DE2634173A1

DE2634173A1 - Purifying gases contg. alkyl-amides e.g. dimethyl formamide - by absorption in water using counter current appts.

Info

Publication number: DE2634173A1
Application number: DE19762634173
Authority: DE
Inventors: Valentina Mikhalovna Kareeva; Vladimir Borisovich Kvasha; Nikolai Ivanovich Svitka
Original assignee: PK BJURO PROEKT OBORU DLYA PRO; VNII SINTETITSCHESKICH VOLOKON
Current assignee: PK BJURO PROEKT OBORU DLYA PRO; VNII SINTETITSCHESKICH VOLOKON
Priority date: 1975-07-30
Filing date: 1976-07-29
Publication date: 1977-03-10
Also published as: DE2634173B2; SU587978A1; DD126505A1; DE2634173C3

Abstract

Alkylamides are sepd. from gases by absorption in water. A vertical counter-current appts. sub-divided into section is used. Absorbent is circulated in contact steps. 80-95 wt. % of fresh absorbent entering appts. is removed from an opt. contact step of appts, with exception of last step, in guide motion of absorbent. In all contact steps, below contact step from which absorbent is taken out of process, absorbent is circulated 4-19 times in a closed cycle. Used for purifying ventilation gases contg. dimethyl formamide, e.g obtd. in prdn of polyacrylonitrile fibres and artificial leathers. Purified gas contains 1-10 mg/m3 alkylamie. Alkylamide concn. is absorbent at appts. outlet is 1-5%. Alkylamine can be easily recovered by rectifying. Absorbent expelled in 80-95 wt. % quantity contains insignificant amts of alkylamide and can be used for washing polyacrylonitrile fibres or for biological purificn.

Description

Verfahren zur Abtrennung von Alkylamiden aus Gasen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reinigung von Gasen (Luft, Stickstoff usw.) von Alkylamiden, insbesondere auf ein Verfahren zur Reinigung von in die Atmosphäre geleiteten Ventilationsgasen von Dimethylformamid bei der Herstellung von Polyacrylnitrilfasern, Kunstleder und anderen chemischen Produkten. Process for the separation of alkylamides from gases The invention refers to a process used to purify gases (air, nitrogen, etc.) from Alkylamides, in particular, to a method for purifying the atmosphere Ventilation gases conducted by dimethylformamide in the manufacture of polyacrylonitrile fibers, Artificial leather and other chemical products.

Dimethylformamid, Dimethylacetamid und andere Alkylamide weisen eine gute Löslichkeit in Wasser auf, weshalb ihre Abtrennung aus Gasen durch Absorption in Wasser zweckmäßig ist. Die Absorption wird in der Regel in stehenden, in Abschnitte unterteilten Vorrichtungen durchgeführt. Dimethylformamide, dimethylacetamide, and other alkylamides have one good solubility in water, which is why their separation from gases by absorption in water is appropriate. The absorption is usually in standing, in sections subdivided devices carried out.

Ein derartiges Verfahren zur Reinigung von Gasen von Alkylamiden, beispielsweise von Dimethylformamid, durch Absorption der Alkylamide mit Wasser in einem stehenden, in Abschnitte unterteilten Gegenstromapparat ist beispielsweise von Astachow et al. (vgl. W. A. Astachow, D. M. Portnow, W. B. Kwascha "Verfahren zur Reinigung von in die Atmosphäre geleiteten Ventilationsgasen in Betrieben der chemischen Industrie der Belorussischen Sozialistischen Sowjetrepublik, Minsk, 1970, Seite 51, russ.) angegeben worden. Such a process for the purification of gases from alkylamides, for example of dimethylformamide Absorption of the alkyl amides with water in an upright countercurrent apparatus divided into sections for example by Astachow et al. (cf. W. A. Astachow, D. M. Portnow, W. B. Kwascha "Process for cleaning up ventilation gases released into the atmosphere the chemical industry of the Belarusian Soviet Socialist Republic, Minsk, 1970, page 51, Russian).

