×
10.02.2015
216.013.259d

ПРОМЫВНОЙ РАСТВОР ДЛЯ МОКРОЙ ОЧИСТКИ ГАЗОВ, СОДЕРЖАЩИЙ АМИНЫ В ВОДНОМ РАСТВОРЕ АММИАКА И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002541082
Дата охранного документа
10.02.2015
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способу, в котором используют сочетание растворителей для мокрой очистки промышленных газов, чтобы разделять кислотные газы, в частности, включающие диоксид углерода и сероводород. Сочетание растворителей состоит из раствора аминов в воде, причем указанный раствор содержит аммиак для улучшения поглощения СO. Группа первичных и вторичных аминов включает все типы аминов, имеющих один или два заместителя. Особенно подходящими компонентами предлагаемого сочетания растворителей являются пиперазин и производные пиперазина. Изобретение обеспечивает усовершенствованное сочетание растворителей, поглощающих значительно большее количество кислых газов из промышленных отходов. 2 н. и 11 з.п. ф-лы.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к промывному раствору для отделения кислых газов от промышленных газов и от топочных газов с помощью водных растворов аммиака и добавления аминов, растворяемых в них. Предпочтительные отделяемые кислые газы представляют собой сероводород, диоксид углерода, цианистый водород и оксиды серы (SOx). Промышленные газы, часто требующие разделения, которые могут быть обработаны способом согласно изобретению, представляют собой коксовый газ, синтез-газ, природный газ, моноксид углерода и водород. Мокрую очистку газа согласно изобретению выполняют в устройствах согласно известному уровню техники.

Извлечение кислых газов из промышленных газов представляет собой способ, часто применяемый в промышленности. Примеры газов, подвергаемых этому процессу, включают синтез-газ и коксовые газы. Часто, для повторного использования таких газов, из них необходимо удалить содержащиеся в них кислые газы, ухудшающие их свойства. В промышленности для удаления кислых газов часто применяют водные растворы органических оснований, например, алканоламинов. При растворении кислых газов, из основания и кислых газовых компонентов образуются ионные продукты реакции. Регенерация поглотителя может быть выполнена при нагревании или снижении давления; при этом ионные продукты вновь превращаются в кислые газы, а кислые газы, при необходимости, извлекают водяным паром. После проведения регенерации поглотитель может быть использован повторно.

При поглощении сульфида водорода из промышленных газов одновременно частично поглощается диоксид углерода, который также часто содержится в промышленных газах. Однако поглощаемое количество этого газа значительно меньше, чем количество поглощаемого сульфида водорода. Причина этого обычно состоит в плохом массопереносе диоксида углерода в промывной раствор. При проведении мокрой очистки газов, диоксид углерода реагирует с образованием гидрокарбоната, который удерживается в ионной форме в промывном растворе по завершении реакции. Низкая скорость превращения диоксида углерода в ионную форму обуславливает более низкое содержание диоксида углерода по сравнению с количеством сульфида водорода.

Однако при мокрой очистке с извлечением кислого газа, в целях использования меньшего количества единиц оборудования, желательно значительно повысить количество поглощенного диоксида углерода. Это позволило бы значительно увеличить часть кислых газов, извлекаемых из промышленных газов мокрой очисткой в течение одной технологической операции.

В DE 102004011429 А1 описан способ поглощения кислых газов. Описан способ извлечения диоксида углерода из газового потока при очень низком парциальном давлении диоксида углерода, в котором газовый поток приводят в контакт с жидким поглотителем, который содержит водный раствор аминного соединения, в молекуле которого находятся по меньшей мере две третичные аминогруппы, и активатор, выбираемый из первичных и вторичных аминов. Однако характеристики реакций поглощения позволяют сделать вывод о необходимости дальнейшего повышения поглощаемого количества кислых газов и, в частности, диоксида углерода, по отношению к количеству используемого растворителя.

В GB 1464439 А описан способ удаления кислых газовых компонентов из промышленных газов и, в частности, из коксового газа, синтез-газа или природного газа. Кислые газы поглощают посредством раствора алканоламина, циркулирующего по замкнутому контуру; при этом растворитель поглощает кислотный газ и затем выделяет его на следующей стадии цикла, например, при нагревании. В документе описано разложение поглощенного растворителя с образованием термически стабильных тиоцианатов. Для стабилизации процесса в растворитель добавляют аммиак или соли аммония, которые реагируют с образующимися тиоцианатами, во время обратного превращения газовых компонентов. Добавление аммиака в раствор, содержащий амин, для улучшения поглощения кислых газов, в частности CO2, в этом документе не описано.

