способ очистки водного раствора моноэтаноламина

Формула изобретения

Способ очистки водного раствора моноэтаноламина, применяемого для очистки конвертированного газа от CO₂ в производстве аммиака, путем обработки исходного раствора щелочью и отгонки водного раствора моноэтаноламина на первой стадии при 120 145^oС и последующей отгонки с водяным паром на второй стадии, отличающийся тем, что процесс ведут в присутствии водного раствора нитрита калия, вводимого в раствор моноэтаноламина в количестве, обеспечивающем его концентрацию в растворе моноэтаноламина 0,8 1,2 мас.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам разгонки водного раствора моноэтаноламина, применяемого для очистки конвертированного газа от диоксида углерода в производстве аммиака.

Для очистки газа от диоксида углерода используется 19-21%-ный водный раствор моноэтаноламина (МЭА). В процессе очистки в растворе накапливаются продукты разложения, осмоления и окисления МЭА, которые вызывают коррозию и эрозию аппаратуры, кроме того, они способствуют увеличению вспениваемости раствора. Поэтому в этих процессах предусмотрена разгонка части циркулирующего раствора в специальных кипятильниках (Т.А. Семенова, И.Л. Лейтес. Очистка технологических газов. М. Химия, 1977, с. 120-224).

Известен способ разгонки раствора МЭА в две стадии в присутствии 42%-ного раствора щелочи. На первой стадии разгонку ведут при температуре 120-145^oC до содержания смолистых веществ в нижней части аппарата 280-400 г/л. На второй стадии отгонку МЭА ведут с водяным паром. Этот процесс проводят до содержания МЭА в парах не более 0,5% в кубовом остатке 15-20% мас. (В.И. Семенов. Производство аммиака. М. Химия, 1985, с. 109-112 прототип).

Недостатком указанного способа являются потери МЭА при разгонке, которые составляют 0,08-0,11 кг/т аммиака.

Задачей изобретения является снижение потерь МЭА при разгонке.

Поставленная задача решается за счет того, что разгонку МЭА ведут в присутствии нитрита калия (KNO₂) в количестве 0,8-1,2% мас. При этом KNO₂ в виде водного раствора преимущественно вводят на вторую стадию разгонки, возможно введение KNO₂ на первую стадию.

Указанный эффект достигается за счет того, что в отличие от известных способов, в которых разгонку МЭА ведут в присутствии щелочи, в предлагаемом способе присутствие в разгоняемом растворе KNO₂ в количестве 0,8-1,2% мас. способствует тому, что некоторые продукты побочных реакций МЭА с компонентами газа, накопившиеся в растворе, регенерируются до моноэтаноламина. Кроме того, присутствие KNO₂ обеспечивает более полную отгонку МЭА из кубового остатка при одинаковых энергозатратах.

Пример 1. В производстве аммиака из природного газа мощностью 1360 т/сутки для очистки синтез-газа от диоксида углерода используют 19-21%-ный раствор МЭА. С целью очистки МЭА-раствора, постоянно находящегося в цикле, от накапливающихся примесей (0,2% смолы, 0,2-0,7% K₂CO₃) проводят разгонку части циркулирующего раствора в специальном кипятильнике. Разгонку осуществляют в две стадии (полунепрерывный процесс). На разгонку в межтрубное пространство кипятильника из нижней части регенератора непрерывно поступает 10 м³ МЭА-раствора в час, туда же предварительно закачивают 1,5 м³ 42%-ного раствора щелочи. В трубки кипятильника поступает греющий пар и раствор кипит при температуре 120 145^oC. Пары МЭА и воды из кипятильника поступают в куб регенератора. При увеличении температуры раствора в кипятильнике до 145^oC содержание смолистых веществ в нижней части аппарата увеличивается до 170 г/л. В этот момент прекращают подачу раствора в аппарат разгонки и переходят ко второй стадии отгонке МЭА с водяным паром и в присутствии 20% водного раствора KNO₂, взятого в количестве 500 кг, обеспечивающем его концентрацию в растворе МЭА 0,8% мас. до содержания МЭА в парах не более 0,5% По окончании выпаривания кубовый остаток сливают, замеряют его количество и определяют в нем содержание МЭА. Результаты приведены в таблице.

Пример 2. Аналогично примеру 1. Концентрация KNO₂ 1,0% мас.

Пример 3. Аналогично примеру 1. Концентрация KNO₂ 1,2% мас.

Пример 4. Аналогично примеру 1. Добавка KNO₂ в количестве 1,0% мас. введена на первую стадию вместе со щелочью.

Пример 5 (контрольный). Аналогично примеру 1. Концентрация KNO₂ - 0,5% мас. (ниже нижнего предела).

Пример 6 (контрольный). Аналогично примеру 1. Концентрация KNO₂ - 2,0% мас. (за пределами максимального количества).

Пример 7 (прототип). Аналогично примеру 1. Добавка KNO₂ не вводится.

Приведенные данные показывают, что в предложенном способе (примеры 1-4) по сравнению с известным (пример 7) уменьшаются потери МЭА за счет более полной отгонки МЭА из кубового остатка при одинаковых энергозатратах до концентрации МЭА в кубовом остатке 9,9-10,5% по сравнению с 15% в прототипе, а также за счет уменьшения количества кубового остатка до 29,0 31,0% по сравнению с 35,0% в прототипе в результате более эффективной регенерации некоторых побочных продуктов в присутствии KNO₂ до моноэтаноламина.

Использование KNO₂ в количестве, меньшем от заявленного (пример 5), приводит к снижению достигнутых результатов, а при использовании KNO₂ в количестве, большем от заявленного (пример 6), не приводит к дальнейшему снижению потери, т.е. приводит к необоснованному перерасходу реагента.