Dieses Verfahren erlaubt eine Abtrennung der Alkylamidgase, beispielsweise an Dimethylformamid, auf einen Alkylamidgehalt im gereinigten Gas von < 10 mg/N2, was den höchstzulässigen Umweltschutznormen entspricht. Die Alkylamidkonzentration im Wasser beträgt jedoch am Austritt aus der Vorrichtung nur noch 0,001 bis 0,1 %. Eine Abtrennung der Alkylamide aus Wasser, beispielsweise durch Rektifikation, ist aber infolge des bedeutenden Energieaufwands für die Trennung des Gemischs Wasser/Alkylamid wirtschaftlich nicht zu vertreten. In diesem Fall geht jedoch eine große Menge an teurem Alkylamid verloren und kann nicht in den Produktionsprozeß zurückgeleitet werden. This process allows the alkyl amide gases to be separated off, for example of dimethylformamide, to an alkylamide content in the purified gas of <10 mg / N2, which corresponds to the highest permissible environmental protection standards. The alkyl amide concentration however, in the water it is only 0.001 to 0.1 at the outlet from the device %. A separation of the alkylamides from water, for example by rectification, but is due to the significant amount of energy required to separate the water / alkyl amide mixture economically not to be represented. In this case, however, a large amount goes on expensive alkyl amide and cannot be returned to the production process will.

Es ist ferner auch ein Verfahren zur Reinigung von Gasen von in Wasser leicht löslichen Beimengungen, beispielsweise Dimethylformamid, durch Absorption der Beimengungen mit Wasser in einer stehenden, in Abschnitte unterteilten Vorrichtung unter Kreislauf des Absorptionsmittels in allen Kontaktstufen bekannt (vgl. A. N. It is also a method of purifying gases from in water easily soluble additions, for example dimethylformamide, by absorption of admixtures with water in a standing device divided into sections known under the cycle of the absorbent in all contact stages (cf. A. N.

Planowski, P. I. Nikolajew Prozesse und Apparate der chemischen und erdölchemischen Technologie", Moskau, 1972, Seite 187, Fig. 12.4).Planowski, P. I. Nikolajew Processes and apparatuses of chemical and Petrochemical Technology ", Moscow, 1972, p. 187, Fig. 12.4).

Dieses Reinigungsverfahren unter Kreislauf des Absorptionsmittels führt, am Austritt aus der Vorrichtung zu einem Absorptionsmittel mit einem Gehalt an Alkylamid von 1 bis 5 #. Es ist dabei wirtschaftlich zweckmäßig, das Absorptionsmittel mit einem solchen Alkylamidgehalt zur Gewinnung des reinen Alkylamids einer Rektifikation zu unterwerfen. Es ist hierbei jedoch unmöglich, die Gase so weit zu reinigen, daß der Alkylamidgehalt der gereinigten Luft die höchstzulässigen Umweltschutznormen nicht übersteigt. This cleaning process takes place with the absorption medium leads, at the exit from the device, to an absorbent with a content of alkyl amide from 1 to 5 #. It is economically expedient to use the absorbent with such an alkylamide content for the recovery of the pure alkylamide from a rectification to subjugate. However, it is impossible here to purify the gases so far that the alkyl amide content of the purified air meets the highest permissible environmental protection standards does not exceed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Reinigung von Gasen von Alkylamiden anzugeben, das die genannten Nachteile vermeidet und ein gereinigtes Gas mit einem Gehalt an Alkylamiden liefert, der die höchstzulässigen Umweltschutz- bzw. gewerblichen Normen nicht übersteigt, wobei zugleich das Absorptionsmittel mit einem Gehalt an Alkylamid aus der Vorrichtung abgeleitet werden kann, der es möglich macht, das Alkylamid aus dem Absorptionsmittel unmittelbar durch Rektifikation abzutrennen. The invention is based on the object of a method for cleaning of gases from alkylamides, which avoids the disadvantages mentioned and a supplies purified gas with a content of alkylamides which is the highest permissible Environmental protection or commercial standards does not exceed, while at the same time the absorbent with a content of alkylamide can be derived from the device that it makes possible the alkylamide from the absorbent directly by rectification to separate.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Abtrennung von Alkylamiden aus Gasen durch Absorption der Alkylamide in Wasser in einem stehenden, in Abschnitte unterteilten Gegenstromapparat unter Zirkulation des Absorptionsmittels in den Kontaktstufen, bei dem 80 - 95 Gew.- des in den Apparat eintretenden frischen Absorptionsmittels aus einer beliebigen Kontaktstufe des Apparats mit Ausnahme der letzten Stufe in Bewegungsrichtung des Absorptionsmittels aus dem Prozeß herausgeleitet werden und das Absorptionsmittel in allen Kontaktstufen unterhalb der Kontaktstufe, aus der das Absorptionsmittel aus dem Prozeß herausgeleitet wird, mit 4- bis 19-fachem Umlauf im Kreislauf geführt wird. The object is achieved by a process for separating off alkylamides from gases by absorption of the alkylamides in water in a standing, in sections subdivided countercurrent apparatus with circulation of the absorbent in the contact stages, at 80-95% by weight of the fresh absorbent entering the apparatus from any contact stage of the apparatus with the exception of the last stage in Direction of movement of the absorbent are passed out of the process and the absorbent in all contact stages below the contact stage from which the Absorbent is passed out of the process, with 4- is circulated up to 19 times.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht, gereinigte Gase mit einem Alkylamidgehalt von 1 - 10 mg/Nm3 bei einer Konzentration des Alkylamids im Absorptionsmittel am Austritt aus dem Apparat von 1 - 5 ~# zu erhalten. The inventive method allows purified gases with a Alkyl amide content of 1 - 10 mg / Nm3 with a concentration of the alkyl amide in the absorbent at the exit from the apparatus from 1 - 5 ~ #.

