Способ выделения газов из растворов

 

ОПИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик о>701647

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву — (22) Заявлено 0401,7б.(21) 2307400/23-26 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—

Опубликовано 0512.79. Бюллетень М 45

Дата опубликования описания 08„1 2,79 (51)М. Кл г

В 01 D 3/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 88.015. .23 (088,8) (72) Автор изобретения

C.Б. Котлик

Восточный научно-исследовательский углехимический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ГАЗОВ ИЗ РАСТВОРОВ

Изобретение относится к способам выделения газов иэ растворов, в частности к выделению аммиака из водного раствора, а также к выделению кислых газов иэ аммиачного поглотительного рас тв ора.

Выделение газов иэ растворов осуществляется в большинстве случаев путем отпарной десорбции, однако процесс отпарной десорбции газов из разбавленных водных растворов выделяется по своим особенностям среди других процессов разделения смесей химических компонентов дистилляцией. доля компонентов, образующих. ra- 15 эовую фазу (в отличие от дистилляции смесей, содержащих близкие количества компонентов, например, нефть, сырой бензол и др ° ), при дистилляции водных растворов газов составляет ма- 2О лую часть от жидкой фазы (воды) до 1%, что обусловливает низкую скорость газовой фазы в колонне. В то же время лучшему разделению компонентов способствует увеличение скорости газовой фазы.

Известен способ выделения кислых газов Н S HCN иэ аммиачно-водного поглотительного раствора путем отпарной десорбции (1) .

Этот способ применяется для регенерации поглотительного аммиачного раствора в круговом способе очистки коксового газа от сероводорода. Известный способ заключается в том, что после промывки коксового газа водным раствором аммиака поглотительный раствор регенерируют на отпарной колонне (отгоняют кислые газы из раствора, сохраняя аммиак) . Для этого раствор после контакта с газом подогревают регенерированным раствором в теплообменник е. Подогретый раствор подают в отпарную колонну примерно на половине высоты колонны, Колонна состоит из двух секций верхней, укрепляющей и нижней испарительной и имеет куб-кипятильник, обогреваемый глухим паром. Аммиачный раствор, свободный от кислых газов, стекает иэ колонны в куб, выводится оттуда через теплообменник, холодильник и затем вновь используется в качестве абсорбента. Температуру наверху отпарной колонны и соответственно потери аммиака с уходящими газами регулируют добавлением на верхнюю тарелку укрепляющей секции колонны небольшой части холодного исходного насыщенного раствора. 1 аэы, 701647

4 выходящие из верха отпарной колонны, содержат в концентрированном виде серов одород, дв уок ис ь углерода, цианистый водород и некоторое количество аммиака.

При этом способе стремятся макси5 мально перевести кислые компоненты в газовую фазу и сохранить основную часть аммиака в растворе. Для такого разделения, однако, приходится использовать высокоэффективные дорогостоящие аппараты и расходовать большое количеств о в одяного пара на десорбцию. Это вызывается тем, что объем газовой фазы ограничивается количеством растворенных в воде газов, а следовательно, мал и не позволяет обеспечить необходимую для хорошего разделения компонентов скорость газовой фазы. Вывод газов в концентрированном виде из верха колонны приводит к контакту их с поступающим для холодного орошения исходным раствором, вследствие чего соотношениеаммиака, кислых компонентов, а также водяных паров в выводимом концентрате приближается к соотношению их в исходном растворе, а следовательно снижается достигаемый в колонне эффект их разделения, Известен также способ выделения, аммиака из водного раствора в отпарной колонне путем введения в нее, кроме пара, индифферентного газа-носителя (2) . 35

Способ заключается в том, что водный раствор, содержащий аммиак, подают в колонну раздельно двумя потоками меньшую часть — на верх колонны, большую часть раствора нагревают про- 40 тивотоком выходящим раствором и подают в середину колонны. В колонну в в од ят и ндифф ере нт ный га з — н ос ит ель, например воздух. Сверху выводят газ, содержащий аммиак, снизу из куба ра- 45 створ, свободный от аммиака.

Введение индифферентного газа-носителя позволяет регулировать объем газовой фазы. Следовательно, устраняется недостаток, присущий способам 5О отпарнбй десорбции, в которых десорбцию ведут только паром.

Однако введение инертного газа в процесс отпарной десорбции приводит к необходимости его очистки перед 55 выбрс сам в атмосферу, что значительно удорожает процесс.

Кроме того, вывод десорбируемых газов сверху колонны приводит к их контактированию с исходным раствором, что значительно снижает эффектив— ность разделения.

