Абсорбент для очистки газов от сернистого ангидрида

Абсорбент для очистки газов от сернистого ангидрида

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

АБСОРБЕНТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ СЕРНИСТОГО АНГИДРИДА, включающий гетероциклическое пят1}членное органическое соединение с атомом азота или серы в цикле, например, сульфолан , W -метилпирролидон-2, или ароматический амин, например алкил-, диалкиланилин или диалкилсульфоксид, например, диметилсульфоксид, отличающийся тем, что, с целью повышения степени .очистки, он дополнительно содержит 2,4,6-трис (диэтиламинометил)фенол при следующем соотнсхлении компонентов,мае.%: 2 ,4,6-трис (диэтиламинометил ).фенол 5-15 Гетероциклическое пятичленное органическое соединение с атомом азота или серы в цикле, или ароматический амин, т или диалкилсульфоксид85-95

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 В 01 D 53 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

85-95

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3476770/23-26 (22) 29.07.82 (46) 15.12.83. Бюл. Р 46 (72) А.В.Курочкин, Ю.И.Муринов, О.A.Колядина, Ю.Е.Никитин и В.И.Дронов (71) Институт химии Башкирского филиала АН СССР (53) 66. 074. 378. 1 (088. 8) (56) 1. Патент СшА 9 3538681, кл. 55-48, 1970.

2. Патент СЫА 9 3980759, кл. С 01 B 17/46, 1976.

3. Патент CUA Р 3475329, кл. С 01 В 17/56 1966.

4. Патент США Р 3733779, . кл. В 01 D 53/14, 1973 (прототи). (54)(57) АБСОРБЕНТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ

ОТ СЕРНИСТОГО АНГИДРИДА, .включающий гетероциклическое пятичленное органическое соединение с атомом азота

„.ЯО„„1ОВО2О9 А или серы в цикле, например, сульфолан, М -метилпирролидон-2, или ароматический амин, например. алкил-, диалкиланилин или диалкилсульфоксид, например, диметилсульфоксид, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения степени очистки, он дополнительно содержит 2,4,6-трис (диэтиламинометил) фенол при следующем соотношении компонентов,мас.Ъг

2,4, б-трис (диэтиламинометил)фенол 5-15

Гетероциклическое пятичленное органическое соединение с атомом азота или серы в цикле, или е ароматический амин, нли.диалкилсульфоксид

1060209

Иэобретенис относится к составам для очистки газон и может быть использовано н процессах химической, нефтехимической и металлургической промышлеHHQ< TH для очистки газов от .сернистого ангидрида. 5

Известен абсорбент,цля очистки газон от сернистого ангидрида, н качестве которого используют диметйлсульфоксид 1) .

Абсоубент имеет высокую емкость 1О и достаточно хорошую селективность по отношению к двуокиси серы, обеспечивает степень очистки 99Ъ, что gH однако пренышае z санитарную норму по < О q равную 80 мг/м 3.

5СН О ЮНЮ/С Н)

Иэнестен абсорбент для ныделения ,цнуокиси серы иэ газовых смесеи, н качес.сне которого используют ароматические амины — 3 .

Однако степень очистки при ис- 0 jp H ),уН р пользовании этога абсорбента состан 2 52 ляет 99Ъ, что также не обеспечивает достижения санитарнои норма».

В качестве абсорбента двуокиси серы известен также сульфолан, харак- 5 теризуюшиися достаточно высокой емкостю при нормальных температурах, селектиныостью к СО), H)5,СО, И g, Hn и углонодороцам С -С, химической стойкогтью $31.

Одна;о из -за небольшого коэффициента )c<..ãöýåöåëения серчистого ангицуи<

Наиболее близким к изобретению по достигаемому р"-.зульта;-у является 40 абсорбент, н качестве которого используют Й -метилпирролидон-2 (41 .

Известный абсорбент обеспечивает степень очистки от бО, равную 99 7Ъ что однако недостаточно для достиже- 45 ния санитарной норма».

ОН

СН2И(С2" )2 + 5Н20

2 252

Цель изобретения — повышение степени очистки газон от сернистого ангидрида.

