RU2254162C1

RU2254162C1 - Method of cleaning industrial gas emissions from hydrocarbons

Info

Publication number: RU2254162C1
Application number: RU2003128700/15A
Authority: RU
Inventors: И.В. Саблукова (RU); И.В. Саблукова; С.С. Владимиров (RU); С.С. Владимиров; В.Н. Трофимов (RU); В.Н. Трофимов; Е.З. Голосман (RU); Е.З. Голосман; А.И. Нечуговский (RU); А.И. Нечуговский; М.А. Обысов (RU); М.А. Обысов; Л.И. Тканова (RU); Л.И. Тканова
Priority date: 2003-09-25
Filing date: 2003-09-25
Publication date: 2005-06-20
Also published as: RU2003128700A

Abstract

FIELD: cleaning waste gases from hydrocarbons; oil refining industry, petrochemical industry and other industries.

SUBSTANCE: proposed method includes oxidation with atmospheric oxygen at elevated temperature in presence of catalyst performed at temperature of 270-280°C in presence of cement-containing catalyst at the following composition of components, mass-%: copper oxide (CuO), 30-50; zinc oxide (ZnO), 19-30; manganese oxide (Mn₃O₄), 0.5-16; the remainder being technical calcium aluminate.

EFFECT: high degree of cleaning waste gases from hydrocarbons.

1 tbl

Description

Изобретение относится к способам очистки отходящих газов от углеводородов и может найти применение в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности.The invention relates to methods for cleaning exhaust gases from hydrocarbons and may find application in the refining, petrochemical and other industries.

Известны способы глубокого окисления углеводородов кислородом воздуха с использованием различных катализаторов, приготовленных как на основе дорогостоящих драгоценных металлов - Pt и Pd, так и более дешевых металлов переходной валентности (Н.П. Попова, Катализаторы очистки газовых выбросов промышленных производств. - М.: Химия, 1991, 175 с.; Плетнева Э.В. и др. Каталитическое окисление органических веществ в газовых выбросах промышленных производств. Соврем. хим. технол. очистки воздушн. среды. - Саратов, 1992, с.32-33).Known methods for the deep oxidation of hydrocarbons by atmospheric oxygen using various catalysts prepared both on the basis of expensive precious metals - Pt and Pd, and cheaper transition valence metals (N.P. Popova, Catalysts for cleaning gas emissions from industrial production. - M.: Chemistry , 1991, 175 pp .; EV Pletneva et al. Catalytic oxidation of organic substances in gas emissions from industrial production. Modern Chemical Chemical Technology for Air Purification. - Saratov, 1992, p. 32-33).

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ глубокого окисления углеводородов в присутствии цементсодержащего катализатора на основе оксидов переходных металлов - Сu, Mn, Ni (Пат. №2163836, Россия от 19.04.1999).Closest to the proposed method in terms of technical nature and the achieved result is a method for the deep oxidation of hydrocarbons in the presence of a cement-containing catalyst based on transition metal oxides — Cu, Mn, Ni (Pat. No. 2163836, Russia from 04.19.1999).

Известный способ реализуется окислением углеводородов кислородом воздуха при 280-300°С в присутствии цементсодержащего катализатора на основе оксидов переходных металлов - Сu, Mn, Ni, при этом полное окисление (100% конверсия) достигается при концентрации углеводородов ~ 5000-8000 мг/м³ и скорости потока до 4·10³ ч^-1; увеличение концентрации углеводородов до 6000-8500 мг/м³, а скорости потоков очищаемых газов до 4,3·10³ ч^-1 при снижении температуры процесса до 270-280°С приводит к снижению степени конверсии углеводородов до 97-98,5%.The known method is implemented by oxidation of hydrocarbons with atmospheric oxygen at 280-300 ° C in the presence of a cement-containing catalyst based on transition metal oxides - Cu, Mn, Ni, while complete oxidation (100% conversion) is achieved at a hydrocarbon concentration of ~ 5000-8000 mg / m ³ and flow rates up to 4 · 10 ³ h ^-1 ; an increase in the concentration of hydrocarbons to 6000-8500 mg / m ³ and the flow rate of the purified gases to 4.3 · 10 ³ h ^-1 with a decrease in the process temperature to 270-280 ° C leads to a decrease in the degree of conversion of hydrocarbons to 97-98.5% .

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение степени очистки отходящих газов от углеводородов.The technical result of the present invention is to increase the degree of purification of exhaust gases from hydrocarbons.

Этот технический результат достигается предлагаемым способом очистки отходящих газов от углеводородов, который заключается в окислении последних кислородом воздуха при температуре 270-280°С в присутствии цементсодержащего катализатора, характеризующегося следующим химическим составом, мас.%:This technical result is achieved by the proposed method of purification of exhaust gases from hydrocarbons, which consists in the oxidation of the latter with atmospheric oxygen at a temperature of 270-280 ° C in the presence of a cement-containing catalyst, characterized by the following chemical composition, wt.%:

оксид меди (CuO)copper oxide (CuO) 30-50 30-50 оксид цинка (ZnO)zinc oxide (ZnO) 19-30 19-30 оксид марганца (Мn₃O₄)manganese oxide (Mn ₃ O ₄ ) 0,5-16 0.5-16 талюм (высокоглиноземистый технический цемент ТУ 6-03-339-79)thalyum (high alumina technical cement TU 6-03-339-79) остальное rest

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

В реактор загружают катализатор, разогревают его в токе воздуха до 250°С, после чего подают воздушную смесь углеводорода.The catalyst is loaded into the reactor, heated in a stream of air to 250 ° C, after which an air mixture of hydrocarbon is fed.

Пример:Example:

Модельную паровоздушную смесь (воздух и окисляемый компонент) с концентрацией углеводородов 840-8600 мг/м³ пропускают через статический слой Сu, Zn, Mn - цементного катализатора (5 см³). На выходе из реактора газы анализируют методом газожидкостной хроматографии с использованием хроматографической колонки - 5% SE-30 на инертоне. Время опыта составляет 120 часов.A model vapor-air mixture (air and an oxidizable component) with a hydrocarbon concentration of 840-8600 mg / m ^{3 is} passed through a static layer of Cu, Zn, Mn - cement catalyst (5 cm ³ ). At the outlet of the reactor, gases are analyzed by gas-liquid chromatography using a chromatographic column — 5% SE-30 on inertone. The experience time is 120 hours.

Исследования показали, что в течение длительного времени активность катализатора не изменяется.Studies have shown that for a long time, the activity of the catalyst does not change.

ТаблицаTable № п/пNo. p / p Окисляемый углеводородOxidizable hydrocarbon Концентрация углеводорода в паровоздушной смеси, мг/м³ The concentration of hydrocarbon in the vapor-air mixture, mg / m ³ Температура окисления, °СOxidation temperature, ° С Скорость паровоздушной смеси, ч^-1 The speed of the steam-air mixture, h ^-1 Степень конверсии углеводорода. %The degree of conversion of hydrocarbon. % 11 ТолуолToluene 61006100 280280 4,3·10³ 4.310 ³ 100100 22 Изопропил-бензолIsopropyl benzene 86008600 280280 4,3·10³ 4.310 ³ 100100 33 СтиролStyrene 840840 390390 22·10³ 22 · 10 ³ 100100

Согласно предлагаемому способу степень очистки повышается до 100% против 97-98,5 при известном способе.According to the proposed method, the degree of purification is increased to 100% against 97-98.5 with the known method.

Кроме того, в предлагаемом способе используется значительно более дешевый катализатор, чем в известном (стоимость первого в 1,5 раза меньше стоимости второго).In addition, the proposed method uses a much cheaper catalyst than the known one (the cost of the first is 1.5 times less than the cost of the second).

Claims

The method of purification of exhaust gases from hydrocarbons by oxidation with atmospheric oxygen at an elevated temperature in the presence of a catalyst, characterized in that the oxidation is carried out at a temperature of 270-280 ° C in the presence of a cement-containing catalyst, characterized by the following chemical composition, wt.%:

copper oxide (CuO) 30-50 zinc oxide (ZnO) 19-30 manganese oxide (Mn ₃ O ₄ ) 0.5-16 talyum rest