ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основы процессов абсорбции окиси и двуокиси углерода из "Курс технологии связанного азота" Для очистки конвертированного газа от СО2 и СО применяются как физические, так и химические методы. Физические методы очистки от двуокиси углерода основаны на повышенной растворимости ее в жидкостях или на конденсации СО2 при умеренном охлаждении. Окись углерода удаляется физическим методом при глубоком охлаждении газа и промывке его жидким азотом. Большинство химических методов очистки конвертированного газа от СО2 и СО основано на абсорбции этих примесей растворами химических реагентов, а в случае тонкой очистки — на каталитическом восстановлении их водородом до метана. [c.153] Почти все способы удаления двуокиси углерода из газа (за исключением процессов поглощения СО2 растворами едких щелочей и ее метанирования) дают возможность получить углекислый газ в качестве побочного продукта, используемого, например, в производстве карбамида (стр. 354). [c.153] В табл. 28 приведена классификация промышленных способов очистки конвертированного газа от СО2 и СО. [c.153] В последние годы за рубежом предложены и внедрены в промышленность методы удаления СО2 из газов промывкой их метанолом, ацетоном при низких температурах и такими органическими растворителями, как нропиленкарбонат, триацетин, N-ме-тилпирролидон-2 и др. Отличительной особенностью перечисленных растворителей является резкое увеличение их поглотительной способности с ростом давления, тогда как растворимость СО2 в растворах аминов и карбонатов щелочных металлов составляет 10—30 лгз/ И и мало зависит от давления. Эта особенность органических абсорбентов позволяет проводить регенерацию насыщенных по СО2 растворов без подогрева путем простого снижения давления. [c.153] Этот процесс основан на значительно большей растворимости двуокиси углерода в воде по сравнению с другими компонентами очищаемого конвертированного газа (табл. 29). [c.155] Из таблицы видно, что СО2 и НгЗ хорошо растворяются в воде по сравнению с другими газами. Например, при 0° С и 760 мм рт. ст. растворимость двуокиси углерода в воде в 81 раз, а растворимость сероводорода в 218 раз больше растворимости водорода. [c.155] Значительное влияние на растворимость газов в воде оказывает давление. Количество водорода, азота, окиси углерода и кислорода, растворяющихся в воде, возрастает прямо пропорционально увеличению их парциального давления, т. е. эти газы подчиняются закону Генри. С увеличением давления сверх 5 ат растворимость СО2 как реального газа начинает заметно отклоняться от закона Генри. Вследствие этого для определения растворимости двуокиси углерода в воде под повышенным давлением необходимо учитывать летучесть СО2. [c.155] Выбор наиболее выгодного давления для очистки конвертированного газа водой имеет большое значение. С увеличением давления возрастает растворимость СО2 и НгЗ, вследствие чего улучшается очистка газа, снижается расход воды и уменьшаются габариты оборудования. Однако при использовании высоких давлений увеличивается расход энергии. Поэтому в технике для удаления СО2 из газов применяется давление в пределах 16— 30 ат. [c.155] Подобным же образом протекают реакции в случае применения растворов ди- и триэтаноламина. Благодаря большой поглотительной способности и устойчивости к окислению наиболее широко используется моноэтаноламин (МЭА), в несколько меньшей степени — диэтаноламин (ДЭЛ). Он поглощает СО2 гораздо медленнее, чем растворы моноэтаноламина, но парциальное давление паров ДЭЛ. ниже, благодаря чему потери этого абсорбента невелики. [c.156] Данные о растворимости двуокиси углерода в водных растворах этаноламннов приведены в табл. 30 и 31. [c.156] При определении растворимости СОг с растворах смесей эта-ноламинов было установлено, что абсорбционная способность смеси является суммой абсорбционных способностей ее отдельных компонентов, мольная концентрация которых равна мольной концентрации их в смеси. [c.157] При повышенных давлениях физическое растворение двуокиси углерода в воде, содержащейся в водных растворах этанолами-нов, сопровождается химическим взаимодействием СОг с амином. Практически для извлечения двуокиси углерода из конвертированного газа применяются 12—35%-ные растворы моноэтаноламина. В зависимости от концентрации моноэтаноламина, парциального давления СОг в очищаемом газе и температуры абсорбции 1 раствора МЭА поглощает 18—45 двуокиси углерода. Температура абсорбции СОг поддерживается большей частью в пределах 38—45° С. Новейшие установки работают преимущественно под давление 13—18 т. [c.157] После абсорбции двуокиси углерода растворы этаноламннов можно регенерировать подогреванием их при атмосферном давлении. В кипящем при 1 атм растворе карбонат моноэтаноламина диссоциирует недостаточно полно, в связи с чем регенерацию раствора МЭА, насыщенного СОг, целесообразно вести при несколько повышенном давлении. [c.157] Показатели процесса регенерации растворов моноэтаноламина в зависимости от давления приведены в табл. 32. [c.157] Данный процесс основан на абсорбции кислых газов водными растворами карбонатов калия или натрия, содержащими активирующие добавки поливалентных металлов (Аз, 5е, Те, 5Ь) или циклических органических соединений. В промышленности наибольшее распространение в качестве таких активирующих добавок получили соединения мышьяка, вводимые в растворы, как правило, в виде мышьяковистого ангидрида. [c.158] Эффективность процесса абсорбции СОг горячими растворами поташа, активированными мышьяком, зависит от температуры, парциального давления двуокиси углерода и водяного пара над раствором, концентрации активирующей добавки и щелочности раствора. [c.158] Регенерация отработанных растворов с целью выделения из них поглощенной двуокиси углерода производится путем снижения давления раствора, поступающего на регенерацию, в агрегате мотор — насос — турбина, что дает возможность частично использовать энергию сжатия раствора. [c.159] При регенерации таких растворов воздухом возникает опасность окисления трехвалентного мышьяка в пятивалентный, обладающий сильными кислотными свойствами, что снижает эффективность абсорбента. Это нежелательное явление устраняется при частичном отборе раствора для его последующего восстановления. [c.159] Наиболее широко распространенным химическим методом очистки конвертированного газа от окиси углерода в промышленности является абсорбция СО растворами медноаммиачных солей различных кислот, обладающих способностью образовывать с окисью углерода комплексные соединения. Практически применяют аммиачные растворы одновалентной ускуснокислой, муравьинокислой и углекислой меди. [c.159] Вернуться к основной статье