Спосіб очистки газів від домішок хлорорганічних речовин

Способ очистки газов от примесей хлорор ганических веществ винилхлорида и этилхлорида включающий адсорбцию винилхлорида при температуре 60°С или эгилхлорида при температуре 125°С на контакте содержащем 30~40 мае % оксида хрома (III) нанесенного на обработанный соляной кислотой у-оксид алюминия и последующее окисление адсорбированных примесей при пропускании через контакт очищаемого газа или воздуха при температуре 350 400°С о т л и ч а ю щ и й с я тем что нагрев контакта до 60°С или соответственно до 125°С начинают вести после предварительного насыщения контакта указанными примесями после чего выдерживают контакт при 60°С или соответственно при 125°С в течение 20~30 мин С > Q СЛ О Изобретение относится к способам очистки газов и вентиляционных выбросов от хлорорганических веществ в частности, от винилхлорида и этилхлорида и может быть использовано для удаления этих примесей из газовых выбросов на предприятиях по производству и использованию хлорорганических продуктов Известны способы удаления примесей из газовых смесей путем их адсорбирования на поверхности катализатора с последующим окислением адсорбированных веществ (регенерация катализатора) в потоке газовоздушной смеси или воздуха при повышенных температурах Полнота превращения адсорбируемых веществ определяет степень очистки Известен способ очистки газов от примесей [1], в котором адсорбцию винилхлори да на медькобальтхромовом катализаторе осуществляют при температуре 20 100°С, а окисление адсорбированных веществ (регенерацию катализатора) при температуре, равной 250-300°С Недостатком этого способа является снижение степени очистки газа при уменьшении температуры газового потока при адсорбции Это обусловлено тем что удаляемая примесь в зависимости от температурных условий может сорбироваться как в необратимой так и в обратимой формах, т е может происходить либо физическая, либо химическая адсорбция удаляемого хлорорганического вещества Причем в зависимости от температуры количественные соотношения между этими формами а д с о р б ц и и м е н я ю т с я , и выше определенных для каждого индивидуально О 6576 го вещества температур адсорбция происходит только в необратимой форме. При низких температурах увеличивается доля веществ, адсорбированных в обратимой форме, т.е. преобладает физическая 5 адсорбция. Это приводит к тому, что в процессе регенерации катализатора они уносятся потоком газа с поверхности контакта, не претерпев изменений (не окислившись до СОг), следствием чего является уменьшение 10 степени очистки. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ очистки газов от хлорорганических веществ [2]. Согласно этому способу процесс 15 очистки осуществляется на оксиднохромовом катализаторе, содержащем 30-40 мас.% оксида хрома (III) на обработанном соляной кислотой у-оксиде алюминия. На этом катализаторе из потока газа необрати- 20 мо сорбируют винилхлорид при температуре 60°С, а этилхлорид - при 125°С. При сорбционном насыщении катализатора проводят окисление сорбированных примесей в потоке очищаемого газа или воздуха 25 при температурах 350-400°С. Недостатком известного способа является необходимость в течение всего периода адсорбции нагревать катализатор (и, естественно, газовую смесь) до температуры 60°С 30 в случае очистки газов от винилхлорида или до 125°С при удалении из потока этилхлорида, что приводит к повышенным энергозатратам. Задачей заявляемого изобретения явля- 35 ется разработка способа очистки газов от примесей хлорорганических веществ, который за счет изменения температурного режима процесса позволяет снизить энергетические затраты. 40 Поставленная задача решается тем, что в отличие от известного способа очистки газов от примесей хлорорганических веществ на оксиднохромовом катализаторе, содержащем 30-40 мас.% оксида хрома (III) на 45 обработанном соляной кислотой у-оксиде алюминия, где адсорбция примесей ведется при нагреве катализатора и газовой смеси, согласно предлагаемому изобретению нагрев контакта проводится лишь после дости- 50 жения сорбционного насыщения контакта. Причем, в случае очистки от винилхлорида нагрев осуществляют до температуры 60°С, а при удалении из газовой смеси этилхлорида - до температуры 125°С, и выдерживают 55 при этих температурах в течение 20-30 мин. Затем проводят регенерацию катализатора в потоке воздуха или очищаемого газа при температуре 350-400°С. Приводимые ниже примеры позволяют лучше понять суть изобретения. П р и м е р 1. В проточный реактор диаметром 16 мм помещают 6 см 3 оксидно-хромового катализатора, состоящего из 33% мае. оксида хрома (III) на