Способ очистки вентвыбросов от низкомолекулярных меркаптанов Советский патент 1993 года по МПК B01D53/34 

Использование: в химической, нефтехимической, бумажной и др. отраслях промышленности. Сущность изобретения: с целью сохранения высокой степени очистки при длительном использовании катализатора, в качестве катализатора используют производные фталоцианина кобальта, нанесенные в количестве 0,012-0,034 мас.% на алюминат кальция, В качестве производных фталоцианина кобальта используют соединения, выбранные из группы: ди- сульфофталоцианин кобальта глицинфото- сульфамоилфталоцианин кобальта, N-бензилглицинсульфамоилфтало цианин кобальта. 1 з,п.ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области .ад- сорбционно-каталитической очистки вент- выбросов от низкоколекулярных меркаптанов и может быть использовано в химической, нефтехимической, бумажной и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является сохранение высокой степени очистки вентвыбросов от меркаптанов при длительном использовании гетерогенного фталоцианинового катализатора.

Согласно изобретения поставленная цель достигается описанным способом очистки вентвыбросов от меркаптанов путем пропускания их через гетерогенной фтало- цианиновый катализатор, в котором в качестве последнего используют производные фталоцианина кобальта, нанесенные на

алюминат кальция в количестве от 0,012 до 0,034% масс.

При этом в качестве производных фталоцианина кобальта используют дисуль- фофталоцианин кобальта (ДСФК), глицинфотосульфамоилфталоцианин кобальта (ГФСФК) и N-бензилглицинсульфа- моилфталоцианин кобальта (БГСФК). ГФСФК - условное наименование татра- бис-3 N-n-оксифенилглицин (сульфамоил) фталоцианина кобальта.

Отличительными признаками предлагаемого способа являются использование в качестве катализатора производных фталоцианина кобальта, нанесенных на алюминат кальция в количестве от 0,012 до 0,034 мас.% и использование указанных выше производных кобальта.

00

о

ел ел о

Указанные отличительные признаки предлагаемого способа определяют его существенные отличия в сравнении с известными способами аналогичного назначения, так как применение алюмината кальция с нанесенными производными фталоцианина кобальта в качестве гетерогенного катализатора для процессов очистки вентвыбро- сов от меркаптанов в литературе не описано и позволяет сохранить высокую степень очистки вентвыбросов от меркаптанов при длительном использовании гетерогенного фталоцианинового катализатора.

Предлагаемое содержание производных фталоцианина кобальта на алюминате кальция является необходимым и достаточным, так как при содержании ниже 0,012 мас.% не достигается требуемая степень очистки вентвыбросов от меркаптанов при длительном использовании катализатора (свыше 15 ч) на уровне прототипа (опыт 4), а увеличение содержания выше 0,034% мае. не приводит к более высокой степени очистки вентвыбросов от меркаптанов при длительном использовании катализатора (свыше 15 ч) в сравнении с катализаторами, содержащими производные фталоцианина кобальта в количестве от 0,012 до 0,034 мас% (опыт 5).

Предлагаемый к использованию в качестве компонента катализатора алюминат кальция относится к группе синтетических цементов, характеризуется высокой механической прочностью (300-500 кг/см2) и оаз- витой поверхностью (100-200 м /г). Благодаря наличию в составе алюмината кальция окислов кальция ( 11,0%), он является неорганическим основанием с необходимой силой основности по отношению к меркаптанам в реакции их окисления кислородом воздуха в присутствии фталоцианина кобальта. В то же время алюминат кальция, как неорганическое основание, не вступает в реакцию с диоксидом углерода при очистке вентвыбросов. Указанные положительные свойства алюмината кальция при его использовании в составе гетерогенного фталоцианинового катализатора для очистки вентвыбросов от меркаптанов позволяет обеспечить и сохранить высокую степень очистки при длительном использовании указанного катализатора.

Предлагаемые к использованию перечисленные выше производные фталоцианина кобальта являются наиболее активными в реакциях окисления низкомолекулярных меркаптанов кислородом воздуха и поэтому их применение в указанных катализаторах требует минимального содержания, что позволяет снизить затраты на катализатор и процесс в целом.

Предлагаемый способ апробирован в лабораторных условиях на примерах очистки воздуха от метил- и этилмеркаптана, моделирующим вентвыбросы.

П р и м е р 1. Очистку воздуха от метил- меркаптана проводят на лабораторной установке с реактором, представляющем собой

0 стеклянную колонку диаметром 32 мм и высотой 300 мм. В средней части этого реактора закрепляют слой предварительно приготовленного гетерогенного фталоцианинового катализатора в количестве 60 г.

