Спосіб утилізації відпрацьованого розчину моноетаноламіну системи очищення конвертованого газу аміачного виробництва

1 Спосіб утилізації розчину моноетаноламшу, відпрацьованого у системі очищення конвертованого газу аміачного виробництва, що включає ВІДГІН водного розчину під надлишковим тиском і утилізацію кубового залишку, який відрізняється тим, що робочий розчин відпрацьованого моноетаноламшу нагрівають при атмосферному тиску з дефлегматором і проводять ВІДГІН ВОДИ ДО моменту досягнення температури в кубі 160°С, кубовий залишок, що залишився, продовжують нагрівати під вакуумом (10-20 мм рт ст), проводять перегонку і одержують три фракції першу - 10-15% розчин моноетаноламіну, повертають на стадію відгону, другу - 98-99,6% моноетаноламіну - товарний продукт, третю - куб (маса від 1,5% до 5% від КІЛЬКОСТІ розчину моноетаноламіну, що піддається вакуумній перегонці), направляють на утилізацію 2 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що водний ВІДГІН, який містить до 1% моноетаноламіну, нейтралізують алкілбензолсульфокислотою чи ефірами сульфоянтарної кислоти до нейтрального середовища і використовують розчин поверхневоактивних речовин, які отримані, для промивання технологічного обладнання, прання спецодягу і миття транспортних засобів 3 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що куб після вакуумного відгону моноетаноламіну нейтралізують розчином мінеральної кислоти, наприклад сірчаної, чи відходами аліфатичних органічних кислот до нейтрального середовища і розчин, який отримують, застосовують як відновник при одержанні хромового дубителя (екстракту) для вичинювання шкіри і хутра Винахід відноситься до переробки промислових ВІДХОДІВ і може застосовуватися при утилізації ВІДХОДІВ моноетаноламіну в різних галузях промисловості Відомо, ЩО ВОДЯНИЙ розчин моноетаноламіну (МЕА) широко використовується для поглинання вуглекислого газу в тому числі з конвертованого газу у виробництві аміаку [1 Oxidative Degradation of Monoethanolamine Susan Chi, Gary T Rochelle First National Conference on Carbon Sequestration, Washington, DC, May 14 -17, 2001 ] В міру протікання технологічного процесу відбувається деградація моноетаноламіну в трьох напрямках a) карбаматна деградація при високих температурах у присутності вуглекислого газу, b) окисна деградація в присутності кисню що каталізується залізом, c) термічна деградація при температурах вище за 205°С У результаті процесів деградації в розчині МЕА накопичуються високомолекулярні сполуки У такий спосіб з часом потрібна регенерація розчину, що полягає у виведенні високомолекулярних продуктів реакцій деградації МЕА з технологічного циклу і підживленню свіжим продуктом Для подібних операцій передбачається в схемі виробництва аміаку так званий смоловідокремлювач, у якому під надлишковим тиском відганяється водяний розчин МЕА, а смола (куб) виводиться на утилізацію [2 Аміак Питання технології Н М Демиденко й ш — изд-во «Нова печатка», Донецьк, 2001 — прототип] Відомо, ЩО заміна МЕА на метилдіетаноламш (МДЕА) має в даний час усі переваги розчин має підвищену стабільність, низьку корозійну активність У зв'язку з цим, у аміачних виробництв з'являється великий обсяг відпрацьованого робочого розчину МЕА після переходу на МДЕА Моноетаноламін має високу вартість (до 1000$/г), застосовується в багатьох галузях промислового виробництва і має сенс повна регене CO Ю 53417 одержання хромового екстракту для дубления Федосеенко Д В , Бушков В Н // Пат України — 1997 — N 20686 А] Однак про використання кубів МЕА в цих цілях інформації немає Проведений нами іспит показав, що хромовий дубитель, отриманий із сірчанокислих розчинів біхроматів калію, натрію і хромового ангідриду може бути приготовлений ВІДПОВІДНО ДО вимог виробника по показнику основності і змісту окису хрому, а в процесі дублення температура зварювання зразків шкіри і хутра відповідала стандартним показникам Суть пропонованого рішення проблеми утилізації відпрацьованих робочих розчинів МЕА виробництва аміаку розкривається в нижчеподаних прикладах Приклади здійснення способу утилізації моноетаноламшу Приклад 1 Розчин МЕА має наступній склад - Масова частка загального МЕА 14,4 -15,9% - Масова частка вільного МЕА 8,0 - 8,5% - Масова частка зв'язаного МЕА 5,9 - 7,9% - Масова частка