Абсорбент для очистки промышленных газов от кислых компонентов и способ очистки промышленных газов от кислых компонентов

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ АБСОРБЕНТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ГАЗОВ ОТ КИСЛЫХ КОМПОНЕНТОВ И СПОСОБ ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ГАЗОВ ОТ КИСЛЫХ КОМПОНЕНТОВ(71) Заявитель Ельф Акитен Продюксьон(73) Патентообладатель Ельф Акитен Продюксьон(57) 1. Абсорбент для очистки промышленных газов от кислых компонентов, включающий водный раствор третичного алканоламинового компонента и активатора сорбции, отличающийся тем, что он в качестве активатора сорбции содержит одно из аминосоединений общей формулы 1(2),где- водород или одновалентный радикал алкил, гидроксиалкил С 1-С 6 или фенил- двухвалентный радикал, выбранный из группы алкилен 2-9, циклоалкилен-С 4-9 -циклогексилен- одновалентный радикал, выбранный из группы пиперазил, пиперидинил, фурил, тетрагидрофурил,тинил, тетрагидротиенил- водород 1 - углеводородный одновалентный радикал С 2-С 6 и 2 - 6 - коэффициент- 6 - коэффициент, при молярном соотношении активатора сорбции и смеси 0,01-0,51 соответственно. 1673 1 2. Абсорбент по п.1, отличающийся тем, что он содержит активатор сорбции - полиаминовое соединение общей формулы где 2-6, -6. 3. Абсорбент по пп.1 и 2, отличающийся тем, что он содержит полиамины, выбранные из группы дипропилентриамин, диэтилентриамин, триэтилентетрамин, тетраэтиленпентамин. 4. Абсорбент по п.1, отличающийся тем, что он содержит активатор, выбранный из группы гексаметилендиамин, 1,2-диаминциклогексан, аминоэтилэтаноламин и диметиламинопропиламин. 5 . Абсорбент по п.1, отличающийся тем, что он содержит активатор общей формулы 1 - (2) - 2 ,где 1 - одновалентный радикал, выбранный из группы радикалы алкокси С 1-С 61-6. 6. Абсорбент по п.5, отличающийся тем, что активатор содержит соединение, выбранное из группы метоксипропиламин, этоксипропиламин, аминоэтилпиперазин, аминопропилпиперазин, аминоэтилпиперидин,аминопропилпиперидин, фурфуриламин. 7. Абсорбент по п.1, отличающийся тем, что активатор содержит соединение общей формулы 3 -- (2) -,где 3 - радикал алкил С 2-С 61- 6 . 8. Абсорбент по п.7, отличающийся тем, что он содержит активатор этилмоноэтаноламин. 9. Абсорбент по пп.1-8, отличающийся тем, что он представляет собой водный раствор третичного алканоламина и активатора, дополнительно содержащий водорастворимый растворитель кислых газов, выбранный из группы сульфолан, метанол, -метилпирролидон. 10. Абсорбент по пп.1-9, отличающийся тем, что молярное отношение активатора к смеси активатора и третичного алканоламинового компонента 0,05 - 0,251 соответственно. 11. Абсорбент по пп.1-10, отличающийся тем, что он содержит третичный алканоламиновый компонент, выбранный из группы -метилдиэтаноламин, триэтаноламин, 2-диметиламиноэтанол, 3-диметил-1 аминопропанол и 1-диэтиламино-2-пропанол. 12. Способ очистки промышленных газов от кислых компонентов, включающий их абсорбцию поглотителем, содержащим третичный алканоламиновый компонент и активатор сорбции, с последующей регенерацией насыщенного поглотителя, отличающийся тем, что в качестве активатора сорбции используют одно из аминовых соединений общей формулы 1(2),где- водород или одновалентный радикал алкил, гидроксиалкил С 1-С 6 или фенил-двухвалентный радикал, выбранный из группы алкилен 2-9, циклоалкилен С 4-9, циклогексил, циклогексилен-одновалентный радикал, выбранный из группы пиперазил, пиперидинил, фурил, тетрагидрофурил,тинил , тетрагидротиенил- водород 1-углеводородный одновалентный радикал С 2-С 6,и 2-6 - коэффициент р 1-6 - коэффициент,при этом регенерацию осуществляют путем многоступенчатого дросселирования абсорбента с отгонкой диоксида углерода с последующей обработкой потока поглотителя или его части водяным паром. 