as described below, but without isolating the bound CO ₂ in a separate step.

Eine beispielhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist in der 1 dargestellt. Die Einzelkomponenten sind mit englischen Begriffen gekennzeichnet, die dem Fachmann vertraut sind. Diese werden bei der Beschreibung der Abbildungen gleichwohl nochmals übersetzt.An exemplary apparatus for carrying out the method is in the 1 shown. The individual components are marked with English terms familiar to the skilled person. These are nevertheless translated again in the description of the illustrations.

Umsetzungen von Ammoniak mit Kohlendioxid zu Ammoniumhydrogencarbonat oder Ammoniumcarbamat oder Harnstoff oder Harnstoff-Intermediaten sind u. a. in den folgenden Quellen beschrieben:Reactions of ammonia with carbon dioxide to ammonium bicarbonate or ammonium carbamate or urea or urea intermediates are u. a. described in the following sources:

Quellen für die Synthese von Harnstoff:Sources for the synthesis of urea:

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In sämtlichen bekannten Literaturquellen werden ausschließlich Synthesewege zu Ammoniumhydrogencarbonat oder Ammoniumcarbamat oder Harnstoff oder Harnstoff-Intermediaten beschrieben, die auf den stofflich isolierten Einsatz von Kohlendioxid und Ammoniak basieren. Der Einsatz von Ammoniumhydrogencarbonat oder Ammoniumcarbamat oder Harnstoff oder Harnstoff-Intermediaten als Reaktionspartner für aliphatische, alicyclische oder ungesättigten, auch aromatische Alkohole zur Herstellung von Dialkylcarbonaten oder Alkylencarbonaten im Sinne einer CCU (Carbondioxide Capture and Utilisation) Anwendung in einem synchronen Verfahren wird in keinem Fall benannt.In all known sources of literature only synthetic routes to ammonium bicarbonate or ammonium carbamate or urea or urea intermediates are described, which are based on the materially isolated use of carbon dioxide and ammonia. The use of ammonium bicarbonate or ammonium carbamate or urea or urea intermediates as reactants for aliphatic, alicyclic or unsaturated, even aromatic alcohols for the preparation of dialkyl carbonates or alkylene carbonates in terms of a CCU (Carbondioxide Capture and Utilization) application in a synchronous process is named in any case ,

Die stoffliche Umsetzung von Ammoniak mit Kohlendioxid aus Rauchgasen ist u. a. in den folgenden Quellen beschrieben:

• Cupertino, E. G., & Jayaweera, I. Chilled Ammonia based CO2 Capture System with water wash system. ALSTOM TECHNOLOGY LTD.
• Darde, V., Thomsen, K., van, W. W. J. M., & Stenby, E. H. (2009). Chilled ammonia process for CO2 capture. [10.1016/j.egypro.2009.01.137]. Energy Procedia, 1 (Copyright (C) 2012 American Chemical Society (ACS). All Rights Reserved.), 1035–1042, doi:10.1016/j.egypro.2009.01.137 .
• Darde, V., Thomsen, K., van, W. W. J. M., & Stenby, E. H. (2010). Chilled ammonia process for CO2 capture. [10.1016/j.ijggc.2009.10.005]. Int. J. Greenhouse Gas Control, 4 (Copyright (C) 2012 American Chemical Society (ACS). All Rights Reserved.), 131–136, doi:10.1016/j.ijggc.2009.10.005 .
• Jilvero, H., Normann, F., Andersson, K., & Johnsson, F. (2011). Thermal integration and modelling of the chilled ammonia process. [10.1016/j.egypro.2011.02.045]. Energy Procedia, 4 (Copyright (C) 2012 American Chemical Society (ACS). All Rights Reserved.), 1713–1720, doi:10.1016/j.egypro.2011.02.045 .
• Kozak, F., Petig, A., Morris, E., Rhudy, R., & Thimsen, D. (2009). Chilled Ammonia Process for CO2 capture. [10.1016/j.egypro.2009.01.186]. Energy Procedia, 1 (Copyright (C) 2012 American Chemical Society (ACS). All Rights Reserved.), 1419–1426, doi:10.1016/j.egypro.2009.01.186 .
• Mathias, P. M., Reddy, S., & O'Connell, J. P. (2010). Quantitative evaluation of the chilled-ammonia process for CO2 capture using thermodynamic analysis and process simulation. [10.1016/j.ijggc.2009.09.016]. Int. J. Greenhouse Gas Control, 4 (Copyright (C) 2012 American Chemical Society (ACS). All Rights Reserved.), 174–179, doi:10.1016/j.ijggc.2009.09.016 .
• Peltier, R. (2008). Alstom's chilled ammonia CO2-capture process advances toward commercialization. Power, 152 (Copyright (C) 2012 American Chemical Society (ACS). All Rights Reserved.), 38–41 .
• Valenti, G., Bonalumi, D., & Macchi, E. (2009). Energy and exergy analyses for the carbon capture with the Chilled Ammonia Process (CAP). [10.1016/j.egypro.2009.01.140]. Energy Procedia, 1 (Copyright (C) 2012 American Chemical Society (ACS). All Rights Reserved.), 1059–1066, doi:10.1016/j.egypro.2009.01.140 .