Die Abtrennung des Alkylamids aus dem Absorptionsmittel mit einem Alkylamidgehalt von 1 - 5 ffi läßt sich leicht unmittelbar durch Rektifikation durchführen. Das in einer Menge von 80 - 95 Gew.-% aus dem Prozeß herausgeleitete Absorptionsmittel, in dem unbedeutende Mengen an Alkylamid enthalten sind, wird beispielsweise bei der Herstellung von Polyacrylnitrilfasern zur Wäsche der Fasern eingesetzt oder zur biologischen Reinigung geleitet.The separation of the alkyl amide from the absorbent with a Alkyl amide content of 1 - 5 ffi can easily be carried out directly by rectification. The absorbent discharged from the process in an amount of 80-95% by weight, in which insignificant amounts of alkylamide are contained, is for example at used in the production of polyacrylonitrile fibers for washing the fibers or directed to biological cleaning.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Gasreinigung kann in stehenden, in Abschnitte unterteilten Gegenstromapparaten mit verschiedener Zahl der Kontaktstufen, beispielsweise 2 - 10, durchgeführt werden. The inventive method for gas cleaning can be used in standing, counterflow devices divided into sections with different numbers of contact levels, for example 2-10.

Als stehende Gegenstromapparate können beispielsweise verwendet werden: 1) Kolonnen mit unbeweglichen Füllkörpern (Raschigringe, Pallringe usw.); 2) Kolonnen mit quasiflüssigen (fluidisierten) Kugelfüllkörpern; D) leere Düsenkolonnen. The following can be used as upright countercurrent devices: 1) columns with immobile packing (Raschig rings, Pall rings, etc.); 2) columns with quasi-liquid (fluidized) spherical fillers; D) empty nozzle columns.

Besonders bevorzugt ist die Verwendung von Kolonnen mit fluidisierten Kugelfüllkörpern. The use of columns with fluidized is particularly preferred Spherical fillers.

