Способ очистки коксового газаот кислых компонентов и сероуглерода

 

О П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союэ Советских

Социалистических

Республик (i»797745

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 260479 (21} 2757249/23-26 (51)М. Клз с присоединением заявки йо

В 01 D 53/14

Государственный «омнтет

СССР по делам нзобретеннй н открытнй (23) ПриоритетОпубликовано 2301,81. Бюллетень М 3 (53) УДК66. 074. 37 (088. 8) Дате опубликования описания 2301.81 (72) Авторы изобретения

В. Е. Привалов, A, A. Попов, Л. Ф. МараховскФй, И. И. Збыковский, В. Н. Севостьянов и A. С. Григораш

Украинский научно-исследовательский углехимический институт (11) Заявитель (54) спосои очистки коксового глзл

OT КИСЛЫХ КОМПОНЕНТОВ

И СЕРОУГЛЕРОДА

Изобретение относится к коксохй= мической промышленности, а также - . может быть использовано в химической нефтехимической и газовой проьышленФости для удаления из промышленных и природных газов двуокиси углерода, сероводорода, цианистого водорода и сероуглерода.

Известен способ противоточной очистки горючих газов от H>S и других кислых компонентов смешанными растворителями органического и неорганического происхождения, например растворами этаноламинов или карбоната калия с добавкой диэтаноламина. Очистка производится абсорбцией при повышенном давлении в противотоке, после чего поглотитель с нижней части абсорбера поступает в регенератор, где при более низком давлении и внешнем подводе тепла выделяется абсорбированный газ. Так как степень десорбции в регенераторе недостаточна, раствор после выхода иэ регенератора подается в расширительную камеру, где его давление резко снижается, за счет чего из раствора выделяется дополнительное количество абсорбированных газообразных примесей. Очищенный раствор вновь подается в абсорбер на очистку газа. С целью повышения эфФекта десорбции рекомендуется также продув-. ка отработанного раствора инертным газом (1) °

Недостатками этого способа являются низкая степень извлечения H S (85-91%), накопление балластных солей в растворе эа счет совместного

10 извлечения сероуглерода и цианистого водорода из газа, многостадийность процесса, вызванная неудовлетворительной, регенерацией поглотителя. Кроме того, применение давления

15 при абсорбции и инертного газа при регенерации делают технологический процесс экономически невыгодным.

Наиболее близким к предлагаемому

20 по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки коксового газа от кислых компонентов и сероуглерода путем его контактирования с водным раствором

25 моноэтаноламина с последующей регенерацией отработанного раствора нагревом под вакуумом и возвратом его в цикл (21.

Недостатками этого способа явля30 ются:

797745

99,5

97,6 а) неудовлетворительная степень извлечения сероводорода н одну ступень (90-95%); б) интенсивное образование и накопление в логлотительном растворе нерегенерируемых балластных роданистых солей и других сероорганических соединений из † присутoтнующих в серонодородсодержащем газе HC)4 и CS2, на что расходуется 75% основного вещества поглотителя. и) способность поглотителя обра.зовывать с присутствующим н газе ,сероуглеродом термически стойкие нерегенерируемые соединения, загрязняющие поглотительный раствор и снижающие его абсорбционную способность.

Последнее требует предварительной обработки газа водой или шелочью для удаления сероуглерода, что усложняет процесс; г) высокая стоимость процесса из † большого удельного расхода абсорбента, который в. настоящее время является предметом импорта;. д) интенсивная коррозия аппаратуры в связи .с образованием растворимых соединений этаноламина и железа, а также в связи с разложением эта-ноламина в диамины под действием высоких температур; е) загрязнение,окружающей среды образующимися балластными солями, являющимися отходами, которые не подлежат утилизации.

Яель изобретения — повышение степени очистки газа от COz, Н Я, HCN и CSz, а таКже удешевление процесса и ликвидация вредных отходов производства.

Поставленная: цель достигается тем, что в предлагаемом способе очистки коксового газа от кислых примесей и сероуглерода путем его контактирования с водным раствором органического абсорбента с последующей регенерацией отработанного раст.вора нагреном под вакуумом и воз вратом его в цикл, н качестве органического абсорбента используют этилендиамин.

При этом берут этилендиамин с концентрацией 5-15 вес.%, а очистку ведут при 15-45 С. Кроме того, регенерацию отработанного раствора осуществляют дисть?йляцией при 160-180 С и после отделения образующейся на стадии контактирования N, N -этилентиомочевины его возвращают на очистку.

