RU2138322C1

RU2138322C1 - Method of removing acrylonitrile from gas emissions

Info

Publication number: RU2138322C1
Application number: RU98111369/12A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Аликин; Г.Э. Кузьмицкий; В.Г. Чиж
Original assignee: Пермский завод им.С.М.Кирова
Priority date: 1998-06-15
Filing date: 1998-06-15
Publication date: 1999-09-27

Abstract

FIELD: industrial organic synthesis and gas treatment. SUBSTANCE: gas is detoxified in two steps: it is first passed through suspension of microorganisms Rhodococcus rhodochrous strain M8 or M33 and then through contact apparatus with attachment sprinkled with the same suspension. EFFECT: facilitated removal of acrylonitrile with no use of intensive hydrodynamic operation conditions and at relatively low initial concentration of acrylonitrile. 2 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к способам обезвреживания нитрила акриловой кислоты (НАК) в газовых выбросах производств. The invention relates to methods for the neutralization of acrylic acid nitrile (NAC) in gas emissions from industries.

Известны три основных подхода к обезвреживанию НАК: каталитический, сорбционный и химический [1]. По первому из них НАК каталитически окисляется на катализаторе при высокой температуре, что является основным недостатком способа. По второму НАК поглощается активированным углем, при этом наблюдается значительное снижение эффективности при малых концентрациях НАК в газах, кроме того, требуется утилизация отработанного угля. Третий способ практически неприменим к обезвреживанию газов в промышленном масштабе. Three main approaches to neutralizing NAC are known: catalytic, sorption, and chemical [1]. According to the first of them, NAC is catalytically oxidized on the catalyst at high temperature, which is the main disadvantage of the method. In the second case, NAC is absorbed by activated carbon, while there is a significant decrease in efficiency at low concentrations of NAC in gases, in addition, the disposal of spent coal is required. The third method is practically not applicable to the neutralization of gases on an industrial scale.

Известен способ обезвреживания НАК в газовых выбросах путем поглощения его водой, который принят за прототип (Хромых Б.С., Ядреев Ф.И. Разработка оптимального способа обезвреживания свободного нитрила акриловой кислоты //журнал "Производство и использование эластомеров", 1992, N 11, стр. 3 - 10). Схема очистки в данном способе предусматривает наличие контактного аппарата проточного типа (колонна с насадкой), в верхнюю часть которого подается вода, а снизу поступают абгазы, содержащие НАК. В результате массообменных процессов НАК абсорбируется водой и вода затем утилизируется. Схема приведена на фиг. 1. There is a method of neutralizing NAC in gas emissions by absorbing it with water, which is adopted as a prototype (Khromykh B.S., Yadreev F.I. , p. 3 - 10). The cleaning scheme in this method involves the presence of a flow-type contact apparatus (column with nozzle), in the upper part of which water is supplied, and from the bottom there are exhaust gases containing NAC. As a result of mass transfer processes, NAC is absorbed by water and then the water is disposed of. The circuit is shown in FIG. 1.

Режимы работы такого типа колонны приведены в табл. 1. The modes of operation of this type of column are given in table. 1.

К недостаткам данного способа обезвреживания относятся: значительный расход воды на абсорбцию, особенно при снижении концентрации НАК в абгазах, снижение эффективности очистки при пониженных расходах воды. Эти недостатки не позволяют широко применять этот метод в промышленном масштабе. The disadvantages of this method of neutralization include: a significant consumption of water for absorption, especially with a decrease in the concentration of NAC in exhaust gases, a decrease in the efficiency of treatment with reduced water consumption. These disadvantages do not allow the widespread use of this method on an industrial scale.

Таким образом, задачей изобретения является повышение эффективности обезвреживания НАК при одновременно относительно неинтенсивных гидродинамических режимах эксплуатации аппаратов. Thus, the object of the invention is to increase the efficiency of the neutralization of the NAC while at the same time relatively non-intensive hydrodynamic modes of operation of the apparatus.

Поставленная задача решается путем организации двухстадийного процесса. Первая стадия - частичное предварительное поглощение НАК из абгазов водной суспензией штамма микроорганизмов Rhodococcus rhodochtous M8 или M33 с концентрацией 0,3% по массе сухих клеток, вторая - окончательное удаление НАК путем его абсорбции той же суспензией в специальном абсорбере, заполненном насадкой. The problem is solved by organizing a two-stage process. The first stage is the partial preliminary absorption of NAC from abases by an aqueous suspension of a strain of microorganisms Rhodococcus rhodochtous M8 or M33 with a concentration of 0.3% by weight of dry cells, the second is the final removal of NAC by absorption of the NAC by the same suspension in a special absorber filled with a nozzle.

Предлагаемое техническое решение базируется на том, что известно эффективное использование для производства акриламида путем гидратации НАК вышеуказанных штаммов микроорганизмов (заявка N 96-100024/13 от 16.01.96 г, Россия, МКИ C 12 P 13/02). Эти же микроорганизмы оказались эффективными при обезвреживании НАК в газовых выбросах. The proposed technical solution is based on the fact that it is known that the above microorganism strains are effectively used for the production of acrylamide by hydration of NAC (application N 96-100024 / 13 of 01.16.96 g, Russia, MKI C 12 P 13/02). The same microorganisms proved to be effective in neutralizing NAC in gas emissions.

