Способ извлечения окиси углерода из газовых смесей

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„100949

3 5 ) В 01 О 53/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PGH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

"жЖЧЮ. .Ы4.а )Щс)тжр:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3359324/23-26 (22) 01.12.81 (46) 07.04.83 ° Бюл. и 13 (72) Н.В. Ксандров, И.С. Никандров, Н.Н. Ансерова, П.П. Ким, В.Д. Овчинников, И.Л. Лейтес, Ю,Г. Карпова, С.В. Корбутов и Ю.Б. Самарин (71) Горьковский ордена Трудового . Красноro Знамени политехнический институт им. А.А. Жданова и Государственный научно-йсследовательский и проектный институт азотной промышленности и продуктов органического синтеза (53) 66. 074 331(088 8) (56) Патент США Ю 3006717, кл. 23-2, 1961 °

2. Патент ФРГ N 856033, кл. 26d 9/20, 1952. (54) (57) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ОКИСИ

УГЛЕРОДА ИЗ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ, включающий абсорбцию раствором хлоридов меди и магния и последующую десорбцию при повышенной температуре, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью снижения удельного расхода сорбента и энергозатрат, абсорбцию ведут при парциальном давлении окиси углерода

80-.90 КПа, отработанный сорбент разделяют на жидкую и твердую фазы, последнюю подвергают десорбции путем разложения до удаления целевого продукта и образовавшийся раствор возвращают на стадию абсорбции.

В последующих опытах изменяют концентрацию одновалентной меди и хлорида магния при приготовлении абсорбента, температуру абсорбции и давление абсорбции в целях изучения их влияния на процесс поглощения СО и уменьшения удельного расхода сорбента. Последняя величина оценена по объему сорбента на 1 л десорбированной окиси углерода. Количество десорбированной окиси углерода равняется сумме объемов СО, выделившихся при разложении осадка и раствора, Результаты опытов сведены в табл. 1 и 2.

Там же приведены данные, полученные известным способом.

1 10094

Изобретение относится к способам извлечения окиси углерода из газовых смесей и может найти применение в химической промышленности при.синтезе фосгена, муравьиной кислоты, метилового спирта, получении карбонилов металлов, оксосинтезах.

Известен способ извлечения окиси углерода из газовых смесей аммиачными растворами солей одновалентной 30 меди с последующей регенерацией сорбента Pl j, Недостатком способа является повышенная энергоемкость из-за необходимости нагрева иа стадии десорбции и охлаждения перед абсорбцией всей массы сорбента.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ из- ур влечения окиси углерода раствором хлоридов меди и магния при температуре не выше 303 К и атмосферном давлении, т.е. при парциальном давлении окиси углерода около 20 КПа, 25 десорбцию производят под вакуумом при нагревании до 363 К (2), Недостатками известного способа являются большой удельный расход сорбента на 1 л десорбированной окиси углерода и значительные эневгозатраты, связанные с необходимостью нагрева всей массы сорбента на стадии десорбции и охлаждения до температур абсорбции.

Целью изобретения является сниже ние удельного расхода сорбента и энергозатрат.

Цель достигается тем, что по способу извлечения окиси. углерода из 40 газовых смесей, включающему абсорбцию раствором хлоридов меди и магния и последующую десорбцию при повышенной температуре, абсорбцию ведут при парциальном давлении окиси углерода 45

80-90 КПа, отработанный сорбент разделяют на жидкую и твердую фазы, последнюю подвергают десорбции путем разложения до удаления целевого продукта и образовавшийся раствор воз50 вращают на стадию абсорбции.

Технология способа состоит в следующем.

Абсорбцию осуществляют в условиях, обеспечивающих выпадение купрохлорид-. нокарбонильных комплексов в осадок

55 в виде нерастворимых соединений, т.е. при температуре 273-283 К и общем давлении, обеспечивающем при данном составе исходной газовой смеси парциальное давление окиси углерода 8090 КПа. Затем отделяют содержащие СО купрохлориднокарбонильные комплексы путем фильтрования. Десорбцию окиси углерода ведут при нагреве фильтрованного осадка при общем давлении до

101 КПа и температуре до 373 К, Раствор, образующийся после разложения осадка, возвращают на абсорбцию °

Выпадение в осадок купрохлориднокарбонильных комплексов в виде нерастворимых комплексов ранее не было известно. При осуществлении процесса по известному способу, выпадение осадка не имеет места вследствие того, что не достигается необходимое парциальное давление окиси углерода. Выпадение купрохлориднокарбонильных комплексов в осадок может происходить только при превышении произведения растворимости указанных комплексов, равного 0,2-0,7 в зависимости от ионной силы раствора, что требует достижения некоторой критической концентрации физически растворенной окиси углерода в растворе, которая приблизительно пропорциональна парциальному давлению окиси углерода.

Способ апробирован в лабораторных условиях.

Пример. 45 л смеси СО и N о

29 содержащеи 204 СО, что примерно соответствует содержанию CO в газовой смеси, образующейся при конверсии метана, барботируют при давлении 405 КПа, т.е. при парциальном давлении СО

80 КПа и температуре 273 К через

0,5 л купрахлоридного раствора, содержащего 1,5 кмоль/м меди (1) и

590 кмоль/ NgCC2.

1009496

e i

X

С 3 (о I

1

CD 00 М

О И 00

О Щ Л т — О О в л в о о о

М

LA О

О

О о

Э.