Предлагаемый способ позволяет достичь высокой степени очистки газа, а также осуществить прохождение следующих реакций:

2Н 9ЙН (СН ) НН ИВНН (СИ 1 МН Н9 (4)

ХСО 2Н О )4H (СН ) НН

22 2 НСО НН (СН2) МН зНСО (2) ч 9+1)2Π— 6+Н О (ъ) 5

á5

НСН+5+ МИ (СН ) НИ вЂ”

МН,(СН,) МН,Sc,и (4)

24 2 3(2 2 (5)

Реакции (3), (4) и (5) протекают необратимо, поэтому н циркулирующем растворе и процессе обработки газа накапливаются перегенерируемые соединения, образующиеся на основе

HC)4 и СО2 и снижающие поглотительную активность раствора ° Состав этих соединений позволяет при регенерации раствора н процессе дополнительной дистилляцнн его при 160170 С получить и выделить в качестве товарной продукции Я, N -этилентиомоченину, которая является ценным прсдуктом для народного хозяйства например, используется и качестве высокотемпературного ускорителя нулканизации в производстве хлоропреновых каучуков.

Пример. 10 м /ч коксового ra3 за,содержащего 45 г/м СО; 13,26 г/м

Н S; 1,6 г/м HCN; 0,3 г/м СБ и 5 г/м кислорода, обрабатывают 20 л 10%-ного. циркулирующего водного раствора этилендиамина (эквивалентно удельйому расходу раствора 2 л/м3) в течение

8 ч. Процесс очистки ведут при

30 С.

Степень очистки газа при этом достигает, %: от двуокиси угле- 99,0 рода от сероводорода

or цианистого водорода от сероуглерода 99, 98

Насыщенный поглотительный раствор, полученный после обработки газа, поднергак:т регенерации путем нагрева его до 70 С и вакууме

640 мм рт. ст. После отделения

Н> 5 и СО2 5 л поглотительного раствора отводится на дополнительную дистилляцию при 170 С и том же вакууме.) При этом выделяется 0,4 кг этилендиамнна, возвращаемого в цикл поглотительного раствора и в виде кубового остатка 140,0 г техничес-! кой М, И -этилентиомоченины.

В табл. 1 приведены экспериментальные данные, подтверждающие оптимальность выбранного интервала концентрации водного раствора этилендиамина для извлечения из газа

СО, H<5 HCN u CSz.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что высокая степень очистки газа от кислых компонентов и сероуглерода достигается н широком диапазоне концентрации этилендиамина в поглотительном растворе, однако, предпочтительным следует считать применение 5-15%-ного водного раст" вора этилендиамина.

Снижение концентрации поглоти-.. тельного раствора по этилендиамину

797745 может привести к ухудшению степени очистки газа, а увеличение - нецелесообразно.

Опыты

Показатели

1 2 3 4 5

5 10 15

0,5. 0,47 0,35 0,2 0,2

0,25 0,056 0,0044 0,004

0,15 0,112 0,054 0,0025 0,002

0,03 Следы Следы Следы Следы

HCN

98 85 99,0 99, 1 99,5 99, 5

98,0 98,5 99,5 99,97 99,97

89,7 95,0 97,6 99,0 99, 0

99,51 99,98 99,98 99,98 99,98

СО

HCN

Таблица2

Способы

Показатели

Известный Предложенный

1,09

0;0044

0,45

0,15 0,05

Следы

99,97

99,0

91,0

HCN

97,6

99,98

Концентрация водного раствора этилендиамина, вес. %

Остаточное содержание в газе, г/м

Степень извлечения иэ газа, Ъ

Остаточное содержание

Н S в газе, ,г/, 3

Остаточное содержание

СО, г/M

Остаточное содержание в газе

HCN г/м

Остаточное содержание в газе ся.„, r/M

Ъ

Степень извлечения из газа, Ъ

Н S

СО>

В табл. 2 приведены показатели процесса очистки газа предлагаемым. и иэвестным способами.

Т а б л и ц а 1

797745

Составитель E.Êîðíèåíêo

Техред. Н. Бабурка Корректор В.Синицкая

Редактор Н.Егорова

Заказ 9673/7

Тираж 715 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

1. Способ очистки коксового газа, от кислых компонентов и сероуглерода путем его контактирования с . водным раствором органического абсорбента с последующей. регенерацией отработанного раствора нагревом под вакуумом и возвратом его в цикл отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки ликвидации вредных отходов произ— водства, в качестве органического абсорбента используют этилендиамин.

2. Способ по п.1., о т л и ч а юшийся тем, что берут этилендиамин с концентрацией 5-15 вес.% о а очистку ведут при 15-45 С.

3. Способ по пп.1-и 2, о т л и ч а ю шийся тем, что отрегенерированный раствор подвергао ют дистилляции при 160-180 С и после отделения образующейся на стадии контактирования Ni М -этилентиомочевины его возвращают на очистку.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

10 1. Патент CNA Р 3714327, кл. 423-220, опублик. 1973.

2. Коуль A.Ë. и Риэенфельд Ф.С.

Очистка газа. M., Гостехиэдат, 1962, с. 21-66 (прототип).