The material conversion of ammonia with carbon dioxide from flue gases is described, inter alia, in the following sources:

• Cupertino, EG, & Jayaweera, I. Chilled Ammonia based CO2 Capture System with water wash system. ALSTOM TECHNOLOGY LTD.
• Darde, V., Thomsen, K., van, WWJM, & Stenby, EH (2009). Chilled ammonia process for CO2 capture. [10.1016 / j.egypro.2009.01.137]. Energy Procedia, 1 (Copyright (C) 2012 American Chemical Society (ACS), All Rights Reserved.), 1035-1042, doi: 10.1016 / j.egypro.2009.01.137 ,
• Darde, V., Thomsen, K., van, WWJM, & Stenby, EH (2010). Chilled ammonia process for CO2 capture. [10.1016 / j.ijggc.2009.10.005]. Int. J. Greenhouse Gas Control, 4 (Copyright (C) 2012 American Chemical Society (ACS), All Rights Reserved.), 131-136, doi: 10.1016 / j.ijggc.2009.10.005 ,
• Jilvero, H., Normann, F., Andersson, K., & Johnsson, F. (2011). Thermal integration and modeling of the chilled ammonia process. [10.1016 / j.egypro.2011.02.045]. Energy Procedia, 4 (Copyright (C) 2012 American Chemical Society (ACS), All Rights Reserved.), 1713-1720, doi: 10.1016 / j.egypro.2011.02.045 ,
• Kozak, F., Petig, A., Morris, E., Rhudy, R., & Thimsen, D. (2009). Chilled Ammonia Process for CO2 capture. [10.1016 / j.egypro.2009.01.186]. Energy Procedia, 1 (Copyright (C) 2012 American Chemical Society (ACS), All Rights Reserved.), 1419-1426, doi: 10.1016 / j.egypro.2009.01.186 ,
• Mathias, PM, Reddy, S., &O'Connell, JP (2010). Quantitative evaluation of the chilled-ammonia process for CO2 capture using thermodynamic analysis and process simulation. [10.1016 / j.ijggc.2009.09.016]. Int. J. Greenhouse Gas Control, 4 (Copyright (C) 2012 American Chemical Society (ACS), All Rights Reserved.), 174-179, doi: 10.1016 / j.ijggc.2009.09.016 ,
• Peltier, R. (2008). Alstom's chilled ammonia CO2 capture process advances towards commercialization. Power, 152 (Copyright (C) 2012 American Chemical Society (ACS), All Rights Reserved.), 38-41 ,
• Valenti, G., Bonalumi, D., & Macchi, E. (2009). Energy and exergy analysis for the carbon capture with the Chilled Ammonia Process (CAP). [10.1016 / j.egypro.2009.01.140]. Energy Procedia, 1 (Copyright (C) 2012 American Chemical Society (ACS), All Rights Reserved.), 1059-1066, doi: 10.1016 / j.egypro.2009.01.140 ,

In sämtlichen bekannten Literaturquellen werden ausschließlich Synthesewege zu Ammoniumhydrogencarbonat oder Ammoniumcarbamat oder Harnstoff oder Harnstoff-Intermediaten beschrieben, die auf den stofflich isolierten Einsatz von Kohlendioxid und Ammoniak basieren. Der Einsatz von Ammoniumhydrogencarbonat oder Ammoniumcarbamat oder Harnstoff oder Harnstoff-Intermediaten als Reaktionspartner für aliphatische, alicyclische oder ungesättigte, auch aromatische Alkohole zur Herstellung von Dialkylcarbonaten oder Alkylencarbonaten im Sinne einer CCU (Carbondioxide Capture and Utilization) Anwendung in einem synchronen Verfahren wird in keinem Fall benannt.In all known literature sources are exclusively synthetic routes to Ammoniumhydrogencarbonat or ammonium carbamate or urea or urea intermediates described based on the isolated use of carbon dioxide and ammonia. The use of ammonium bicarbonate or ammonium carbamate or urea or urea intermediates as reactants for aliphatic, alicyclic or unsaturated, even aromatic alcohols for the preparation of dialkyl carbonates or alkylene carbonates in terms of a CCU (Carbondioxide Capture and Utilization) application in a synchronous process is named in any case ,

Katalytische Umsetzungen von Ammoniumcarbamat oder Ammoniumhydrogencarbonat oder Harnstoff oder Harnstoff-Intermediaten mit aliphatischen, alicyclischen oder ungesättigten, auch aromatischen Alkoholen zu Dialkylcarbonaten und Alkylencarbonaten im Allgemeinen und speziell die katalytische Umsetzungen von Ammoniumcarbamat oder Harnstoff oder Harnstoff-Intermediaten mit a) Methanol zu Dialkylcarbonaten und b) Glycerin zu Glycerincarbonat sind u. a. in den folgenden Quellen beschrieben:Catalytic reactions of ammonium carbamate or ammonium bicarbonate or urea or urea intermediates with aliphatic, alicyclic or unsaturated, also aromatic, alcohols to dialkyl carbonates and alkylene carbonates in general and especially the catalytic reactions of ammonium carbamate or urea or urea intermediates with a) methanol to dialkyl carbonates and b) Glycerol to Glycerincarbonat are u. a. described in the following sources:

