Патент на изобретение №2359739
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СРЕДСТВА ДЛЯ СЕЛЕКТИВНОГО УДАЛЕНИЯ СЕРОВОДОРОДА И МЕРКАПТАНОВ ИЗ ГАЗОВ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области очистки газов от сероводорода и меркаптанов и может быть использовано для получения средства для селективного удаления сероводорода и меркаптанов из газов. Для этого смешивают моноэтаноламин и формальдегид или параформ, взятые в мольном отношении 1:2, полученную смесь подвергают воздействию ультразвука в интервале частот 21,5-22,0 кГц в течение 0,5-1,0 ч при температуре 20-100°С. Полученное средство характеризуется высокой абсорбционной емкостью и селективностью по сероводороду и меркаптанам. При использовании данного средства увеличивается производительность очистки. 1 табл.
Изобретение относится к области очистки газов от сероводорода и меркаптанов, а именно к способу получения средства для селективного удаления сероводорода и меркаптанов из газов. Известны способы получения жидких поглотителей для очистки газов от сероводорода [Гудков С.Ф. И др. Технический прогресс в области очистки природного и сжиженных углеводородных газов от сероорганических соединений. – М.: ВНИИЭгазпром, 1975, обзорная информация], заключающиеся в том, что нейтрализующий реагент сероводорода получают путем простого смешивания аминосоединения и воды, в частности моноэтаноламина (МЭА) и воды, в следующих соотношениях, мас. %:
Этот способ получения поглотителя обеспечивает достаточную глубину очистки газа от сероводорода (остаточное содержание H2S в очищенном газе – 5.72 мг/м3), однако ему присущи и серьезные недостатки: неселективность по отношению к другим кислым газам (CO2, SO2 и т.д.), образование трудноудаляемых побочных продуктов взаимодействия H2S и МЭА. В меньшей степени указанные недостатки присущи поглотительным растворам, получаемым на основе смешения третичных аминов и воды [Hydrocarbon Process, 1981, Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ получения поглотительного раствора химическим взаимодействием формальдегида и моноэтаноламина, приводящий к 1-гидрокси-2-(1,3-оксазетидин-3-ил)этану (далее ГОАДЭ) [Патент РФ Получают ГОАДЭ взаимодействием формальдегида и моноэтаноламина при температуре 0-40°С в течение 20-24 часов в присутствии катализатора. Полученный 70%-ный водный раствор ГОАДЭ используют для очистки газов от сероводорода и меркаптанов. Достоинство описанного поглотительного состава по сравнению с аналогичными на основе МЭА или третичных аминов – высокая селективность по отношению к сероводороду и меркаптанам. Основными недостатками описанного поглотительного состава являются невысокая емкость по Н2S и меркаптанам (150 мг H2S на 1 г средства), а также длительность процесса получения ГОАДЭ (20-24 ч). Задачей настоящего изобретения являются упрощение способа получения нейтрализатора и повышение его абсорбционной емкости по H2S. Это достигается тем, что в качестве нейтрализатора сероводорода используется средство, полученное ультразвуковым (УЗ) воздействием на смесь формальдегида или параформа и моноэтаноламина (70%-ный водный раствор) в присутствии катализатора в количестве 0.01 мас.%, в течение 0.5-1.0 часа. В результате реакции образуется 1-гидрокси-2-(1,3-оксазетидин-3-ил)этан с более высокими выходами (~99%), чем в известном способе. В качестве источника ультразвука использовали ультразвуковые диспергаторы УЗДН-А и УЗДН-2Т. Процесс проводят в интервале частот УЗ 21.5-22 КГц и температуре 20-100°С. Полученный водный раствор средства используют без дальнейшей обработки. Процесс очистки газов от сероводорода и меркаптанов проводится путем барботирования очищаемого газа через 70%-ный водный раствор полученного средства [1-гидрокси-2-(1,3-оксазетидин-3-ил)этана] при температурах 0-100°С, атмосферном или повышенном давлениях, скорости подачи газа 20-200 ч-1. В результате процесса очистки газов достигается снижение концентрации H2S до 0.5-1.5 мг/м3, снижение коцентрации меркаптанов до величины не выше 2 мг/м3, при этом концентрация углекислого газа не снижается. Эффективность заявляемого способа для приготовления средства нейтрализации сероводорода и меркаптанов из газов иллюстрируется примерами 1, 2, 3. ПРИМЕР 1. Средство для нейтрализации сероводорода и меркаптанов в газах готовили в термостатированном (20°С) стеклянном реакторе смешиванием моноэтаноламина и формальдегида (37%-ный водный раствор) в соотношении 1 моль: 2 моль в присутствии NaOH (0.01 моль) и последующим ультразвуковым воздействием в интервале частот 21,5-22 кГц на эту смесь в течении 30 минут. Полученный поглотительный раствор в количестве 100 мл помещали в стеклянный абсорбер и через него пропускали газ, содержащий, об.%:
На выходе из абсорбера контролировали состав газа. Содержание углеводородов и углекислого газа определяли хроматографически; содержание Н2S определяли с помощью газоанализатора «РИКЭН КЭЙКИ» с точностью до 0.5 мг/м3. Объем пропущенного газа 479.6 л, содержание сероводорода в данном объеме 24.0 л (35.1 г). Состав газа после очистки:
ПРИМЕР 2. Поглотительный раствор готовили в термостатированном (20°С) стеклянном реакторе смешением моноэтаноламина и параформа в соотношении 1 моль: 2 моль (70%-ный водный раствор) в присутствии NaOH (0.01%) и последующим ультразвуковым воздействием в интервале частот 21,5-22 кГц на эту смесь в течении 1 часа. Полученный раствор использовали для очистки углеводородного газа от сероводорода аналогично примеру 1. Остаточное количество сероводорода составляло 1.5 мг/м3. ПРИМЕР 3. Средство, полученное согласно примеров 1 и 2, использовали для очистки природного газа. Результаты приведены в таблице.
Условия проведения экспериментов по удалению сероводорода и меркаптанов: атмосферное давление, комнатная температура (20°С), время обработки 0.2 ч, 70%-ный водный раствор средства. Как видно из представленных примеров, заявляемый способ приготовления поглотительных растворов обеспечивает высокую абсорбционную емкость (350 мг Н2S на 1 г средства), а также высокую степень очистки газов от H2S и меркаптанов, оставаясь инертным по отношению к углекислому газу.
Формула изобретения
Способ получения средства для селективного удаления сероводорода и меркаптанов из газов, отличающийся тем, что смешивают моноэтаноламин, формальдегид или параформ, взятые в мольном отношении 1:2, полученную смесь подвергают воздействию ультразвука в интервале частот 21,5-22,0 кГц в течение 0,5-1,0 ч при температуре 20-100°С.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6, р.55], т.к. третичным аминам несвойственны реакции химического взаимодействия с H2S. В этом случае селективность по сероводороду не достигается, т.к. комплексообразующие свойства третичных аминов для H2S и для СО2 близки.