Схема процесса по изобретению представлена на фиг. 2. The process diagram of the invention is shown in FIG. 2.

На первой стадии очистки, абгазы, содержащие НАК, поступают в гидрозатвор 4, заполненный водной суспензией штамма микроорганизмов Rhodococcus rhodochrous M8 или M33 с концентрацией 0,3% по массе сухих клеток, на второй - стадии процесса абгазы подаются в абсорбер 1 (контактный аппарат), заполненный насадкой в виде колец Рашига или высокопористого ячеистого материала с развитой поверхностью (Анциферов В.Н., Порозова С.Е. Высокопористые алюмосиликатные материалы: получение, свойства, применение.//Пермь, ПГТУ, 1995.), орошаемых той же суспензией, циркулирующей в аппарате через емкость 2. После прохождения описанной системы очистки содержание НАК в газах становится не боле значения ПДК, которое для воздуха рабочей зоны составляет 0,5 мг/м³.At the first stage of purification, the gases containing NAC enter the water trap 4 filled with an aqueous suspension of the microorganism strain Rhodococcus rhodochrous M8 or M33 with a concentration of 0.3% by weight of dry cells, and at the second stage of the process, the gases are fed to absorber 1 (contact device) filled with a nozzle in the form of Rashig rings or a highly porous cellular material with a developed surface (Antsiferov V.N., Porozova S.E. Highly porous aluminosilicate materials: preparation, properties, application. Perm, PSTU, 1995.), irrigated with the same suspension circulating in a Paratov through the vessel 2. After the described purification system NAC content in gases becomes not more limit values, which the air of the working area is 0.5 mg / m ^3.

При нахождении абгазов через суспензию извлекаемый водой НАК подвергается биокаталитической гидратации под действием указанного штамма, превращаясь в менее летучий и более растворимый в воде акриламид. When gases are found through a suspension, the NAC extracted with water undergoes biocatalytic hydration under the influence of this strain, turning into a less volatile and more water-soluble acrylamide.

По истечении 8 часов непрерывной эксплуатации системы суспензию из гидрозатвора и абсорбера, содержащую акриламид, заменяют на свежую, а отработанную (через емкость 3) используют в качестве сырья в производстве 6 - 12% геля полиакриламида. After 8 hours of continuous operation of the system, the slurry from the water trap and absorber containing acrylamide is replaced with fresh, and the spent (through tank 3) is used as a raw material in the production of 6 - 12% polyacrylamide gel.

Режимы работы двухстадийной системы очистки по изобретению представлены в табл.2. The modes of operation of the two-stage cleaning system according to the invention are presented in table 2.

Из сравнения данных табл. 1 и 2 видно, что при одинаковой концентрации НАК в абгазах, способ по изобретению позволяет работать при значительно больших нагрузках по газу и неинтенсивных гидродинамических режимах при эффективности, обеспечивающей необходимую степень очистки. From comparing the data table. 1 and 2 it can be seen that with the same concentration of NAC in exhaust gases, the method according to the invention allows operating at significantly higher gas loads and non-intensive hydrodynamic regimes with an efficiency that provides the necessary degree of purification.

Таким образом, данное изобретение позволяет очищать абгазы акриловых производств от НАК относительно простым и неэнергоемким методом. Предложенное техническое решение подтверждено и реализовано в промышленном масштабе на заводе им. С.М. Кирова при производстве слабо- и высококонцентрированных растворов акриламида по биотехнологии. Thus, this invention allows you to clean the exhaust gases of acrylic production from NAC relatively simple and non-energy-intensive method. The proposed technical solution is confirmed and implemented on an industrial scale at the plant named after CM. Kirov in the production of weakly and highly concentrated solutions of acrylamide in biotechnology.

Литература
1. Хромых Б.С., Ядреев Ф.И. Разработка оптимального способа обезвреживания свободного нитрила акриловой кислоты // журнал "Производство и использование эластомеров", 1992, N 11, стр. 3 - 10.Literature
1. Khromykh BS, Yadreev F.I. Development of an optimal method for the neutralization of free acrylic acid nitrile // Journal of Production and Use of Elastomers, 1992, N 11, p. 3 - 10.

2. Анциферов В. Н., Порозова С.Е. Высокопористые алюмосиликатные материалы: получение, свойства, применение.// Пермь, ПГТУ, 1995. 2. Antsiferov V. N., Porozova S.E. Highly porous aluminosilicate materials: production, properties, application. // Perm, PSTU, 1995.

Claims

A method of neutralizing acrylic acid nitrile in gas emissions by gas absorption by a liquid in a contact apparatus filled with a nozzle, characterized in that the gas is purified using an aqueous suspension of microorganisms Phodococcus rhodochrous strain M8 or M33 in two stages: first, the gas is passed through a water trap filled with the specified suspension, then through a contact apparatus with a nozzle irrigated with the same suspension.