PL65947B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 30.XII.1972 65947 KI. 26d,9/04 MKP ClOk 1/14 Twórca wynalazku: Hanna Regulska Wlasciciel patentu: Centralne Laboratorium Gazownictwa, Kraków (Polska) Sposób oczyszczania gazu od zwiazków siarkowych za pomoca amin aromatycznych 10 Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania od zwiazków siarkowych gazów naturalnych oraz mieszanin gazowych takich jak gaz weglowy, gazy odpadowe z procesów chemicznych, gazy kwasne kominowe oraz powietrza atmosferycznego za po¬ moca amin aromatycznych.Znane jest usuwanie siarkowodoru z gazu za po¬ moca alkalicznych, okolo 3% roztworów sody wzglednie amoniaku z dodatkiem organicznych zwiazków, jako przenosniki tlenu, z grupy chino¬ nów takich jak: hydrochinon i antrachinon. W spo¬ sobach tych regeneracja roztworu odbywa sie przez utlenianie powietrzem na zasadzie redox.Znane jest usuwanie siarkowodoru za pomoca al¬ kalicznych okolo 2°/o roztworów weglanu sodu 15 wzglednie amonu z dodakiem soli kompleksowych niektórych metali jak: wodorotlenku zelaza oraz tioarseninu i tioarsenianu. Regeneracje roztworu prowadzi sie najczesciej na drodze utleniania tle¬ nem z powietrza, w wyniku czego otrzymuje sie 20 siarke koloidalna.Znane jest równiez usuwanie siarkowodoru i zwiazków siarki organicznej z gazu ziemnego oraz gazów nie zawierajacych duzych ilosci C02 za po¬ moca 15—30% roztworów amin alifatycznych. Jako 25 roztwory pluczace sa stosowane nastepujace aminy: MEA (monoetanoloamina), DEA (dwuetanoloamina), TEA (trójetanoloamina) i MDEA (metylodwuetano- loamina). Regeneracje roztworu prowadzi sie na drodze fizykochemicznej zmiany równowagi reakcji 30 poprzez podniesienie temperatury i odpedzenie ga¬ zów kwasnych z roztworu czyli przez desorpcje.Poza tym znane sa równiez sposoby oczyszczania gazów kominowych od S02 przez zastosowanie mo- noamin aromatycznych w srodowisku wodnym ta¬ kich jak: dwumetyloanilina, toluidyna i ksylidyny.Podane aminy sa stosowane w proporcjach w sto¬ sunku do wody jak: 1:1 lub 1:2 i wystepuja jako ciecze nie mieszajace sie z soba w wymienionym zakresie stezen. Regeneracja tych mieszanin odby¬ wa sie na drodze desorpcji, najczesciej przez ogrze¬ wanie bezposrednio para do temperatury 95—100°C.Opary z desorpcji zawieraja pare wodna i pary od¬ powiedniej aminy. Przy dodaniu do roztworu we¬ glanu sodu, pozostalosc po desorpcji roztworu za¬ wiera siarczan sodu.Sposób wedlug wynalazku polega na zastosowaniu jako zwiazków organicznych o charakterze tlenu, rD.atworów amin aromatycznych takich jak: amino- dwufenyloaminy, hydroksydwufenyloaminy, nitro- aniline, nitroaminofenol, dwuaminopirydyne, p. aminofenol, toluidyne i toluilenodwuaminy, roz¬ puszczonych w 2—3% wagowo roztworach wod¬ nych weglanu sodu lub amonu w ilosci 0,2—0,5% wagowo.Roztwory tych amin moga byc regenerowane bar¬ dzo latwo wedlug znanego sposobu, tlenem z po¬ wietrza. Roztwory te mozna stosowac zarówno do oczyszczania gazu ziemnego jak do koksowniczego 6594765947 oraz do innych gazów przemyslowych zawieraja¬ cych zwiazki siarkowe.Jak wykazaly badania, tak niskie koncentracje wymienionych amin w roztworze pluczkowym daja lepsze fekty technologiczne w stosunku do znanych sposobów oczyszczania gazu za pomoca amin ali¬ fatycznych. Wedlug badan Lejbusza i Sznejersona przy stosowaniu . 2,5 normalnych roztworów etano- loaminy stopien wymycia siarkowodoru z gazu za¬ wierajacego dwutlenek wegla utrzymywal sie w granicy od 55—90°/o, natomiast w roztworach ba¬ danych uzyskiwano ponad 95% usuniecia siarkowo¬ doru z gazu zawierajacego dwutlenek wegla.W sposobie wedlug wynalazku zuzycie amin aro¬ matycznych jest kilkakrotnie mniejsze niz w wiek¬ szosci metod stosujacych roztwory amin alifatycz¬ nych do oczyszczania gazu ziemnego. Natomiast w procesach oczyszczania gazów kwasnych (dwu¬ tlenek wegla i siarkowodór) z mieszanin gazowych przeznaczonych do syntezy podkreslono juz mozli¬ wosc stosowania równiez nizszych koncentracji amin alifatycznych. Wedlug polskiego opisu paten¬ towego nr 60469 prowadzi sie dwustrefowe usuwa¬ nie gazów kwasnych przez roztwory: goracy i zim¬ ny, przy czym pierwszy roztwór wodny zawiera od 4—40'°/o wagowych najkorzystniej 30—35°/o weglanu potasowego i 1—20% aminy najkorzystniej 2—6%, drugi roztwór zawiera 5—30 noloaminy. Sposób ten jest zalecany dla mieszanin gazowych zawierajacych