Eine mögliche Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der Zeichnung schematisch dargestellt: Der stehende Gegenstromapparat enthält drei Kontaktstufen (Abschnitte): eine obere 1, eine mittlere 2 und eine untere 3, die durch Gasverteilungsgitter 4 voneinander getrennt sind. In jeder Kontaktstufe sind Füllkörper 5 in Form hohler Kunststoffkugeln angeordnet, die sich beim Betrieb des Apparats im fluidisierten Zustand befinden. Das zu reinigende Gas, das Alkylamid enthält, wird über einen Stutzen 6 aus einer Leitung 7 kontinuierlich unter das Gasverteilungsgitter 4 der unteren Kontaktstufe 5 eingeleitet, während das Absorptionsmittel (Wasser) über einen Stutzen 8 aus einer Leitung 9 kontinuierlich in die obere Kontaktstufe L eingeleitet wird. Aus dem unteren Teil der Kontaktstufe 1 wird das Absorptionsmittel, das eine unbedeutende Menge an Alkylamid enthält, kontinuierlich abgeleitet und in zwei Ströme aufgeteilt. Der größere Teil des Stroms (80 - 95 Gew.-%, bezogen auf das frische Absorptionsmittel) wird durch eine Leitung 10 beispielsweise zur Faserwäsche oder zur biologischen Reinigung geleitet; der kleinere Teil des Stroms (5 - 20 Gew.-%, bezogen auf das frische Absorptionsmittel) wird über die Leitung 11 in die mittlere Kontaktstufe 2 geleitet. Aus dem unteren Teil der Kontaktstufe 2 wird das Absorptionsmittel kontinuierlich abgeleitet und ebenfalls in zwei Ströme aufgeteilt. Der größere Teil des Stroms (80 - 95 Gew.-, bezogen auf das durch die Kontaktstufe 2 tretende Absorptionsmittel) wird über eine Leitung 12 einem Behälter 15 zugeführt, der kleinere Teil des Stroms (5 - 20 Gew.-%, bezogen auf das durch die Kontaktstufe 2 tretende Absorptionsmittel) wird über eine Leitung 14 in die untere Kontaktstufe 5 eingeleitet. Aus dem Behälter 15 wird das Absorptionsmittel mit einer Pumpe 15 längs über eine Leitung 16 in die Kontaktstufe 2 geleitet. Aus dem unteren Teil 17 des Apparats wird das Absorptionsmittel über eine Leitung 18 kontinuierlich abgezogen und ebenfalls in zwei Ströme aufgeteilt. Der größere Teil des Stroms (80 - 95 Gew,-, bezogen auf das durch die Kontaktstufe 3 tretende Absorptionsmittel) wird über eine Leitung 19 mit einer Pumpe 20 in die Kontaktstufe 3 zurückgeführt; der kleinere Teil des Stroms (5 - 20 Gew.-, bezogen auf das durch die Kontaktstufe 3 tretende Absorptionsmittel) wird über eine Leitung 21 zur Rektifikation geleitet. A possible embodiment of the method according to the invention is shown in The drawing shows schematically: The upright countercurrent device contains three Contact levels (sections): an upper 1, a middle 2 and a lower 3, the are separated from one another by gas distribution grids 4. Are in every contact level Packing 5 arranged in the form of hollow plastic balls, which are in operation of the Apparatus are in the fluidized state. The gas to be cleaned, the alkylamide Contains, is continuously via a nozzle 6 from a line 7 under the Gas distribution grid 4 of the lower contact stage 5 introduced while the absorbent (Water) via a nozzle 8 from a line 9 continuously into the upper contact stage L is initiated. From the lower part of contact stage 1 is the absorbent, containing an insignificant amount of alkyl amide, continuously derived and divided into two streams. The greater part of the stream (80-95% by weight, based on on the fresh absorbent) is through a line 10 for example to Fiber washing or sent to biological cleaning; the smaller part of the stream (5 - 20 wt .-%, based on the fresh absorbent) is via the line 11 passed into the middle contact stage 2. From the lower part of the contact step 2 the absorbent is discharged continuously and also in two streams divided up. The greater part of the stream (80 - 95 wt., Based on that through the Absorbent step 2) is transferred to a container via a line 12 15 supplied, the smaller part of the stream (5 - 20 wt .-%, based on the through the Contact stage 2 occurring absorbent) is via a line 14 initiated into the lower contact stage 5. From the container 15 is the absorbent passed with a pump 15 longitudinally via a line 16 into the contact stage 2. the end The absorbent is fed to the lower part 17 of the apparatus via a line 18 continuously withdrawn and also divided into two streams. The greater part of the stream (80-95% by weight, based on the absorbent passing through contact stage 3) is returned to the contact stage 3 via a line 19 with a pump 20; the smaller part of the current (5 - 20 wt., based on that through the contact stage 3 emerging absorbents) is passed through a line 21 to rectification.

In den Kontaktstufen 2 und 5 soll das Absorptionsmittel im Kreislauf mit 4- bis 19-fachem Umlauf geführt werden. In the contact stages 2 and 5, the absorbent should be in circulation with 4 to 19-fold circulation.

Das gereinigte Gas wird über einen Stutzen 22 und eine Leitung 23 aus dem Apparat abgeleitet. The cleaned gas is supplied via a nozzle 22 and a line 23 derived from the apparatus.

Bei einer Zahl der Kontaktstufen von beispielsweise 5 können 80 - 95 Gew.-% des in den Apparat eintretenden frischen Absorptionsmittels aus der zweiten, dritten oder vierten Kontaktstufe (in Bewegungsrichtung des Absorptionsmittels) aus dem Prozeß herausgeleitet werden. Dabei wird das Absorptionsmittel in den Kontaktstufen, die unterhalb der Kontaktstufe angeordnet sind, aus der das Absorptionsmittel aus dem Prozeß herausgeleitet wird, im Rückumlauf geführt, nicht jedoch in den Kontaktstufen, die oberhalb der Kontaktstufe angeordnet sind, aus der das Absorptionsmittel aus dem Prozeß herausgeleitet wird. With a number of contact levels of, for example 5, 80 - 95% by weight of the fresh absorbent entering the apparatus from the second, third or fourth contact stage (in the direction of movement of the absorbent) out of the process. The absorbent is used in the contact stages, which are arranged below the contact stage from which the absorbent is made is routed out of the process, circulated back, but not in the contact stages, which are arranged above the contact stage from which the absorbent is made out of the process.

