СПОСОБ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ МЕРКАПТАНОВ Советский патент 1997 года по МПК B01D53/14 B01D53/48 

Изобретение относится к абсорбционной очистке газов от сернистых соединений и может быть использовано в газо-, нефтеперерабатывающей и химической отраслях промышленности для очистки газов от меркаптанов.

По технической сущности и достигаемому результату наиболее близким к изобретению является способ очистки газов от меркаптанов путем их окисления элементарной серой в среде высококипящей углеводородной фракции в присутствии N-метилпирролидона, морфолина или циклогексиламина в качестве катализатора.

Недостатком этого способа является недостаточно высокая стабильность активности применяемого катализатора во времени, что приводит к снижению степени очистки газа от меркаптанов при длительной эксплуатации установки очистки (в течение 10 ч и более).

Целью изобретения является повышение стабильности активности катализатора, а также расширение ассортимента применяемых катализаторов при сохранении степени очистки на высоком уровне.

Это достигается описываемым способом очистки газов от меркаптанов путем их окисления элементарной серой в среде высококипящей углеводородной фракции в присутствии катализатора, в качестве которого используют N,N'-тетраметилдипропилентриамин в количестве 0,5-3% от объема углеводородной фракции.

N,N'-тетраметилдипропилентриамин формулы:

бесцветная или слегка желтоватая подвижная жидкость, хорошо растворимая в воде и в органических растворителях, в том числе в жидких углеводородных фракциях, молекулярная масса 187,3; показатель преломления n20D

1,4490; плотность при 20^oC 850 кг/м³; температура кипения при давлении 3 мм рт.ст. 97^oC. Тетраметилдипропилентриамин является побочным продуктом производства диметилпропилендиамина и применяется в качестве ингибитора коррозии и термополимеризации изопрена, исходного сырья для синтеза ПАВ и т.п.

Предлагаемый предел концентрации тетраметилдипропилентриамина в углеводородной фракции (0,5-3 об.) является необходимым, так как при его содержании ниже 0,5 об. существенно снижается скорость реакции окисления меркаптанов и тем самым не достигается высокая степень очистки газов от меркаптанов (см.оп N 4), а повышение концентрации выше 3 об. уже не приводит к дальнейшему существенному увеличению скорости реакции окисления меркаптанов и является экономически нецелесообразным (оп. N 5).

Пример 1. Очистку газа от этилмеркаптана проводят на лабораторной установке с абсорбером, представляющим собой стеклянную насадочную колонну диаметром 20 мм и высотой 650 мм. В качестве насадки используют стеклянные кольца Рашига размером 5х5х1 мм. В абсорбер загружают 80 мл высококипящей углеводородной фракции бутилбензольной (T_кип 150-230^oC, плотность 862 кг/м³), содержащей 20 г/л растворенной элементарной серы и 0,5-3 об. катализатора тетраметилдипропилентриамина. Затем при 45^oC и атмосферном давлении пропускают через абсорбер с объемной скоростью 130 ч^-1 азот, содержащий этилмеркаптан. Исходный и очищенный газ анализируют на содержание этилмеркаптана методом потенциометрического титрования на приборе pH 340.

Результаты экспериментов приведены в табл. 1. Здесь же для сравнения приведены результаты очистки газа от этилмеркаптана в описанных выше условиях известным способом с использованием в качестве катализатора-морфолина, N-метилпирролидона и циклогексиламина (оп. N 6-8).

Пример 2. Очистку газа от этилмеркаптана проводят на лабораторной установке с абсорбером по примеру 1. В нижнюю часть абсорбера через пористую пластинку при атмосферном давлении со скоростью 10,5 л/ч подают азот, содержащий 2,3 об. этилмеркаптана. В верхнюю часть абсорбера циркуляционным насосом со скоростью 0,1 л/ч бутилбензольную фракцию, содержащую 10 г/л элементарной серы и 1,5 об. тетраметилдипропилентриамина в качестве катализатора. В насадочном абсорбере при температуре 45^oC происходит абсорбция этилмеркаптана и его каталитическое окисление до диэтилдисульфида элементарной серой, растворенной в бутилбензольной фракции (абсорбенте).

Образующийся высококипящий диэтилдисульфид растворяется в бутилбензольной фракции и выводится с низу абсорбера вместе с циркулирующим абсорбентом. После растворения дополнительной порции элементарной серы (до 10 г/л) абсорбент циркуляционным насосом вновь возвращают в абсорбер для повторного использования. На входе и выходе абсорбера газ анализируют на содержание этилмеркаптана методом потенциометрического титрования на приборе pH -340.

Результаты экспериментов приведены в табл. 2. Здесь же для сравнения приведены результаты очистки газа от этилмеркаптана в идентичных условиях, но с использованием известного катализатора морфолина и N-метилпирролидона (оп. N и N 3).

Из приведенных в табл. 1 данных видно, что использование в качестве катализатора тетраметилдипропилентриамина обеспечивает высокую степень очистки газа от этилмеркаптана, что свидетельствует о его высокой каталитической активности в реакции окисления меркаптанов элементарной серой. Из данных табл. 2 видно, что при длительном испытании (10 и 20 ч) использование тетраметилдипропилентриамина обеспечивает более высокую степень очистки газа от этилмеркаптана (на 10-15 отн. через 20 ч) по сравнению с известными катализаторами, т.е. предлагаемый катализатор обеспечивает длительную стабильно высокую степень очистки газа от меркаптанов, что свидетельствует и повышении стабильности его каталитической активности в сравнении с известным. Кроме того, расширяется ассортимент применяемых катализаторов. Это позволяет повысить степень очистки газов от меркаптанов при длительной эксплуатации установки очистки газов.

Изобретение относится к абсорбционной очистке газов от сернистых соединений и может быть использовано в газо-, нефтеперерабатывающей и химической отраслях промышленности для очистки газов от меркаптанов. Цель изобретения - повышение стабильности активности катализатора, а также расширение ассортимента применяемых катализаторов при сохранении степени очистки на высоком уровне. Это достигается способом очистки газов от меркаптанов путем окисления их элементарной серой в среде жидкой высококипящей углеводородной фракции в присутствии органического основания в качестве катализатора, в качестве которого используют N,N'-тетраметилдипропилентриамин в количестве 0,5-3% от объема углеводородной фракции. 2 табл.

Способ очистки газов от меркаптанов путем их окисления элементарной серой в среде жидкой высококипящей углеводородной фракции в присутствии катализатора органического основания, отличающийся тем, что, с целью сохранения высокой степени очистки при длительной эксплуатации установки, в качестве катализатора используют N,N'-тетраметилдипропилентриамин в количестве 0,5 3% от объема углеводородной фракции.