Способ очистки газов

 

ч

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К П А ТЕНТУ

326765

Союз Советскил

Социалистичесюа

Реслублик

Зависимый от патента ¹

М. Кл. В Old 53/16

С 10k 1/14

Заявлено 07 111.1968 (№ 1223943/23-4) Приоритет 07.III.1967, _#_s 97829, Франция комитет оо Asëàì езооретенкй и открытий ори Совете Министров

СССР

УДК 66,074.332(088,8) Опубликовано 191.1972. Бюллетень ¹ 4

Дата опубликования описания 24.III.1972

Лвторы изобретения

Иностранцы

Филипп Реноль и Андре Дешамп (Франция) Иностранная фирма

«Инститю Франсэ дю Петроль де Карбюран э Любрифьян> (Франция) Заявитель

СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВ И вЂ” А — ОН, R /

Изобретение относится к очистке газов, например углеводородсодержащих газов, от двуокиси углерода.

При известном способе очистки газов от двуокиси углерода путем обработки абсорбентом, содержащим диметилсульфоксид, скорость абсорбции двуокиси углерода недостаточна высока, что приводит к увеличению расхода абсорбента.

Целью изобретения является повышение скорости очиспки газа и снижение расхода абсорбента, а следовательно и сокращение габаритов используемой аппаратуры, что достигается использованием в качестве абсорбента смеси диметилсульфоксида и алканоламипа общей формулы где Л вЂ” С вЂ” С12-алкил с прямой пли разветвленной цепью, R и R2 — одинаковые или разные, водород, или C> — С.-алкил пли радикалы типа  — ОН, где В имеет то же значение, что и Л.

Обычно в качестве алканоламина используют моно-, ди- или триэтаноламины, моно-, диили трипропаноламины, моно- или диизопропаноламины.

Оптимальным является использование абсорбепта, содержащего 0,5 — 60 вес. % алканоламина и 20 — 99,5 вес. % диметилсульфоксида.

Можно использовать не только безводные смеси алканоламтша и диметилсульфоксида, а также растворы этих двух соединений, содержащие до 50 вес. % воды. В некоторых случаях возможно присутствие других, инертных

10 по отношению к компонентам газовой смеси соединений. В этом случае весовое отношение алканолампна к диметилсульфоксиду имеет те же значечия, что и ранее.

Очищаемый газ пе должен или может со15 держать очень малые количества сероводорода, так как его присутствие в достаточно больших количествах при длительном контакте приводит к разложению диметилсульфоксида.

Исходная газовая смесь должна содержагь

20 менее 5 об. %, предпочтительно менее

0,2 об. % сероводорода.

Очистку проводят прп 0 — 80 С, лучше при

20 — 40 С. Давление, при котором наиболее полно происходит абсорбция, равно 10—

25 1 00 кг/с я- .

Стадия регенерации обычно проводится при более высоких, чем первая стадия, температурах, например при 40 — 120 С, обычно при 60—

90 С. В этом случае давление уменьшается, 30 например до 1 — 5 кг/см - .

326765

Диметилсульфоксид

Диэта пол а мин

Вода о-Ксилол

10

60

3

Обычно работают нри температуре 0 — 150 С и давлении 0,1 — 200 кг/см -, однако на первой стадии температура ниже и/или давление выше, чем на второй стадии.

Н"„фиг. 1 представлены кривые абсорбции двуокиси углерода раствором, состоящим из

80 вес. % диметилсульфоксида и 20 вес. диэтаноламина (кривая 1), и водным раствором диэтаноламина (кривая 2) . Измерения проводились при 20 С и давлении СО, равном атмосферному.

Полученные кривые показывают, что при времени контакта меньше 1,5 мин смесь диметилсульфоксид - диэтаноламин абсорбируег больше двуокиси углерода, чем водный раствор диэтаполамина. Такой процесс наблюдается в промышленной абсорбционной колонне при времени контакта порядка секунды.

На фиг, 2 показана зависимость десорбции

СО от температуры для указанных выше растворов.

1-1а оси ординат графика отложено максимальное выделение двуокиси углерода при нагревании «о отпошеншо к двуокиси углерода, имеющейся в растворе. В этом эксперименте исходный раствор содержит 26 л СО в 1 л раствора при температуре 20 С.

Как видно из представленных кривых, растворы диметилсульфоксида и диэтаноламина регеперируются значительно легче, чем водные растворы диэтаноламина (т. е. при более низких температурах) .

Таким образом, при повышении температуры от 20 до 90 С из смеси диметилсульфоксиддиэтаноламин выделяется примерно вдвое больше СО (кривая 1), чем из водного раствора диэтаноламина (кривая 2).

Аналогичные испытания с другими алканоламинами показывают большую степень абсорбции двуокиси углерода и большую легкость регенерации от двуокиси углерода, чем у ранее предложенных растворов.

Применение раствора, содержащего диметилсульфоксид и один или несколько алканоламинов, имеет значительные преимущества.