Поставленная цель достигается тем, что абсорбент., содержащии гетероциклическое пятичленное органическое соединение с à-омом азота или серы в цикле,, например, сульфолан, N-метилпирролидон-2, или ароматичес55 кий амин,. например, алкил-, диалкияанилин, или диалкилсульфоксид, HBпуимер, диметилсульфоксид, дополнительно содержит 2, 4, б--.ðêc (äèý Tèëàìèc нометил) фенол при следунв, ем соотноше-60 нни компонентов, мас.Ъ:

2.4,б-трио(диэтиламинометилfфенол 5-15

Гетероциклическое пятичленное органи- 65 ческое соединение с атомом азота или серы в цикле, или аромати-ческий амин, или диалкилсульфоксид 85-952,4,6-трис(диэтиламинометил) фенол представляет собой малонязкую жидкость желтого цвета с температурой кипения 180-182 С при 4 мм рт.ст., синтеэируемый из фенола, формальдегида и диэтиламина в одну стадию по реакции

Чистыи 2,4,6-трио(диэтиламинометил)фенол для очистки газов от сернисто "o ангидрида неприменим, поскольку образует твердый продукт присоединения с двуокисью серы.

Технология способа состоит в следующем.

Состав готовят путем смешения компонентов.

Модификатор добавляют в абсорбент н количестве от 5 до 15 вес Ъ. Нижний предел количества добанляемого модификатора зависит от константы комплексообразонания 50 с 2,4,6-трис(диметиламинометил)фенолом в этом абсорбенте и определяется во всех случаях степенью увеличения коэффициента распределения сернистого ангидрида. Верхнии предел количества добавляемого модификатора обуславливается повышением вязкости абсорбента и тем, что увеличение концентрации моцификатора сверх указанного предела лишь незначительно улучшает свойства абсорбента.

Поглошение сернистого ангидрида из газов абсорбентами, модифицированными 2,4,б-трис{диэтиламином<атил фенолом ведут в насадочном противоточном абсорбере при 20-40 С. регенерацию ведут отгонкой днуокиси серы под вакуумом 100-400 мм рт. ст. при 60-100 С.

Пример 1. С верха абсорбера высотсй 80 см, диаметром 30 мм, заполненного стеклянными шариками диаметром 3 мм и термостатированного при 20 С подают 100 г/ч сульфолана.

Э<рфективность абсорбера составляет около 4-х,теоретических тарелок °

1060209

Таблица.1

Содержание М в газах после очистки,мг/м

Оптимальная . концентрация модификатора

Основной компонент

Диметилсульфоксид 1260

390 Следы Следы 115

20 мг/м

10-20

М-метиланилин

5-15

880

3900 1050 220 Следы "40

;N,И-диметиланилин 860

То же Следд

5-15

Следы 345

С низа абсорбера подают 50 л/ч смеси газов, осушенной над цеолитами аА состава, об.%: азот+кислород 90, сернистый ангидрид 10 (266 г/м }.

Сульфолан, насыщенный двуокисью серы, собирают в кубе абсорбера. Газ, 5 отбираемый с верха абсорбера при атмосферном давлении после выхода абсррбера на режим, имеет состав, об.Ъ: азот + кислород 99,1; сернистый ангидрид 0,9. Степень очистки сос- . 10 тавляет 91,43 при содержании двуокиси серы в отходящих газах 23 г/м .

Анализ газа проводят на. хроматографе

УХ-2. Применение предварительного концентрирования позволяет-довести )5 предел определяемой концентрации !зО до 0,001 об. Ъ.

П р и м е. р 2. B условиях примера 1 абсорбент имеет состав 10.0 вес.g

2, 4, 6-трис (диэтиламинометил) фенола и 90,0 вес.Ъ сульфолана. Газ после очистки содержит (0,001 ьб.Ъ двуокиси серы (<20 ????>

Результаты степени очистки газов от 302 при использовании 2,4,6-трио (диэтиламинометил) фенола в смеси с диметилсульфоксидом, N -метиланилином, N,N-диметиланилином, М,Й -диэтил-. анилином и М -метилпирролидоном-2 приведены в табл.1. Данные получены при одинаковых условиях: расход абсорбен та составляет 100+5 r/÷, расход газа

5012 л/ч, состав газа 90 об.Ъ азота

+кислорода и 10 об.Ъ (266 г/м } сернистого ангидрида, температура 20 С.

Растворимость 50 определяют мето- дом насыщения при барботировании сернистого ангидрида через абсорбент при

745+5 мм рт.ст. и 50 L" до установления равновесия. Количество растворив-40 шейся двуокиси серы определяют по привесу абсорбционной ячейки.