Применяемый растворитель должен быть максимально стабильным, в частности стойким к воздействию кислорода, а также, что немаловажно, максимально экономичным. Потери растворителя происходят при разложении аминов при взаимодействии с кислородом, содержащимся в топочных газах, или с оксидами серы или оксидами азота, содержащимся в топочном газе. Многие промывные агенты на основе аминов, имеют высокую рыночную стоимость, и поэтому потери растворителя увеличивают эксплуатационные расходы. Желательно также, чтобы применяемый растворитель требовал минимальное количество единиц массообменного оборудования, в частности, в колонне мокрой очистки.

Таким образом, задача изобретения состоит в обеспечении усовершенствованного растворителя или усовершенствованного сочетания растворителей, поглощающего значительно большее количество кислых газов из промышленных газов. Промышленные газы, которые часто нуждаются в обработке, и обработка которых может быть осуществлена согласно изобретению, включают коксовый газ, синтез-газ, природный газ, низшие алканы и алкены и водород. Стоимость усовершенствованного растворителя должна быть минимально возможной, и он должен быть стабилен в условиях эксплуатации. Для обеспечения длительного периода эксплуатации в скруббере для очистки газов, компоненты, содержащиеся в сочетании растворителей, должны быть стойкими к воздействию кислорода. Кроме того, сочетание растворителей согласно изобретению должно в значительной степени улучшить массоперенос извлекаемого диоксида углерода. Количество добавляемого для восполнения растворителя дорогостоящего аминного компонента должно быть небольшим, и для осуществления массопереноса должно быть использовано небольшое количество устройств.

Задача изобретения может быть решена применением сочетания растворителей из амина и водного раствора аммиака, где, в частности, применяемый амин представляет собой первичный амин или вторичный амин. В частности, в качестве аминного компонента подходит пиперазин. Эта аминная добавка значительно улучшает поглощение диоксида углерода даже при атмосферном давлении, и такая мокрая очистка пригодна, в частности, для удаления диоксида углерода из топочных газов. Применение аммиака в качестве основного компонента для связывания диоксида углерода в значительной степени улучшает массоперенос этого газа и снижает эксплуатационные затраты.

В качестве аминной добавки могут быть применены не только первичные амины, но и вторичные или циклические амины. В некоторых случаях также применимы третичные амины. В общем, аминный компонент растворов для мокрой очистки газов также называется активатором. В частности, пиперазин является предпочтительным в качестве активатора. Однако также возможно применение алкиламинов, диалкиламинов или диариламинов. Аммиак, содержащийся в растворителе, повышает поглощающую способность растворителя по диоксиду углерода по сравнению с поглощающей способностью растворов чистых аминов; то есть удаление диоксида углерода может быть выполнено при более низких объемах рециркуляции и таким образом соответственно с меньшими затратами энергии на регенерацию. Кроме того, в этом случае требуется меньшее количество добавляемого свежего растворителя и меньшее количество единиц оборудования, требуемых для обмена растворителя.

В частности, изобретение относится к промывному раствору для десульфуризации кислых газов из промышленных газов, причем газовый поток приводят в контакт с жидким поглотителем в подходящем устройстве для мокрой очистки, жидкий поглотитель представляет собой водный раствор, содержащий аммиак и по меньшей мере один амин, и молекула амина не содержит гидроксиалкильных заместителей. Изобретение также относится к применению промывного раствора в способе мокрой очистки газа для поглощения кислых газов, в частности диоксида углерода, из промышленных газов.

Амин может представлять собой первичный или вторичный амин. В некоторых случаях также возможно применение третичных аминов. Амин может иметь заместители любого типа. Первичный амин может иметь общую формулу H2N-Ra, где Ra выбран из алкильных групп, арильных групп или арилалкильных групп. Примеры подходящих первичных аминов включают: н-пропиламин, изопропиламин или фениламин. Для более простой технической реализации способа мокрой очистки газа температура кипения первичного амина предпочтительно должна превышать обычную температуру.

Вторичный амин также может представлять собой вторичный амин любого типа. Вторичный амин может иметь заместители любого типа. Амин может, например, иметь общую формулу Ra-N(H)-Rb, где Ra и Rb независимо выбраны из алкильных групп, арильных групп или арилалкильных групп. Примеры подходящих вторичных аминов включают диэтиламин, ди-н-пропиламин или дифениламин. Для более простой технической реализации способа мокрой очистки газа температура кипения вторичного амина предпочтительно должна превышать обычную температуру.