обработанном 0,5% об. раствором соляной кислоты у-АІгОз. Катализатор готовят пропиткой 67 г носителя водным раствором, приготовленным растворением 43,7 г оксида хрома (VI) в 47 см 3 дистиллированной воды. Пропитанный носитель после сушки при 110°С подвергают термической обработке в инертной среде при температуре 425~450°С в течение 10 часов. Кислотную обработку у-АІгОз осуществляют следующим образом. Носитель в виде гранул неправильной формы с размером зерен 2-3 мм помещают в 0,5% об. раствор НСІ (пятикратный по объему к оксиду алюминия) и выдерживают при комнатной температуре в течение 2 час, а затем сливают кислоту и выдерживают носитель при температуре 220°С в течение 2 час. Через реактор при температуре 25°С пропускают в час 6 л газовоздушной смеси, содержащей 279 мг/м 3 винилхлорида, до насыщения катализатора, регистрируя защитные действия контакта. Затем перекрывали поток газовоздушной смеси и нагревали до 60°С катализатор, сорбционно насыщенный винилхлоридом, в течение 20-30 мин, а затем подают поток воздуха и проводят регенерацию катализатора. Данные, характеризующие конкретные условия проведения очистки газовых смесей от винилхлорида, приведены в таблице. П р и м е р 2. Через реактор с катализатором, описанным в примере 1, при температуре 25°С пропускают до насыщения катализатора в час 6 л газовой смеси, содержащей .288 мг/м 3 этилхлорида, регистрируя защитное время контакта. Затем перекрывают поток газа и нагревают до 125°С катализатор, насыщенный этилхлоридом, в течение 20~30 мин, а затем подают поток воздуха или очищаемого газа и проводят регенерацию катализатора. Результаты проведенных экспериментов приведены в таблице. Из приведенных в таблице данных видно, что предлагаемый способ обеспечивает полную очистку газовой смеси как от винилхлорида, так и от этилхлорида. Вместе с тем, осуществляя адсорбцию токсичных примесей при температуре 25°С, удается значительно уменьшить энергозатраты. Так, за счет уменьшения времени нагрева катализатора в случае очистки от винилхлорида энергозатраты 6576 уменьшаются от 35,2 • 10~4 кВт • ч (по известному способу) до 0,18 • 1 0 4 к В т • ч (в предлагаемом способе). Аналогичные результаты наблюдаются и при очистке газов от этилхлорида. 5 В известном способе для того, чтобы осуществить полную очистку газа от токсичных хлорорганических примесей, необходимо нагревание катализатора в течение всего процесса адсорбции, что требует значитель- 10 ных энергетических затрат. В предлагаемом способе для достижения того же эффекта необходимо осуществить лишь кратковременное (20-30 мин) нагревание до тех же температур. Энергозатраты на стадии реге- 15 нерации катализатора (окисления адсорбир о в а н н ы х п р и м е с е й ) о с т а ю т с я без изменения. Все это свидетельствует о целесообразности и экономичности предлагаемого способа. 20 Использование предлагаемого изобретения поможет в решении сложной проблемы, стоящей перед человечеством, в защите воздушного бассейна от загрязняющих токсичных веществ. Загрязнение атмосферного 25 воздуха в промышленных зонах во многих случаях достигает предельно допустимых величин. Поэтому создание доступных энергоэкономных способов очистки газовых выбросов стало настоятельной необходимостью. Предлагаемый способ позволяет обеспечить полную очистку газовых выбросов от хлорорганических веществ при минимальных энергетических затратах. Проведенный расчет показал, что в случае очистки от винилхлорида энергозатраты на нагрев 1 тыс.м газа в известном способе составляет 0,587 кВт • ч, в предлагаемом способе они уменьшаются до 0,003 кВт • ч. При удалении этилхлорида из газовых выбросов эти величины соответственно равны 1,67 и 0,0083 кВт • ч. Учитывая, что промышленные газовые выбросы составляют многие тысячи кубических метров, предлагаемое изобретение будет способствовать предотвращению значительного экономического ущерба за счет очистки выбросных газов от токсичных веществ, при этом позволит энергетические затраты свести к минимуму. Показатели способа очистки газовых смесей от винилхлорида и этилхлорида Наименование Температура сор- Степень очистки, хлоруглеводоробции, °С % дов Время нагрева, час Энергозатраты на нагрев катализатора, кВт • ч Винилхлорид 25 100 0,5 0,18 • 10" Винилхлорид 60 100 100 35,2 • 10' 4 Этилхлорид 25 100 0,5 0,5 • 10" Этилхлорид 125 100 100 100 • 10"4 4 (прототип) (прототип) Упорядник В. Чорнобривець Техред М.Моргентал Замовлення 634 Коректор Л . Пилипенко Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655. ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Виробничо-видавничий комбінат "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101 4