Все алканоламины, используемые ранее для экстракции кислых загрязнений, могут быть применены в данном процессе, например, можно работать с моно-, ди- и триэтаноламином, моно-, ди- и трипропаноламином, моноизопропанол-, диизопропанол-, 1,4-бутанол-, 1,6-гексанол-, N-метилдиэтаноламинами, N-бутилдипропиламином, N,N - диметилмоноэтаноламином и их гомологами, у которых радикал (или радикалы) у атома азота являются линейными или разветвленными, а также могут содержать или не содержать гидроксильные группы.

Нужно отметить, что простые амины не пригодны для применения. Низкомолекулярные амины относительно хорошо абсорбируют двуокись углерода, но в значительных количествах уносятся газом, что приводит к потерям, Более тяжелые амины с трудом поглощают двуокись углерода.

Зо

4

Контакт между раствором и газовой смесью, содержащей двуокись углерода, можно осуществить различными способами. Так, можно пропускать очищаемый газ через раствор или инжектировать его в нижнюю часть колонны, снабженной тарелками или насадкой, противотоком к жидкой смеси, подаваемой в верхнюю часть колонны.

Во всех примерах объемы газа приведены к нормальным условиям.

Пример 1. 1000 л/час газа, состоящего из метана, содержащего 2 об. % двуокиси углерода, 500 ppm воды и 100 ррт о-ксилола, инжектируют в нижнюю часть колонны, заполненную кольцами Рашига, при 30 С под давлением 50 кг/см . В верхнюю часть колонны вводят 2 л/час абсорбента, содержащего (в вес. %):

Очищенный метан, выходящий из головной части колонны, содержит не более 100 ppm (по объему) двуокиси углерода (вместо 20000), 50 ppm воды и 10 ppm о-ксилола. Сам метан практически не поглощается.

Использованный абсорбент регенерируют в колонне, нагревая до 70 С при атмосферном давлении и продувая 75 л/час сухого азота, который уносит загрязняющие абсорбент примеси (двуокись углерода, вода, о-ксилол). На выходе из колонны получают раствор, имеющий приведенный выше состав.

Пример 2. В условиях примера 1 газ, содержащий 90 об. % метана и 10 об. % СО, обрабатывают абсорбентом, состоящим из

30 вес. % диэтаноламина и 70 вес. диметилсульфоксида. Расход газа 1 мз/час, расход абсорбента 4 л/час, температура 25 С, давление 18 кг/см .

Очищенный газ содержит не более 120 ррт (по объему) двуокиси углерода.

Абсорбент после регенерации в тех же условиях, что и в примере 1, имеет первоначальный состав.

Пример 3, 4. Как в примере 2, при использовании абсорбента, состоящего из

12 вес. % моноэтаноламина и 88 вес. % диметилсульфоксида или из 26 вес. % диизопропаноламина и 74 вес. % диметилсульфоксида, очищенный газ содержит не более 80 или

110 ppm двуокиси углерода соответственно.

Пример 5. В условиях примера 1 обрабатывают 1 чз/час газа, содержащего 95 об. % метана, 400 ppm воды, 50 ррт. н-гептана, 80 ррт толуола и остальное СО>, 4 л/час абсорбента, состоящего из 15 вес. триэтаноламина и 85 вес. % диметилсульфоксида.

326765

Rl

+N — А — ОН, RГ

Время, мин

Фиг. 1

1емпература и давление те же, что и в примере !.

Очищенный газ содержит в (ррт): 10 СО, 30 воды, 15 н-гептана, 10 толуола и остальное метан. . Кроме того, раствор диметилсульфоксидтриэтаноламин позволяет не только декарбонизировать метан, но и удалить содержащиеся в нем воду, толуол и н-гептан.

Предмет изобретения

1. Способ очистки газов, например углеводородсодержащих газов, от двуокиси углерода путем обработки газа абсорбентом, содержащим диметилсульфоксид, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости очистки и снижения расхода абсорбента, в качестве последнего используют смесь диметилсульфоксида и алканоламина общей формулы

1

Ъ

g

Ъ 3

4 3 где А — С вЂ” Ci>-алкил с прямой или разветвленной цепью, R и R — одинаковые или разные, водород, или С вЂ” С -алкил, или радикалы типа  — ОН, где В имеет то же значение, что и А.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве алканоламина используют моно-, ди- или триэтаноламины, моно-, ди- или трипропаноламины, моно- или диизопропанол15 амины.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что берут абсорбент, содержащий 0 5—

60 вес. % алканоламина и 20 — 99,5 вес. %

20 диметилсульфоксида.

326765

Фиг, 2

Корректор Е. Зимина

Редактор Т. Шарганова

Заказ 1184/11 Изд. № 98 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Типография, пр. Сапунова, 2

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5 я

Ф

30 40 ХО ЮО 70 й7 g0 100

Температура регенерации раствора, С

Составитель В. Нохрина

Техред Е. Борисова