СО2 2,1 - 2,8% - Масова частка калію 0,1% - Зміст заліза 6,1 - 6,7мг/л - Зміст SC42 відсутні -Зміст СІ 5,6-11,5% - Зміст СМОЛИСТИХ речовин 2,0 - 3,4г/л - Зміст механічних домішок відсутні Технологія перегонки моноетаноламшу Відпрацьований робочий розчин моноетаноламшу нагрівають при атмосферному тиску з дефлегматором і проводять ВІДГІН води до моменту досягнення температури в кубі 160°С Отриманий водяний ВІДГІН містить до 1% МЕА Куб, що залишився, продовжують нагрівати під вакуумом (10 20мм ртст), проводять перегонку й одержують Спосіб здійснюють таким чином три фракції 1 10% - 15%-й розчин МЕА, що повеВІДГІН ВОДИ З реакційної маси здійснюють при ртають на стадію відгону води, 2 98,0 - 99,6% атмосферному тиску по досягненню температури МЕА, 3 куб (темнокоричнева густа маса від 1,5% в кубі 160 - 170°С з наступною перегонкою частидо 5% від вихідної КІЛЬКОСТІ розчину МЕА) 2 фракни, що залишилася, у вакуумі Водяний ВІДГІН ЩО ція є товарним продуктом першого або вищого МІСТИТЬ до 1% МЕА утилізується шляхом нейтралісорту ВІДПОВІДНО до ТУ 6-02-915-84 Куб утилізують зації алкілбензолсульфокислотами чи мононатрієспалюванням ВІДПОВІДНО ДО Приклада 3 Склад вими солями моноефірів сульфоянтарної кислоти фракцій МЕА в процесі перегонки визначали рез наступним використанням отриманого розчину фрактометричним методом для промивання технологічного устаткування, автотранспорту або для готування миючого розчину ВІДГІН ВОДИ ІЗ самого початку без вакууму пепри пранні спецодягу У цьому випадку в розчині реслідує дві мети отриманого поверхневоактивної речовини розчиА) розкладання зв'язаного МЕА з виділенням няють додатково триполіфосфат натрію, соду і вуглекислого газу, рідке скло (силікат натрію) в пропорціях ВІДПОВІДНО Б) одержання водяного дистиляту з мінімальдо норм витрат підприємства Куб МЕА спалюєтьним вмістом МЕА Навпаки, ВІДГІН ВОДИ у вакуумі з ся, зола (до 10% від маси куба перед спалюванметою прискорення технологічного процесу підням) вивозиться на смітник вищує істотно летючість МЕА і ВІДПОВІДНО ЙОГО ВМІСТ у дистиляті і, отже, збільшує втрати основної Інший шлях утилізації куба процесу перегонки речовини Залежність тиску пари МЕА І води в МЕА, у тому числі куба, що утворюється у смолозалежності від температури демонструє графік відокремлювачі в процесі експлуатації установок (див додаток) [5 Довідник хіміка, т 1, ХІМІЯ — очищення газів аміачних виробництв, складається 1966, с 697,724] в його використанні для одержання хромових дубителів у виробництві шкіри і хутра [3 ХІМІЯ І техЗ графіка видно, що з ростом температури рінологія шкіри і хутра — М Легпромбытиздат, зниця в летючості МЕА і води зростає, отже, над1985 — 496 с 5] Відоме використання різних орлишковий тиск, що підвищує температуру пари, ганічних ВІДНОВНИКІВ для одержання хромових дудозволяє краще розділяти компоненти розчину бителів шляхом відновлення сполук шестивалентВміст МЕА в розчинах визначали газорідинною ного хрому в присутності сірчаної кислоти за хроматографією для концентрованих розчинів, допомогою цукрів, целюлози, крохмалю, гліцерину рефрактометрично для всіх концентрацій і потені відходу виробництва пентаерітриту [4 Метод ціометричним титруванням для розведених розчирація МЕА з його наступним продажем або використанням для власних нестатків В основу винаходу поставлена задача розробки технології повної переробки відпрацьованого робочого розчину МЕА системи очищення конвертованого газу аміачного виробництва в товарний продукт високого ступеня чистоти й утилізації всіх одержуваних у процесі переробки ВІДХОДІВ Поставлена задача вирішується шляхом відгону води від розчину МЕА під надлишковим тиском і утилізацію кубового залишку, ВІДПОВІДНО ДО винаходу, відпрацьований робочий розчин моноетаноламшу нагрівають при атмосферному тиску з дефлегматором і проводять ВІДГІН ВОДИ ДО моменту досягнення температури в кубі 160°С, кубовий залишок продовжують нагрівати під вакуумом (10 20мм рт ст), проводять перегонку й одержують три фракції перша - 10 - 15%-й розчин МЕА, повертають на стадію відгону, друга - 98 - 99,6%-й МЕА -товарний продукт, третя - куб (маса від 1,5% до 5% від КІЛЬКОСТІ розчину МЕА, що піддається вакуумній перегонці), направляють на утилізацію, а водяний ВІДГІН, що містить до 1% МЕА нейтралізують алкілбензолсульфокислотою