5 Приготовление фталоцианинового катализатора осуществляют следующим образом. В 110 мл 2%-ного раствора едкого натра растворяют 0,048 г глицинфотосуль- фамоилфталоцианина кобальта (ГФСФК) и в

0 этот раствор помещают 60 г алюмината кальция на 3 часа с периодическим перемешиванием. После нанесения катализатора тщательно отмывают от следов едкого натра дистиллированной водой и сушат на возду5 хе. Приготовленный таким образом гетерогенный катализатор содержит 0,034 мас.% ГФСК на алюминате кальция. Аналогичным образом готовят гетерогенные катализаторы составом, приведенных в таблице.

0в верхнюю часть реактора при атмосферном давлением,температуре 25°С и объемной скорости 1,1 л/мин подают воздух с содержанием метилмеркаптана в количестве 9 мг/м3 или 1440 мг/м3. В реакторе про5 исходит адсорбция метилмеркаптана и кислорода воздуха и их взаимодействие с , образованием диметилдисульфида и воды. Образовавшиеся диметилдисульфид и реакционная вода вместе с очищенным от метил0 меркаптана воздухом выводятся с низа реактора. Подвергаемый очистке и очищенный от металмеркаптана воздух анализируют на содержании металмеркаптана и диметилдисульфида методом газовой хро5 матографии на приборах Цвет-164 и ЛХМ-8МД. Результаты экспериментов представлены в таблице.

П р и м е р 2. Очистку воздуха от этил- меркаптана проводят на лабораторной уста0 новке с использованием катализаторов, приготовленных по примеру 1. В верхнюю часть реактора при атмосферном давлении, температуре 30°С и объемной скорости 1,1 л/мин подают воздух с содержанием этил5 меркаптана в количестве 960 мг/м3. В реакторе происходит адсорбция этилмеркаптана и кислорода возуха и их взаимодействие на поверхности катализатора с образованием диэтилдисульфида и воды. Образовавшиеся диэтилдисульфид и реакционная вода вместе с очищенным от этилмеркаптзна воздухом выводятся с низа реактора. Подвергаемый очистке и очищенный от этилмеркаптана воздух анализируют на содержание этилмеркаптана и диэтилдисуль- фида методом газовой хроматографии на приборах Цвет-164 и ЛХМ-8МД. Результаты экспериментов представлены в таблице. Здесь же для сравнения приведены также результаты по очистке воздуха от этилмеркаптана в описанных выше условиях с использованием известного катализатора.

Из приведенных в таблице данных видно, что использование в предлагаемом спо- собе в качестве катализатора производных фталоцианина кобальта, нанесенных на алюминат кальция в количестве от 0,012 до 0,034 мас.% позволяет обеспечить высокую степень очистки воздуха от низкомолеку- лярных меркаптанов как при малом (4.ч), так и при длительном (16 ч) их использовании.

Из данных этой таблицы видно, что использование предлагаемого катализатора (опыт 10) в сравнении с известным (опыт 11) позволяет сохранить более высокую степень очистки воздуха от этилмеркаптана при длительном (16 ч) его использовании.

П р и м е р 3. Очистку вентвыбросов производства метионина Волжского завода органического синтеза от метилмеркаптана проводят на пилотнбй установке с реактором, представляющем собой стальную трубу диаметром 66 мм и высотой 900 мм. В реакторе закрепляют слой гетерогенного катализатора, содержащего 0,03 мас.% гли- цинсульфамоилфталоцианина кобальта (ГФСФК) на алюминатекальция в количестве 2,5 кг. В верхнюю часть реактора при температуре окружающей среды (10-20°С)

со скоростью 50 л/мин, подают вентвыбро- сы производства метионина с содержанием метилмеркаптана в количестве 10 мг/м3, На входе и выходе из реактора периодически анализируют вентвыбросы на содержание метилмеркаптана и диметилдисульфида методом газовой хроматографии. Через 120 ч непрерывной работы реактора содержание метилмеркаптана в очищенных вентвыбро- сах после реактора составило около 0,002 мг/ми, что свидетельствует о практически полной очистке вентвыбросов от метилмеркаптана при длительной работе катализатора.

Таким образом, данные таблицы и примеры 3 показывают, что использование предлагаемого катализатора в процессе очистки вентвыбросов от низкомолекулярных меркаптанов позволяет обеспечить и сохранить высокую степень очистки при малом и длительном его использовании.

Формула изобретения

Продолжение таблицы