Целью предлагаемого изобретения является устранение вышеуказанных недостатков и предотвращение загрязнения атмосферы.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что парогазовую смесь, отбираемую иэ укрепляющей секции ректификационной колонны, подают в испарительную секцию колонны, а целевой продукт отбирают со средних тарелок укрепляющей секции в виде концентрированного раствора.

Вывод концентрата со средины укрепляющей колонны вместо вывода десорбированных веществ иэ верха колонны позволяет предотвратить контакт выводимой фазы с исходным раствором, Такое разделение зон ввода и вывода фаз позволит также улучшить достигаемый в колонне эффект разделения.

На средних тарелках создается наибольшее концентрирование газов, так как наверх поступает разбавленный раствор, насыщающийся по мере стекания подымающимися газами, а снизу из испарительной части идет парогазовая смесь, укрепляющаяся по мере подьема в результате конденсации водяных паров .

На чертеже дана схема установки реализации способа для выделения гаэов из водных растворов.

Установка содержит укрепляющую секцию колонны 1, испарительную секцию 2 колонны, куб-кипятильник 3 теплообменник 4 раствора, холодильник 5 концентрата, сборник 6 концентрата, циркуляционный насос 7, брыэгоотбойник 8 .

Установка, работает следующим образом. ,Цесорбцию поглотительного раствора ведут в колонне, состоящей из двух секций 1 и 2 — укрепляющей и испарительной, снабженных насадкой иэ колец Рашига, тарелками с колпачками и другими устройствами для улучшения контакта газа и жидкости.

В секцию 2 подают насыщенный исходный раств ор, нагретый предв арительно в теплообменнике 4 отходящим дегазированным раствором. Температуру верха колонны, а также потери аммиака регулируют добавлением в верхнюю секцию колонны небольшого количества холодного насыщенного раствора, Из куба-кипятильника 3 в колонну подают пар для испарения стекающего с колонны раствора. Парогазовую смесь отсасывают циркуляционным насосом 7 из верха колонны через брызгоотбойник 8 и подают в испаритель или куб-кипятильник. Из низа колонны или иэ куба выводят раствор, освобожденный от нежелательных газов.

Выделенные из исходного раствора газы s в иде жидкого к онцентриров анного раствора непрерывно отводят через холодильник 5 в сборник 6 с одной или нескольких тарелок укрепляющей секции.

701647

Сод ком в ф

1000

NH>

Н S

HCN

700

300

300

270

200

175

200

100

100

Формула изобретения

Пример, Водный раствор, содержащий, г/л: БНэ 10) Н Б 3; HCNp 2)

СО 2, подают в колонну двумя потоками. Основную часть раствора (около

80-90%) подают в теплообменник 4, где его нагревают до 70-80 С и далее вводят на орошение испарительной секции

2. Остальной раствор (10-20З от общего количества) подают без нагрева на верх укреппяющей секции, где поддерживают температуру 45 С. Из середины укрепляющей секции выводят водный концентрированный раствор с температурой 55 С содержащий, г/л:

ННз 75) HgS 68; НСЫ 44у СОу 25.

Способ позволяет предотвратить полностью вредные выбросы в атмосферу без дополнительных мероприятий по 35 очистке газа-носителя. Наряду с этим способ позволяет сократить расход . водяного пара и использовать менее эффективные, а следовательно, более дешевые ректификационные колонны, по- 4() скольку в способе разделены эоны ввода исходного (холодного) раствора и вывода выделенных газов.

Способ выделения газов из раство-. ров отпарной десорбцией в ректификационной колонне, состоящей иэ испариИэ низа колонны или иэ куба кипятильника выводят регенерированный поглотительный раствор, содержащий, г/л: МНЗ..7 — 8 H>S О, 3; HCN 0,25

СО 1.

Из верха колонны отсасывают циРкулирующий гаэ, равновесно насыщенный компонентами раствора при температуре наверху колонны, и подают в испарительную секцию колонны, Материальный баланс газовых компонентов при отпарной десорбции по предлагаемому способу (на 100 л исходного раствора) приведен в таблице. тельной и укрепляющей секции с продувкой индифферентным газом, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью предотвращения загрязнения атмосферы, парогаэовую смесь, отбираемую иэ укрепляющей секции ректификационной колонны, подают в испарительную секцию колонны, а целевой продукт отбирают со средних тарелок укрепляющей секции в виде концентрированного раствора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Коуль А,Л,, Ризенфельд Ф.С.

Очистка газа, Недра, М., 1968,. с, 77, 2. Патент СМА 9 3826815, кл. 423-356, 1973.

7Î1647

ГОЛ - иасил Флэ

Эаказ 7481/6

Тираж 877 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r Ужгород, ул, Проектная, 4

Составитель А, Сондор

Редактор H UypHKDBa Техред 3.Фанта . Корректор M Вигула