Способ очистки газов от примесей хлорорганических веществ Советский патент 1992 года по МПК B01D53/36 

Изобретение относится к способам очистки газов и вентиляционных выбросов от хлорорганических веществ, в частности от винилхлорида и этилхлорида и может быть использовано для удаления этих примесей из газовых выбросов на предприятиях по производству и использованию хлорорганических продуктов.

Известны способы удаления примесей из газовых смесей путем их адсорбирования на поверхности катализатора с последующим окислением адсорбированных веществ (регенерация катализатора) в потоке газовоздушной смеси или воздуха при повышенных температурах. Полнота превращения адсорбируемых веществ определяет степень очистки.

Адсорбцию винилхлорида на медько- бальтхромовом катализаторе осуществляют при температуре 20 - 100°С, а окисление адсорбированных веществ регенерацию катализатора) при температуре, равной 250 - 300°С.

Недостатком этого способа является снижение степени очистки газа при уменьшении температуры газового потока при адсорбции. Это обусловлено тем, что удаляемая примесь в зависимости огтемпе- ратурных условий может сорбироваться как в необратимой, так и в обратимой формах, т. е. может происходить либо физическая, либо химическая адсорбция удаляемого хлорорганического вещества. Причем в зависимости от температуры количественные соотношения между этими формами адсорбции меняются, и выше определенных для каждого индивидуального вещества температур адсорбция происходит только в необратимой форме.

При низких температурах увеличивается доля веществ, адсорбированных в обратимой форме, т. е. преобладает физическая адсорбция. Это приводит к тому, что в процессе регенерации катализатора они уносятся потоком газа с поверхности контакта, не претерпев изменений (не окислившись

сл

С

до С02), следствием чего является уменьшение степени очистки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ очистки газов от хлорорганических веществ. Согласно этому способу процесс очистки осуществляется на оксиднохромо- вом катализаторе, содержащем 30-40 мае. % оксида хрома III на обработанном соляной кислотой у-оксиде алюминия. На этом катализаторе из потока газа необратимо сорбируют винилхлорид при температуре 60°С, а этилхлорид при 125 С. При сорбционном насыщении катализатора проводят окисление адсорбированных примесей в потоке очищаемого газа или воздуха при температурах 350 - 400°С.

Недостатком известного способа является необходимость в течение всего периода адсорбции нагревать катализатор (и естественно газовую смесь) до температуры 60°С в случае очистки газов от винилхлори- да или до 125°С при удалении из потока этилхлорида, что приводит к повышенным энергозатратам.

Целью изобретения является снижение энергозатрат,

Поставленная цель достигается тем, что нагрев контакта проводят лишь после достижения сорбционного насыщения контакта. Причем, в случае очистки от винилхлорида нагрев осуществляют до температуры не ниже 60°С, а при удалении из газовой смеси этилхлорида - до температуры не ниже 125°С, и выдерживают при этих температурах в течение 20 - 30 мин.

Пример 1. В проточный реактор диаметром 16 мм помещают 6 см оксид- нохромового катализатора, состоящего из 33 мас.% оксида хрома (III) на обработанном 0,5 об.% раствором соляной кислоты у . Катализатор готовят пропиткой 67 г носителя водным раствором, приготовленным растворением 43,7 г оксида хрома (VI) в 47 см дистиллированной воды. Пропитанный носитель после сушки при 110°С подвергают термической обработке в инертной среде при температуре 425 - 450°С в течение 10 ч.

Кислотную обработку у AlaOs осуществляют следующим образом. Носитель в виде гранул неправильной формы с размером зерен 2-3 мм помещают в 0,5 об.% раствор HCI (пятикратный по объему к оксиду алюминия) и выдерживают при комнатной температуре в течение 2 ч, а затем сливают кислоту и выдерживают носитель при температуре 220°С в течение 2 ч.

Через реактор при температуре 25°С пропускают в час 6 л газовоздушной смеси, содержащей 279 мг/м3 винилхлорида, до насыщения катализатора, регистрируя защитные действия контакта. Затем перекрывали поток газовоздушной смеси и нагревали до 60°С катализатор, сорбционно насыщенный винилхлоридом в течение 20- 30 мин, а затем подают поток воздуха и

0 проводят регенерацию катализатора. Данные, характеризующие контактные условия проведения очистки газовых смесей от винилхлорида, приведены в таблице.