Quellen für die Synthese von Dialkyl- & Alkenylcarbonaten:Sources for the synthesis of dialkyl & alkenyl carbonates:

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Im Rahmen der geschilderten Synthese von Dialkyl- & Alkenylcarbonaten werden bevorzugt Katalysatoren verwendet, die insbesondere im Rahmen der vorgenannten Literaturstellen beschrieben sind. Metalloxide, Metallcarbonate und Metallsulfate sind als Katalysatoren besonders geeignet wobei deren Nanopartikelcharakter eine besondere Bedeutung hat. Insbesondere geeignet für die erfindungsgemäße Verfahrensführung sind die in den Beispielen genannten an katalytisch wirksamen Silikat-Partikeln mit Korngrößen zwischen 200 und 0,5 μm, bevorzugt zwischen 50 und 0,5 μm, insbesondere zwischen 10 und 0,5 μm.In the context of the described synthesis of dialkyl & Alkenylcarbonaten catalysts are preferably used, which are described in particular in the context of the aforementioned references. Metal oxides, metal carbonates and metal sulfates are particularly suitable as catalysts whose nanoparticle character has a special meaning. Particularly suitable for the process according to the invention are those mentioned in the examples of catalytically active silicate particles with particle sizes between 200 and 0.5 .mu.m, preferably between 50 and 0.5 .mu.m, in particular between 10 and 0.5 .mu.m.

In sämtlichen bekannten Literaturquellen werden ausschließlich Synthesewege zu Dialkylcarbonaten und Alkylencarbonaten beschrieben, die auf den stofflich isolierten Einsatz von Ammoniumcarbamat oder Ammoniumhydrogencarbonate oder Harnstoff oder Harnstoff-Intermediaten und aliphatischen, alicyclischen oder ungesättigten, auch aromatischen Alkoholen unter Freisetzung von Ammoniak basieren. Der Einsatz des freigesetzten Ammoniaks als Absorber für Kohlendioxid aus Rauchgasen oder anderen CO₂-Quellen im Sinne einer CCU (Carbondioxide Capture and Utilisation) Anwendung in einem synchronen Verfahren wird in sämtlichen bekannten Literaturquellen nicht benannt.In all known sources of literature only synthetic routes to dialkyl carbonates and alkylene are described based on the materially isolated use of ammonium carbamate or ammonium bicarbonates or urea or urea intermediates and aliphatic, alicyclic or unsaturated, and aromatic alcohols to release ammonia. The use of the liberated ammonia as an absorber for carbon dioxide from flue gases or other CO ₂ sources in terms of a CCU (Carbondioxide Capture and Utilization) application in a synchronous process is not named in all known literature sources.

Dialkylcarbonate dienen nicht nur als Reagenzien sondern als „Green Solvents” zum Ersatz für Aromaten wie Benzol, Toluol, Xylole, Cumol und als Ersatz für Nitroverdünner, Essigsäureethyl- oder -butylester. Durch Verwendung geeigneter Carbonate ist die Zeit des Verdunstens je nach Bedarf steuerbar.Dialkyl carbonates serve not only as reagents but as "green solvents" to replace aromatics such as benzene, toluene, xylenes, cumene and as a substitute for nitro thinner, ethyl acetate or butyl ester. By using suitable carbonates, the time of evaporation is controllable as needed.

ExperimentellesExperimental

Ethylencarbonatethylene

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Umsetzung von Ammoniumcarbonat oder Harnstoff oder Harnstoff-Intermediaten und Ethylenglycol zu Ethylencarbonat bei Temperaturen zwischen 90 und 180°C, bevorzugt zwischen 125 und 165°, insbesondere 135–155°C und Prozessdrücken zwischen 0,1 und 2 atm, bevorzugt zwischen 0,1 und 1 atm, insbesondere zwischen 0,1 und 0,8 atm an katalytisch wirksamen Silikat-Partikeln mit Korngrößen zwischen 200 und 0,5 μm, bevorzugt zwischen 50 und 0,5 μm, insbesondere zwischen 10 und 0,5 μm durchgeführt.According to an advantageous embodiment of the invention, the reaction of ammonium carbonate or urea or urea intermediates and ethylene glycol to ethylene carbonate at temperatures between 90 and 180 ° C, preferably between 125 and 165 °, in particular 135-155 ° C and process pressures between 0.1 and 2 atm, preferably between 0.1 and 1 atm, in particular between 0.1 and 0.8 atm of catalytically active silicate particles with grain sizes between 200 and 0.5 .mu.m, preferably between 50 and 0.5 .mu.m, in particular between 10 and 0.5 microns performed.