В некоторых случаях для мокрой очистки газа особенно подходят бифункциональные амины. Примеры таких аминов включают амины, имеющие структурную формулу RaRb-N-X-N-Ra'Rb', где Ra, Rb, Ra' и Rb' независимо выбраны из алкильных групп, арильных групп или арилалкильных групп, и Х представляет собой алкиленовые или арилалкиленовые группы.

Особенно подходящими являются амины, выбранные из пятичленных или шестичленных гетероциклических соединений, содержащих в кольце одну NH группу. Предпочтительными гетероциклическими соединениями являются пиперазин или производные пиперазина. Примеры подходящих производных пиперазина включают 2-метилпиперазин, N-метилпиперазин, пиперидин или морфолин. В действительности, однако, почти все производные пиперазина, растворимые в воде и имеющие приемлемую стоимость, пригодны для применения в качестве аминов для извлечения. Присутствующие в растворе амины значительно повышают скорость поглощения и, следовательно, поглощающую способность водного раствора аммиака по диоксиду углерода, при определенном коэффициенте массопереноса.

Способы получения промышленных газов, которые могут быть очищены способом мокрой очистки согласно изобретению, включают, например, газификацию угля, реформинг с использованием водяного пара, получение коксового газа, переработку нефтезаводских газов и получение природного газа. Тем не менее, способы, в принципе, могут включать способы любого типа, при условии, что получаемые газы изначально содержат кислый газ и, в частности, диоксид углерода. Предлагаемое сочетание растворителей особенно пригодно для удаления CO2 из топочных газов. Другое особенно подходящее применение сочетания растворителей согласно изобретению представляет собой очистку коксового газа. В частности, отделяемые кислые газы представляют собой сульфид водорода, диоксид углерода, цианистый водород, меркаптаны, карбонилсульфид (COS), оксиды серы (SOx) или смесь таких газов. Получаемый газ также может содержать оксиды азота. Сочетание растворителей согласно изобретению нечувствительно к воздействию оксидов азота и кислорода и, таким образом, имеет большой срок службы.

Концентрация амина в поглощающем растворе составляет от 0,001 до 50% масс. Особенно подходящие концентрации амина составляют 0,1 до 20% масс. Концентрация аммиака в применяемом растворе составляет от 0,1 до 32% масс. Особенно подходящие концентрации аммиака составляют от 10 до 25% масс. Концентрации компонентов, составляющих растворитель, зависят от применяемых температуры и давления.

Водный раствор аммиака непосредственно добавляют в амин, получая раствор, подходящий для поглощения. В зависимости от значения рН, аммиак может быть также добавлен в виде соли аммония. Подходящей солью аммония является, например, карбонат аммония.

Для осуществления способа мокрой очистки газа подходят все устройства, пригодные для проведения мокрой очистки газа. Устройства, подходящие для осуществления способа согласно изобретению включают по меньшей мере одну колонну для мокрой очистки газа. В качестве колонн для мокрой очистки газа применяют, например, колонны с упорядоченными/неупорядоченными насадками, тарельчатые колонны и другие абсорберы, например мембранные контактные фильтры, центробежные скрубберы, распылительные скрубберы или скрубберы Вентури. Кроме указанных, возможно применение устройств, подходящих для регенерации промывного раствора посредством удаления диоксида углерода, содержащегося в промывном растворе. Такие устройства включают, например, подогреватели, расширительные емкости, отпарные колоны, испарители, конденсаторы или реабсорберы.

Способ осуществляют в условиях, обычно применяемых для проведения способов мокрой очистки газов. Предпочтительные условия для извлечения диоксида углерода из топочных газов включают температуру от 20°С до 100°С и давление от 5·104 Па до 107 Па (от 0,5 бар до 100 бар). Предпочтительные условия для регенерации промывного раствора включают температуру от 80°С до 200°С и давление от 104 Па до 2·106 Па (от 0,1 бар до 20 бар). В зависимости от конкретных требований, применяемые температуры могут быть более низкими, или прилагаемые давления могут быть более высокими.