Пример 2. Через реактор с катализа5 тором, описанным в примере 1, при температуре 25°С пропускают до насыщения катализатора в час 6 л газовой смеси, содержащей 288 мг/м3 этилхлорида, регистрируя защитное время контакта. Затем перекры0 вают поток газа и нагревают до 125°С катализатор, насыщенный этилхлоридом, в течение 20 - 30 мин, а затем подают поток воздуха или очищаемого газа и проводят регенерацию катализатора. Результаты

5 проведенных экспериментов приведены в таблице.

Из приведенных в таблице данных видно, что предлагаемый способ обеспечивает полную очистку газовой смеси как от винил0 хлорида, так и от этилхлорида. Вместе с тем, осуществляя адсорбцию токсичных примесей при температуре 25°С, удается значительно уменьшить энергозатраты. Так, за счет уменьшения времени нагрева катали5 затора в случае очистки от винилхлорида энергозатраты уменьшаются от 35,2 х хЮ 4 квтч (по известному способу) до 0,18х квтч (в предлагаемом способе). Аналогичные результаты наблюдаются и при очи0 стке газов от этилхлорида.

В известном способе для того, чтобы осуществить полную очистку газа от токсичных хлорорганических примесей, необходимо нагревание катализатора в течение всего

5 процесса адсорбции, что требует значительных энергетических затрат. В предлагаемом способе для достижения того же эффекта необходимо осуществить лишь кратковременное (20 - 30 мин) нагревание до тех же

0 температур. Энергозатраты на стадии регенерации катализатора (окисления адсорби- рованных примесей) остаются без изменения. Все это свидетельствует о целесообразности и экономичности предлагае5 мого способа.

Предлагаемый способ позволяет обеспечить полную очистку газовых выбросов от хлорорганических веществ при минимальных энергетических затратах. Проведенный расчет показал, что в случае очистки от винилхлорида энергозатраты на нагрев 1 тыс. м3 газа в известном способе составляет 0,587 квтч, в предлагаемом способе они уменьшаются до 0,003 квтч. При удалении этилхлорида из газовых выбросов эти величины соответственно равны 1,67 и 0,0083 квтч. Учитывая, что промышленные газовые выбросы составляют многие тысячи м3, предлагаемое изобретение будет способствоватьпредотвращениюзначительного экономического ущерба, за счет очистки выбросных газов от токсичных веществ, при этом позволит энергетические затраты свести к минимуму.

Формула изобретения Способ очистки газов от примесей хло- рорганических веществ винилхлорида и

0

5

этилхлорида, включающий адсорбцию винилхлорида при 60°С или этилхлорида при 125°С на контакте, содержащем 30 - 40 мас.% оксида хрома (III), нанесенного на обработанный соляной кислотой у-оксмд алюминия, и последующее окисление адсорбированных примесей при пропускании через контакт очищаемого газа или воздуха при 350 - 400°С, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, нагрев контакта до 60°С или соответственно до 125°С начинают вести после предварительного насыщения контакта указанными примесями, после чего выдерживают контакт при 60°С или соответственно при 125°С в течение 20 - 30 мин.

Использование: удаление винилхлори- да и этилхлорида из газовых выбросов. Сущность изобретения: очищаемый газ пропускают через контакт, содержащий 30 - 40 мас.% СгаОз на у до насыщения. Поднимают температуру контакта до 60°С при очистке от винилхлорида или до 125°С при очистке от этилхлорида. Выдерживают при этих температурах в течение 20 - 30 мин. Последующее окисление адсорбированных примесей ведут при 350 - 400°С при пропускании через контакт очищаемого газа или воздуха. Степень очистки гр- зов 100%. Энергозатраты на очистку 1000 м3 газа составляют 0,003 - 0.005 квтч. 1 табл.

Показатели способа очистки газовых смесей от винилхлорида и этилхлорида