Спосіб регенерації абсорбенту

Спосіб регенерації абсорбенту, насиченого вуглекислим газом і домішками в абсорбері, який полягає в десорбції «горючих» газів із насиченого розчину і вилученні газоподібного діоксиду вуглецю, що використовується споживачем, який відрізняється тим, що потік діоксиду вуглецю, який вилучається, розділяють на дві фракції: «брудну» і «чисту», при цьому отриману «брудну» фракцію із вмістом домішок «горючих» газів понад 0,15% видаляють через регулятор, а «чисту» фракцію із вмістом домішок до 0,05% видають споживачеві. Винахід відноситься до процесів очищення газових сумішей шляхом абсорбції і може бути використаний для регенерації абсорбенту, в процесі вилучення діоксиду вуглецю із конвертованого газу в хімічній промисловості при виробництві аміаку. Відомий спосіб регенерації абсорбенту, який містить водний розчин моноетаноламіну (МЕА) або поташа, насичений діоксидом вуглецю, шляхом зниження тиску абсорбенту гідравлічною турбіною перед подачею в регенератор. В регенераторі при цьому відбувається виділення розчинених газів із розчину, насиченого діоксидом вуглецю. [1 Довідник азотника, том 1, М., Хімія, 1967р. с.253271]. У відомому способі отриманий газоподібний діоксид вуглецю містить домішки: водню, метану, оксиду вуглецю - «горючі» гази. Загальний вміст у газоподібному діоксиді вуглецю «горючих» газів 12%, що неприпустимо при використанні у виробництві карбаміду через можливості створення вибухонебезпечних сумішей на стадії віддувки інертів на першому ступені дистиляції. Згідно із вимогами регламенту виробництва карбаміду, в газоподібному діоксиді вуглецю вміст «горючих» газів не повинен перевищувати 0,05% об. Для очищення СО2 від «горючих» газів у цехах карбаміду будують установки каталітичного доспалювання «горючих» газів. Наявність такої установки в схемі виробництва карбаміду збільшує собівартість карбаміду і, як правило, через опори шару каталізатора реактора доспалювання створюються додаткові складності при експлуатації цеху з виробництва карбаміду. При використанні відомого способу регенерації абсорбенту при очищенні конвертованого газу від діоксиду вуглецю розчинами моноетаноламіну (МЕА) і поташа виділяються всі розчинені в абсорбенті гази, без розділення їх на фракції. Тому вміст «горючих» газів у газоподібному діоксиді вуглецю нижче 0,05% об. не досягається. Найбільш близьким за технічною сутністю та ефекту, що досягається, є спосіб регенерації абсорбенту, який містить діоксид вуглецю, описаний у книзі [2 «Аміак: питання технології» під загальною редакцією М.А.Янковського, м. Горлівка ВАТ «Концерн Стирол» 2001р. стор.374-377]. Насичений розчин «Карсол» виходить із нижнього куба абсорбера, надходить на гідравлічну турбіну, яка рекуперує енергію тиску в абсорбері і одночасно виконує роль регулятора рівня. Пройшовши турбіну (або регулюючий рівень (19) UA (11) 76314 (13) C2 (21) 20040907274 (22) 06.09.2004 (24) 17.07.2006 (46) 17.07.2006, Бюл. № 7, 2006 р. (72) Степанов Валерій Андрійович, Швець Валерій Андрійович, Бугайов Леонід Сергійович, Єнин Леонід Федорович, Титов Віктор Миколайович, Цибенко Петро Вікторович (73) ВІДКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "КОНЦЕРН СТИРОЛ" (56) SU 251679, 10.09.1969 RU 2193441 C2, 27.11.2002 JP 10202054, 04.08.1998 EP 0004043 A1, 19.09.1979 GB 1501195, 15.02.1978 3 76314 4 клапан) після скидання тиску розчин «Карсол» го вуглекислим газом і домішками в абсорбері, надходить до незалежно працюючого апаратякий полягає в абсорбції абсорбенту вуглекислим сепаратора інертів. В цьому апараті із розчину газом і домішками, десорбції «горючих» газів