13. Способ по п.12, отличающийся тем, что поглотитель после обработки его водяным паром возвращают на стадию абсорбции в верхнюю зону, а часть потока после дросселирования подают в зону абсорбции ниже первого потока. Приоритет по пунктам формулы 24.05.88 по пп.1 (соединения , ) 2 - 4, 9 - 11, 12 (соединения , ), 13 08.12.88 по пп.1 (соединения ,), 5 - 8, 12 (соединения ,). Изобретение относится к процессам очистки промышленных газов от кислых компонентов с использованием абсорбентов на основе алканоламинов. Целью изобретения является увеличение сорбционной активности абсорбента и степени очистки газа. Процесс реализуется следующим образом. Абсорбент содержит активаторы сорбции типов 1(2),Пример 1. Осуществляют три серии испытаний абсорбции СО 2 абсорбирующими жидкостями, состоящими из водных растворов метилдиэтаноламина (сокращенно МДЕА) и активатора полиаминового типа формулыили, в целях сравнения, абсорбирующими жидкостями, состоящими из водных растворов МДЕА без активатора. В каждом испытании промывку газа, содержащего СО 2, осуществляют посредством выбранной абсорбирующей жидкости в колонне, снабженной в головной части одним выходным патрубком для газов, в верхней части колонны - одним входом для жидкостей, в нижней части - одним входом для газов и на дне - одним выходом для жидкостей, при этом внутреннее пространство колонны, заключенное между указанными входами для жидкостей и для газов, снабжено равномерно установленными 12 перфорированными тарелками. 1673 1 Через входной патрубок для газов в колонну нагнетают с расходом 600 нл/ч газ, содержащий объем 40 СО 2 и 60 метана, а через вход для жидкостей указанной колонны вводят выбранную абсорбирующую жидкость с расходом 3 л/ч. Из головной части колонны удаляют газ, обедненный относительно СО 2, а из дна указанной колонны извлекают насыщенную СО 2 абсорбирующую жидкость. Абсолютное давление и температура в головной части колонны соответственно 2,2 бара и 50 С. Газы, входящие в колонну и выходящие из нее, анализируют путем хроматографии в газовой фазе для определения содержания в них СО 2, и на основании этих измерений определяют количество СО 2, абсорбированного абсорбирующей жидкостью. Определяют эффективность абсорбции СО 2 абсорбирующей жидкостью, содержащей активатор, через величину, называемую относительной абсорбцией СО 2, которая представляет собой соотношение молярного процента СО 2, абсорбированного раствором МДЕА, содержащим активатор, к молярному проценту СО 2, абсорбированного раствором МДЕА без активатора. Специфические для каждого из испытаний рабочие условия и полученные результаты приведены в табл.1. Анализ результатов, приведенных в табл.1, показывает, что абсорбирующие жидкости, согласно изобретению, на основе МДЕА и активатора формулыобладают повышенной абсорбционной способностью по отношению к О 2 в сравнении с абсорбирующими жидкостями, содержащими тот же самый третичный алканоламин, но без активатора, причем эту повышенную абсорбционную способность выдерживают и даже увеличивают, когда абсорбирующие жидкости, согласно изобретению, содержат определенное остаточное количество СО 2. Пример 2. Осуществляют три серии испытаний абсорбции СО 2 абсорбирующими жидкостям и, согласно изобретению, состоящими из водных растворов метилдиэтаноламина (сокращенно МДЕА) и активатора типа диамина формулыили, в целях сравнения, абсорбирующими жидкостями, состоящими из водных растворов МДЕА без активатора. При каждом испытании промывают газ, содержащий СО 2, посредством выбранной абсорбирующей жидкости, действуя в колонне, подобной колонне, описанной в примере 1, причем внутреннее пространство колонны, заключенное между входом для жидкостей и входом для газов, снабжено равномерно распределенными 15 перфорированными тарелками. Через вход газов в колонну нагнетают, с расходом 440 нл/ч, газ, содержащий объем 40 СО 2 и 60 метана, а через входы для жидкостей указанной колонны вводят выбранную абсорбирующую жидкость с расходом 3 л/ч. Из головной части колонны удаляют обедненный в отношении СО 2 газ, а из дна указанной колонны извлекают абсорбирующую жидкость, загруженную О 2. Абсолютное давление и температура составляют соответственно 2,2 бара и 40 С. Газы, входящие в колонну и выходящие из нее, анализируют путем хроматографии в газовой фазе для определения содержания СО 2 и, исходя из этих измерений, определяют количество О 2, абсорбированного абсорбирующей жидкостью. Специфические для каждого из испытаний оперативные условия и полученные результаты приведены в табл. 2. Анализ результатов, приведенных в табл. 2, показывает, что абсорбирующие жидкости, согласно изобретению, на основе МДЕА и активатора формулыобладают повышенной абсорбционной способностью по отношению к СО 2 в сравнении с абсорбирующими жидкостями, содержащими тот же самый третичный алканоламин, но без активатора, причем