Способ очистки вентвыбросов от низкомолекулярных меркаптанов

 

Использование: в химической, нефтехимической , бумажной и др. отраслях промышленности . Сущность изобретения: с целью сохранения высокой степени очистки при длительном использовании катализатора , в качестве катализатора используют производные фталоцианина кобальта, нанесенные в количестве 0,012-0,034 мас.% на алюминат кальция, В качестве производных фталоцианина кобальта используют соединения, выбранные из группы: дисульфофталоцианин кобальта глицинфотосульфамоилфталоцианин кобальта, N-бензилглицинсульфамоилфтало цианин кобальта. 1 з,п.ф-лы, 1 табл.

союз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5()5 В 01 О 53/34

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР

{ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4913238/26 (22) 21.02.91 (46) 15.03.93.Бюл,¹ 10 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт углеводородного сырья (72) А.M,Ìàçãàðoâ, А,Ф.Вильданов, В.А.Фомин, Т.И.Комлева, С.А.Борисенкова, И.В,Саблукова, Е.П.Денисова, Е.А.Лукьянец, О.Л.Калия, В.M.Äåðêà÷åaà, Ю.М .Голуб, Е.З, Голосман, И.Г.Л исаченко и М.В. Крякунов (56) Патент Японии N 63-175180, кл. С 01 B

17/20, опубл. 1988. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВЕНТВЫБРОСОВ ОТ

НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ МЕРКАПТАНОВ

Изобретение относится к области,адсорбционно-каталитической очистки вентвыбросов от низкоколекуля рных меркаптанов и может быть использовано в химической, нефтехимической, бумажной и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является сохранение высокой степени очистки вентвыбросов от меркаптанов при длительном использовании гетерогенного фталоцианинового катализатора, Согласно изобретения. поставленная цель достигается описанным способом очистки вентвыбросов от меркаптанов путем пропускания их через гетерогенной фталоцианиновый катализатор, в котором в качестве последнего используют производные фталоцианина кобальта, нанесенные на Ж 1801559А1 (57) Использование: в химической, нефтехимической, бумажной и др. отраслях промышленности. Сущность изобретения: с целью сохранения высокой степени очистки при длительном использовании катализатора, в качестве катализатора используют производные фталоцианина кобальта, нанесенные в количестве 0,012-0,034 мас. на алюминат кальция. В качестве производных фталоцианина кобальта используют соединения, выбранные из группы: дисульфофталоцианин кобальта глицинфотосульфамоилфталоцианин кобальта, N-бензилглицинсульфамоилфталоцианин кобальта. 1 з,п.ф-лы, 1 табл. алюминат кальция в количестве от 0,012 до ©

0,034% масс. О

При этом в качестве производных фталоцианина кобальта используют дисуль- (Я фофталоцианин кобальта (ДСФК), (Л глицинфотосульфамоилфталоцианин ко- . 0 бальта (ГФСФК) и N-бензилглицинсульфамоилфталоцианин кобальта (БГСФК).

ГФСФК вЂ” условное наименование татрабис-3 (N-n-oxc geevnrnuqus (cynьфамоил)1 фталоцианина кобальта.

Отличительными признаками предлагаемого способа являются использование в качестве катализатора производных фталоцианина кобальта, нанесенных на алюминат кальция в количестве от 0,012 до 0,034 мас.% и использование указанных выше производных кобальта.

1801559

Предлагаемые к использованию перечисленные выше производные фталоцианина кобальта являются наиболее активными в реакциях окисления низкомолекулярных меркаптанов кислородом воздуха и поэтому их применение в указанных катализаторах требует минимального содержания, что по55

Указанные отличительные признаки предлагаемого способа определяют его существенные отличия в сравнении с известными способами аналогичного назначения, так как применение алюмината кальция с нанесенными производными фталоцианина кобальта в качестве гетерогенного катализатора для процессов очистки вентвыбросов от меркаптанов в литературе не описано и позволяет сохранить высокую степень очистки вентвыбросов от меркаптанов при длительном использовании гетерогенного фталоцианинового катализатора.