із «Карсол» десорбуються інерти, водень разом із насиченого розчину і регенерації абсорбенту з невеликою кількістю СО2 і парами води. виділенням газоподібного діоксиду вуглецю, який Процес протікає завдяки розвертанню поверхвикористовується споживачем, згідно із винахоні рідини в апараті, а також застосуванню протиодом, потік діоксиду вуглецю, що виділяється, розбертальних плит спеціальної конструкції, які проділяють на дві фракції «брудну» і «чисту», при тидіють віднесенню газом рідини. Цей процес і цьому отриману «брудну» фракцію із вмістом добудова апарата є НОУ-ХАУ фірми і тому автори не мішок «горючих» газів понад 0,15% видаляють деталізували опис. через регулятор, а «чисту» фракцію із вмістом В апараті підтримується тиск порядку 0,55домішок до 0,05% видають споживачеві. 0,65МПа абс. Завдяки використанню розподілу фракцій, В апараті виділяється 100-300нм/год газової «чиста» фракція використовується для виробницсуміші наступного складу: тва карбаміду без попереднього очищення від доН2 - 25-40% мішок, що зменшує собівартість карбаміду і виСО2 - 50-70% ключає додаткові складності, пов’язані із N2 - 5-10% використанням додаткового обладнання для поСО,СН4,Аr - менше 0,5% переднього очищення діоксиду вуглецю. Інертні гази, які виділились у сепараторі, надПроцес розподілу фракцій на «чисту» і «брудходять у абсорбційну колону, встановлену безпону» в регенераторі здійснюється за рахунок персередньо на сепараторі. В колонні на насадці гази, шочергового виділення малорозчинених домішок які виділились, контактують із потоком регенерогазів (водню, метану, оксиду вуглецю та ін.) з абваного («бідного») розчину «Карсол», який є загасорбенту і відведення цієї фракції, наприклад, на льною частиною основного потоку після холодисвічку. льника. Витрата «бідного» розчину на абсорбер Числові значення нижньої і верхньої межі вміінертного газу складає 6м3/год. Метою цієї операції сту домішок в діоксиді вуглецю при регенерації є вилучення СО2 з потоку інертів. Вміст діоксиду абсорбенту в регенераторі встановлені на підставі вуглецю в інертних газах, які йдуть, складає біля експериментальних даних, наведених у таблиці. 10% об’єму. Насичений розчин надходить у сепаЗдійснення способу поза пропонованих параратор інертних газів, а інертні гази з абсорбера метрів погіршує показники вмісту домішок у випаднаправляються або на спалювання, або в атмоску, коли «чиста» фракція перевищує 0,875% об. феру. від загального отриманого діоксиду вуглецю, що Після вилучення інертів розчин «Карсол» надне припустимо у виробництві карбаміду. ходить із десорбера в регенератор. Із розчину, На малюнку представлена схема здійснення який майже позбавлений інертних газів за вище способу. описаним способом при регенерації, отримують Установка для очищення газу від діоксиду вугСО2 чистотою 99,8-99,9% об’єму. Вміст водню в лецю і .регенерації абсорбенту містить абсорбер газовій суміші СО2 при цьому складає 0,1-0,2% об. 1. Насичений розчин надходить на регенерацію У відомому способі процес регенерації здійсчерез гідравлічну турбіну 2, проходить сепаратор нюють до чистоти 99,8-99,9% СО2, що є не достатінертів 3 і подається в регенератор 4. У верхній нім для використання діоксиду вуглецю у виробсекції регенератора розташований розподільник ництві карбаміду без попереднього очищення. живлення 5 для абсорбенту і розташований над До причин, які перешкоджають досягненню занею зонд 6 для відведення «брудної» фракції. Розначеного нижче технічного результату при викозподільник живлення 5 і зонд 6 утворюють гідро ристанні відомого способу, прийнятого за протозамок, через який