Das FT-MIR-ATR Spektrum des erfindungsgemäß erzeugten Ethylencarbonats wird in 5 wiedergegeben.The FT-MIR-ATR spectrum of the ethylene carbonate produced according to the invention is described in 5 played.

Ethylencarbonat, 1,3-Dioxolan-2-on, ist ein gelbliches festes Produkt mit fruchtartigen Geruch. Ethylencarbonat wird in der chemischen Industrie als Ausgangsstoff für Synthesen und als Lösungsmittel bei höheren Temperaturen verwendet, u. a. als Ausgangsprodukt für die Synthese von Oxazoliinonen, Imidazolidonen, Pyrimidinen und Purinen, als ein Vernetzungsagenz in der Polymerproduktion für Superabsorber, als Hochtemperatur-Lösungsmittel bei der Verspinnung von Polyacrylnitril-Fasern, als Dispersionsadditiv für die Produktion von Schmiermitteln, als Solvent für die Gaswäsche, als Zwischenprodukt in der Synthese von Polycarbonatdiolanwendungen. Gerade vor dem Hintergrund der Entwicklung von Elektro- und Hybrid-Fahrzeugen ist die Anwendung als Komponente in nichtwässrigen Elektrolytlösungen für Litiumionenbatterien von besonderer Bedeutung. Die Eignung als nichtwässrige Elektrolyt-Komponente für Litiumionenbatterien gilt auch für 1,3-Propylencarbonat, 1,2-Propylencarbonat und 4-Hydroxymethyl-1,3-dioxolan-2-on.Ethylene carbonate, 1,3-dioxolan-2-one, is a yellowish solid product with a fruity odor. Ethylene carbonate is used in the chemical industry as a raw material for syntheses and as a solvent at higher temperatures, including as a starting material for the synthesis of oxazoliinones, imidazolidones, pyrimidines and purines, as a crosslinking agent in polymer production for superabsorbents, as a high-temperature solvent in the spinning of Polyacrylonitrile fibers, as a dispersion additive for the production of lubricants, as a solvent for gas scrubbing, as an intermediate in the synthesis of polycarbonate diol applications. Especially against the background of the development of electric and hybrid vehicles, the use as a component in non-aqueous electrolyte solutions for lithium ion batteries of special Importance. The suitability as a non-aqueous electrolyte component for lithium ion batteries also applies to 1,3-propylene carbonate, 1,2-propylene carbonate and 4-hydroxymethyl-1,3-dioxolan-2-one.

1,2-Propylencarbonat1,2-propylene carbonate

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Umsetzung von Ammoniumcarbonat oder Harnstoff oder Harnstoff-Intermediaten und 1,2-Propylenglycol zu 1,2-Propylencarbonat bei Temperaturen zwischen 90 und 180°C, bevorzugt zwischen 125 und 165°, insbesondere 135–155°C und Prozessdrücken zwischen 0,1 und 2 atm, bevorzugt zwischen 0,1 und 1 atm, insbesondere zwischen 0,1 und 0,8 atm an katalytisch wirksamen Silikat-Partikeln mit Korngrößen zwischen 200 und 0,5 μm, bevorzugt zwischen 50 und 0,5 μm, insbesondere zwischen 10 und 0,5 μm durchgeführt.According to an advantageous embodiment of the invention, the reaction of ammonium carbonate or urea or urea intermediates and 1,2-propylene glycol to 1,2-propylene carbonate at temperatures between 90 and 180 ° C, preferably between 125 and 165 °, in particular 135-155 ° C and process pressures between 0.1 and 2 atm, preferably between 0.1 and 1 atm, in particular between 0.1 and 0.8 atm of catalytically active silicate particles with particle sizes between 200 and 0.5 .mu.m, preferably between 50 and 0.5 microns, in particular between 10 and 0.5 microns performed.

1,3-Propylencarbonat1,3-propylene carbonate

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Umsetzung von Ammoniumcarbonat oder Harnstoff oder Harnstoff-Intermediaten und 1,3-Propylenglycol zu 1,3-Propylencarbonat bei Temperaturen zwischen 90 und 180°C, bevorzugt zwischen 125 und 165°, insbesondere 135–155°C und Prozessdrücken zwischen 0,1 und 2 atm, bevorzugt zwischen 0,1 und 1 atm, insbesondere zwischen 0,1 und 0,8 atm an katalytisch wirksamen Silikat-Partikeln mit Korngrößen zwischen 200 und 0,5 μm, bevorzugt zwischen 50 und 0,5 μm, insbesondere zwischen 10 und 0,5 μm durchgeführt.According to an advantageous embodiment of the invention, the reaction of ammonium carbonate or urea or urea intermediates and 1,3-propylene glycol to 1,3-propylene carbonate at temperatures between 90 and 180 ° C, preferably between 125 and 165 °, in particular 135-155 ° C and process pressures between 0.1 and 2 atm, preferably between 0.1 and 1 atm, in particular between 0.1 and 0.8 atm of catalytically active silicate particles with particle sizes between 200 and 0.5 .mu.m, preferably between 50 and 0.5 microns, in particular between 10 and 0.5 microns performed.

