PL23751B1 - Sposób usuwania z gazów slabych kwasów gazowych. - Google Patents

Description

Znany jest sposób usuwania z gazów slabych kwasów gazowych, polegajacy na trai, ze gazy owe przemywa sie zasadami organiczniemi, które nastepnie odzyskuje sie przez ogrzewanie, przyczem islabe kwa¬ sy zostaja odpedzone. Jako zasady orga¬ niczne stosowano dotychczas przede- wszystkiem trójetanoloamine i inne etano- loaniiriy. Jednakze nie nadaja sie one do stosowania w przemysle, poniewaz wyka¬ zuja zbyt wielka lotnosc lub tez posiadaja zlbyt imala zdolnosc wymywania. Tak np. jednoetatnoloamina daje coprawda dobry wynik przy wymywaniu, jednak jest zbyt lotna. Aby zmniejszyc lotnosc tych zwiaz¬ ków dodawano do zasady kwasiu bornego; w ten sposób zmniejszano jednak jej za¬ sadowosc i zdolnosc wymywania. Propono¬ wano równiez, aby zamiast etanoloamin stosowac zasady, zawierajace w czasteczce kilka grup aminowych, a oprócz nich np. tez i grupe hydroksylowa, jak np. 1.3 - dwuaminoizopropanol. Tego rodzaju zwiaz¬ ki, stosowane obecnie, Wykazuja jednak te niedogodnosc, ze ulegaja stosunkowo la¬ two zywiczeniu, a prócz tego w obecnosci wody wytwarzaja zwiazki cykliczne.Zwiazki te posiadaja coprawda takie same wlasciwosci absorbcyjne, jak i materjaly pierwotne, jednak sa bardziej lotnie, tak iz ich powstanie prowadzi stopniowo do znacznych strat cennych zasad.Wynalazek niniejszy usuwa powyzsze niedogodnosci przez stosowanie srodka przemywajacego, dajacego dobry skutek przemywania przy malej lotnosci.Mianowicie stwierdzono, ze slabe kwa¬ sy gazowe mozna z korzyscia usuwac z ga¬ zów, przemywajac gazy te zasadami Mb roztworami zasad, które zawieraja co naj¬ mniej dwa atomy azotu w czasiteczce i od¬ powiadaja ogólnemu wzorowi: A,-N-A2 I B I A^-N-At w którym litera B jest alifatyczna reszta weglowodoru, która moze równiez zawie¬ rac niepodstawiona lii podstawiona gru¬ pe aminowa, a co najmniej jedna z grup, oznaczonych litera A, jest grupa alkylowa ldb arylowa, która moze zawierac oksy- grupe luib niepodstawiona albo podstawio¬ na grupe aminowa albo jest niepodstawio¬ na grupa aminowa lub podstawiona grupa aminowa, albo wreszcie dwie grupy, ozna¬ czone litera A, polaczone z, srozmaiteini ato¬ mami azotu, moga stanowic grupe alkyle- nowa, podczas gdy kazda z pozostalych grup A jest wodorem albo grupa alkylowa lub arylowa.Przez odpowiedni dobór grupy A moz¬ na zmieniac rozpuszczalnosc zasady w do¬ wolny sposób. Tak np. przez wprowadze¬ nie grup alkylowych powoduje sie naogól oslabienie rozpuszczalnosci zwiazku tego w wodzie, natomiast wzmaga sie rozpu¬ szczalnosc w olejach i ironych materjalach hydrofobowych. Obecnosc grup alkylolo- wych dzitala w odwrotnym kierunku. Moz¬ liwosc zmiany rozpuszczalnosci ma zna¬ czenie przedewszystkiem w tych przypad¬ kach, gdy roztwór zasady sityka sie z inna ciecza, z nim nie mieszajaca isie, która nie powinna wylugowac zasady.Wybór grupy A ma równiez zna¬ czenie pod wzgledem zasadowosci. Daje to mozliwosc systematycznego dslabiania lub wzmacniania charakteru zasadowego