проходить абсорбент і не протип, відноситься те, що у відомому способі процес ходить «брудна» фракція. регенерації розчину здійснюють із виділенням гаПропонований спосіб реалізується таким чизоподібного СO2 однією фракцією, яка містить 0,1ном. 0,2% домішок («горючих» газів), що неприпустимо Сирий неочищений газ, який конвертується і у виробництві карбаміду без попереднього очимістить діоксид вуглецю, надходить в абсорбер 1, щення через можливості створення вибухонебезпроходячи спочатку в нижню секцію, а потім у верпечних сумішей на стадії віддувки інертів на перхню. В результаті масообміну при протиточному шому ступені дистиляції. контакті газу з абсорбентом із газу поглинаються В основу винаходу поставлена задача удосковуглекислий газ і домішки «горючих» газів. налення способу регенерації абсорбенту, який Розчин «Карсол», насичений вуглекислим гамістить насичений діоксидом вуглецю розчин «Казом і «горючим» газами, з нижньої секції абсорберсол», регенерації СО2 із абсорбенту двома фракра 1 виходить через гідравлічну турбіну 2, надхоціями («чиста» і «брудна»), що дозволить знизити дить у сепаратор інертів 3, далі в регенератор 4 на вміст домішок у діоксиді вуглецю до 0,05% об. і розподільник живлення 5, де зондом 6 відбираєтьподавати СО2 на виробництво карбаміду без пося «брудна» фракція газоподібного діоксиду вугпереднього очищення, а це в свою чергу призволецю, абсорбент через гідрозамок стікає в регенедить до зменшення собівартості карбаміду і ратор 4, де регенерується, решта «чистої» фракції .дозволить збільшити об’єми продажів. діоксиду вуглецю виводиться через основний відПоставлена задача вирішується тим, що у вівід, передбачений у верхній частині регенератора. домому способі регенерації абсорбенту, насиченоРегулювання процесу відбору «брудної» фра 5 76314 6 кції відбувається за допомогою електричної засліної» фракції, при цьому вміст домішок у «чистій» нки, яка керується з ЦПУ і розташована на відводі фракції складає 0,05% об. «брудної» фракції. Приклад 3 Завдяки простоті реалізації забезпечується Аналогічно прикладу 1 проводять процес релегка керованість процесом і можливість автомагенерації абсорбенту при отриманні 10% об. «брутизації. дної» фракції, при цьому вміст домішок у «чистій» Далі сутність винаходу пояснюється приклафракції складає 0,06% об. (за межами максимальдами здійснення способу. ної кількості). Приклад 1 Приклад 4 В якості абсорбенту використовують розчин Аналогічно прикладу 1 проводять процес ре«Карсол». В результаті поглинання абсорбентом генерації абсорбенту, але при цьому не розділявуглекислого газу отримують насичений кислими ють отриманий діоксид вуглецю на фракції. Отригазами абсорбент, який піддають регенерації. При маний таким чином діоксид вуглецю містить 0,15% цьому кількість «брудної» фракції, яку отримують, об. домішок (прототип). дорівнює 15% об. При цьому вміст домішок у «чисНаведені в таблиці дані показують, що у протій» фракції складає 0,04% об’єму. понованому способі (приклад 2) у порівнянні з віПриклад 2 домим (приклад 4) знижується вміст домішок у Аналогічним чином проводять процес регеневуглекислому газі до необхідного вмісту. рації абсорбенту при отриманні 12,5%об. «брудТаблиця № прикладу Приклад № 1 Приклад № 2 Приклад № 3 Приклад № 4 (прототип) Вміст домішок у СO2 Загальний в % об. «чиста» фракція в % об. 0,15% 0,04 0,15% 0,05 0,15% 0,06 0,15% Об'єм «брудної» фракції в % об. 15 12,5 10 В результаті використання зазначеного способу досягають потрібного вмісту домішок у діоксиді вуглецю. Комп’ютерна верстка Т. Чепелева Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601