4-Hydroxymethyl-1,3-dioxolan-2-on4-hydroxymethyl-1,3-dioxolan-2-one

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Umsetzung von Ammoniumcarbonat oder Harnstoff oder Harnstoff-Intermediaten und Glycerin zu 4-Hydroxy-1,3-dioxolan-2-on bei Temperaturen zwischen 90 und 200°C, bevorzugt zwischen 125 und 175°, insbesondere 135–165°C und Prozessdrücken zwischen 0,1 und 2 atm, bevorzugt zwischen 0,1 und 1 atm, insbesondere zwischen 0,1 und 0,8 atm an katalytisch wirksamen Silikat-Partikeln mit Korngrößen zwischen 200 und 0,5 μm, bevorzugt zwischen 50 und 0,5 μm, insbesondere zwischen 10 und 0,5 μm durchgeführt.According to an advantageous embodiment of the invention, the reaction of ammonium carbonate or urea or urea intermediates and glycerol to 4-hydroxy-1,3-dioxolan-2-one at temperatures between 90 and 200 ° C, preferably between 125 and 175 °, in particular 135-165 ° C and process pressures between 0.1 and 2 atm, preferably between 0.1 and 1 atm, in particular between 0.1 and 0.8 atm of catalytically active silicate particles with grain sizes between 200 and 0.5 microns, preferably carried out between 50 and 0.5 .mu.m, in particular between 10 and 0.5 .mu.m.

Das FT-MIR-ATR Spektrum des erfindungsgemäß erzeugten 4-Hydroxymethyl-1,2-dioxolan-3-ones wird in 6 wiedergegeben.The FT-MIR-ATR spectrum of the inventively produced 4-hydroxymethyl-1,2-dioxolan-3-ones is in 6 played.

Dimethylcarbonatdimethyl

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Umsetzung von Ammoniumcarbonat oder Harnstoff oder Harnstoff-Intermediaten und Methanol zu Dimethylcarbonat bei Temperaturen zwischen 85 und 200°C, bevorzugt zwischen 110 und 170°, insbesondere 125–150°C und Prozessdrücken zwischen 2 und 40 atm, bevorzugt zwischen 5 und 20 atm, insbesondere zwischen 8 und 13 atm an katalytisch wirksamen Silikat-Partikeln mit Korngrößen zwischen 200 und 0,5 μm, bevorzugt zwischen 50 und 0,5 μm, insbesondere zwischen 10 und 0,5 μm durchgeführt. Dimethylcarbonat DMC ist ein Reagenz für Acylierungen oder Alkylierungen. Es kann wegen seiner Antiklopfeigenschaften als Benzinadditiv und als Ersatz für Methyl-tert-butylether (MTBE) verwendet werden.According to an advantageous embodiment of the invention, the reaction of ammonium carbonate or urea or urea intermediates and methanol to dimethyl carbonate at temperatures between 85 and 200 ° C, preferably between 110 and 170 °, in particular 125-150 ° C and process pressures between 2 and 40 atm , preferably between 5 and 20 atm, in particular between 8 and 13 atm, of catalytically active silicate particles having grain sizes between 200 and 0.5 μm, preferably between 50 and 0.5 μm, in particular between 10 and 0.5 μm. Dimethyl carbonate DMC is a reagent for acylations or alkylations. It can be used as a gasoline additive because of its anti-knocking properties and as a substitute for methyl tert-butyl ether (MTBE).

Das FT-MIR-ATR Spektrum des erfindungsgemäß erzeugten Dimethylcarbonates wird in 7 wiedergegeben.The FT-MIR-ATR spectrum of the dimethyl carbonate according to the invention is generated in 7 played.

Diethylcarbonatdiethyl

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Umsetzung von Ammoniumcarbonat oder Harnstoff oder Harnstoff-Intermediaten und Ethanol zu Diethylcarbonat bei Temperaturen zwischen 100 und 200°C, bevorzugt zwischen 125 und 180°, insbesondere 135–160°C und Prozessdrücken zwischen 2 und 32 atm, bevorzugt zwischen 5 und 20 atm, insbesondere zwischen 8 und 13 atm an katalytisch wirksamen Silikat-Partikeln mit Korngrößen zwischen 200 und 0,5 μm, bevorzugt zwischen 50 und 0,5 μm, insbesondere zwischen 10 und 0,5 μm durchgeführt.According to an advantageous embodiment of the invention, the reaction of ammonium carbonate or urea or urea intermediates and ethanol to diethyl carbonate at temperatures between 100 and 200 ° C, preferably between 125 and 180 °, in particular 135-160 ° C and process pressures between 2 and 32 atm , preferably between 5 and 20 atm, in particular between 8 and 13 atm, of catalytically active silicate particles having grain sizes between 200 and 0.5 μm, preferably between 50 and 0.5 μm, in particular between 10 and 0.5 μm.