zwiazków (przez zmiane grupy A. Naprzy- klad wprowadzenie grupy alkylowej na miejsce atomu wodoru, zwiazanego z ato¬ mem azotu, bardziej oslabia zasadowosc, niz wprowadzenie grupy alkylolowej. Gru¬ py aromatyczne jeszcze bardziej zmniejsza¬ ja charakter zasadowy- Takie stosunkowo slabe zasady moga znalezc zastosowanie, gdy chodzi o usuwanie z gazu nieco moc¬ niejszych kwasów gazowych, a pozosta¬ wienie w nim slabszych kwasów gazowych.Taknp. dwutlenek siarki, który jest w roz¬ tworze wodnym bardziej zdysocjowany, niz dwutlenek wegla, moze byc wymywa¬ ny w obecnosci tego gazu, przyczem zasa¬ da nie zuzywa sie na afbsorbcje dwutlenku wegla. Zasada, stosowana db tego' celu, musi byc tak slaba, aby mogla jeszcze ab¬ sorbowac dwutlenek siarki, lecz aby nie absorbowala dwutlenku wegla, a przy o- grzeiWaniu zas ponownie oddawala dwu¬ tlenek siarki.Liczba zasad, które mozna stosowac wedlug wynalazku niniejszego, jest bar¬ dzo duza. Jako produkt wyjsciowy do ich otrzymywania stosuje sie najlepiej latwo- dostepne weglowodory nienasycone, takie jak etylen, propylen lub acetylen, albo tez chlorowane weglowodory ldb alkohole.Glównie ohodzi tu o produkty podstawie¬ nia etylenodwuaminy, dwuetylenotrójami- ny i trójetylenocziteroaminy i ich wyzszych homologów, nastepnie o odpowiednie po- chiodine trójaminopropylenu, trój- i cztero- aminobutylenu.Zastosowanie moga znalezc np. zwóz¬ ki o nastepujacych wzorach: CHS. NH . CH2 . CH2. NH . C2#4. OH (CHJ2 : N .CH2 . CHZ . NH . CJI± . OH HO . C2H4 . NH CH2 . CH2 , NH . C2ff4 . OH (HO. C2HJ2 ; N.CH2. CH2 tN : fC2H± ,OH)2 - 2 -. C2#4 . OH H2N . CH2 .CH,.N ^CH, CM, . OK CH.HO .CM^ / ^ N . CH, .CH2.N CH,/ HO . C2H4 ) N . CH., . CH, . NH, HO . CM/ HO . CM, . NH . CH., . CH, . NH . CH. .CH., . NH . C2H4 . OH CH., . NH . CH., . CH2 . NH . CH, . CH2 . NH . C,H4 . OH CH,. N . Cffo . CH., . NH . CH, . CH.,. NH., HO. CM/ CM, . OH CH, . NH . CH, .CH..N \?Ha . CH, . NH . CH, HO . CM, . NH . CH, . CH, . NH . CH, . CH, . NH . CH, . CH2 . NH, HO . CM4 . NH . CH2 . CH2 . NH . CH, . CH, . NH . CH, . CH2 . NH . C,H4 . OH , C,H4 .OH / ' CH.,. NH . CH,, CH2 . N HO . CM4, CH, HO . CM.,.HO . CM4- \CH, . CH, . NH . CH, . CH, . NH2 "y N . CH, . CH, . NH . CH, . CH, . NH . CH, . CH, . NH, }N.CH,. CH, . NH . CH, . CH, . NH . CH, . CH. . NH, £H, CH,. NH . CH,. CH..N . CH, \c//., . CH, . N CH3. ch/ CH, ^CH, . CH. . NH . CH, CK, CH, N . CH.. CH. . N . CH. . CH. . N . CH. . CH. . N -CH, CH*.HO . CM4< CK CH, N . CH,. CH, . N . CH, . CH, . N . CH, . CH, . N £E, ^C2^4 . OH — 3 —CH.CH* C2h\ . OM Cji4 . OH \ N . CH2. CH2.N . CH2 .CH2.N . CH2 . CH2 . N ,CH* -CH* Moznai tez stosowac odpowiednie zwiazki, zawierajace grupe arylowa np. grupe ben¬ zylowa, naftylcwa lub pirydylowa. Nastep- nie nalezy wyniienic piperazyny, pyrazy- ny i ich pochodne.Liczne z zasad, które moga byc stoso¬ wane, sa cieczami i moga byc uzyte bez¬ posrednio, jako takie. Przewaznie wydzie¬ la sie przyteim sól absorbowanych kwasów slabych i zasady w postaci stalej. Profces ten mozna przeprowadzac dopóty, az cala ilosc zasady