СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАЛОРАСТВОРИМЫХ КИСЛЫХ ГАЗОВ Советский патент 1970 года по МПК C01B17/16 C01B17/50 C01B31/20 

1,.

Изобретение относится к области получения малорастворимых кислых газов, например двуокиси углерода, двуокиси серы, сероводорода.

Известны способы получения газов этой группы путем разложения солей водными растворами сильных неорганических кислот.

При использовании в качестве исходных веществ малорастворимых солей (карбонатов, сульфидов) их разложение кислотами протекает неравномерно вследствие накопления образующейся соли в растворе или пассивации исходной соли продуктом реакции. Получаемый газ загрязнеп парами или туманом применяемой кислоты, а за счет захвата мелких канель раствора, содержащего кислоту и образующуюся соль.

Недостатком известных способов .является кроме того невозможность получения смеси газов, например двуокиси углерода, двуокиси серы, заданного состава, так как при действии сильной кислоты на смесь твердых солей разложение последних происходит с различной скоростью.

Для повыщения степени чистоты газов предлагается в качестве кислоты использовать катионит в водородной форме или в качестве соли - анионит в соответствующей солевой форме.

1. Взаимодействие катионита в Н-форме и раствором соли слабой кислоты, например

RH + iNaHCOa - RNa + COaf + Н.О

ИЛИ с суспензией труднорастворимой соли слабой кислоты, например

2RH -1- СаСОз + CO.f + НоО.

Реакция с раствором соли может проводиться с саморегулированием (аппарат КПППа), лричем твердым гранулированным материалом является катионнт. Реакция с трудиорастворимой солью осуществляется при одновременной

загрузке всех компонентов в аппарат с перемещиванием, а скорость выделения газа определяется интенснвностью перемешивания, от которой зависит скорость растворения труднорастворимой соли.

2. Взаимодействие анионита в солевой форме с водным раствором кислоты, например

2RHSO3 + HaSOi - RaSOi + 2Н2О + 2SO-2

Для получения смеси газов заданного состава приготовляют анионит соответствующего ионного состава или смесь солевых форм анионита. Нанример, для получения газовой смеси, содержащей 50 об. % СОа и 50 об. %

НСОз и НЗОз и действуют на этот анионит или смесь анионитов раствором кислоты

RHCO. + RHSOa + - R2S04 + + С04 + SOat + 2Н,0

Для увеличения скорости реакции и доиолиительной возможности ее регулирования в систему катионит-соль-вода вводят определенное количество кислоты, которое поддерживают неизменным до нсчернания емкости иоиита или до полного разложения соли. Емкость ионита или соль используются во всех вариантах полностью, если второй реагент взят с небольшим избытком (10%).

Регенерацию катионита нроводят сильной кислотой, регенерацию анионита-растворОаМ щелочи или соды с последующим переводом в соответствующую солевую форму действием раствора соли и обработкой газом (SO2, ).

Пример 1. Для получения углекислого газа в сосуде емкостью 1 л перемешивают 500 мл 0,5 М раствора NaHCOs с 50 г катионита КУ-2 в Н-форме (фракция 0,5-1 мм; емкость 4,8 м экв/г).

В течение 10 мин получают 5,28 л таза (приведенного к нормальным условиям), причем в течение первых 4 мин. газ выделяется с постоянной скоростью 1,2 ±0,05 л/мин. Выход газа 98% от теоретического, в том числе 90% в области постоянной скорости выделения.

Пример 2. В УСЛОВИЯХ, аналогичных примеру 1, перемешивают суспензию 10,0 г сульфида цинка (98,5% ZnS) и 50 г катиопята КУ-2 в Н-форме в 500 мл воды. При отсутствии кислоты скорость выделения HaS составляет 1 мл I мин.

В присутствии 0,005 п. НС1 скорость составляет 2,6 ± 0,5 мл/мин; при 0,01 н. НС1 5,1 ±

±0,1 мл/мин; при 0,05 н. НС1 18,5 ± ±0,5 мл/мин; при 0,1 н. НС1 32 ± 1 мл/мин и сохраняется постоянной до выделения 85- 95% газа от теоретического (общий выход газа 95-98%).

Газ не содержит НС1, а также (после вытеспепия воздуха из спстемы) газов не иоглощаемых раствором щелочи.

Пример 3. В аппарат КИППа загружают катионит в Н-форме и обрабатывают 1 М

растворами NaHCOg, NaHSOs, NajS или нагружают анионит (АВ-17, АН-2Ф) в , , HS формах и обрабатывают 2 п. раствором серной или соляной кислот. Во всех случаях получают точно регулируемый ток чистого газа до полной отработки загрузки ионита при общем выходе газа не менее 97% от теоретического.

Предмет изобретения

Способ получения малорастворимь Х Кислых газов, например двуокиси углерода, двуокиси серы, сероводорода, путем разложения соответствующих солей - карбонатов, сульфатов,

сульфидов сильной кислотой в водной среде, отличающийся тем, что, с целью повышения степени чистоты газов, в качестве кислоты используют катионит в водородной форме пли в качестве соли анионит в соответствующей

солевой форме.