ВЫСОКОКИПЯЩИЙ ОРГАНИЧЕСКИЙ АБСОРБЕНТ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ ИЗ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВЫБРОСОВ Российский патент 2008 года по МПК B01D53/34 

Изобретение относится к разработке абсорбентов для извлечения органических растворителей из вентиляционных и технологических выбросов.

Качество абсорбента для извлечения органических растворителей определяется следующими свойствами: избирательность по отношению к извлекаемым веществам, химическая и термическая устойчивость, способность к регенерации.

Известны абсорбенты: вода и ее растворы [Пат.29125 А5 ГДР, МКИ⁵ В01D 53/34. Verfahren zur Reinigung schadstoffbelasteter Abluft / Wolter H., Rioheter G., Koch U., Laumsil A. №3366760. Заявл. 29.12.89. Опубл. 27.06.91]. Вода и ее растворы - термически и химически устойчивы, избирательны к некоторым органическим растворителям.

Однако наряду с очевидными достоинствами вода как абсорбент имеет ряд существенных недостатков: прежде всего это низкая растворимость в ней большого числа органических соединений и образование азеотропных смесей (вода - органическое соединение). Все это значительно затрудняет извлечение чистых органических веществ из водных абсорбционных растворов.

Также известен способ очистки ацетилена абгазов от примесей с использованием в качестве абсорбента толуола и водный раствор едкого натра различной концентрации (15-30%) [Очистка ацетилена абгазов производства акрилонитрила от примесей / Д.Юсупов, А.Б.Кучкаров, Х.Ш.Ширинов, А.Л.Ким и др. // Хим. пром-ть. 1992. №10]. 3десь же показана возможность извлечения примесей из абгазов с помощью известных растворителей - толуола и дихлорэтана. Применение их в качестве абсорбентов позволяет повысить степень очистки ацетилена по сравнению со степенью его очистки раствором едкого натра до 90-95%. Однако увеличивается и расход данных абсорбентов из-за их высокой летучести.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является очистка газовых выбросов при производстве винилхлорида. Очистку газовых выбросов осуществляют абсорбцией так называемым осветительным керосином, представляющим собой смесь парафиновых и нефтяных углеводородов С₉-С₁₀. Производство данного абсорбента у нас в стране отсутствует и его приходится закупать за рубежом [Очистка газовых выбросов производства винилхлорида / И.Д.Бендецкая, И.Г.Исаков, Т.Я.Колот и др. // Хим. пром-сть. 1990. №7].

Применяемый органический абсорбент хорошо поглощает растворители, но в сравнительно высоких концентрациях поглощает пары воды, что создает значительные трудности при регенерации абсорбента из-за образования азеотропных смесей, состоящих из воды и извлекаемых органических растворителей, и в значительных количествах абсорбент попадает в отгон при десорбции, что приводит к большим потерям абсорбента.

Задача предлагаемого изобретения - поиск и разработка высококипящего органического абсорбента (BOA), практически не поглощающего воду и не попадающего в отгон при регенерации.

Указанная задача решается применением в качестве абсорбента для извлечения органических растворителей из вентиляционных и органических выбросов высококипящего органического абсорбента (BOA), содержащего в своем составе топливо дизельное (А - 0,2 (0,4) ГОСТ 305-82*) и бутилбензол.

Выполнение задачи иллюстрируется примером.

Экспериментальные исследования абсорбции паров органических растворителей из паровоздушной смеси проводились на установке, представляющей собой тарельчатую колонну диаметром 30 мм, высотой 1 м. В колонне было смонтировано пять ситчатых тарелок с организованным переливом и устройства для отбора газовой и жидкой проб с каждой тарелки. Анализ отобранных проб проводили на газовом хроматографе марки «Цвет-500М» с ионизационно-пламенным детектором.

Опыты проводились с паровоздушной смесью, в состав которой входили следующие органические соединения: тетрагидрофуран (ТГФ), метилэтилкетон (МЭК), дихлорэтан (ДХЭ), бутанол, циклогексанон (ЦГН), толуол, ксилол. Данные компоненты входят в состав газовых выбросов производства полимерных материалов, в состав газовых смесей, образующихся при нанесении защитных покрытий в производствах машиностроительного комплекса, поскольку применяются либо в качестве однокомпонентных растворителей, либо являются основными компонентами большинства технических растворителей и разбавителей в концентрациях от 5 до 95 мас.%.

Все опыты поводились при следующих условиях: скорость газа в свободном сечении аппарата составляла 0,5-1,5 м/с, плотность орошения до 10 м³/м²·ч, температура в абсорбере составляла ≈20°С, давление атмосферное. Состав паровоздушной смеси на входе в абсорбер и результаты проведенных экспериментальных исследований поглотительной способности абсорбентов приведены в таблицах 1 и 2.

Дизельное топливо А - 0,2 (0,4) ГОСТ 305-82* обладает достаточной поглотительной способностью по улавливаемым компонентам, а добавка бутилбензола снижает поглощение паров воды до следов, поэтому выделение поглощенных компонентов из насыщенного абсорбента, то есть его регенерация не должна вызывать особых затруднений. Использование органического абсорбента (BOA) с высоким интервалом температур кипения (до 330°С) приводит к существенному снижению потерь абсорбента. В таблицах 3 и 4 приведены составы дистиллятов процесса десорбции органических растворителей.

Поэтому для очистки газовых выбросов от паров органических растворителей наиболее рациональным абсорбентом, отвечающим практически всем требованиям, предъявляемым к поглотителям, является BOA.

Таблица 1Наименование компонентаКонцентрация паров на входе в абсорбер, об.%Концентрация в абсорбере, мас.%Дизельное топливо АДизельное топливо (99 мас.%) и бутил-бензол (1 мас.%)Тетрагидрофуран1,2092,4402,553Метилэтилкетон0,3251,8601,869Дихлорэтан0,2361,6701,704Бутанол0,0180,6100,680Циклогексанон0,0130,5000.498Вода3,0000,009СледыВоздух95,199--

Таблица 2Наименование компонентаКонцентрация паров на входе в абсорбер, об.%Концентрация в абсорбере, мас.%Дизельное топливо АДизельное топливо (98 мас.%) и бутил-бензол (2 мас.%)Циклогексанон0,1252,5002,527Ксилол0,6241,2801,397Толуол1,4423,0403,158Вода2,3500,008СледыВоздух95,459--

Таблица 3Наименование компонентаДистиллят, мас.%Тетрагидрофуран63,730Метилэтилкетон17,619Дихлорэтан16,683Бутанол1,005Циклогексанон0,963

Таблица 4Наименование компонентаДистиллят, мас.%Циклогексанон0,589Ксилол35,730Толуол63,681

Изобретение относится к абсорбционной очистке газовых выбросов и может служить для защиты окружающей среды. Высококипящий органический абсорбент содержит 98-99 мас.% дизельного топлива и 1-2 мас.% бутилбензола. Изобретение позволяет упростить регенерацию абсорбента и сократить его потери. 4 табл.

Высококипящий органический абсорбент для извлечения органических растворителей из вентиляционных и технологических выбросов, отличающийся тем, что он содержит топливо дизельное и бутилбензол при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Топливо дизельное 98-99Бутилбензол 1-2