Die Erfindung wird nachstehend durch ein Ausführungsbeispiel erläutert. The invention is explained below by means of an exemplary embodiment.

Beispiel 1 In einen dreistufigen Apparat mit fluidisierten kugelförmigen Füllkörpern mit Phasengegenstrom wurden kontinuierlich 35000 Nm3/h Luft, die 200 mg/Nm) Dimethylformamid enthielt, eingeleitet. Das frische Absorptionsmittel wurde kontinuierlich in einer Menge von 4500 l/h in die obere Kontaktstufe 1 des Apparats geleitet. Aus dem unteren Teil der Kontaktstufe 1 wurden kontinuierlich 4500 l/h Absorptionsmittel abgeleitet und in zwei Ströme aufgeteilt: 4200 l/h Absorptionsmittel wurden zur Wäsche von Polyacrylnitrilfasern eingesetzt, 300 l/h wurden in die mittlere Kontaktstufe 2 zur Berieselung der kugelförmigen Füllkörper eingeführt. Aus dem unteren Teil der Kontaktstufe 2 wurden kontinuierlich 4500 l/h Absorptionsmittel abgeleitet und in zwei Ströme aufgeteilt: 4200 l/h Absorptionsmittel wurden in den Behälter 13 geleitet und aus diesem mit der Pumpe 15 der Kontaktstufe 2 zugeführt, 500 l/h wurden in die untere Kontaktstufe 5 zur Berieselung der kugelförmigen Füllkörper eingeleitet. Aus dem unteren Teil 17 des Apparats wurden 500 l/h Absorptionsmittel kontinuierlich zur Rektifikation abgenommen, 4200 l/h wurden in die Kontaktstufe 3 rückgeführt. Die Verteilung der Dimethylformamid-Konzentrationen im Gas war folgende: 1) am Austritt aus der unteren Kontaktstufe Bi: 70 mg/Nrn5; 2) am Austritt aus der mittleren Kontaktstufe 2: 20 mg/Nm5; 3) am Austritt aus dem Apparat: 5 Der Gehalt des Absorptionsmittels an Dimethylformamig war: 1) am Austritt aus der oberen Kontaktstufe 1: 0,01 Gew.-½; 2) am Austritt aus der mittleren Kontaktstufe 2 : 2 : 0,6 Gew. -%; am am Austritt aus dem Apparat: Gew.-%.Example 1 In a three-stage apparatus with fluidized spherical Packing elements with phase countercurrent were continuously 35,000 Nm3 / h air, the 200 mg / Nm) dimethylformamide contained, initiated. The fresh absorbent was made continuously in an amount of 4500 l / h in the upper contact stage 1 of the apparatus directed. From the lower part of contact stage 1, 4500 l / h were continuously generated Absorbent diverted and split into two streams: 4200 l / h absorbent were used to wash polyacrylonitrile fibers, 300 l / h were used in the middle Contact stage 2 introduced for sprinkling the spherical packing. From the lower part of contact stage 2 were continuously 4500 l / h absorbent diverted and divided into two streams: 4200 l / h absorbents were in the Container 13 passed and fed from this with the pump 15 of the contact stage 2, 500 l / h were fed into the lower contact stage 5 for sprinkling the spherical packing initiated. From the lower part 17 of the apparatus were 500 l / h absorbent continuously removed for rectification, 4200 l / h were in the contact stage 3 returned. The distribution of the dimethylformamide concentrations in the gas was as follows: 1) at the exit from the lower contact stage Bi: 70 mg / Nrn5; 2) at the exit from the middle contact level 2: 20 mg / Nm5; 3) at the outlet from the apparatus: 5 The dimethylformamide content of the absorbent was: 1) at the outlet from the upper contact level 1: 0.01 wt. ½; 2) at the exit from the middle contact step 2: 2: 0.6% by weight; at the outlet from the apparatus:% by weight.

In den Kontaktstufen 27 und 5 wurde das Absorptionsmittel mit 14-fachem UmLauf im Kreislauf geführt. In the contact stages 27 and 5, the absorbent with 14-fold Circulation guided.

Claims

# claim

Process for the separation of alkylamides from gases by absorption of the alkylamides in water in an upright countercurrent apparatus divided into sections with circulation of the absorbent in the contact stages, d u r c h g e it is not noted that bo - 95 wt. of the fresh entering the apparatus Absorbent from any contact stage of the apparatus except for last stage in the direction of movement of the absorption: 5 means passed out of the process and the absorbent in all contact stages that are below the contact stage are arranged, from which the absorbent is passed out of the process, is circulated with 4 to 19 times the circulation.

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