эту повышенную абсорбционную способность заметно выдерживают,когда абсорбирующие жидкости, согласно изобретению, содержат определенное остаточное количество СО 2. Пример 3. Проводят три серии испытаний абсорбции СО 2 абсорбирующими жидкостями, согласно изобретению, состоящими из водных растворов МДЕА и активатора типа диамина формулыили, в целях сравнения, абсорбирующими жидкостями, состоящими из водных растворов МДЕА без активатора. В каждом испытании промывают газ, содержащий СО 2, посредством выбранной абсорбирующей жидкости, действуя в колонне, аналогичной колонне, использованной в примере 1, но снабженной 6 перфорированными тарелками. Через вход для газов в колонну нагнетают, с расходом 600 нл/ч, газ, содержащий объем 40 СО 2 и 60 метана, а через вход для жидкостей указанной колонны вводят выбранную абсорбирующую жидкость с расходом 3 л/ч. Из головной части колонны удаляют газ, обедненный компонентом СО 2, а из дна указанной колонны извлекают абсорбирующую жидкость, насыщенную О 2. Абсолютное давление и температура в головной части колонны составляют соответственно 2,2 бара и 50 С. Газы, входящие в колонну и выходящие из нее, анализируют путем хроматографии в газовой фазе для определения содержания СО 2 и, исходя из этих измерений, определяют количество СО 2, абсорбированного абсорбирующей жидкостью. Специфические для каждого из испытаний рабочие условия и полученные результаты представлены в табл. 3. 1673 1 Анализ результатов по табл. 3 выявляет повышенную абсорбционную способность по отношению к СО 2,представленную абсорбирующими жидкостями, согласно изобретению, на основе МДЕА и активатора формулыпо отношению к абсорбционной способности, которой обладают контрольные абсорбирующие жидкости, содержащие тот же самый третичный алканоламин, но без активатора. Кроме того, вытекает, что эту повышенную абсорбционную способность по отношению к СО 2 заметно выдерживают, когда абсорбирующие жидкости, согласно изобретению, содержат определенное остаточное количество СО 2. Пример 4. Проводят три серии испытаний абсорбции О 2 абсорбирующими жидкостями, согласно изобретению, состоящими из водных растворов метилдиэтаноламина (сокращенно МДЕА) и активатора, а именно этилмоноэтаноламина ЕМЕА формулаили фурфуриламина ФА формула , или, в целях сравнения,абсорбирующими жидкостями, состоящими из водных растворов МДЕА без активатора. В каждом испытании промывают газ, содержащий СО 2, посредством выбранной абсорбирующей жидкости в колонне, аналогичной колонне, использованной в примере 1, но содержащей 9 равномерно распределенных перфорированных тарелок. Через входной патрубок для газов в колонну нагнетают, с расходом 440 нл/ч, газ, содержащий объем 40 О 2 и 60 метана, а через вход для жидкостей указанной колонны вводят выбранную абсорбирующую жидкость с расходом 3 л/ч. Из головной части колонны удаляют обедненный по отношению к О 2 газ, а из дна указанной колонны извлекают абсорбирующую жидкость, загруженную О 2. Абсолютное давление и температура в головной части колонны составляют соответственно 2,2 бара и 40 С. Газы , входящие в колонну и выходящие из нее, анализируют путем хроматографии в газовой фазе для определения содержания СО 2 и, исходя из этих измерений, определяют количество СО 2, абсорбированного абсорбирующей жидкостью. Специфические для каждого из испытаний оперативные условия и полученные результаты приведены в табл. 4. Анализ результатов, приведенных в табл. 4, показывает, что абсорбирующие жидкости, согласно изобретению, на основе МДЕА и активатора формулыилиобладают повышенной абсорбционной способностью по отношению к О 2 в сравнении с абсорбирующими жидкостями, содержащими тот же самый третичный алканоламин, но без активатора, причем эту повышенную абсорбционную способность заметно выдерживают, когда абсорбирующие жидкости, согласно изобретению, содержат определенное остаточное количество СО 2. Пример 5. Проводят три серии испытаний абсорбции СО 2 абсорбирующими жидкостями, согласно изобретению, состоящими из водных растворов МДЕА и активатора формулыили, в целях сравнения, абсорбирующими жидкостями, состоящими из водных растворов МДЕА без активатора. В каждом испытании промывают газ, содержащий СО 2, посредством выбранной абсорбирующей жидкости в колонне, аналогичной колонне, использованной в примере 1, но снабженной 6 перфорированными