PL149838B2 - Method for removing acidic gases from pyrolytic gases - Google Patents

Description

OPIS PATENTOWY

PATENTU TYMCZASOWEGO

Patent tymczasowy dodatkowy do patentu nr ---Zgłoszono: 87 05 14 (P. 265726)

Pierwszeństwo-149 838

Int. Cl.⁴ B01D 53/14

Zgłoszenie ogłoszono: 88 06 09

Opis patentowy opublikowano: 1990 08 31

Twórcy wynalazku: Jerzy Andrzej Kasprzak, Krzysztof Przybyszewski, Sławomir Krauze, Jerzy Grelewicz, Teresa Molęda, Adam Wakuła, Wiesław Kowalczyk, Jerzy Nowaliński, Wiktor Wierzchowski, Marek Błoszyk,

Teresa Rendak

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 gazów kwaśnych prowadzi się przede wszystkim w celu usunięcia dwutlenku węgla i związków siarki, a głównie siarkowodoru. Najbardziej rozpowszechnione są metody oczyszczania gazów pirolitycznych od zanieczyszczeń gazów kwaśnych polegające na stosowaniu jako absorbentów związków typu etanoloamin, alkacydów, 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 z polskich opisów patentowych nr 19721 oraz 19722 metody absorpcji gazów kwaśnych stosują 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 niezbędnych do ogrzania do temperatury wrzenia i przedmuchania regenerowanego roztworu absorbcyjnego. Wymagają także kłopotliwego przygotowania absorbentów. Stosowane w znanych metodach absorbenty posiadają silne działanie korozyjne na urządzenia, w których prowadzony jest proces.

149 838

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.

Niedogodności znanych metod eliminuje sposób według wynalazku, w którym oczyszczanie gazu pirolitycznego z gazów kwaśnych metodą absorpcji w kolumnach absorpcyjnych we współprądzie i/lub przeciwprądzie bądź przepływie krzyżowym, pod ciśnieniem równym lub wyższym od atmosferycznego w temperaturze 30-50°C, w obecności kwasu asparginowego oraz związku z grupy amin alifatycznych sposobem według wynalazku polega na stosowaniu alkalicznego wodnego roztworu soli potasowych kwasu asparaginowego o stężeniu co najmniej 35% wagowych. Proces prowadzi się w obecności niejonowych środków powierzchniowo czynnych zawierających oleje metylosilikonowe i/lub oleje metylofenylosilikonowe użyte w ilości nie większej niż 3% w stosunku do ilości użytego absorbenta, z dodatkiem środków wspomagających, korzystnie monometanoloaminy. Monometanoloaminę wprowadza się do procesu w ilości nie większej niż 15% wagowych, korzystnie 8% wagowych w stosunku do objętości roztworu absorbenta. Po procesie absorpcji zużyty roztwór absorbenta ewentualnie poddaje się procesowi desorpcji, po której zregenerowany abosorbent zawraca się do strefy absorpcji, a zdesorbowane gazy kieruje się do dalszego wykorzystania lub ewentualnie do atmosfery.

Stosując sposób według wynalazku nieoczekiwanie okazało się, że stosując w układzie absorpcyjnym sole potasowe kwasu asparaginowego 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 grupy H2S oraz wodnego środowiska reakcji absorpcji. W procesie absorpcji związek ten w warunkach prowadzonego procesu może powodować szybkie odłączenie wodoru oraz związanie w tym miejscu — metalu alkalicznego, blokujące tym samym mechanizm powstawania pochodnych tiolowych. Stosowanie w sposobie według wynalazku racemetu kwasu asparaginowego w obecności niejonowych środków powierzchniowo czynnych i wspomagających daje nieoczekiwany efekt w postaci znacznie większych zdolności absorpcyjnych oraz zwiększenia szybkości reakcji aniżeli osiągano to w dotychczasowych metodach. Jednocześnie wprowadzenie do procesu absorpcji środków pomocniczych i wspmagających niejonowych związków powierzchniowo czynnych daje efekt synergistyczny w postaci zmniejszenia napięcia powierzchniowego roztworu na granicy faz, przyczyniając się do wzrostu sprawności procesu. Środki te jednocześnie zabezpieczają przed wydostawaniem się roztworu z kolumny gasząc powstającą pianę.

Ponadto okazało się, iż korozja urządzeń, w których prowadzone są procesy jest znacznie ograniczona w stosunku do dotychczas stosowanych absorbentów, co przedstawiono w tabeli.

Tabela

t — czas korozji /ilość dób/	0,33	0,67	1,67	2,67	4,0	5,0
k — stosunek liniowej
prędkości korozji	0,93	0,66	0,88	0,64	0,67	0,66

W tabeli przedstawiono korozję względną układu absorpcyjnego według wynalazku względem -metyloaminopropionianu potasu. Średnia wartość stosunku prędkości korozji wynosi 0,73. Oznacza to, iż korozja w wyniku działania układu według wynalazku stanowi 73% korozji powstałej w wyniku działania -metyloaminopropionianu potasu.

Stosując sposób według wynalazku gaz poddawany oczyszczaniu wprowadzany jest do kolumny absorpcyjnej pod ciśnieniem równym lub wyższym od atmosferycznego i temperaturze 40°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

149 838 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, a zdesorbowane gazy kieruje się do dalszego wykorzystania lub ewentualnie do atmosfery. Stosowanie sposobu według wynalazku zwiększa zdolność absorpcyjną stosowanych urządzeń. Daje możliwość selektywnej absorpcji oczyszczania gazów. Pozwala uzyskać jako produkt uboczny siarkę o znacznym stopniu czystości, przydatną w innych technologiach. Ponadto ogranicza korozję urządzeń w których prowadzone są procesy, powodując oszczędności ekonomiczne.

Sposób według wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania.

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 121 kPa i temperaturze 40°C w przeciwprądzie do roztworu absorpcyjnego będącego alkalicznym wodnym 40% roztworem soli potasowej kwasu asparaginowego. Do tego wprowadza się środki pomocnicze w postaci etanoloaminy w ilości 8% wagowych oraz olej metylofenylosilikonowy w ilości 1% wagowych. Po godzinie absorpcji uzyskuje się 95% zaabsorobowania dwutlenku węgla i siarkowodoru.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób oczyszczana gazu pirolitycznego z gazów kwaśnych, metodą absorpcji w kolumnach absorpcyjnych we współprądzie i/lub przeciwprądzie bądź przepływie krzyżowym, pod ciśnieniem równym lub wyższym od atmosferycznego, w temperaturze 30-50°C, w obecności kwasu asparaginowego oraz amin alifatycznych, znamienny tym, że stosuje się alkaliczny roztwór wodny soli potasowej kwasu asparaginowego o stężeniu nie mniej niż 35% wagowych w obecności niejonowych środków powierzchniowo czynnych, zawierających oleje metylosilikonowe i/lub oleje metylofenylysilikonowe użyte w ilości nie większej niż 3% w stosunku do ilości użytego absorbenta, z dodatkiem środków wspomagających, korzystnie monoetanoloaminy, po czym zużyty roztwór absorbenta ewentualnie poddaje się procesowi desorpcji, z którego zregenerowany absorbent zawraca się do strefy absorpcji, a zdesorbowane gazy poddaje się ewentualnym dalszym procesom.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dodatek monoetanoloaminy stosuje się w ilości nie większej niż 15% wagowych, korzystnie 8% wagowych w stosunku do objętości roztworu absrobenta.