Преимущество изобретения состоит в том, что оно обеспечивает высокую поглощающую способность по кислым газам и, в частности, диоксиду углерода. Сочетание растворителей согласно изобретению имеет низкую стоимость и его удобно применять. Более высокая поглощающая способность по диоксиду углерода позволяет значительно повысить поглощаемое количество кислого газа при значительном снижении количества рециркулируемого растворителя. Стабильность/нечувствительность сочетания растворителей согласно изобретению к воздействию кислорода и оксидов азота позволяет повысить срок его службы в способах мокрой очистки газа, что, в свою очередь, позволяет добавлять меньшие количества свежего растворителя и применять меньшее количество устройств для регенерации растворителя.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 19.
20.10.2014
№216.013.00bf

Способ уменьшения потерь олефинов при удалении диоксида углерода из потока олефинов после реакции дегидрирования

Изобретение относится к способу проведения реакций дегидрирования с последующей абсорбционной очисткой газов, при этом за абсорбционной очисткой газов следует стадия снятия давления в резервуаре мгновенного испарения при высоком давлении, который снабжен массообменными элементами, причем эту...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531583
Дата охранного документа: 20.10.2014
27.12.2014
№216.013.13df

Способ и установка для удаления воды из природного газа или промышленных газов с использованием физических растворителей

Изобретение относится к способу сушки природного газа или промышленного газа, содержащего кислые газообразные компоненты, в котором после сушки газа осуществляют удаление кислых газообразных компонентов из осушенного газа. Один и тот же физический растворитель используют для обеих стадий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536511
Дата охранного документа: 27.12.2014
27.12.2014
№216.013.13e1

Способ осушки природного газа путем совместного охлаждения растворителя и природного газа

Изобретение относится к способу осушки газов. Способ включает пропускание газа через две или более камеры охлаждения, соединенные последовательно, причем в каждую из камер подают поток растворителя, который удаляет воду из газа, далее подают смешанный поток, состоящий из газа и растворителя, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536513
Дата охранного документа: 27.12.2014
27.03.2015
№216.013.35dd

Способ и устройство для обработки обогащенного диоксидом углерода кислого газа в процессе клауса

Группа изобретений относится к способу обработки обогащенного диоксидом углерода кислого газа в процессе Клауса, с помощью которого промышленные газы очищают от нежелательных соединений серы, в котором серусодержащие компоненты удаляют с помощью селективного поглощающего растворителя в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545273
Дата охранного документа: 27.03.2015
10.06.2015
№216.013.5483

Способ объединенной газификации остатков жидкого и твердого топлива

Изобретение относится к способу получения синтез-газа путем совместной газификации в потоке твердого и жидкого топлива, содержащих золу. Причем указанное топливо подают отдельно в реактор газификации угля через несколько горелок, при этом горелки имеют концентрический угол горения более 0°, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553156
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.06.2015
№216.013.54ed

Получение оптически чистого пропан-1,2-диола

Изобретение относится к способу оптически чистого пропан-1,2-диола, который используется в косметической продукции, в качестве пищевой добавки, а также в качестве носителя и раствора-носителя для красителей, антиоксидантов и эмульгаторов. Способ включает следующие этапы: a. гидрирование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553262
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.07.2015
№216.013.5f95

Способ и устройство для дегидрирования алканов с выравниванием состава продукта

Изобретение относится к способу дегидрирования алканов с выравниванием состава продукта. При этом газообразный поток вещества, содержащий алканы, пропускают в непрерывном режиме через слой катализатора, расположенный в от двух до 10 соединенных последовательно реакторах адиабатического,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556010
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.08.2015
№216.013.69a2

Способ изготовления отдельных уплотненных элементов, пригодных для камеры коксования

Изобретение относится к обработке угля и его подготовке к коксованию. Способ получения отдельных уплотненных элементов для коксования включает операции прессования и уплотнения угля при помощи соответствующего прессового устройства в один или более угольных уплотненных элементов. При этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558595
Дата охранного документа: 10.08.2015
27.11.2015
№216.013.9376

Устройство и способ для производства мелкозернистого топлива из твердого или пастообразного энергетического сырья при помощи высушивания и измельчения

Устройство для производства мелкозернистого топлива из твердого или пастообразного энергетического сырья при помощи высушивания, содержащее ударный реактор с ротором и ударными элементами, причем указанный ударный реактор является термостойким вплоть до 350°С, устройство подачи горячего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569369
Дата охранного документа: 27.11.2015
10.12.2015
№216.013.994e

Система распределения воды в реакторе газификации

Изобретение относится к системе распределения воды и способу распределения воды в реакторе газификации для осуществления процесса шлакообразования в потоке, в котором вырабатываемый синтез-газ во время реакции газификации течет вниз. Система распределения воды в реакторе газификации для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570866
Дата охранного документа: 10.12.2015
Показаны записи 1-10 из 21.
20.10.2014
№216.013.00bf

