Абсорбент для извлечения оксида углерода из газовых смесей Советский патент 1989 года по МПК B01D53/62 B01D53/78 

5S

(Л

Изобретение относится к извлечению оксида углерода из газов конверсии углеводородного сырья. Цель - повышение поглотительной емкости и улучшение стабильности свойств абсорбента в процессе эксплуатации. Абсорбент представляет собой композицию из однохлористой меди (CUCL), пирофосфата двухвалентной меди (ПФМ), гексаметилтриамида ортофосфорной кислоты (ГМОК). Содержание CUCL в композиции 23,13-34,37 мас.%, ПФМ 0,373-1,56 мас.%

ГМОК - остальное. Адсорбент готовят смешиванием CUCL и ПФМ с ГМОК до получения указанных значений содержания этих соединений в композиции. Поглотительная емкость абсорбента составляет 26-60 об/об по СО и 5,0-5,6 по CO₂ и сохраняется постоянной втечение 25-30 циклов абсорбции-десорбции. 1 табл.

1

Изобретение относится к извлечению оксида углерода из газов конверсии углеводородного сырья с использованием абсорбционных способов и может найти применение в нефтехимической промышленности при производстве синтез-газа и получении продуктов оксосинтеза.

Цель изобретения - повышение поглотительной емкости и улучшение стабильности свойств абсорбента в процессе эксплуатации.

Призер 1. Для получения абсорбента 0,62 г CuCl и 0,01 г CU2P2O7 вносят в 2 мл - гексаметилтриамида ортофосфорной кислоты (ГМОК) так, что массовое соотношение ингредиентов в абсорбенте составляет, мас.%: CuCl 23,13; Cu2P2O7 0,37; (CH3) 76,50.

Пример 2. Взвешивают 0,9 г CuCl и 0,021 г CU2P2O7 и смешивают с 2 мл ГМОК. Массовое соотношение ингредиентов составляет, мас.%: CuCl 30,29; Cu2P2O7 0,71; (CH3)2N,3PO 69,0.

Пример 3. Взвешивают 1,1 г CuCl и 0,05 г CU2P2O7 и смешивают с 2 мл ГМОК. Массовое соотношение ингредиентов, мае.

CuCl 34,37; Cu2P2O7 64,07.

1,56; (CH.3)2N.3PO

Эти абсорбенты и абсорбент-прототип испытывались статическим методом в идентичных условиях описанным ниже способом.

В лабораторный абсорбер, помешенный на магнитную мешалку и соединенный с газовой бюреткой, заполненной оксидом углерода до 1 атм, заливали испытуемый абсорбент. При включенной мешалке и охлаждении абсорбент дегазировали, после чего давление в газовой бюретке и абсорбере выравнивалось с атмосферным, а температура с помощью термостата доводилась до 20°С. При заданных условиях в абсорбер из газовой бюретки подавали оксид углерода. По мере поглощения абсорбентом СО с помошью уравнивательной склянки давление в системе постоянно доводили до атмосферного.

4 Ю

сл

После установления равновесия по изменению объема оксида углерода в газовой бюретке вычисляли объем поглощенного СО. Равновесную поглотительную емкость абсорбента определяли как отношение объема поглощенного СО, приведенного к нормальным условиям, к объему взятого длЯ опыта абсорбента.

По аналогичной методике определяли равновесную поглотительную емкость абсорбента по отношению к диоксиду углерода.

Результаты испытаний приведены в таблице.

В таблице представлены также значения коэффициентов селективности абсорбента k, рассчитанных по значениям поглотительной емкости абсорбента по отношению к-СО и СО2 для различных составов абсорбента при РСО ,I МПа.

Предложенный абсорбент селективен к оксиду углерода. Например, всегда присутствующий в газах конверсии диоксид углерода поглощается абсорбентом лишь в малых количествах. Начиная с указанного состава, возрастает разделяющая способность абсорбента в отнощении газовой смеси СО-СО2.

Выбор нижнего предела содержания CuCl в абсорбенте основывается на том, что при содержании CuCl выше 23 мас.% повышение равновесной емкости абсорбента происходит не только за счет увеличения общего количества в нем CuCl, но и в результате того, что каждый введенный в абсорбент грамм CuCl поглощает больше объемов СО, чем при меньшем содержании.

При увеличении концентрации CuCl выше 35 мас.% применение абсорбента усложняется из-за повышения его вязкости.

Насыщенный оксидом углерода абсорбент при нагревании до 40-60°С легко выделяет чистый СО, сохраняя при последующем охлаждении прежнюю поглотительную емкость в течение 25-30 циклов абсорбции-десорбции. Стабилизация поглотительных свойств абсорбента обеспечивается присутствием в абсорбенте пирофосфата меди (П) в количестве 0,005-0,015 моль CU2P2O7 на моль

5

CuCl. Присутствие в указа нном количестве не снижает абсорбционной емкости и селективности абсорбента.

В сорбенте, содержащем добавки CU2P2O7 ниже заявленного предела, поглотительная емкость постепенно снижается примерно на 10-15% при повторении 10 циклов абсорбции-десорбции.

0 При повышении концентрации Cu2P2O7 выше заявленного предела снижается скорость поглощения СО (.время установления равновесия в опытах увеличивается от 30-40 мин до 60 мин и выше).

Таким образом, поглотительная емкость предлагаемого абсорбента превыщает в 1,9- 4,3 раз поглотительную емкость известного абсорбента. Абсорбент сохраняет свои свойства при 25-30 циклах абсорбции- десорбции, в то время как поглотительная

0 емкость известного абсорбента уменьшается на 10-15% при 10 циклах абсорбции- десорбции. По этим причинам использование предлагаемого сорбента позволит снизить энергозатраты на извлечение СО из газовых потоков и одновременно уменьшить расход реактивов для приготовления абсорбента.

Формула изобретения

Абсорбент для извлечения оксида угле- Q рода из газовых смесей, содержащий од- нохлористую медь и гексаметилтриамид ортофосфорной кислоты, отличающийся тем, что, с целью повышения поглотительной емкости и улучшения стабильности свойств абсорбента в процессе эксплуатации, он до- 5 полнительно содержит пирофосфат двухвалентной меди при следующем соотнощении ингредиентов, мас.%:

Однохлористая медь23,13-34,37

Пирофосфат двухвалентной 0 меди0,37-1,56

Гексаметилтриамид ортофосфорной кислотыОстальное

Cud 34,37

CujPiOv 1 ,56 (СНз) 64,07

CuCl 15,55

(СНз) 84,34 HCl 0,11

60

5,0

12,0

14

6,9

2,17