PL149837B2

PL149837B2 - Method of removing acid gases from a mixture of pyrolysis gases

Info

Publication number: PL149837B2
Application number: PL26572487A
Authority: PL
Priority date: 1987-05-14
Filing date: 1987-05-14
Publication date: 1990-03-31
Also published as: PL265724A2

Description

OPIS PATENTOWY

PATENTU TYMCZASOWEGO

Patent tymczasowy dodatkowy do patentu nr--Zgłoszono: 87 05 14 (P. 265724)

Pierwszeństwo-149 837

Zgłoszenie ogłoszono: 88 05 26

Opis patentowy opublikowano: 1990 08 31

Twórcy wynalazku: Krzysztof Przybyszewski, Jerzy Andrzej Kasprzak, Sławomir Krauze Uprawniony z patentu tymczasowego: Ośrodek Badawczo-Rozwojowy

Przemysłu Barwników „Organika,

Zgierz (Polska)

Sposób oczyszczania gazów pirolitycznych z gazów kwaśnych

Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania gazów pirolitycznych z gazów kwaśnych, powstających w przemyśle petrochemicznym.

Powstające w przemyśle petrochemicznym gazy zawierają głównie dwutlenek węgla i siarkowodór oraz gazy z grupy obejmującej: węglowodory, wodór, tlenek węgla, azot, parę wodną oraz ich mieszaniny. Ze względów technologicznych i ekonomicznych wskazane i pożądane jest usuwanie tych zanieczyszczeń z gazów kierowanych do dalszego wykorzystania.

Oczyszczanie gazów z zanieczyszczeń gazami kwaśnymi prowadzi się przede wszystkim w celu usunięcia dwutlenku węgla i związków siarki, a głównie siarkowodoru. Najbardziej rozpowszechnione są metody oczyszczania gazów pirolitycznych od zanieczyszczeń gazami kwaśnymi, polegające na stosowaniu jako absorbentów związków typu etanoloamin, alakcydów, amidofosforanów. Znany jest między innymi z polskiego opisu patentowego nr 115 502 sposób wymywania kwaśnych gazów przy pomocy poliamin, natomiast z polskiego opisu patentowego nr 108 058 sposób, polegający na stosowaniu jako absorbentów jedno-, dwu- lub trójamidofosforanów. Ponadto w znanych i stosowanych metodach, między innymi w polskim opisie patentowym nr 88 797 oczyszczaniu gazów, zawierających dwutlenek węgla i siarkowodór, procesowi absorpcji towarzyszy tworzenie się znacznych ilości pochodnych tiolowych, trudnych do usunięcia w procesie desorpcji, a które w znacznym stopniu zmniejszają skuteczność działania absorbentów.

Znane są także z polskich opisów patentowych nr 19 721 oraz 19 722 metody absorpcji gazów kwaśnych, stosujące jako absorbenty aminokwasy oraz ich sole w formie optycznie-czynnej tj. w postaci L-skrętnej. Aminokwasy te otrzymuje się z surowców naturalnych drogą hydrolizy alkalicznej lub kwaśnej oraz w procesach fermentacyjnych. Znane i stosowane procesy wymagają znacznych ilości energii niezbędnej do ogrzania do temperatury wrzenia i przedmuchania regenerowanego roztworu absorpcyjnego. Wymagają także kłopotliwego przygotowania absorbentów. Stosowane w znanych metodach absorbenty, posiadają silne działanie korozyjne na urządzenia, w których prowadzony jest proces. Metody te, pomimo wielu wad są jednak stosowane ze względu na możliwość przekształcenia siarkowodoru w cenne substancje chemiczne, takie jak siarka, kwas siarkowy, dwusiarczek węgla i inne.

149 837

Niedogodności znanych metod eliminuje sposób według wynalazku, w którym oczyszczanie gazów pirolitycznych z gazów kwaśnych metodą absorpcji prowadzi się w kolumnach absorpcyjnych we współprądzie i/lub przeciwprądzie, bądź przepływie krzyżowym, pod ciśnieniem równym lub wyższym od atmosferycznego i temperaturze 20-80 °C, w obecności kwasu glutaminowego i związków z grupy amin. W procesie stosuje się alkaliczny wodny roztwór soli sodowej i/lub potasowej kwasu glutaminowego o stężeniu 30-60% wagowych, korzystnie 50% wagowych w obecności niejonowych środków powierzchniowo czynnych, zawierających oleje metylosilikonowe i/lub metylofenylosilikonowe, stosowane w ilości nie większej niż 3% wagowych, korzystnie 1% w stosunku do ilości użytego absorbenta, z dodatkiem środków wspomagających, korzystnie monoetanoloaminy, stosowanej w ilości nie większej niż 15%, korzystnie 8% w stosunku do ilości absorbenta, po czym zużyty roztwór absorbenta ewentualnie poddaje się procesowi desorpcji, z której zregenerowany absorbent zawraca się do strefy absorpcji, a zdesorbowane gazy poddaje się ewentualnie dalszym procesom.

