Способ очистки газов от меркаптанов

 

Изобретение относится к абсорбционной очистке газов от сернистых соединений и может быть использовано в газо-, нефтеперерабатывающей и химической отраслях промышленности для очистки газов от меркаптанов. Цель изобретения - повышение стабильности активности катализатора, а также расширение ассортимента применяемых катализаторов при сохранении степени очистки на высоком уровне. Это достигается способом очистки газов от меркаптанов путем окисления их элементарной серой в среде жидкой высококипящей углеводородной фракции в присутствии органического основания в качестве катализатора, в качестве которого используют N,N'-тетраметилдипропилентриамин в количестве 0,5-3% от объема углеводородной фракции. 2 табл.

Изобретение относится к абсорбционной очистке газов от сернистых соединений и может быть использовано в газо-, нефтеперерабатывающей и химической отраслях промышленности для очистки газов от меркаптанов. По технической сущности и достигаемому результату наиболее близким к изобретению является способ очистки газов от меркаптанов путем их окисления элементарной серой в среде высококипящей углеводородной фракции в присутствии N-метилпирролидона, морфолина или циклогексиламина в качестве катализатора. Недостатком этого способа является недостаточно высокая стабильность активности применяемого катализатора во времени, что приводит к снижению степени очистки газа от меркаптанов при длительной эксплуатации установки очистки (в течение 10 ч и более). Целью изобретения является повышение стабильности активности катализатора, а также расширение ассортимента применяемых катализаторов при сохранении степени очистки на высоком уровне. Это достигается описываемым способом очистки газов от меркаптанов путем их окисления элементарной серой в среде высококипящей углеводородной фракции в присутствии катализатора, в качестве которого используют N,N'-тетраметилдипропилентриамин в количестве 0,5-3% от объема углеводородной фракции. N,N'-тетраметилдипропилентриамин формулы: бесцветная или слегка желтоватая подвижная жидкость, хорошо растворимая в воде и в органических растворителях, в том числе в жидких углеводородных фракциях, молекулярная масса 187,3; показатель преломления n²_D⁰ 1,4490; плотность при 20^oC 850 кг/м³; температура кипения при давлении 3 мм рт.ст. 97^oC. Тетраметилдипропилентриамин является побочным продуктом производства диметилпропилендиамина и применяется в качестве ингибитора коррозии и термополимеризации изопрена, исходного сырья для синтеза ПАВ и т.п. Предлагаемый предел концентрации тетраметилдипропилентриамина в углеводородной фракции (0,5-3 об.) является необходимым, так как при его содержании ниже 0,5 об. существенно снижается скорость реакции окисления меркаптанов и тем самым не достигается высокая степень очистки газов от меркаптанов (см.оп N 4), а повышение концентрации выше 3 об. уже не приводит к дальнейшему существенному увеличению скорости реакции окисления меркаптанов и является экономически нецелесообразным (оп. N 5). Пример 1. Очистку газа от этилмеркаптана проводят на лабораторной установке с абсорбером, представляющим собой стеклянную насадочную колонну диаметром 20 мм и высотой 650 мм. В качестве насадки используют стеклянные кольца Рашига размером 5х5х1 мм. В абсорбер загружают 80 мл высококипящей углеводородной фракции бутилбензольной (T_кип 150-230^oC, плотность 862 кг/м³), содержащей 20 г/л растворенной элементарной серы и 0,5-3 об. катализатора тетраметилдипропилентриамина. Затем при 45^oC и атмосферном давлении пропускают через абсорбер с объемной скоростью 130 ч^-1 азот, содержащий этилмеркаптан. Исходный и очищенный газ анализируют на содержание этилмеркаптана методом потенциометрического титрования на приборе pH 340. Результаты экспериментов приведены в табл. 1. Здесь же для сравнения приведены результаты очистки газа от этилмеркаптана в описанных выше условиях известным способом с использованием в качестве катализатора-морфолина, N-метилпирролидона и циклогексиламина (оп. N 6-8). Пример 2. Очистку газа от этилмеркаптана проводят на лабораторной установке с абсорбером по примеру 1. В нижнюю часть абсорбера через пористую пластинку при атмосферном давлении со скоростью 10,5 л/ч подают азот, содержащий 2,3 об. этилмеркаптана. В верхнюю часть абсорбера циркуляционным насосом со скоростью 0,1 л/ч бутилбензольную фракцию, содержащую 10 г/л элементарной серы и 1,5 об. тетраметилдипропилентриамина в качестве катализатора. В насадочном абсорбере при температуре 45^oC происходит абсорбция этилмеркаптана и его каталитическое окисление до диэтилдисульфида элементарной серой, растворенной в бутилбензольной фракции (абсорбенте). Образующийся высококипящий диэтилдисульфид растворяется в бутилбензольной фракции и выводится с низу абсорбера вместе с циркулирующим абсорбентом. После растворения дополнительной порции элементарной серы (до 10 г/л) абсорбент циркуляционным насосом вновь возвращают в абсорбер для повторного использования. На входе и выходе абсорбера газ анализируют на содержание этилмеркаптана методом потенциометрического титрования на приборе pH -340. Результаты экспериментов приведены в табл. 2. Здесь же для сравнения приведены результаты очистки газа от этилмеркаптана в идентичных условиях, но с использованием известного катализатора морфолина и N-метилпирролидона (оп. N и N 3). Из приведенных в табл. 1 данных видно, что использование в качестве катализатора тетраметилдипропилентриамина обеспечивает высокую степень очистки газа от этилмеркаптана, что свидетельствует о его высокой каталитической активности в реакции окисления меркаптанов элементарной серой. Из данных табл. 2 видно, что при длительном испытании (10 и 20 ч) использование тетраметилдипропилентриамина обеспечивает более высокую степень очистки газа от этилмеркаптана (на 10-15 отн. через 20 ч) по сравнению с известными катализаторами, т.е. предлагаемый катализатор обеспечивает длительную стабильно высокую степень очистки газа от меркаптанов, что свидетельствует и повышении стабильности его каталитической активности в сравнении с известным. Кроме того, расширяется ассортимент применяемых катализаторов. Это позволяет повысить степень очистки газов от меркаптанов при длительной эксплуатации установки очистки газов.

Формула изобретения

Способ очистки газов от меркаптанов путем их окисления элементарной серой в среде жидкой высококипящей углеводородной фракции в присутствии катализатора органического основания, отличающийся тем, что, с целью сохранения высокой степени очистки при длительной эксплуатации установки, в качестве катализатора используют N,N'-тетраметилдипропилентриамин в количестве 0,5 3% от объема углеводородной фракции.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2