Способ получения малорастворимых кислых газов

 

> e3Hйтт йат.онтно-тr- kическal

О П И С А Н И Е 270705

ИЗОЬРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 17.|Y.1969 (№ 1324425/23-26) Кл. 12i, 17, 16

12i 17/50

12i, 31/20 с присоединением заявки ¹. 1ПК С 01Ь

С Olb

С Olb

УДК 661.248:661.249.1:

:661.97 (088.8) Приоритет

Комитет по делам изобретений и открытий прн Совете Министров

СССР

Опубликовано 12.Ч.1970. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 17Л III.1970

Авторы изобретения А. И. Вулих, Г. А. Никандров, А. А. Аловяйников и М. К. Загорская

Заявитель Государственный научно-исследовательский институт цветных металлов

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАЛОРАСТВОРИМЪ|Х КИСЛЫХ ГАЗОВ

2RH + CaCO> — КвСа+ СО,- + Н О, Изобретение относится к области получения малорастворимых кислых газов, например двуокиси углерода, двуокиси серы, сероводорода.

Известны способы получения газов этой группы путем разложения солей водными растворами сильных неорганических кислот.

При использовании в качестве исходных веществ малорастворимых солей (карбонатов, сульфидов) их разложение кислотами протекает неравномерно вследствие накопления ооразующейся соли в растворе или пассивации исходной соли продуктом реакции. Получаемый газ загрязнен парами или туманом применяемой кислоты, а также за счет захвата мелких капель раствора, содержащего кислоту и образующуюся соль.

Недостатком известных способов является кроме того невозможность получения смеси газов, например двуокиси углерода, двуокиси серы, заданного состава, так как при действии сильной кислоты на смесь твердых солей разложение последних происходит с различной скоростью.

Для повышения степени чистоты газов предлагается в качестве кислоты использовать гса.тионит в водородной форме или в качестве соли — анионит в соответствующей солевой форме.

Процесс осуществляется в следующих вариантах.

1. Взаимодействие катионита в Н-форме раствором соли слабой кислоты, например

КН + NaHCO, — RNa+ СО + Н О

5 или с суспензией труднорастворнмой соли слабой кислоты, например

10 Реакция с раствором соли можст проводиться с саморегулированием (аппарат КИППа), причем твердым гранулированным материалом является катионит. Реакция с труднорастворимой солью осуществляется прп одновременной

13 загрузке всех компонентов в аппарат с перемешиванием, а скорость выделения газа определяется интенсивностью перемешивания, от которой зависит скорость растворения труднорастворимой соли.

20 2. Взаимодействие анионита в солевой форме с водным раствором кислоты. например

2Я Н$0з + Н $0 — Яе $0т+ 2Н О + 2$0

25 Для получения смеси газов заданного сосгава приготовляют анионит соответствующего ионного состава или смесь c ëåâûõ форм анионита. Например, для получения газовой смеси, содержащей 50 об. % СО.. и 50 об. %

3p SO., готовят смесь анионитов с 50 экв, %

270705

Предмет изобретения

Составитель В. Гроздовскав

Редактор Н, Л. Корченко Текред Л. В. Куклина Корректор И. С. Хлыстова

Заказ 2282/11 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )K-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

НСОа и Н$0а и действуют на этот анионит или смесь анионитов раствором кислоты

К НСО + К Н$0а+ Н,SO4 К а$0 +

-+ СОв + $0в + 2H„O

Для увеличения скорости реакции и дополнительной возможности ее регулирования в систему катионит — соль — вода вводят определенное количество кислоты, которое поддер кивают неизменным до исчерпания емкости иони- .10

Ia или до полного разложения соли. Емкость ионита или соль используются во всех вариантах полностью, если второй реагент взяг с небольшим избытком (10 /о) .

Регенерацию катионита проводят сильной кислотой,,регенерацию анионита — раствором щелочи или соды с последующим переводом в соответствующую солевуlo форму действием раствора соли и обработкой газом ($0в, НаЬ).

Пример 1. Для получения углекислого газа в сосуде емкостью 1 л перемешивают

500 мл 0,5 М раствора NaHCO3 с 50 г катионита КУ-2 в Н-форме (фракция 0,5 — 1 мм; емкость 4,8 м экв/г).

В течение 10 мин получают 5,28 л газа (приведенного к нормальным условиям), причем в течение первых 4 мин газ выделяется с постоянной скоростью 1,2 ++- 0,05 л/мин. Выход газа 98 /о от теоретического, в том числе

90 /о в области постоянной скорости выделе- 30 ния.

Пример 2. В условиях, аналогичных примеру 1, перемешивают суспензию 10,0 г сульфида цинка (98,5% ZI1$) и 50 г катионита

КУ-2 в Н-форме в 500 мл воды. При отсутст- 35 вии кислоты скорость выделения Нв$ составл я ет 1 мл/мин.

В присутствии 0,005 н. НСI скорость составляет 2,б+- 0,5 мл/мин; при 0,01 н. HCI 5,1 ++ 0,1 мл/мин; при 0,05 н. НСI 18,5 ++

+- 0,5 мл/мин; при 0,1 н. HCI 32 +- 1 мл/мин и сохраняется постоянной до выделения 85—

95о/о газа от теоретического (общий выход газа 95 — 98%).

Газ не содержит НСI, а также (после вытеснения воздуха из системы) газов не поглощаемых р а створом щелочи.

Пример 3. В аппарат КИППа загружают катионит в Н-форме и обрабатывают 1 М растворами 1чаНСОа, NaHSO3, Маа$ или загружают анионит (АВ-17, АН-2Ф) в НСI а, HSO Н$ формах и обрабатывают 2 н. раствором серной или соляной кислот. Во «сех случаях получают точно регулируемый ток чистого газа до полной отработки загрузки ионита при общем выходе газа не менее 97% от теоретического.

Способ получения малораствориМь1х Кисль1х газов, например двуокиси углерода, двуокиси серы, сероводорода, путем разложения соответствующих солей — карбонатов, сульфатов, сульфидов сильной кислотой в водной среде, отличающийся тем, что, с целью повышения степени чистоты газов, в качестве кислоты используют катионит в водородной форме или в качестве соли — анионит в соответствующей солевой форме.