Nieoczekiwanie okazało się, że stosując w układzie absorpcyjnym sole sodowe i potasowe kwasu glutaminowego ze związkami powierzchniowo czynnymi, zawierającymi oleje metylosilikonowe i/lub metylofenylosilikonowe oraz aminę alifatyczną, daje wyższe wydajności w stosunku do znanych metod. Stosowane w rozwiązaniu środki, tworzą przejściowo niskocząsteczkowe pochodne krzemowe aminokwasów. W wyniku kontaktu pochodnych krzemowych aminokwasów z gazem kwaśnym, prawdopodobnie następuje wiązanie w miejscu metalu alkalicznego, aktywnego wodoru, pochodzącego z grup H₂S oraz wodnego środowiska reakcji. W procesie absorpcji związek ten w warunkach prowadzonego procesu może powodować szybkie odłączenie wodoru oraz związanie w tym miejscu metalu alkalicznego, blokując tym samym mechanizm powstawania pochodnych tiolowych.

Stosowanie w sposobie według wynalazku racematu kwasu glutaminowego w obecności niejonowych środków powierzchniowo czynnych i wspomagających daje nieoczekiwany efekt w postaci większych zdolności absorpcyjnych oraz zwiększenia szybkości reakcji, aniżeli osiągano to w dotychczasowych metodach. Jednocześnie wprowadzenie do procesu absorpcji środków pomocniczych i wspomagających w postaci niejonowych związków powierzchniowo czynnych daje efekt synergistyczny w postaci zmniejszenia napięcia powierzchniowego roztworu na granicy faz, przyczyniając się do wzrostu sprawności procesu. Jednocześnie środki te gaszą powstającą pianę.

Stosując sposób według wynalazku gaz poddawany oczyszczaniu wprowadzany jest do kolumny absorpcyjnej pod ciśnieniem równym lub wyższym od atmosferycznego i temperaturze 20-80°C, gdzie spotyka się z płynącą w przeciwprądzie lub współprądzie, bądź przepływie krzyżowym cieczą absorpcyjną. Po opuszczeniu kolumny absorpcyjnej oczyszczony gaz kierowany jest do dalszego przerobu. Natomiast ciecz absorpcyjna poprzez podgrzewacz doprowadzana jest do górnej części kolumny desorpcyjnej. Po usunięciu zanieczyszczeń gazowych zregenerowana ciecz absorpcyjna przepompowywana jest do podgrzewacza, gdzie oddaje nadmiar ciepła podgrzewając jednocześnie ciecz kierowaną do kolumny desorpcyjnej, rozpoczynając tym samym ponowny cykl pracy.

Stosując sposób według wynalazku znaczne ilości gazów kwaśnych usuwane są z emitowanych do atmosfery zanieczyszczonych gazów, przyczyniając się tym samym do ochrony środowiska. Ponadto uzyskuje się oszczędności ekonomiczne, wynikające z ograniczenia korozji urządzeń i wydłużenia ich czasu eksploatacji. Metoda według wynalazku pozwala uzyskać jako produkt uboczny siarkę o znacznym stopniu czystości, przydatną w innych technologiach.

Przykład. Mieszaninę gazową o składzie objętościowym CO₂-6%, H₂S-2%, mieszanina węglowodorów- 92% wprowadza się z prędkością 81/h do kolumny absorpcyjnej, pracującej pod ciśnieniem całkowitym 121kPa, w temperaturze 40°C w przeciwprądzie do roztworu absorpcyjnego, będącego alkalicznym wodnym 50% roztworem soli potasowej kwasu glutaminowego. Do tego wprowadza się etanoloaminę w ilości 8% wagowych oraz olej metylofenylosilikonowy rozgałęziony w ilości 1% wagowych. Po godzinie absorpcji uzyskuje się 90% zaabsorbowania CO₂ i H₂S.

149 837

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób oczyszczania gazów pirolitycznych z gazów kwaśnych, metodą absorpcji w kolumnach absorpcyjnych we współprądzie i/lub przeciwprądzie, bądź przepływie krzyżowym, pod ciśnieniem równym lub wyższym od atmosferycznego i temperaturze 20-80°C, w obecności kwasu glutaminowego oraz związków z grupy amin alifatycznych, znamienny tym, że stosuje się alkaliczny wodny roztwór soli sodowej i/lub potasowej kwasu glutaminowego, o stężeniu 30-60% wagowych, korzystnie 50% wagowych, w obecności niejonowych środków powierzchniowo czynnych, zawierających oleje metylosilikonowe i/lub metylofenylosilikonowe stosowane w ilości nie większej niż 3% wagowych, korzystnie 1% w stosunku do ilości użytego absorbenta, z dodatkiem środków wspomagających, korzystnie monoetanoloaminy, po czym zużyty roztwór absorbenta ewentualnie poddaje się procesowi desorpcji, z której zregenerowany absorbent zawraca się do strefy absorpcji, a zdesorbowane gazy poddaje się ewentualnie dalszym procesom.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dodatek monoetanoloaminy stosuje się w ilości nie większej niż 15% wagowych, korzystnie 8% w stosunku do objętości roztworu.