Предлагаемое содержание производных фталоцианина кобальта на алюминате кальция является необходимым и достаточным, так как при содержании ниже 0,012 мас, не достигается требуемая степень очистки вентвыбросов от меркаптанов при длительном использовании катализатора 20 (свыше 15 ч) на уровне прототипа (опыт 4), а увеличение содержания выше 0,034 мас. не приводит к более высокой степени очистки вентвыбросов от меркаптанов при длительном использовании катализатора (свыше 15 ч) в сравнении с катализаторами, содержащими производные фталоцианина кобальта в количестве от 0,012 до 0,034 мас j, (опыт 5).

Предлагаемый к использованию в каче- 30 стве компонента катализатора алюминат кальция относится к группе синтетических цементов, характеризуется высокой механической прочностью (300-500 кг/см ) и уаз2 витой поверхностью (100-200 м /r). 35

Благодаря наличию в составе алюмината кальция окислов кальция (11,00 ), он является неорганическим основанием с необходимой силой основности по отношению к меркаптанам в реакции их окисления кисло- 40 родом воздуха в присутствии фталоцианина кобальта. В то же время алюминат кальция, как неорганическое основание, не вступает в реакцию с диоксидом углерода при очистке вентвыбросов, Указанные положитель- 45 ные свойства алюмината кальция при его использовании в составе гетерогенного .фталоцианинового катализатора для очистки вентвыбросов от меркаптанов позволяет обеспечить и сохранить высокую степень 50 очистки при длительном использовании указанного катализатора, зволяет снизить затраты на катализатор и процесс в целом.

Предлагаемый способ апробирован в лабораторных условиях на примерах очистки воздуха от метил- и этилмеркаптана, моделирующим вентвыбросы.

Пример 1. Очистку воздуха от метилмеркаптана проводят на лабораторной установке с реактором, представляющем собой стеклянную колонку диаметром 32 мм и высотой 300 мм. В средней части этого реактора закрепляют слой предварительно приготовленного гетерогенного фталоцианинового катализатора в количестве 60 r, Приготовление фталоцианинового катализатора осуществляют следующим образом. В 110 мл 2%-ного раствора едкого натра растворяют 0;048 r глицинфотосульфамоилфталоцианина кобальта (ГФСФК) и в этот раствор помещают 60 г алюмината кальция на 3 часа с периодическим перемешиванием, После нанесения катализатора тщательно отмывают от следов едкого натра дистиллированной водой и сушат на воздухе. Приготовленный таким образом гетерогенный катализатор содержит 0,034 мас. /

ГФСК на алюминате кальция, Аналогичным образом готовят гетерогенные катализаторы составом, приведенных в таблице.

В верхнюю часть реактора при атмосферном давлением, температуре 25 С и обьемной скорости 1,1 л/мин подают воздух с содержанием метилмеркаптана в количестве 9 мг/м или 1440 мгlм . В реакторе проз з исходит адсорбция метилмеркаптана и кислорода воздуха и их взаимодействие с образованием диметилдисульфида и воды.

Образовавшиеся диметилдисульфид и реакционная вода вместе с очищенным от метилмеркаптана воздухом выводятся с низа реактора. Подвергаемый очистке и очищенный от металмеркаптана воздух анализируют на содержании металмеркаптана и диметилдисульфида методом газовой хроматографии на приборах "Цвет-164," и

"ЛХМ-8МД". Результаты экспериментов представлены в таблице, Пример 2. Очистку воздуха от этилмеркаптана проводят на лабораторной установке с использованием катализаторов, приготовленных по примеру 1. В верхнюю часть реактора при атмосферном давлении, температуре 30 С и объемной скорости 1,1 л/мин подают воздух с содержанием этилмеркаптана в количестве 960 мг/м, В реакторе происходит адсорбция этилмеркаптана и кислорода возуха и их взаимодействие на поверхности катализатора с образованием диэтилдисульфида и воды. Образовавшиеся диэтилдисульфид и реакционная вода вмеi 801559

Степень

Состав катализатора, мас. %

Опыт

Наименование меркаптана и его исходное содержание в воздухе, мг/м

4ч

Глицинфотосул ьфамоил-фталоцианин кобальта (ГФСФК) — 0,012

Алюминат кальция - остальное

ГФСФК - 0,026

Алюминат кльция - остальное

ГФСФК - 0,034

Алюминат кальция - остальное

99,70

Метил ме ркаптан

9,0

99,83

99,88 сте с очищенным от этилмеркаптана воздухом выводятся с низа реактора. Подвергаемый очистке и очищенный от этилмеркаптана воздух анализируют на содержание этилмеркаптана и диэтилдисуль- 5 фида методом газовой хроматографии на приборах "Цвет-164" и "ЛХМ-8МД". Результаты экспериментов представлены в таблице, Здесь же для сравнения приведены также результаты по очистке воздуха от 10 этилмеркаптана в описанных выше условиях с использованием известного катализатора.

