Высококипящий органический абсорбент для извлечения органических растворителей из вентиляционных и технологических выбросов
Владельцы патента RU 2326720:
Ярославский государственный технический университет (RU)
Изобретение относится к абсорбционной очистке газовых выбросов и может служить для защиты окружающей среды. Высококипящий органический абсорбент содержит 98-99 мас.% дизельного топлива и 1-2 мас.% бутилбензола. Изобретение позволяет упростить регенерацию абсорбента и сократить его потери. 4 табл.
Изобретение относится к разработке абсорбентов для извлечения органических растворителей из вентиляционных и технологических выбросов.
Качество абсорбента для извлечения органических растворителей определяется следующими свойствами: избирательность по отношению к извлекаемым веществам, химическая и термическая устойчивость, способность к регенерации.
Известны абсорбенты: вода и ее растворы [Пат.29125 А5 ГДР, МКИ5 В01D 53/34. Verfahren zur Reinigung schadstoffbelasteter Abluft / Wolter H., Rioheter G., Koch U., Laumsil A. №3366760. Заявл. 29.12.89. Опубл. 27.06.91]. Вода и ее растворы - термически и химически устойчивы, избирательны к некоторым органическим растворителям.
Однако наряду с очевидными достоинствами вода как абсорбент имеет ряд существенных недостатков: прежде всего это низкая растворимость в ней большого числа органических соединений и образование азеотропных смесей (вода - органическое соединение). Все это значительно затрудняет извлечение чистых органических веществ из водных абсорбционных растворов.
Также известен способ очистки ацетилена абгазов от примесей с использованием в качестве абсорбента толуола и водный раствор едкого натра различной концентрации (15-30%) [Очистка ацетилена абгазов производства акрилонитрила от примесей / Д.Юсупов, А.Б.Кучкаров, Х.Ш.Ширинов, А.Л.Ким и др. // Хим. пром-ть. 1992. №10]. 3десь же показана возможность извлечения примесей из абгазов с помощью известных растворителей - толуола и дихлорэтана. Применение их в качестве абсорбентов позволяет повысить степень очистки ацетилена по сравнению со степенью его очистки раствором едкого натра до 90-95%. Однако увеличивается и расход данных абсорбентов из-за их высокой летучести.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является очистка газовых выбросов при производстве винилхлорида. Очистку газовых выбросов осуществляют абсорбцией так называемым осветительным керосином, представляющим собой смесь парафиновых и нефтяных углеводородов С9-С10. Производство данного абсорбента у нас в стране отсутствует и его приходится закупать за рубежом [Очистка газовых выбросов производства винилхлорида / И.Д.Бендецкая, И.Г.Исаков, Т.Я.Колот и др. // Хим. пром-сть. 1990. №7].
Применяемый органический абсорбент хорошо поглощает растворители, но в сравнительно высоких концентрациях поглощает пары воды, что создает значительные трудности при регенерации абсорбента из-за образования азеотропных смесей, состоящих из воды и извлекаемых органических растворителей, и в значительных количествах абсорбент попадает в отгон при десорбции, что приводит к большим потерям абсорбента.
Задача предлагаемого изобретения - поиск и разработка высококипящего органического абсорбента (BOA), практически не поглощающего воду и не попадающего в отгон при регенерации.
Указанная задача решается применением в качестве абсорбента для извлечения органических растворителей из вентиляционных и органических выбросов высококипящего органического абсорбента (BOA), содержащего в своем составе топливо дизельное (А - 0,2 (0,4) ГОСТ 305-82*) и бутилбензол.
Выполнение задачи иллюстрируется примером.
Экспериментальные исследования абсорбции паров органических растворителей из паровоздушной смеси проводились на установке, представляющей собой тарельчатую колонну диаметром 30 мм, высотой 1 м. В колонне было смонтировано пять ситчатых тарелок с организованным переливом и устройства для отбора газовой и жидкой проб с каждой тарелки. Анализ отобранных проб проводили на газовом хроматографе марки «Цвет-500М» с ионизационно-пламенным детектором.
