Способ очистки газов от кислых компонентов

 

СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ КИСЛЫХ КОМПОНЕНТОВ, включающий их абсорбцию водным раствором этаноламинов , содержащим 0,05-0,2 мас.% : пятиокиси ванадия, при температуре 45-60С, регенерацию насыщенного абсорбента при температуре 120150с , окисление соединений ванадия , разгонку раствора при температуре 130-150 С с возвратом абсорбента на стадию абсорбции, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь реагентов и уменьшения количества вредных выбросов , абсорбент после регенерации подвергают разгонке до содержания соединений ванадия в кубовом остатке 2-4 мас.%, охлаждают кубовый остаток до 20-80 с и выпавший при этом осадок соединений ванадия растворяют в этанолалгане, окисляют продувкой воздухом и возвращают на стадию абсорбции. (Л с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) У5и В 01 D 53/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :-

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3391018/23-26 (22) 28.01.82 (46) 15.09.83. Бюл. Р 34 (72) И.Л. Лейтес, Б.A. Лубис, Н.В. Язвикьва, П.П. Янулис, Р.К. Ражинскас, И.К. Бурцева, С.Х. Швыдкий и Л.Е. Сергеева (53) 66.074.3(088.8) (56) 1. Семенова Т.А,, Лейтес И.Л.

Очистка технологических газов.

M. 1977, с. 217.-222.

2. Патент Англии Р 1142317, кл. С 1 А, опублик. 1969,(прототип).: (54)(57) СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВ OT

КИСЛЫХ КОМПОНЕНТОВ, включающий Их абсорбцию водным раствором этаноламинов, содержащим 0,05-0.,2 мас.Ф пятиокиси ванадия, при температуре 60 С, регенерацию насыщенного абсорбента при температуре 1201500С, окисление соединений ванадия, разгонку раствора при температуре 130-150 С с возвратом абсорбента на стадию абсорбции, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью снижения потерь реагентов и уменьшения количества вредных выбросов, абсорбент после регенерации подвергают разгонке до содержания

1 соединений ванадия s кубовом остатке 2-4 мас.В охлаждают кубовый

О остаток до 20-80 С и выпавший при . этом осадок соединений ванадия растворяют в этаноламине, окисляют продувкой воздухом и возвращают на стадию абсорбции.

1 10411

Изобретение относится к очистке газов от кислых компонентов и может быть использовано в химической, нефтехимической и металлургической промышленности.

Известен способ очистки газов 5 от кислых компонентов путем абсорбции раствором МЭА с последующей регенерацией раствора от двуокиси углерода при 125 С. В процессе очист-. ки газов от.,двуокиси углерода происходит накопление продуктов разложения МЭА (различных смол), которые являются корроэионно активными. Для уменьшений коррозии. аппаратуры периодически отводят часть раствора на разгонку-паром. Парога зовую смесь возвращают в систему регенерации, а сконцентрированные смолы либо сжигают, либо выбрасывают (1j .

Этот способ характеризуется не-. _#_ достаточной эффективностью, так как при этом коррозия оборудования составляет 0,3-0,5 мм/год.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и дости- 25 .гаемому результату является способ очистки газов от кислых компонентов, включающий их абсорбцию водным раствором этаноламинов, содер.— жащим 0,05-0,2 вес. Ъ пятиокиси gg ванадия при 45-60ОС, регенерацию на0 сыщенного абсорбента при 120-150 С, окисление соединений- ванадия и разгонку раствора при 130-150ОС с возвратом абсорбента на.стадию абсорб- . З5 ции (21 .

Недостатками известного способа являются потеря аминов и накопление в растворе коррозионно-активных продуктов. Это вызвано тем, что восстановление антикоррозионных свойств 4О осуществляют.окислением ванадия низшей валентности до пятивалентной кислородом воздуха в аппарате регенерации раствора от кислых компонентов (t = 125 С). При этом вмес- 45 те с ванадием окисляют и этаноламины. При таком способе потери аминов увеличиваются в 20 раз.

Повышенный расход пятиокиси ванадия вызван тем, что несмотря на 5О непрерывное окисление раствора аминов, концентрация его в системе уменьшается и возникает необходимость вывода через.разгонку ванадия низших валентностей, не обладающих защитным действием. Кубовый остаток после разгонки не регенерируют, а вывозят в отвал, что приводит к загрязнению окружающей среды.

Цель изобретения - снижение потерь реагентов и уменьшение коли-. 60 чества вредных выбросов.

Поставленная цель достигается

"тем, что согласно способу очистки газов от кислых компонентов, включающему их абсорбцию водным раство-1 65

35 ром этаноламинов, содержащим 0,05 0,2 вес. В пятиокиси ванадия при

120-1 50ОС, окисление соединений ванадия, разгонку раствора при 130.150 С с возвратом абсорбента на о стадию абсорбции, s котором абсорбент после регенерации подвергают разгонке до содержания соединений ванадия в кубовом-остатке 2-4. вес;В, охлаждают кубовый остаток до 20-.

4.

80 С и выпавший при этом остаток соединений ванадия растворяют в этаноламине, окисляют продувкой воздухом и возвращают на.стадию абсорбции.

