АБСОРБЕНТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ ДВУОКИСИ УГЛЕРОДА И СЕРНИСТЫХ СОЕДИНЕНИЙ Советский патент 1996 года по МПК B01D53/14 

Изобретение относится к абсорбционной очистке газов от двуокиси углерода и сернистых соединений и может быть использовано в газовой, нефтеперерабатывающей и химической отраслях промышленности.

Известны абсорбенты, состоящие из алканоламина, воды и полярного органического растворителя, предпочтительно сульфолана, N-метилпирролидона, тетрагидрофурфурилового или бензилового спирта.

Основным недостатком указанных абсорбентов, препятствующим их широкому использованию в отечественной промышленности, является дефицитность и высокая стоимость применяемых полярных органических растворителей. К недостаткам этих абсорбентов относится также относительно большой расход тепла на регенерацию и недостаточно высокая поглотительная способность по отношению к меркаптанам.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является абсорбент для очистки газов от двуокиси углерода и сернистых соединений, содержащий аминопропионитрил, например N,N-диметиламинопропионитрил (3-30%), и воду.

Недостатком этого абсорбента является относительно низкая поглотительная способность, особенно по отношению к сернистым соединениям.

Кроме того, этот абсорбент имеет высокую температуру замерзания (от плюс 5 до минус 1^оС), что усложняет эксплуатацию установки очистки в зимних условиях.

Целью изобретения является повышение поглотительной способности по сернистым соединениям и снижение температуры замерзания абсорбента.

Поставленная цель достигается абсорбентом для очистки газов от двуокиси углерода и сернистых соединений, содержащим аминопропионитрил, предпочтительно N, N-диметиламинопропионитрил, и воду, который дополнительно содержит бутилбензольную фракцию с т.кип. 150-230^оС при следующем соотношении компонентов, об.

N,N-Диметиламино- пропионитрил 3,0-35,0 Вода 0,01-2,5
Бутилбензольная
фракция с т.кип. 150-230^оС Остальное
Предложенная для использования бутилбензольная фракция (ББФ), представляющая собой смесь изомеров бутилбензола с примесями изо- и н-пропилбензола, является побочным продуктом производства кумола (исходный продукт для получения ацетона и фенола кумольным методом) и в настоящее время не находит квалифицированного применения в народном хозяйстве.

Абсорбент предлагаемого состава обладает более высокой поглотительной способностью при сохранении основного преимущества известного абсорбента низкой температуры регенерации (70-80^оС).

Кроме того, предлагаемый абсорбент имеет низкую температуру замерзания (ниже минус 40^оС), что упрощает эксплуатацию установки очистки в зимних условиях.

Предлагаемый абсорбент может быть использован в обычных абсорбционно-регенерационных схемах очистки газов от двуокиси углерода и сернистых соединений.

П р и м е р 1. Абсорбент готовят путем смешивания компонентов. Берут 699 мл бутилбензольной фракции, 300 мл N,N-диметиламинопропионитрила, 1 мл дистиллированной воды и смесь перемешивают. Полученный абсорбент содержит 30 об. N, N-диметиламинопропионитрила, 0,1 об. воды, 69,9 об. бутилбензольной фракции и имеет температуру замерзания ниже минус 40^оС.

П р и м е р 2. Абсорбент в количестве 80 мл загружают в насадочный абсорбер (Н= 650 мм, D 20 мм) и пропускают азот, содержащий этилмеркаптан, с объемной скоростью 90 ч^-1 в течение 30 мин при комнатной температуре (22^оС) и атмосферном давлении. Очищенный газ после абсорбера анализируют на содержание этилмеркаптана методом потенциометрического титрования на пpиборе РН-340. Результаты экспериментов приведены в табл.1. Здесь же для сравнения приведены данные по очистке азота от этилмеркаптана в тех же условиях известным абсорбентом (см. пример 4).

П р и м е р 3. На лабораторной установке определяют поглотительную способность абсорбента по отношению к этилмеркаптану, сероводороду и двуокиси углерода. В термостатированный абсорбер (Н 250 мм, D 25 мм) загружают 20 мл абсорбента, через который при температуре 30^оС барботируют азот, содержащий этилмеркаптан (или сероводород), до полного насыщения абсорбента. Момент насыщения абсорбента определяют исходя из условия равенства концентраций этилмеркаптана в потоке газа на входе и выходе абсорбера. Затем насыщенный абсорбент регенерируют нагреванием до 80^оС и продувкой азотом. Содержание этилмеркаптана и сероводорода в исходном газе и в газах регенерации определяют методом потенциометрического титрования на приборе РН-340.

Поглотительную способность абсорбента по отношению к двуокиси углерода определяют барботированием через абсорбент чистой двуокиси углерода. Содержание двуокиси углерода в газе определяют хроматографическим методом. Результаты экспериментов приведены в табл.2. Здесь же для сравнения приведены результаты определения растворимости газов в идентичных условиях в известном абсорбенте.

Из приведенных в табл.1 и 2 данных видно, что абсорбент предлагаемого состава в сравнении с известным обладает более высокой поглотительной способностью по отношению к меркаптанам и сероводороду. В предлагаемом абсорбенте растворимость этилмеркаптана в 10 раз, а сероводорода в 1,5 раза выше, чем в известном (см. табл.2). При этом растворимость двуокиси углерода находится на уровне ее растворимости в известном абсорбенте. Данные табл.1 показывают, что при использовании абсорбента предлагаемого состава степень очистки газа от меркаптанов повышается с 28 до 95 отн.

Использование предлагаемого абсорбента в сравнении с широко применяемым в нашей стране для очистки газов от двуокиси углерода и сернистых соединений водным раствором моно- или диэтаноламина позволяет значительно (в 2-3 раза) уменьшить расход тепла на регенерацию абсорбента и повысить степень очистки газов от меркаптанов с 30-40 до 96% и тем самым получить экономический эффект.

АБСОРБЕНТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ ДВУОКИСИ УГЛЕРОДА И СЕРНИСТЫХ СОЕДИНЕНИЙ, содержащий N,N-диметиламинопропионитрил и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения поглотительной способности абсорбента по сернистым соединениям и снижения температуры его замерзания,он дополнительно содержит бутилбензольную фракцию с т. кип. 150-230^oС при следующем соотношении компонентов, об.%:
N,N-Диметиламинопропионитрил - 3,0-35,0
Вода - 0,01-2,5
Бутилбензольная фракция с т. кип. 150-230^oС - Остальное

АБСОРБЕНТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ ДВУОКИСИ УГЛЕРОДА И СЕРНИСТЫХ СОЕДИНЕНИЙ, содержащий N, N-диметиламинопропионитрил и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения поглотительной способности абсорбента по сернистым соединениям и снижения температуры его замерзания,он дополнительно содержит бутилбензольную фракцию с т. кип. 150-230^oС при следующем соотношении компонентов, об.%:
N,N-Диметиламинопропионитрил - 3,0-35,0
Вода - 0,01-2,5
Бутилбензольная фракция с т. кип. 150-230^oС - Остальное