zestali sie i gazu nie mozna juz (przepuszczac. Jednakze wydzielanie stalej soli daje mozliwosc odzyskiwania ziasady w sposób prosty, polegajacy na cia- gleim lub okresowem usuwaniu wydziela¬ jacej sie soli, z której przez ogrzewanie odzyskuje sie wolna zasade, doprowadza¬ na w miare usuwania soli ponownie do czesci zasady, sluzacej do przemywania gazu. Ten sposób odzyskiwania jest szcze¬ gólnie prolsty, gdy sód wypada w1 postaci, dajacej sie dobrze oddzielac. Powstawa¬ nie osadu w postaci pozadanej mozna spo¬ wodowac przez •odpowiednie poruszanie zasady, np. mieszanie ziasady, zebranej iw dolnej czesci wiezy plóczki, lub przez do¬ danie odpowiedniego srodka rozcienczaja¬ cego, polepszajacego warunki powstawa¬ nia osadu ziarnistego.W celu unikniecia wypadania stalej so¬ li lub jego utrudnienia, albo w przypadku, gdy przemywaniu poddaje sie wielkie ilo¬ sci gazu, zawierajace jednak niewiele kwa- S(U, nalezy stosowac zasady rozcienczone lub rozpuszczone. Srodek rozcienczajacy dobiera sie w zaleznosci od celu, jakiemu ma sluzyc. Stosowanie roztworów wod¬ nych ma te zalete, ze wskutek lepszej moz- liwoiscl jonizacji charakter zasadowy zo¬ staje lepiej zaznaczony; z tego powodu za- sarfa, rozpuszczona w wodzie, posiada naj¬ wieksza zdolnosc absorbcyjna.Czasami korzystnie jest stosowac inne srodki roecienczajace, mp. w] przypadku, gdy roztwór wodny posiada w silnym stop¬ niu wlasciwosc nagryzania lub gdy gaz, poddawany przemywaniu, nalezy trakto¬ wac innym srodkiem cieklym, np. krezo¬ lem liub olejem przemywajacym. Taki przypadek zachodzi np. przy przemywaniu gazu koksowniczego, który w celu uwolnie¬ nia od benzenu traktuje sie jedna z cieczy wymienionych. Jezeli do tyeh cieczy doda¬ je sie,wedlug wynalazku niniejszego wy¬ mienionych zasad, wówczas w; jednym pro¬ cesie roboczym mozna jednoczesnie wy¬ mywac siabe kwasy, stosujac te sama apa¬ rature plóczkowa. Odpedzanie benzenu moze sie równifcz odbywac w ten sani sjpo- sób, jak dotychczas. Jednoczesnie w tym jedynym procesie roboczym odzyskuje sie zasade przez odpedzenie kwasu lotnego.W ten sposób, nie powiekszajac zuzycia energji i pracy, mozna uwalniac gaz ko¬ ksowniczy nietylko od siarkowodoru, ale i od benzenu, które nastepnie w postaci ste¬ zonej mozna stosowac ewentualnie do dal¬ szego ich zuzytkowania.Przy wymywania-gazów zasadami róz- cienczonemi stopien rozcienczenia dobiera sie przedewszystkiem w zaleznosci od ro¬ dzaju i ilosci gazu przemywanego i od zdol¬ nosci absorbcyjsnej stosowanej zasady. Ste¬ zenie moze sie wahac w szerokich grani¬ cach. Wieksze Stezenia zasady w roztworze wodnym sa korzystniejsze pod wzgledem oszczednosci ciepla, poniewaz roztwory stezone maja mniejsze cieplo wlasciwe, niz roztwofy rozcienczone, wskutek czego ogrzewanie i odzyskiwanie wypada taniej.Jezeli jednoczesnie z procesem wymywa- - 4 —ma slabych kwasów nalezy przeprowadzic i mne zabiegvnp< chlodzenie gazu lub jed¬ noczesne wymywanie innych cial, wówczas najlepiej jest dobrac takie stezenie zasa¬ dy, aby jednoczesnie z usunieciem slabych kwasów