Осуществление данного способа позволяет снизить потери МЭА в 20 раз, так как окисление соединений ванадия осуществляют не непосредственно в процессе регенерации, а йосле концентрирования ванадия в кубе, где содержится МЭА значительно меньше (5% от общего количества в системе очистки). В ходе разгбнки пары МЭА возвращают в систему очист ки, в соединении ванадия концентрируют в кубе, затем кубовый остаток охлаждают до 20.-80 С, жидкость ото деляют,. осадок растворяют в .растворе МЭА и окисляют кислородсодержащим газом или другим окислителем.

Окисление заканчивают после перехода всего ванадия в пятивалентную форму по результатам анализа.

Раствор, содержащий пятивалентный ванадий, возвращают в систему очистки газа.

Таким образом, возвращением в . цикл очистки соединений рекупированного пятивалентного ванадия достигается снижение расхода дефицитной пятиокиси ванадия и уменьшение выбросов вредный веществ в окружающую среду.

Соединения ванадия отделяют от смол и моноэтаноламина при 20-80 С.

Экспериментально доказано, что эта . температура необходима для данного процесса. Если температуру умень. о ь шить ниже 20 С, то степень извлече ния ванадия возрастает, однако сильно снижает скорость его окисления, поэтому уменьшение температуры ниже 30 С нецелесообразно.. увеличение температуры выше 80 C

0 также нецелесообразно, так как:при этом резко возрастает растворимость соединений ванадия, а следовательно и уменьшается степень их извлечения.

Максимальная степень извлечения достигается при упарке раствора до концентрации соединений ванадия до 2-4 вес.В. Если упарка проведена до концентрации 2 вес.Ъ, то при охлаждении даже до 20 С выпаЮ дает недостаточное количество осадка, Если упарка проведена до концентрации выше 4 вес. %, то снижа1041135,Составитель Е Корниенко

Редактор Н. Горват Техред М.Костик КорректорМ. Демчик

Заказ 7004/5 Тираж 688 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 ется селективность разделения (в осадок вместе с ванадием начинают выпадать и смолы).

Предлагаемое сочетание операций позволяет наряду с предотвращением окисления основного количества моноэтаноламина в системе вывести из раствора большую часть смол и тем самым повысить эффективность ингибитора коррозии (так как смолы приводят к увеличению коррозии) ., 10

;Пример 1. Конвертированный:,. газ, содержащий двуокись углерода, подают При 50 C в абсорбер, куда противотоком поступает раствор

20%-ного моноэтаноламина,.содержащий 0,1% пятиокиси ванадия.

Раствор, насыщенный двуокисью углерода, подают на регенерацию при

125ОС. В процессе работы системы ингибирующие свойства ванадия снижаются, поскольку происходит восстановление пятивалентного ванадия в соединения низшей. валентности, обладающие слабым защитным действи ем; При .снижении концентрации пя-: тивалентного ванадия в системе очист- 25 ки до 0,02 вес.Ъ раствор подают на разгонку, которую прОводят под избыточны давлением при 1450С, производительность перегонного куба по раствору 5 м /ч, кубовый остаток пос-30 ле разгонки в количестве .4,5 м, - содержащий 2,5% соединений ванадия, . 70% МЭА, 11% смолистых веществ и воду, охлаждают до .40 С,.ïðè ох лаждении соединения ванадия низ- .. З5 шей валентности выпадают в осадок.

Верхний слой,жйдкости в количестве л4 м, содержащий, в основном, смо3 лы, сливают и возвращают..для отгонки МЭА с водяным паром. Осадок, растворяют в 5 м 10%- ного водного раствора МЭА. Полученный раствор продувают воздухом в количестве

5-10 м,/ч в течение трех часов.

После продувки раствор, содержащий 2,3Ъ пятивалентного ванадия, направляют в систему очистки r àçà для сохранения коррозионностойкой пленки на поверхности оборудования, Пример 2. Конвертированный газ,,содержащий двуокись углерода, подают при 40-50 С в абсорбер, куда противотоком поступает раствор

20%-ного МЭА, содержащий 0,1% пятиокиси ванадия.

Раствор, насыщенный двуокисью углерода, подают на регенерацию при

125ОС. При снижении концентрации ванадия в системе до 0,02% раствор подают на разгонку, Кубовый остаток после разгонки 4, 5 м, содержащий 4Ъ соединений ванадия, 70% МЭА, 17% смолистых веществ и воду охлаждают до 65 С. При охлаждении соединения ванадия низшей валентности выпадают в осадок. Слой жидкости над осадком, содержащий в основном смолы 3,8 м сливают и возвращают. для отгонки МЭА с водяным паром.

Осадок растворяют в 5 м 10%-.ного

МЭА. Полученный раствор продувают . воздухом 10 м /ч в течение четырех часов. После продувки раствор, содержащий 3,7% пятивалентного.ванадия, направляют в систему очистки .

Коэффициент извлечения пятивалентного ванадия из кубового остатка 92%.

Таким образом, предлагаемый способ очистки газа с применением ре-. куперированного ванадия снижает потери аминов от окисления, кроме того, позволяет экономить дефицитный ванадий, а также уменьшить- загрязнение окружающей среды при выгрузке кубового остатка.

Годовой экономический эффект на агрегате производства аммиака 1360 т/сут составляет 31 тыс. руб. в год.