чи ефірами сульфоянтарної кислоти до нейтрального середовища і використовують отриманий розчин дня промивання технологічного устаткування, прання спецодягу і мийки транспортних засобів Куб після вакуумного відгону МЕА нейтралізують розчином мінеральної кислоти, краще сірчаною кислотою або відходами аліфатичних органічних кислот до нейтрального середовища й отриманий розчин застосовують у якості відновника при одержанні хромового дубителя (екстракту) для вичинки шкіри і хутра 53417 тиловим спиртом, але на стадії сульфірування нів отриманого моноефіра, використовували бісульПриклад 2 Те ж, що і Приклад 1, однак після фіт, а не сульфіт натрію У цьому випадку сульфовідгону води при атмосферному тиску переганяли сукцинол утворюється кислим і його можна викоМЕА у вакуумі без розподілу на фракції Потім наристовувати для нейтралізації МЕА грівали отриманий безбарвний концентрований Приклад 5 Одержання хромового екстракту розчин МЕА (80 - 90%) без вакууму і відганяли для дублення шкіри і хутра суміш МЕА і води до вмісту МЕА в кубі 98 - 99,6% Готують хромовий дубитель ВІДПОВІДНО до меОтриманий куб був безбарвним і відповідав по тодик [3] с 142-146 використовуючи замість глюякості продукту 1 і вищого сортів Відігнаний водкози куб МЕА у вигляді водяного розчину, поперений МЕА повертали на першу стадію процесу віддньо нейтралізованого сірчаною кислотою гону води Нейтралізацію проводили при перемішуванні, доМЕА має низький ПДК - 0,5мг/л для господардаючи 50% розчин сірчаної кислоти до припинення сько-побутових вод, тому просте скидання водяновиділення вуглекислого газу (вуглекислий газ виго дистиляту з залишковим вмістом МЕА до 1% діляється при розкладанні карбонату калію, що вимагає сильного розведення, а з обліком ППВ утворився в наслідок додавання в робочий розчин (гранично припустимий викид) для конкретного лугу в процесі виробництва) На повне відновленпідприємства може бути взагалі неможливим Тоня 100г біхромату натрію необхідно 3 - 4 грама му потрібна утилізація отриманого розведеного нейтралізованого куба МЕА в перерахуванні на водяного розчину МЕА Технічним рішенням цієї 100% куб Оскільки сам куб являє собою грузлу задачі є використання розчину МЕА для одержансклоподібну масу, зручно застосовувати його у ня миючої сполуки з використанням останньої для вигляді водяних розчинів, концентрацію яких можпрання спецодягу і промивання технологічного на варіювати в залежності від необхідної концентустаткування рації кінцевого дубителя по окису хрому Вміст Приклад 3 Нейтралізація водяного відгону із окису хрому й основність одержуваного хромового вмістом МЕА до 1% дубителя проводили по стандартних методиках, Алкілбензолсульфокислоту або ізооктиловий прийнятим у шкіряному і хутряному виробництвах ефір мононатрієвої солі сульфоянтарної кислоти Одержувані розчини в залежності від співвідно(дивися Приклад 4) розчиняли в невеликій КІЛЬКОСшення компонентів мали основність 33 - 43% ІсТІ води і додавали у водяний ВІДГІН ДО нейтральної пити на дубильну здатність проводили на шкурках реакції середовища Отриманий розчин викорискролика паралельно з хромовим дубителем, отритовували для прання спецодягу - 4 літри на 1кг маним за допомогою глюкози і визначали потім білизни з додаванням триполіфосфату натрію ВІДтемпературу зварювання шкіри Істотних відмінноПОВІДНО до затверджених норм витрат Якість стей у температурах зварювання шкірної тканини отриманої білизни не відрізнялася від варіантів з звичайних і досвідчених зразків не виявляли використанням прального порошку типу «Лотос» чи пасти типу «Ландиш» Таким чином, спосіб утилізації відпрацьованого розчину моноетаноламшу системи очищення Приклад 4 Одержання ізооктилового ефіру конвертованого газу аміачного виробництва домононатрієвої солі сульфоянтарної кислоти (сузволяє цілком переробляти відпрацьований робольфосукцинолу) чий розчин МЕА в товарний продукт високого стуСинтез проводили ВІДПОВІДНО до методик [З пеня чистоти й утилізувати всі одержувані у Detergent compositions containing sulphosuccinate процесі переробки відходи mixtures Hampson et al // Pat USA N 4,434,090, 1981] етерифікацією малеїнового ангідриду ізоок1200 іОвО 200 01 10 20 30 40 S0 60 70 80 90 100 110 ТЕМПЕРАТУРА (ЗАЦЕЛЬСШМ) Фіг. ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24