Опыты проводились с паровоздушной смесью, в состав которой входили следующие органические соединения: тетрагидрофуран (ТГФ), метилэтилкетон (МЭК), дихлорэтан (ДХЭ), бутанол, циклогексанон (ЦГН), толуол, ксилол. Данные компоненты входят в состав газовых выбросов производства полимерных материалов, в состав газовых смесей, образующихся при нанесении защитных покрытий в производствах машиностроительного комплекса, поскольку применяются либо в качестве однокомпонентных растворителей, либо являются основными компонентами большинства технических растворителей и разбавителей в концентрациях от 5 до 95 мас.%.
Все опыты поводились при следующих условиях: скорость газа в свободном сечении аппарата составляла 0,5-1,5 м/с, плотность орошения до 10 м3/м2·ч, температура в абсорбере составляла ≈20°С, давление атмосферное. Состав паровоздушной смеси на входе в абсорбер и результаты проведенных экспериментальных исследований поглотительной способности абсорбентов приведены в таблицах 1 и 2.
Дизельное топливо А - 0,2 (0,4) ГОСТ 305-82* обладает достаточной поглотительной способностью по улавливаемым компонентам, а добавка бутилбензола снижает поглощение паров воды до следов, поэтому выделение поглощенных компонентов из насыщенного абсорбента, то есть его регенерация не должна вызывать особых затруднений. Использование органического абсорбента (BOA) с высоким интервалом температур кипения (до 330°С) приводит к существенному снижению потерь абсорбента. В таблицах 3 и 4 приведены составы дистиллятов процесса десорбции органических растворителей.
Поэтому для очистки газовых выбросов от паров органических растворителей наиболее рациональным абсорбентом, отвечающим практически всем требованиям, предъявляемым к поглотителям, является BOA.
| Таблица 1 | |||
| Наименование компонента | Концентрация паров на входе в абсорбер, об.% | Концентрация в абсорбере, мас.% | |
| Дизельное топливо А | Дизельное топливо (99 мас.%) и бутил-бензол (1 мас.%) | ||
| Тетрагидрофуран | 1,209 | 2,440 | 2,553 |
| Метилэтилкетон | 0,325 | 1,860 | 1,869 |
| Дихлорэтан | 0,236 | 1,670 | 1,704 |
| Бутанол | 0,018 | 0,610 | 0,680 |
| Циклогексанон | 0,013 | 0,500 | 0.498 |
| Вода | 3,000 | 0,009 | Следы |
| Воздух | 95,199 | - | - |
| Таблица 2 | |||
| Наименование компонента | Концентрация паров на входе в абсорбер, об.% | Концентрация в абсорбере, мас.% | |
| Дизельное топливо А | Дизельное топливо (98 мас.%) и бутил-бензол (2 мас.%) | ||
| Циклогексанон | 0,125 | 2,500 | 2,527 |
| Ксилол | 0,624 | 1,280 | 1,397 |
| Толуол | 1,442 | 3,040 | 3,158 |
| Вода | 2,350 | 0,008 | Следы |
| Воздух | 95,459 | - | - |
| Таблица 3 | |
| Наименование компонента | Дистиллят, мас.% |
| Тетрагидрофуран | 63,730 |
| Метилэтилкетон | 17,619 |
| Дихлорэтан | 16,683 |
| Бутанол | 1,005 |
| Циклогексанон | 0,963 |
| Таблица 4 | |
| Наименование компонента | Дистиллят, мас.% |
| Циклогексанон | 0,589 |
| Ксилол | 35,730 |
| Толуол | 63,681 |
Высококипящий органический абсорбент для извлечения органических растворителей из вентиляционных и технологических выбросов, отличающийся тем, что он содержит топливо дизельное и бутилбензол при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Топливо дизельное | 98-99 |
| Бутилбензол | 1-2 |