Di-n-propylcarbonatDi-n-propyl carbonate

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Umsetzung von Ammoniumcarbonat oder Harnstoff oder Harnstoff-Intermediaten und n-Propanol zu Di-n-propylcarbonat bei Temperaturen zwischen 115 und 200°C, bevorzugt zwischen 125 und 185°, insbesondere 150–175°C und Prozessdrücken zwischen 2 und 18 atm, bevorzugt zwischen 3 und 13 atm, insbesondere zwischen 5 und 10 atm an katalytisch wirksamen Silikat-Partikeln mit Korngrößen zwischen 200 und 0,5 μm, bevorzugt zwischen 50 und 0,5 μm, insbesondere zwischen 10 und 0,5 μm durchgeführt.According to an advantageous embodiment of the invention, the reaction of ammonium carbonate or urea or urea intermediates and n-propanol to di-n-propyl carbonate at temperatures between 115 and 200 ° C, preferably between 125 and 185 °, in particular 150-175 ° C and process pressures between 2 and 18 atm, preferably between 3 and 13 atm, in particular between 5 and 10 atm of catalytically active silicate particles with particle sizes between 200 and 0.5 .mu.m, preferably between 50 and 0.5 .mu.m, in particular between 10 and 0.5 .mu.m performed.

Dicyclohexylcarbonatdicyclohexyl

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Umsetzung von Ammoniumcarbonat oder Harnstoff oder Harnstoff-Intermediaten und Cyclohexanol zu Di-n-Cyclohexylcarbonat bei Temperaturen zwischen 175 und 235°C, bevorzugt zwischen 185 und 235°, insbesondere 200–235°C und Prozessdrücken zwischen 2 und 6 atm, bevorzugt zwischen 3 und 6 atm, insbesondere zwischen 4 und 5 atm an katalytisch wirksamen Silikat-Partikeln mit Korngrößen zwischen 200 und 0,5 μm, bevorzugt zwischen 50 und 0,5 μm, insbesondere zwischen 10 und 0,5 μm durchgeführt.According to an advantageous embodiment of the invention, the reaction of ammonium carbonate or urea or urea intermediates and cyclohexanol to di-n-cyclohexyl carbonate at temperatures between 175 and 235 ° C, preferably between 185 and 235 °, in particular 200-235 ° C and process pressures between 2 and 6 atm, preferably between 3 and 6 atm, in particular between 4 and 5 atm of catalytically active silicate particles with particle sizes between 200 and 0.5 .mu.m, preferably between 50 and 0.5 .mu.m, in particular between 10 and 0.5 μm performed.

Di-(3,3,5-tri-methyl-cyclohexyl)carbonat (Di-isophoronylcarbonat)Di- (3,3,5-tri-methyl-cyclohexyl) carbonate (di-isophoronyl carbonate)

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Umsetzung von Ammoniumcarbonat oder Harnstoff oder Harnstoff-Intermediaten und Isophoronalkohol zu Diisophoronylcarbonat bei Temperaturen zwischen 215 und 250°C, bevorzugt zwischen 225 und 250°, insbesondere 235–250°C und Prozessdrücken zwischen 1 und 3 atm, bevorzugt zwischen 2 und 3 atm, insbesondere zwischen 2,5 und 3 atm an katalytisch wirksamen Silikat-Partikeln mit Korngrößen zwischen 200 und 0,5 μm, bevorzugt zwischen 50 und 0,5 μm, insbesondere zwischen 10 und 0,5 μm durchgeführt.According to an advantageous embodiment of the invention, the reaction of ammonium carbonate or urea or urea intermediates and isophorone alcohol to Diisophoronylcarbonat at temperatures between 215 and 250 ° C, preferably between 225 and 250 °, especially 235-250 ° C and process pressures between 1 and 3 atm , preferably between 2 and 3 atm, in particular between 2.5 and 3 atm carried out on catalytically active silicate particles with particle sizes between 200 and 0.5 .mu.m, preferably between 50 and 0.5 .mu.m, in particular between 10 and 0.5 .mu.m ,

Dibenzylcarbonatdibenzyl

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Umsetzung von Ammoniumcarbonat oder Harnstoff oder Harnstoff-Intermediaten und Benzylalkohol zu Dibenzylcarbonat bei Temperaturen zwischen 210 und 250°C, bevorzugt zwischen 225 und 250°, insbesondere 235–250°C und Prozessdrücken zwischen 1 und 4 atm, bevorzugt zwischen 2 und 4 atm, insbesondere zwischen 3 und 4 atm an katalytisch wirksamen Silikat-Partikeln mit Korngrößen zwischen 200 und 0,5 μm, bevorzugt zwischen 50 und 0,5 μm, insbesondere zwischen 10 und 0,5 μm durchgeführt.According to an advantageous embodiment of the invention, the reaction of ammonium carbonate or urea or urea intermediates and benzyl alcohol to dibenzyl carbonate at temperatures between 210 and 250 ° C, preferably between 225 and 250 °, especially 235-250 ° C and process pressures between 1 and 4 atm , preferably between 2 and 4 atm, in particular between 3 and 4 atm of catalytically active silicate particles having particle sizes between 200 and 0.5 .mu.m, preferably between 50 and 0.5 .mu.m, in particular between 10 and 0.5 .mu.m performed.