Растворимость серы в абсорбентах при различном содержании модификатора приведена в табл.2. 45

2, 4, 6-трио (диметиламинометил} фенол в чистом виде не может быть использован в качестве абсорбента поскольку образует при поглощении 9 О стеклообразный аддукт, имеющий, по видимому, полимерную природу, и содержащий два моль 02 на моль 2, 4,6-трис(диметиламинометил) фенола при 50 С (47/ мг эО>/r абсорбента) .

Добавление модификатора к соединениям с малой емкостью - сульфолаяу, H -метиланилинч, Н,Ц-диэтиланилину повышает емкость абсорбента, а добавление к диметилсульфоксиду и Й -метилпирролидону-2 несколько снижает емкость на 3- 103.

Следует отметить, что некоторое уменьшение..емкости абсорбента, моди.ю. фициройанного 2,4,6-трио(диэтиламинометил) фенолом не приводит к уменьшению глубины очистки газов от 02, поскольку поглощение 50 связано в основном с образованием аддуктов с мо- . дификатором и слабо зависит от свойств основного компонента.

Основной компонент влияет на степень диссоциации образующегося аддукта. При полной его диссоциации

1 моль 2,4,6-трис(диэтиламинометил) фенола способен связать 3 моль 50у (699 мг О /г абсорбента) . Частичной диссоциацией и следует, по-види.мому, объяснить, что емкость абсор бента увеличивается или уменьшается при добавлении модификатора в разной степени, в зависимости от природы основного компонента.

Таким образом, данные экспериментов свидетельствуют о том, что моди-. фикация жидких абсорбентов 2,4,6-трио (диэтиламинометил) фенолом существенно улучшает их свойства и позволяет значительно увеличить глубину очистки газов от сернистого ангидрида и уменьшить расход абсорбента.

1060209

Продолжение табл. 1

СОДЕДйанйЕ » В РаэаИ ПОСЛЕ О» ИСтйИ,I((Ir/M (.>СНОВНО>т иомпонйн т

Оптимальная ионцОНтд6ция модификатора т;олитеотво добавленного модификатора, вес.Ъ

5 10, 15 20

Ц,g-диэтиланилин 11200

5-15

То же 1500

905 80

315

140

Следы

316

105 То >ке

1010

Сульфолан 2330

Т à б л и ц а 2

Растворимость 5 g м /r

Основной компонент

Концентрации модификатора, вес.Ъ

2 5 10

335

390

270

220

235 (У Л Ь ф О (=t I»

655

620

640

675

471 480

H -метилс»нилит>

445

450

432

575

580

585

И Ц .- ztzz T I> .-. v r»лин

253

307 373

190

225

207

529

531

538 жанни в нем 10 вес.Ъ 2,4,6-трис(диэтиламинометилфенола представлены в табл.3.

IP.=зультагы сравнения по эффективности очистки Известных абсорб нтов и прецттагае>(ого абсорбента при содерТаблица3

Емкость чо о0>

АбсорбенT. ценном зе, мг, 210

; льфолан

91,4

99,99

23300

C>IåÄû (ульфолан + 10 вес. Ф 270

2, 4, 6 — трис (диэ тилат а» ттометил) (т>енола

«1и.:тетлттсуттьфаксид 680

1260

Следы

Ди".ети. тсульфоксид+ 655

10 вес.",5 2,4,б-трисДИЭ тн т » MHII ОМ(»ТИЛ

° — Itt ° та

К-метилпирролидок-2 910

П И М Е т -И, -С т: т -» > . > т(г- I » Q (-80

1(1 »(-„ tt («p t*;,t и - нтт н-,т (590

N -метилттиьролидан-2 5 5 0

Содер>к<

502 в о

99,53

9 9, 99

5-20

5-15

1060209 Продолжение табл. 3

Щ-метилпирролидон-2 550

910

98 J54

3900

430

99,99

Следы

Составитель Г. Винокурова

Редактор A.Õèì÷óê Техрел И.Иетелева КорректорО Тигор

Заказ 9904/5 Тираж 688 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35, Раужская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, r

-метилпирролидон-2+ 540

10 вес.В 2,4,6-трисдиэтиламинометил фенола

Ц -метиланилин

Ii-метиланилин +

+ 10 вес.Ъ 2,4,6- трис (диэтиламинометил) фенола 460 как следует из приведенных примеров и таблиц предлагаемый абсорбент повышает глубину очистки газов от сернистого ангидрида до 99,993 про99,66

99,99 тив 99,66% в известном способе, обеспечивая остаточную концентрацию,-50, близкую к санитарной норме.