zakonczyl sie równiez w pozada¬ nej mierze i drugi próceis. Jezeli inp. wy¬ mywa sie jednoczesnie benzen, wówczas do oleju przemywajacego dodaje sie taka ilosc zasady, aby jej zdolnosc absorbowa¬ nia siarkowodoru wyczerpala sie jednocze¬ snie ze zdolnoscia' oleju*lo wymywania ben¬ zenu.Gazy wymywa sie w temperaturze zwy¬ klej, wyzszej lub nizszej od niej. Wymy¬ wanie w temperaturze wyzszej daje niekie¬ dy znacznie korzysci. Tak np. dwutlenek wegla wymywa sie w wyzszej temperatu¬ rze (np. do 70°C) znacznie szybciej, niz w temperaturze pokojowej, poniewaz jego zdolnosc uwadniania sie wzrasta wraz ze wzrostem temperatury. Z punktu widzenia techniki cieplnej praca, przeprowadzana w temperaturach wyzszych, jest korzystniej¬ sza, poniewaz po odpedzeniu srodka prze¬ mywajacego nie trzeba go Ochladzac do temperatury pokojowej/ Cisnienie, które silosuje sie podczas przemywania gazów, imoze byc dowtiflne. Gazy, które znajduja sie juz pod pewnem cisnieniem, przemywa Sie najkorzystniej, wyzyskujac to cisnienie, poniewaz ze wzrostem cisnienia zwieksza sie równiez szybkosc oczyszczania. Niekie¬ dy korzystnie jest gaz o preznosci mniej¬ szej, np. równej cisnieniu atmosferyczne¬ mu, sprezac w celu wymywania, jednak zwykle przemywanie pod istniejacem juz cisnieniem jest na joszczedniejsze.Odzyskiwanie cieczy przemywajacej przez ogrzewanie mozna wykonywac zapo- moca kazdego sposobu znanego, np. przez bezposrednie lub posrednie ogrzewanie para, bezposrednim plomieniem, goracemi gazami, np, gazami spalinowemi, goracemi parami, np. parami benzenu, chlorowa¬ nych weglowodorów lub zapomoca innych czynników o wysokiej temperaturze, W ce¬ lu zaoszczedzenia ciepla podgrzewa sie roztwór, który ma byc ogrzany, najlepiej w aparatach dó wymiany ciepla zapomoca juz odzyskanej cieczy goracej. Odpedzanie slabych kwasów mozna wykonywac vle wszystkich stosowanych do tego celu zna¬ nych aparatach, takich jak wieze lub ko¬ lumny odpedowe. Odzyskiwanie cieczy przebiega korzystniej dzieki szybkiemu od¬ prowadzaniu wywiazujacych sie gazów, co sie uskutecznia np. w wiezach zraszanych, W których roztwór, sciekajacy wdól, napo- fyka czysity gaz luib pare, które sa wpro¬ wadzane od dolu. Aczkolwiek lotnosc opi¬ sanych zasad, w porównaniu z lotnoscia dotychczas proponowanych zasad* jest bardzo mala, to jednak nalezy unikac strat zasady. Szczególnie przy odpedzaniu nale¬ zy zwracac uwage, aby nie nastapilo pory¬ wanie roztworu zasady. W przypadifcu stosowania swiezej pary do odzyskiwania izasady .mozna skraplac pare odlotowa i ze skroplin odzyskiwac ponownie odparowa¬ ne zasady: W ponizej podanych przykladach opi¬ sano przebieg wykonywania wynalazku ni¬ niejszego, przyczem wynalazek nie ograni¬ cza sie do tych przykladów.Pflzyiklad I. Strumien gazu, zawieraja¬ cego 10 g siarkowodoru i 5,6% dwutlenku wegla w 1 m3, przemywa sie 10% -owym roztworem dwuoksyetyloetylenodwiiaminy w oleju, sluzacym do plókania. Gdy stosu¬ nek objetosci rozfcwoiru zasady do objeto¬ sci gazu wynosi 1 : 570, gaz zostaje prak¬ tycznie ilosciowo uwolniony