тарелками. Через входной патрубок газов в колонну нагнетают, с расходом 600 нл/ч, газ, содержащий объем 40 СО 2 и 60 метана, а через вход для жидкостей указанной колонны вводят выбранную абсорбирующую жидкость с расходом 3 л/ч. Из головной части колонны удаляют обедненный по отношению к СО 2 газ, а из дна указанной колонны извлекают абсорбирующую жидкость, загруженную О 2. Абсолютное давление и температура составляют соответственно 2,2 бара и 50 С. Газы, входящие в колонну и выходящие из нее, анализируют путем хроматографии в газовой фазе для определения содержания СО 2 и, исходя из этих измерений, определяют количество СО 2 , абсорбированного абсорбирующей жидкостью. Специфические для каждого из испытаний оперативные условия и полученные результаты представлены в табл.5. Анализ результатов, приведенных в табл. 5, выявляет, что имеется повышенная абсорбционная способность по отношению к СО 2, представленная абсорбирующими жидкостями, согласно изобретению, на основе МДЕА и активатора формулыпо отношению к способности, которой обладают контрольные абсорбирующие жидкости, содержащие тот же самый третичный алканоламин, но без активатора. Кроме того, оказывается, что эта повышенная абсорбционная способность по отношению к О 2 заметно выдерживает, когда абсорбирующие жидкости, согласно изобретению, содержат определенное остаточное количество СО 2. Пример 6. Проводят три серии испытаний абсорбции О 2 абсорбирующими жидкостями, согласно изобретению, состоящими из водных растворов МДЕА и активатора, состоящего из аминоэтилпиперазина соединение формулыили, в целях сравнения, абсорбирующими жидкостями, состоящими из водных растворов МДЕА без активатора. В каждом испытании промывают газ, содержащий СО 2, посредством выбранной абсорбирующей жидкости, действуя в колонне, аналогичной колонне, использованной в примере 1, но снабженной 12 перфорированными тарелками. 5 1673 1 Через входной патрубок для газов в колонну нагнетают, с расходом 440 нл/ч, газ, содержащий объем 40 СО 2 и 60 метана, а через вход для жидкостей указанной колонны вводят выбранную абсорбирующую жидкость с расходом 3 л/ч. Из головной части колонны удаляют обедненный относительно СО 2 газ, а из дна указанной колонны извлекают абсорбирующую жидкость, загруженную СО 2. Абсолютное давление и температура в головной части колонны составляют соответственно 2,2 бара и 40 С. Газы, входящие в колонну и выходящие из нее, анализируют путем хроматографии в газовой фазе для определения содержания СО 2 и, исходя из этих намерений, определяют количество О 2, абсорбированного абсорбирующей жидкостью. Специфические для каждого из испытаний оперативные условия и полученные результаты представлены в табл. 6. Анализ результатов, приведенных в табл.6, выявляет повышенную абсорбционную способность по отношению к 2, представленную абсорбирующими жидкостями, согласно изобретению, на основе МДЕА и активатора формулыпо отношению к способности, которой обладают контрольные абсорбирующие жидкости, содержащие тот же самый третичный алканоламин, но без активатора. Кроме того, выявляется, что эту повышенную абсорбционную способность заметно выдерживают, когда абсорбирующие жидкости, согласно изобретению, содержат определенное остаточное количество О 2. Таблица 1 Состав водной абсорбирующей жидкости МДЕА, моль ДРТА ТЕТА ТЕРА ДЕТА ДРТА ТЕТА ТЕРА ДЕТА ДРТА ТЕТА ТЕРА ДЕТА Относительная абсорбция СО 2 1 2,1 2,2 2,3 2,3 1 2,2 2,2 2,4 2,4 1 2,5 2,4 2,7 2,7 Таблица 2 Состав водной абсорбирующей жидкости МДЕА, моль АЕЕА НМДА АЕЕА НМДА АЕЕА НМДА Относительная абсорбция СО 2 1 1,8 1,7 1 1,7 1,5 1 1,65 1,45 1673 1 Таблица 3 Состав водной абсорбирующей жидкости МДЕА, моль ДМАРА ДАСН ДМАРА ДАСН ДМАРА ДАСН Относительная абсорбция СО 2 1 2 2,1 1 1,9 2,1 1 1,9 2 Таблица 4 Состав водной абсорбирующей жидкости МДЕА, моль ЕМЕА ФА ЕМЕА ФА ЕМЕА ФА Относительная абсорбция СО 2 1 1,95 1,85 1 1,90 1,75 1 1,85 1,70 Таблица 5 Состав водной абсорбирующей жидкости МДЕА, моль МОРА АЕРД МОРА АЕРД МОРА АЕРД Относительная абсорбция СО 2 1,0 1,95 1,9 1 1,85 1,8 1 1,8 1,7 1673 1 Таблица 6 Состав водной абсорбирующей жидкости МДЕА, моль оставитель А.Ф. Фильченкова Редактор В.Н. Позняк Корректоры А.М. Бычко, С.А. Тикач Заказ 4957 Тираж 20 экз. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 8 Относительная абсорбция СО 2 1 2,2 1 2,1 1 2,1