СПОСОБ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ НИТРИЛА АКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ В ГАЗОВЫХ ВЫБРОСАХ Российский патент 1999 года по МПК B01D53/04 B01D53/84 C12P13/02 

Изобретение относится к способам обезвреживания нитрила акриловой кислоты (НАК) в газовых выбросах производств.

Известны три основных подхода к обезвреживанию НАК: каталитический, сорбционный и химический [1]. По первому из них НАК каталитически окисляется на катализаторе при высокой температуре, что является основным недостатком способа. По второму НАК поглощается активированным углем, при этом наблюдается значительное снижение эффективности при малых концентрациях НАК в газах, кроме того, требуется утилизация отработанного угля. Третий способ практически неприменим к обезвреживанию газов в промышленном масштабе.

Известен способ обезвреживания НАК в газовых выбросах путем поглощения его водой, который принят за прототип (Хромых Б.С., Ядреев Ф.И. Разработка оптимального способа обезвреживания свободного нитрила акриловой кислоты //журнал "Производство и использование эластомеров", 1992, N 11, стр. 3 - 10). Схема очистки в данном способе предусматривает наличие контактного аппарата проточного типа (колонна с насадкой), в верхнюю часть которого подается вода, а снизу поступают абгазы, содержащие НАК. В результате массообменных процессов НАК абсорбируется водой и вода затем утилизируется. Схема приведена на фиг. 1.

Режимы работы такого типа колонны приведены в табл. 1.

К недостаткам данного способа обезвреживания относятся: значительный расход воды на абсорбцию, особенно при снижении концентрации НАК в абгазах, снижение эффективности очистки при пониженных расходах воды. Эти недостатки не позволяют широко применять этот метод в промышленном масштабе.

Таким образом, задачей изобретения является повышение эффективности обезвреживания НАК при одновременно относительно неинтенсивных гидродинамических режимах эксплуатации аппаратов.

Поставленная задача решается путем организации двухстадийного процесса. Первая стадия - частичное предварительное поглощение НАК из абгазов водной суспензией штамма микроорганизмов Rhodococcus rhodochtous M8 или M33 с концентрацией 0,3% по массе сухих клеток, вторая - окончательное удаление НАК путем его абсорбции той же суспензией в специальном абсорбере, заполненном насадкой.

Предлагаемое техническое решение базируется на том, что известно эффективное использование для производства акриламида путем гидратации НАК вышеуказанных штаммов микроорганизмов (заявка N 96-100024/13 от 16.01.96 г, Россия, МКИ C 12 P 13/02). Эти же микроорганизмы оказались эффективными при обезвреживании НАК в газовых выбросах.

Схема процесса по изобретению представлена на фиг. 2.

На первой стадии очистки, абгазы, содержащие НАК, поступают в гидрозатвор 4, заполненный водной суспензией штамма микроорганизмов Rhodococcus rhodochrous M8 или M33 с концентрацией 0,3% по массе сухих клеток, на второй - стадии процесса абгазы подаются в абсорбер 1 (контактный аппарат), заполненный насадкой в виде колец Рашига или высокопористого ячеистого материала с развитой поверхностью (Анциферов В.Н., Порозова С.Е. Высокопористые алюмосиликатные материалы: получение, свойства, применение.//Пермь, ПГТУ, 1995.), орошаемых той же суспензией, циркулирующей в аппарате через емкость 2. После прохождения описанной системы очистки содержание НАК в газах становится не боле значения ПДК, которое для воздуха рабочей зоны составляет 0,5 мг/м³.

При нахождении абгазов через суспензию извлекаемый водой НАК подвергается биокаталитической гидратации под действием указанного штамма, превращаясь в менее летучий и более растворимый в воде акриламид.

По истечении 8 часов непрерывной эксплуатации системы суспензию из гидрозатвора и абсорбера, содержащую акриламид, заменяют на свежую, а отработанную (через емкость 3) используют в качестве сырья в производстве 6 - 12% геля полиакриламида.

Режимы работы двухстадийной системы очистки по изобретению представлены в табл.2.

Из сравнения данных табл. 1 и 2 видно, что при одинаковой концентрации НАК в абгазах, способ по изобретению позволяет работать при значительно больших нагрузках по газу и неинтенсивных гидродинамических режимах при эффективности, обеспечивающей необходимую степень очистки.

Таким образом, данное изобретение позволяет очищать абгазы акриловых производств от НАК относительно простым и неэнергоемким методом. Предложенное техническое решение подтверждено и реализовано в промышленном масштабе на заводе им. С.М. Кирова при производстве слабо- и высококонцентрированных растворов акриламида по биотехнологии.

Литература
1. Хромых Б.С., Ядреев Ф.И. Разработка оптимального способа обезвреживания свободного нитрила акриловой кислоты // журнал "Производство и использование эластомеров", 1992, N 11, стр. 3 - 10.

2. Анциферов В. Н., Порозова С.Е. Высокопористые алюмосиликатные материалы: получение, свойства, применение.// Пермь, ПГТУ, 1995.

Изобретение предназначено для обезвреживания нитрила акриловой кислоты в газовых выбросах. Способ заключается в том, что нитрил акриловой кислоты обезвреживают в две стадии: вначале абгазы пропускают через водную суспензию микроорганизмов Rhodococcus rhodochrous штамма М8 или М33, а затем через контактный аппарат с насадкой, орошаемой той же суспензией. Использование данного изобретения позволяет эффективно очищать абгазы от нитрила акриловой кислоты без применения интенсивных гидродинамических режимов работы аппаратов при достаточно низких начальных концентрациях нитрила акриловой кислоты. 2 табл., 2 ил.

Способ обезвреживания нитрила акриловой кислоты в газовых выбросах методом абсорбции газа жидкостью в контактном аппарате, заполненном насадкой, отличающийся тем, что газ очищают с помощью водной суспензии микроорганизмов Phodococcus rhodochrous штамма M8 или М33 в две стадии: сначала газ пропускают через гидрозатвор, заполненный указанной суспензией, затем через контактный аппарат с насадкой, орошаемой той же суспензией.