od siarkowo¬ doru, a ilosc zawartego w nim dwutlenku wegla wynosi zaledwie 1 %. Zuzyty olej plóozkowy mozna odzyskiwac w sposób ciagly przez ogrzewanie i po ochlodzeniu wprowadzac go do procesu plókania.Przyklad II. Olej plóczkowy, sluzacy do wymywania benzenu (frakcja oleju, o- trzymywanego przy destylacji wegla ka¬ miennego, wrzaca w temperaturze 200° — — 5 —300°C), zadaje sie 10%-ami jednooksyme- tylodwiuetylenotrójaminy i otrzymany roz¬ twór stosuje do przemywania gazu koksow¬ niczego. Gaz po przejsciu plóczki z kwa¬ sem siarkowym zawiera 10 g siarkowodoru, 1 g kwasu cyjanowodorowego i 0,8 g ben¬ zenu w 1 m3; przepuszcza sie go nastepnie przez plóczke wiezowa do wymywania benzenu, która zrasza sie mieszanina oleju plóczkowego i zasady w ilosciowym sto¬ sunku nastepujacym: 1 litr cieczy na 1 m3 gazu. Przez wieze plóczkowa o pojemnosci 2 m3 przeplywa 20 m3 gazu na godzine.Gaz po przemyciu jest praktycznie calko¬ wicie wolny od siarkowodoru i kwasu cyja¬ nowodorowego, przyczem jednoczesnie wymyto juz z niego benzen. Mieszanine oleju plóczkowego i zasady traktuje sie pa¬ ra w zwyklym aparacie odpedowyim. Siar¬ kowodór w gazie uchodzacym spala sie na dwutlenek siarki, który przerabia sie w znany sposób na kwas siarkowy. Pare odlo¬ towa skrapla sie i wode oddziela od benze¬ nu. Mieszanine oleju plóczkowego i zasady wprowadza sie po ochlodzeniu do proce¬ su.Przyklad III. 20% -owym wodnym roz¬ tworem jednometylojednookisetylotrójety- lenoezteroaminy przemywa sie w plóczce wiezowej gaz, zawierajacy 20 g siarkowo¬ doru w 1 m3. Gdy stosunek objetosciowy cieczy do gazu wynosi 1 : 1000 i gdy wieze plóczki o pojemnosci 0,9 m3 zrasza sie 600 litrami roztworu zasad na godzine, wów¬ czas siarkowodór zostaje praktycznie usu¬ niety w ilosciach, odpowiadajacych teore¬ tycznym. Zasade, stosowana do wymywa¬ nia gazu, odzyskuje sie w sposób podobny, jak w przykladzie I. Otrzymany siarkowo¬ dór spala sie na dwutlenek siarki i przera¬ bia w znany sposób zapomoca amonjaku na siarczan amonu. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe. Sposób usuwania z gazów slabych kwa¬ sów gazowych przez przemywanie zasada¬ mi organicznemi i odzyskiwanie zasad przez ogrzewanie, znamienny tern, ze sto¬ suje sie zasady, które zawieraja conaj- mniej d^wa atomy azotu w czasteczce i od¬ powiadaja ogólnemu wzorowi Ar-N-A, ! B I A3-N-AA w którym litera B oznacza alifatyczna re¬ szte weglowodoru, która moze zawierac równiez niepodstawiona lub podstawiona grupe aminowa, a co najmniej jedna z grupv oznaczonych litera A, jest grupe alkylowa lub arylowa, która moze zawierac oksy- grupe lub niepodstawiona albo podstawio¬ na grupe aminowa, albo jest niepodstawio¬ na lub podstawiona grupa aminowa, albo wreszcie dwie grupy, oznaczone litera A, polaczone z rozmaitemi atomami azotu, moga stanowic grupe alkylenowa, podczas gdy kazda z pozostalych grup A jest wo¬ dorem albo grupa alkylowa lub arylowa. I. G. Farbenindustrie Aktiengesellschait. Zastepca: Inz, J. Wyganowski, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL