SU707590A1 - Способ регенерации органических абсорбентов - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ АБСОРБЕНТОВ

Изобретение относитс  к технике очистки воздуха и газовых смесей от углекислого газа с последующим его вьделением в концентрированном.виде, конкретно, к технологии регенерации органических жидких сорбентов углекислого газа на основе алкиноламинов и может быть использовано при очистке азЬтоводородной смеси в производстве аммиака, природных и конверторных газов, газов коксохимического производства и нефтеперерабатьшающей промышленности, дл  поддержани  жизнеобеспечени  в замкнутых системах. Известны способы термической pereнерации растворов алкиноламинов, основанные на их способности высвобождать поглощ. в процессе сорбдион ного цикла углекислый газ при нагревании . К ним относитс  способ терлической регенерации piacTBopoB щелочных аминов при повьйиенных температурах Повышение температуры десорбции до 115-120С достигаетс  за счет уменьшени  содержани  воды в растворе путем добавлени  гликолей 1. Однако, проведе«ие регенера дии при повышенных температурах и с до;бавлением в поглотитель гликолей при водит к увеличению потерь амина и. создает трудности при очистке загр зненных растворов. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ термической регенерации 15-30% растворов щелочных аминов нагреванием при 100,°С, при этом углекислый газ выдел етс  в концентрированном виде 2. Необходимость проведени  регенерационног о процесса при температуре осложн етс  деструкцией неводного растворител , Моно- и диэтаноламины , насыщенные углекислым газом, в этих услови х необратимо реагируютс углекислым газом с образованием сложных органических соединений, таких как оксазолидон-2, 1-(2-oкcйэтил)-имидaзoлидoн ,N- (2-оксиэтил)-этилендиамин . В присутствии кислорода воздуха этаноламины подвержены окислительному дезаминированию привод щему -к образованию муравьиной кислоты, аммиака, замещенных аминов и высоко (лолекул рных полимеров. Накаплива сь в ходе регенерационного цикла, продукты деструкции снижают эффективность абсорбции, привод т к потер м абсорбента. Существенные потери абсорбента имеют место также за счет испа рени  растворител  при температуре регенерации. Пбследнёе обсто тельство  вл етс  особенно нежелательным, так приводит к загр знению очищаемого от углекислого газа воздуха парами органических веществ. Высока  температура регенерации водно-этаноламинн .ых поглотителей сопровождаетс  значительной коррозией аппаратуры, котора  особенно усиливаетс  в. при сутствии продуктов деструкции. . Целью изобретени   вл етс  снижение потерь поглотител  вследствие испарени , предотвращение теЕЯИИческойДеструкции и уменьшение к.оррозии аппаратуры,, что позвол ет повысить стабильность сорбентов на основе алкиноЯамйнов и увеличить срок их служ бы,- Поставленна  цель достигаетс  опи сываемым способом электродиализа с ионообменными мембранами при плотнос ти тока 0,4-1,3 А/дм, . . - , .. Отличительными признаками способа  йл етс  использование дл  регенерадии органических абсорбентов углекис лых газа на основе алкиноламинов электродиализа с ионообменными мембранами при плотности тока 0,4 - 1,3 AMvi2. . , . Технологи  способа состоит в сле дующем..- . . ,, Прошедший сорбционный цикл раствор щелочного амина, насыщенный угл кислым газсм, подают в рабочие каме ры электродиализатора, где происходит его регенераци . При этсм карбо . натныё и бикарбонатные ионы, а такж СОЛЬватированные ионы водорода, образующйес  при диссоциации угольной кислоты, мигрируют под действием гр дпента электрического потенциала в кам,еры концентрировани , в которых Устанавливаетс  динамическое равнов сие. . :..„„, , ,.. RH :НСО, привод щее к выделению углекислого пйресьвдении раствора уголь ной кислотой. При прохождении аВсор fieina через камеры- об--ессоливани  растзох енные конные примеси, в тем числе и анионы угольной кислоты, из  лейаютс  из раствора, после чего р генерированный раствор вновь возвра щают в сорбционный цикл. и р и м е р 1. Электродиализной регенерации подвергают 15% водный .раствор д из та иолам и на и 25% водный раствор: риэтаноламина, насьпцённые углекислым газог. Абсорбент подают в камеры деминеализации дес тикамерного электроиали  тора собранного н.а отечественых ионообменных мембранах типа МА-40 МК-40. Рабоча -площадь каждой из ембран составл ла 1 дм , рассто ние ежду мембранами -около 0,5 мм. Гидавлические камеры были соединены араллельно, а- электрические - послеовательно . Интервал изменени  усреденной скорости раствора в камерах иминерализации составл л 1,3 2 СМ/МИН; а плотности электрического ,4-0,3 А/дм. Режим в камерах деминерализации - циркул ционный. Камеры концентрировани  - непроточные . Перед -началсм работы камеры концентрировани  заполн ют тем же раствором абсорбента, что и камеры Деминерализации. Выдел ющийс  в камерах концентрировани  углекислый Газ, вместе с перенесенным растворителем , свободно, поступал в выходной штуцер камер концентрировани . Объемы выделившегос  углекислого газа ,й перенесенного в камеры концентрироваш-т  растворител  определ ют количественно. Режим в электродных камерах циркул ционный, электролитом  вл етс  1% раствор гидрата окиси натри , скорость протока через электродные камеры - около 1 см/сй, материалом электродов служит сталь Х18Н10Т. Температура раствора не оказывает существенного вли ни  на процесс электродиалиэной регенерации абсорбентов, но должна быть выше температуры за:мерзани  раствора и ниже температуры деструкции ионообменных мембран (40-50°С). В процессе регенерации абсорбента способом электродиализа определ ют общий выход по току , выход по току в расчете на выделенный углекислый газ и удельные затраты электроэнергии на 1 м выделившёгос  углекислого газа при различ- . ньк гидродйнймических режимах работы аппарата. В таблице 1 представлены результаты лабораторных испытаний по электродиализной регенерации 15% водного раствора диэтаноламина (пункты 1-9) и 25% водного раствора триэтаноламина (пу.нкты 10-18). Растворы термостатйруют при температуре 25°С. Общий выход по току, рассчитывают, из предположени  об электропереносе через анионбобменные мембрада двухзар дных анионов CQ, В отдельных случа х он несколько вьш1е 100%, Y.K. одновременно через мембраны мигрируют однозар дные гидрокарбонатные ионы.

Результаты электродиалиэа 15% раствора диэтаноламина и 25% раствора триэтаноламина на/ сыщённых углекислым газом.

Степень регенерации органических абсорбентов, иллюстрируетс  данными, приводимБми в табл. 2, в которой показана зависимость степени регенерации 25% раствора триэтаноламина, насыщенного углекислым газом (л/1,15 моль/л) от времени злёктро .диализа в вышеописанном аппарате (дл  скорости 4,7 см/мин, объема раствора абсорбента f 0,5 л плотности тока 0,8 А/дм- и TOvinepaтуре раствора 25°С) . , Зависимости степени регенерации i25i раствора триэтаноламийа от времени электродиализа (по снени  в тексте).Т а б л и ц а 2

Т a б л

и ц

f

Как видно из табл. 1 и 2 регенераци  абсорбента способом электродиализа осуществл етс  эффективно, с относительно низкими энергозатратами. Из

5 исследованных абсорбентов, наилучшие показатели получены при использовании 25% раствора триэтаноламина, что, однако,не исключает возможности использовани  других абсорбентов. Процесс протекает стабильно, и благода0 р  использованию 31лектроэнергии, легко поддаетс  автоматизации. Отравлени  примен емых ионос5бменных мембран не происходит. Абсорбент после многократной (50 циклов)и длительной (око5 ло 200 часов) электродиализной регенерации не измен ет своих химических и физико--химических свойств.

Таким образсм, на основании проведенных лабораторных испытаний можно заключить, что использование предлагаемого спсэсоба регенерации органических абсор бентов дает по сравнению с сущее ТВ ук цими способами следующие преимущества: 7,70 1.Обеспечивает эффективную регейерацик органических абсорбентов от углекислого газа при низкой температуре . .. 2.Абсорбент после многократной (50 циклов) и длительной (около 200 часов ) электродиализной регенерации не измен ет своих химических и физикохимических свойств. 3.Регенераци  абсорбента способом электродиадиза; осу1дествл етс  с относ1Лельно низкими энергозатратами, ФО1мула изобретени  Способ регенерации органических абсорбентов углекислого газа на ос75908 нове алкиноламинов, отличающ и и с   , что, с це;1ью снижени  потерь поглотител , предотвращени  термической деструк.ции и уменьшени  коррозии аппаратуры, регенерацию jррганических. абсорбентов осуществл ют дутем электродиализа с ионообменными мембранами при плотности тока О 41 ,3 А/дм2. .. , . f Источники информации, .прин тые во Внимание при экспертизе 1..Chapin W.P. Petrol, Pefiner 1947, -26, 109-112. 2. Авторское свидетельство ( 5№10.8568, кл. С 10 К 1/.02.

Claims (1)

1. формула изобретения

   Способ регенерации органических абсорбентов углекислого газа на основе а лк иноламинов , отличающийся тем, что, с целью снижения потерь поглотителя, предотвращения термической деструкции и уменьшения коррозии аппаратуры, регенерацию

   5 органических, абсорбентов осуществляют путем электродиализа с ионообменными мембранами при плотности тока 0,4I,3 А/дм².