Verzeichnis der Figuren:List of figures:

1: Carbondioxide Capture and Utilization Process ”Synchrone Absorption von CO₂ aus Rauchgas und Synthese von Dialkylcarbonaten und Alkylencarbonaten” Die folgenden Bezeichnungen wurden verwendet: Flue gas CO₂-reiches Gas Lean gas CO₂-armes Gas Gas srubber Gaswäscher Absorber Absorber Ammonia absorber recycle Ammoniak Absorber Rückfluss Absorber reflux Absorber Rückfluss Ammonia reflux Ammoniak Rückfluss Urea reactor Harnstoffreaktor Carbone dioxide Kohlendioxid (CO₂) Desorber Desorber Urea synthesis Harnstoffsynthese Water reflux Wasser-Rückfluss Cristallizer Reaktor zur Kristallisation Urea separation Harnstoffabtrennung Methanol Methanol Azeotropic distillation azeotrope Destillation DMC for purification Dimethylcarbonat zur Reinigung 1 : Carbon Dioxide Capture and Utilization Process "Synchronous absorption of CO ₂ from flue gas and synthesis of dialkyl carbonates and alkylene carbonates" The following designations were used: Flue gas CO ₂ -rich gas Lean gas CO ₂ low-gas Gas scrubber gas scrubber absorber absorber Recycle ammonia absorber Ammonia absorber reflux Absorber reflux Absorber reflux Ammonia reflux Ammonia reflux Urea reactor urea reactor Carbone dioxide Carbon dioxide (CO ₂ ) desorber desorber Urea synthesis urea synthesis Water reflux Water backflow Cristallizer Reactor for crystallization Urea separation urea separation methanol methanol Azeotropic distillation azeotropic distillation DMC for purification Dimethyl carbonate for cleaning

2: Reaktionsnetzwerk der Umsetzung von Ammoniak, Kohlendioxid und Wasser 2 : Reaction network of the reaction of ammonia, carbon dioxide and water

3: Reaktionsnetzwerk der Synthese von Dialkylcarbamaten und Alkylencarbamaten aus Ammoniumcarbamat oder Harnstoff oder Harnstoff-Intermediaten und aliphatischen, alicyclischen oder ungesättigten, auch aromatischen Alkoholen 3 : Reaction network of the synthesis of dialkyl carbamates and alkylene carbamates from ammonium carbamate or urea or urea intermediates and aliphatic, alicyclic or unsaturated, also aromatic alcohols

4: Kombination der Absorption von Kohlendioxid aus Rauchgasen speziell mit Ammoniak und der Synthese von Dialkylcarbonaten oder Alkylencarbonaten aus Ammoniumcarbamat oder Ammoniumhydrogencarbonat oder Harnstoff oder Harnstoff-Intermediaten und aliphatischen, alicyclischen oder ungesättigten, auch aromatischen Alkoholen. Die folgenden Bezeichnungen wurden verwendet: Ammonia Cycle Ammoniak-Kreislauf Chilled Ammonia Process gekühlter Ammoniak Prozess Dimethylcarbonate Syntheses Dimethylcarbonat-Synthese Dimethylcarbonate Dimethylcarbonat 4 Combination of the absorption of carbon dioxide from flue gases specifically with ammonia and the synthesis of dialkyl carbonates or alkylene carbonates of ammonium carbamate or ammonium bicarbonate or urea or urea intermediates and aliphatic, alicyclic or unsaturated, even aromatic alcohols. The following terms were used: Ammonia cycle Ammonia cycle Chilled Ammonia Process cooled ammonia process Dimethyl carbonates Syntheses Dimethyl carbonate synthesis dimethyl carbonates dimethyl

5: FT-MIR-ATR Spektrum erfindungsgemäß erzeugtes Ethylencarbonat 5 : FT-MIR-ATR spectrum according to the invention produced ethylene carbonate

6: FT-MIR-ATR Spektrum erfindungsgemäß erzeugtes 4-Hydroxymethyl-1,2-dioxolan-3-one 6 : FT-MIR-ATR Spectrum produced according to the invention 4-hydroxymethyl-1,2-dioxolan-3-one

7: FT-MIR-ATR Spektrum erfindungsgemäß erzeugtes Dimethylcarbonat 7 : FT-MIR-ATR spectrum according to the invention produced dimethyl carbonate

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims

Process for the separation of CO ₂ from gaseous media by reaction with amines, characterized in that the amine intermediates formed from CO ₂ and amines with alcohols to give organic carbonates with re-release of the amines.

A method according to claim 1, characterized in that the amines are selected from ammonia, methylamine, dimethylamine, ethylamine, diethylamine, propylamine, di-propylamine or mixtures thereof.