Щ Л о о л °

CD О

Л

М\ О о а

1

I

I (1

1, CS л в

О\ (Ч М

LA л о

CD о о о л л л

° ф

CA (Ч (Ч

О в

ОЪ

1

1 (I 6 Р

I (6 1

CL I о

i6 1 ! «(О 1 (6 1 X а.1 О

C((1

I

I

I

1

О I о

1 (C 1

О I

О I (»

Ф

Б I (2

X I с

Ф 1

Я 1

6l 1

X 1

Ф 1

Р 1 (О 1 о

CA Л в л т

- 6

-Ф О в

Я)

--6 О (D (Ч (Ч (3\

О - ((1

m а- lA О

М М

О r

О (Ч

00 м

I (6 I

Ы 1 (М

0В 1

Ф I

О

О I ((L (0 и

X 1 О

1

О в м

CA! о

В 1

lО (6 (6 а а

LA (D М а

М е:6

М 3 О ъО о

I 6(X ((= o о,Ф

hC 3 (Ч (Ч

-6.

М\

-Ф М -3 в л л

- Ф О (Ч (Ч Ч .(М (Гъ Р сО о Ф

I 6l Х

X I- CK (.) (6 ( оФо а т о

LA в (Ч

00 (Ч

1

00 -Ф Ф

LA 0 Л

CD

lA

CD

CD

Ch i

LA (D

3 (Ч О О

00 МЪ LA в л

О ° в» а л

CD в

lA в

X a.

Ф ((6

С: X бГ pQ ионневоби9бооэ(3

ы ен ei(Iegdoo

Юохэеб и(чнчиаЮ

И0 Е((ЮЕОО ВИ

01 ии(39боээе аыэо(( ебов.(.эеб ов.(.эа(и(хо

9 ии"9боо9е РОМ

p3 BUDS иап(вийон(о((иач90

I ещ pg эин

eL3aetf аончюеиИбщ ещ ии3(9боэ9е аинэывеф

М î ИИ(3

-9боо9е еббр.(.ебэииэ

I и/чыоим ! (() и (ыиЬеб наНно и/чыоия убд ыиЬеб(.нагано

CA ъО О ОЪ

a I a a

CV CFI CA 00

0 \ LA -(N М

О О W LA О Щ О

01 О 3Ч - 6 О (Ч -(-=3 CA (Ч М CD О -6

-0 М -4 (Ч Л ъО Л О CV М л в в л в

lA О\ Л Л О О --6 .-3 00

О О О О О О

Ф О,О CD LA О (Ч LA - (Ч Л

Ф ф Л ф iО OO

О О О О О СО CO 00 CO

LA LA LA LA Ш сО

О О О О И Ю

3 -Ф 6 -Ф (" 1 -6 м м м м м м л л в ф

3Ч СЧ (Ч (Ч С4 3Ч

О И Е LA О а л в а .а

lA М М М LA.3Ч М -6 lA. . О Л (Ч

6

CD (У\

3Ч (l

LQ о о о

О з

T - 1

I- O

О О

6l (((Лв

1 л (М

CD о

3Ч о (Ч

О

00 (Ч

lA в

Ш в м

I

I

1

1

1

1 !

3

3 !

I

I

I

I

1

1

1

I !

I

I

I

l

I

l

3

1

3

I

1

1

1

l

I

3

I

I

I

I

I

1 (1

1

1 !

1

3

1

I

I

I

1 (1

I

1

-i

1

1 !

1

1009496

Таблица 2, Десорбция СО из осадка

При" мер, 11

Объем выделившейся СО, см З

Расход тепла на десорбцию, Дж/л

14862

6369 . 8045

6184

13869

9193

37911

55282

32627

45231

29929

413

296

921

651

847

339

547.

105

133

114

88

140

Известный способ

102000

Составитель Г. Винокурова

Техред С.Мигунова Корректор М. Шароши

Редактор О. Юркова

Заказ 2541/5

Ти раж 686 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Объем выделив- Расход тепла шейся СО, на десорбцию, с„э Дж/л

Из сопоставления данных, приведенных в табл. 1, видно, что изменение концентрации ЙдСР2 не влияет существенно на растворимость СО при прочих ЗО равных условиях. Изменение растворимости окиси углерода связано в основном с изменением концентрации Си (1) (пример 2).

Повышение температуры абсорбции 3s снижает растворимость СО, особенно при повышении температуры выше 283 К (пример 4).

Как следует из табл. 1 и 2, при, 4о проведении абсорбции при парциальном давлении CO менее 80 КПа повышается удельный расход сорбента и расход тепла на десорбцию (пример 6 по сравнению с примераси 1, 3, 5). 45

Повышение парциального давления выше 90 КПа не приводит к существенному улучшению результатов абсорбции.

Десорбция СО из нефильтрованного раствора

Таким образом, данные табл. 1 подтверждают целесообразность проведения абсорбции при парциальном давлении около 80 КПа, обеспечивающем выпадение купрохлориднокарбонильных комплексов в осадок и связывание в донной фазе практически всей поглощенной окиси углерода, Вследствие выпадения осадка емкость раствора повышается на 20-303, что позволяет снизить удельный расход сорбента до 0,064-0,066 л на 1 л десорбированной СО против 0,2 л в известном способе.

Нагревание на стадии десорбции только твердой фазы, содержащей СО, позволяет снизить расход тепла на данной ступени и соответственно сократить расход хладагента при охлаждении отработанного сорбента перед подачей его на стадию абсорбции и тем самым снизить энергозатраты.