Способ уменьшения потерь олефинов при удалении диоксида углерода из потока олефинов после реакции дегидрирования

Изобретение относится к способу проведения реакций дегидрирования с последующей абсорбционной очисткой газов, при этом за абсорбционной очисткой газов следует стадия снятия давления в резервуаре мгновенного испарения при высоком давлении, который снабжен массообменными элементами, причем эту...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531583
Дата охранного документа: 20.10.2014
27.12.2014
№216.013.13df

Способ и установка для удаления воды из природного газа или промышленных газов с использованием физических растворителей

Изобретение относится к способу сушки природного газа или промышленного газа, содержащего кислые газообразные компоненты, в котором после сушки газа осуществляют удаление кислых газообразных компонентов из осушенного газа. Один и тот же физический растворитель используют для обеих стадий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536511
Дата охранного документа: 27.12.2014
27.12.2014
№216.013.13e1

Способ осушки природного газа путем совместного охлаждения растворителя и природного газа

Изобретение относится к способу осушки газов. Способ включает пропускание газа через две или более камеры охлаждения, соединенные последовательно, причем в каждую из камер подают поток растворителя, который удаляет воду из газа, далее подают смешанный поток, состоящий из газа и растворителя, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536513
Дата охранного документа: 27.12.2014
27.03.2015
№216.013.35dd

Способ и устройство для обработки обогащенного диоксидом углерода кислого газа в процессе клауса

Группа изобретений относится к способу обработки обогащенного диоксидом углерода кислого газа в процессе Клауса, с помощью которого промышленные газы очищают от нежелательных соединений серы, в котором серусодержащие компоненты удаляют с помощью селективного поглощающего растворителя в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545273
Дата охранного документа: 27.03.2015
10.06.2015
№216.013.5483

Способ объединенной газификации остатков жидкого и твердого топлива

Изобретение относится к способу получения синтез-газа путем совместной газификации в потоке твердого и жидкого топлива, содержащих золу. Причем указанное топливо подают отдельно в реактор газификации угля через несколько горелок, при этом горелки имеют концентрический угол горения более 0°, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553156
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.06.2015
№216.013.54ed

Получение оптически чистого пропан-1,2-диола

Изобретение относится к способу оптически чистого пропан-1,2-диола, который используется в косметической продукции, в качестве пищевой добавки, а также в качестве носителя и раствора-носителя для красителей, антиоксидантов и эмульгаторов. Способ включает следующие этапы: a. гидрирование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553262
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.07.2015
№216.013.5f95

Способ и устройство для дегидрирования алканов с выравниванием состава продукта

Изобретение относится к способу дегидрирования алканов с выравниванием состава продукта. При этом газообразный поток вещества, содержащий алканы, пропускают в непрерывном режиме через слой катализатора, расположенный в от двух до 10 соединенных последовательно реакторах адиабатического,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556010
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.08.2015
№216.013.69a2

Способ изготовления отдельных уплотненных элементов, пригодных для камеры коксования

Изобретение относится к обработке угля и его подготовке к коксованию. Способ получения отдельных уплотненных элементов для коксования включает операции прессования и уплотнения угля при помощи соответствующего прессового устройства в один или более угольных уплотненных элементов. При этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558595
Дата охранного документа: 10.08.2015
20.10.2015
№216.013.8331

Устройство и способ для регулирования давления в камерах коксования в батарее коксовых печей посредством регулируемых диафрагм в выпускных отверстиях колен стояков, ведущих в коллектор неочищенного газа

Изобретение относится к способу и устройству для регулирования давления в камерах коксования в батарее коксовых печей. Устройство содержит батарею коксовых печей, состоящую из камер коксования, которые могут быть герметизированы и оснащены стояком, соединенным через колено с коллектором...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002565188
Дата охранного документа: 20.10.2015
27.11.2015
№216.013.9376

Устройство и способ для производства мелкозернистого топлива из твердого или пастообразного энергетического сырья при помощи высушивания и измельчения

Устройство для производства мелкозернистого топлива из твердого или пастообразного энергетического сырья при помощи высушивания, содержащее ударный реактор с ротором и ударными элементами, причем указанный ударный реактор является термостойким вплоть до 350°С, устройство подачи горячего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569369
Дата охранного документа: 27.11.2015
+ добавить свой РИД