duze ilosci gazów kwas¬ nych, których usuniecie jest latwe do 0,2% obje¬ tosciowych w gazie oczyszczonym.W opracowanym sposobie usuwania zwiazków siarkowych stwierdzono, ze obecnosc grup amino¬ wych zapewnia szybka reakcje gazu z roztworem, przy czym grupa NH2 stabilizuje pH slabo alkalicz¬ nego roztworu jaki w tym sposobie jest polecany.Grupa NH2 w podstawniku zmniejsza zuzycie alka¬ liów i zwieksza rozpuszczalnosc aminy w wodzie.Dwuaminy sa znacznie latwiej rozpuszczalne w wo¬ dzie niz monoaminy, co nie zostalo dotad wykorzy¬ stane w zadnym ze znanych sposobów. Na pod¬ stawie przeprowadzonych badan stwierdzono naj¬ korzystniejsze dzialanie zwiazków pierscieniowych zawierajacych wiecej niz jedna grupe NH2.Opracowany sposób nie wymaga stosowania czystych surowców a daje równiez mozliwosc wy¬ korzystania produktów technicznych, wzglednie od¬ padów z procesu oczyszczania i wydzielania amin i poliamin aromatycznych, otrzymanych na drodze katalitycznej czy tez klasycznej redukcji zwiazków nitrowych. Substancje te charakteryzuja sie silna aktywnoscia w stosunku do tlenu z powietrza i szybko ciemnieja podczas magazynowania. Za¬ chodza trudne do identyfikacji reakcje wtórne, w wyniku których powstaje latwo przegrupowanie zwiazku do formy chinolu, który posiada strukture zblizona do samego chinonu.Przyklad podstawowej reakcji przegrupowania podano na rysunku.Wskazane jest stosowanie pewnych polaczen siar¬ kowych do stabilizacji amin podczas ich magazyno¬ wania ze wzgledu na ich szybki rozklad. Dlatego w procesie oczyszczania gazu od zwiazków siarko¬ wych stosuje sie odpady produkcyjne pochodzace z oczyszczania amin aromatycznych, wzglednie pro¬ duktów, które ulegly juz czesciowo rozkladowi przy dluzszym przechowywaniu pod wplywem powietrza, wody, swiatla lub temperatury. 5 W przypadku zastosowania czystych dwuamin wzglednie poliamin aromatycznych badania wyka¬ zaly, ze nalezy analogicznie jak w procesach opar¬ tych na zasadzie Redox, stosowac do wymywania gazu roztwory „dojrzale" czyli odpowiednio utle- 10 nione tlenem z powietrza. W badaniach stwierdzo¬ no, duza aktywnosc tych amin równiez pod wply¬ wem swiatla slonecznego.Jak wykazaly badania proponowane roztwory amin i poliamin aromatycznych po utlenieniu przyj- 15 muja barwe zólto-brunatna i sa znacznie jasniejsze od roztworów chinonów o analogicznych stezeniach.Jest to korzystniejsze ze wzgledu na dogodniejsze warunki analizy roztworu roboczego w pluczce i regeneratorze. 20 P r z y kl a d I. Przygotowano 10 litrów 2°/o roz¬ tworu sody (Na2Co3) rozdzielono na 5 równych czesci i dodano do kazdej z próbek kolejno: do pierwszej dla porównania 4 g hydrochinonu, do czterech nastepnych po 4 gramy odpowiednich 25 amin i poliamin aromatycznych. Przygotowane roz¬ twory nasycano okolo 2 godzin powietrzem a na¬ stepnie oczyszczano gaz zawierajacy siarkowodór.Oczyszczanie prowadzono do punktu wytracenia sie siarczku w pluczce kontrolnej z octanem kadmu. 30 Przygotowane roztwory pochlonely nastepujace ilosci siarkowodoru: 1. 4 g hydrochinonu 2. 4 g toluidyny 35 3. 4 g produktu z oczyszczania ilenodwuamin 4. 4 g nitroaminofenolu 5. 4 g toluilenodwuaminy 55 tolu- 48 mg H2S 51 mg H2S 56 mg H2S 48 mg H2S 53 mg H2S 40 Przykladu. Uzyto 30 gramów produktu z pro¬ cesu oczyszczania toluilenodwuamin, rozpuszczono w 10 litrach 3% wagowo roztworu sody. Równo¬ czesnie sporzadzono o analogicznym stezeniu roz¬ twór z hydrochinonem. Przeprowadzono oznaczenia 45 porównawcze. Przeprowadzono 5-ciokrotne oczysz¬ czenie gazu miejskiego zawierajacego okolo 350 g siarki ogólnej w 1000 Nm3 gazu oraz po kazdym jednorazowym oczyszczaniu gazu regenerowano roztwór, okolo godziny, powietrzem. We wszystkich 50 5-ciu cyklach oczyszczania gazu uzyskano do 20% lepszy stopien wymywania zwiazków siarkowych dla roztworów dwuamin niz dla hydrochinonu. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób oczyszczania gazu od zwiazków siarko¬ wych za pomoca amin aromatycznych, znamienny tym, ze stosuje sie roztwory amin aromatycznych 60 takich jak: aminodwufenyloaminy, hydroksydwufe- nyloaminy, nitroandrine, nirtroamiinfenol, p-aminofe- nol, dwuaminopirydyne, toluidyne i toluilenodwu¬ aminy, rozpuszczanych w 2—3% wodnych roztwo¬ rach weglanu sodu lub amonu, w ilosciach najko- 65 rzystniej 0,2—0,5% wagowo.Ki. 26d; 9/04 65947 MKP ClOk 1/14 Chi, Ynh-oh- H,C HCf v NH- H2Q hoj- O PL