A method according to claim 1, characterized in that the amines are selected from piperazine, N-2-hydroxyethylpiperazine, N- (hydroxypropyl) piperazine diethanoltriamine (DETA), 2- ((2-aminoethyl) amino) ethanol (AEEA), monoethanolamine ( MEA), diethanolamine (DEA), diisopropanolamine (DIPA), methylaminopropylamine (MAPA), 3-aminopropanol (AP), 2,2-dimethyl-1,3-propanediamine (DMPDA), 3-amino-1-cyclohexylaminopropane (ACHP) , Diglycolamine (DGA), 2-amino-2-methylpropanol (AMP), 1-amino-2-propanol (MIPA), 2-methylmethanolamine (MMEA), chitosans, piperidine, diaminocyclohexane, ethylenediamine

A method according to claim 1, characterized in that the alcohols are selected from saturated or mono- or polyunsaturated aliphatic or alicyclic and aromatic mono-, di-, tri- or poly-ols.

A method according to claim 1, characterized in that the alcohols are selected from sugar, starch, chitosan or cellulose.

A method according to claim 3, characterized in that the alcohols are selected from methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, isobutyl alcohol, 1-pentanol, isopentyl alcohol, 2-methyl-1-pentanol, 4-methyl 2-pentanol, 2-ethyl-1-butanol, 1-hexanol, cyclohexanol, 1-heptanol, 2-ethylhexanol, 1-octanol, 2,6-dimethyl-4-heptanol, decanol, cetyl alcohol, isophorone alcohol, 3,3, 5-trimethylcyclohexanol, ethanediol, 1,2-propanediol, 2-methyl-1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-dihydroxy-2,2-dimethylpropane, 1,1,1-tris (hydroxymethyl) propane, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 2,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,2,3-propanetriol, pentaerythritol, benzyl alcohol, allyl alcohol, 1,2-cyclohexanediol, 1,6- Hexanediol, 2,2'-bisphenol, 2-allyloxymethyl-2-ethyl-1,3-propanediol, diethylene glycol monoalkyl ester, diethylene glycol, triethylene glycol monoalkyl ester, triethylene glycol, allyl alcohol, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, hydroxyethyl methacrylate, fatty alcohols, oxo alcohols, polyethylene glycols, poly vinyl alcohols.

Process according to claim 1, characterized by a temperature of 90 ° -250 ° C.

Process according to claim 1, characterized by a pressure of 1-40 ° atm.

A method according to claim 1, characterized in that the reaction of the amine intermediate with the alcohol is carried out using a catalyst.

A method according to claim 7, characterized in that the catalyst is selected from metal oxides, metal carbonates and metal sulfates, in particular as nanoparticles.

A method according to claim 7, characterized in that the catalyst is selected from catalytically active silicate particles having particle sizes between 200 and 0.5 .mu.m, preferably between 50 and 0.5 .mu.m, in particular between 10 and 0.5 .mu.m

Use of the method according to at least one of claims 1-9 for the separation of CO ₂ from flue gas, combustion gases, production gases, synthesis gases, fermentation gases, fermentation gases, CO ₂ -containing natural gas, animal digestive gases or CO ₂ -containing room or vehicle air, even in systems independent of air ,

Use of the process according to at least one of claims 1-9 for the preparation of dialkyl carbonates or of alkylene carbonates.

Use of the process according to claim 13 for the preparation of dimethyl carbonate, diethyl carbonate, diisopropyl carbonate, dipropyl carbonate, dibutyl carbonate, diisobutyl carbonate, di (2-methyl-propyl) carbonate, di (4-hydroxybutyl) carbonate, dipentyl carbonate, diisopentyl carbonate, dihexyl carbonate, diheptyl carbonate , Didecyl carbonate, dihexadecyl carbonate, dicyclohexyl carbonate, di (2-) ethylhexyl) carbonate, 2-pentanol-4-methyl-1,1'-carbonate, bis (2-ethylbutyl) carbonate, diisophorone carbonate, bis (3,3,5-trimethylcyclohexyl) carbonate, dioctyl carbonate, dibenzyl carbonate, diallyl carbonate, or of 1,3-dioxolan-2-one, 4-methyl-1,3-dioxolan-2-one, 4-hydroxymethyl-1,3-dioxolan-2-one, 4,5-dimethyl-1,3-dioxolane -2-one, 4,4-dimethyl-1,3-dioxolan-2-one, 4-ethyl-1,3-dioxolan-2-one, 1,3-dioxan-2-one, 5,5-dimethyl -1,3-dioxan-2-one, dibenzo [d, f] - [1,3] dioxepin-6-one, 5-ethyl-5- (hydroxymethyl) -1,3-dioxan-2-one, 5 [(allyloxy) methyl] -5-ethyl-1,3-dioxan-2-one, 5,5 '- [carbonyl bis (oxymethylene)] - bis [5-ethyl-1,3-dioxan-2-one on], 1,3,10,12-tetraoxa-cyclooctadecane-2,11-dione.