Из приведенных в таблице данных видно, что использование в предлагаемом спо- 15 собе в качестве катализатора производных фталоцианина кобальта, нанесенных на алюминат кальция в количестве от 0,012 до

0,034 мас.% позволяет обеспечить высокую степень очистки воздуха от низкомолеку- 20 лярных меркаптанов как при малом (4,ч), так и при длительном (16 ч) их использовании, Из данных этой таблицы видно, что использование предлагаемого катализатора (опыт 10) в сравнении с известным (опыт 11) 25 позволяет сохранить более высокую степень очистки воздуха от этилмеркаптана при длительном (16 ч) его использовании, Пример 3, Очистку вентвыбросов производства метионина Волжского завода 30 органического синтеза от метилмеркаптана проводят на пилотной установке с реактором, представляющем собой стальную трубу диаметром 66 мм и высотой 900 мм. В реакторе закрепляют слой гетерогенного 35 катализатора, содержащего 0,03 мас.% глицинсульфамоилфталоцианина кобальта (ГФСФК) на алюминатекальция в количестве 2,5 кг. В верхнюю часть реактора при температуре окружающей среды (10-20 С) 40 со скоростью 50 л/мин. подают вентвыбросы производства метионина с содержанием метилмеркаптана в количестве 10 мг/м, На входе и выходе из реактора периодически анализируют вентвыбросы на содержание метилмеркаптана и диметилдисульфида методом газовой хроматографии. Через 120 ч непрерывной работы реактора содержание метилмеркаптана в очищенных вентвыбросах после реактора составило около 0,002 мг/м, что свидетельствует о практически полной очистке вентвыбросов от метилмеркаптана при длительной работе катализатора, Таким образом. данные таблицы и примеры 3 показывают, что использование предлагаемого катализатора в процессе очистки вентвыбросов от низкомолекулярных меркаптанов позволяет обеспечить и сохранить высокую степень очистки при малом и длительном его использовании.

Формула изобретения

1, Способ очистки вентвыбросов от низкомолекулярных меркаптанов, включающий их пропускание через катализатор на основе фталоцианина кобальта, нанесенного на твердую основу, отличающийся тем, что, с целью сохранения высокой степени очистки при длительном использовании катализатора, в качестве катализатора используют производные фталоцианина кобальта, нанесенные в количестве 0,0120,034 мас.% на алюминат кальция.

2. Способ поп.1,отл и ча ющийся тем, что в качестве производных фталоцианина кобальта используют соединения, выбранные из группы: дисульфофталоцианин кобальта, глицинфотосульфамоилфталоцианин кобальта N-бензилглицининсульфамоилфталоцианин кобальта.

1801559

Продолжение таблицы

Опыт

Состав катализатора, мас, Степень очистки, отн,$, че ез,ч

4ч

16ч и

99,72

92,80

99,72

99,71

99,80

99,80

95,60

98,20

Метилмеркаптан

1440,0

97,80

95,60

Г(ЬСФК - 0,018

Алюминат кальция - остальное

ДСФК - 0,012

Алюминат кальция - остальное

93,90

98,60

Этилмеркаптан

960,0

98,60

96,70

ДСФК -0,10

Едкий натр - 1,1.г. на 1г. ткани

Углеродная ткань марки

"Т икотажная" - остальное! °

99,50

93,70

Составитель А.Мазгаров

Редактор В,Трубченко Техред М.Моргентал Корректор M.Êåðåöìàí

Заказ 809 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

ГФСФК - 0,008

Алюминат кальция - остальное

ГФСФК - 0,048

Алюминат кальция - остальное

Дисульфофталоцианин кобальта (ДСФК) - 0,42

Алюминат кальция - остальное

N - бенэилглицинсульфамоилфталоцианин кобальта (Б ГСФ К) - 0,023

Алюминат кальция - остальное

ДСФК - 0,012

Алюминат кальция - остальное .

Наименованиеие меркаптана и его исходное содержание в воздухе, мгlм