153436. lajstromszámú szabadalom • Eljárás gázok tisztítására
.9 153436 10 cióját* kb. 20%-nál kisebb értékre csökkenteni, és rendes körülmények között a hidrogén-karbcnát-frakciót nem csökkentjük kb. 30% alá. Amikor a regenerált oldatban a kálium-hidrogén-karbonát-frakciók ebbe a tartományba esnek, tipikus elnyelési hőmérsékleteken, vagyis 105 C° és 115 C° között az egyensúlyi parciális nyomások a regenerált oldat fölött 0,042—0,105 kg/cm2 nagyságrendűek. Természetesen nem megoldható a CC^-koncentrációnak a tisztított gázban ilyen egyensúlyi értékekre való csökkentése, és így a gyakorlatban a megfelelő COa-koncentráció a kimenő gázban lényegesen nagyobb, 0,084—0,175 kg/cm2 nagyságrendű. A találmány értelmében a fentebbi nehézségeket, amelyek forró káliumkarbonat-oldatok használata mellett alacsony parciális COa-nyomások elérésével kapcsolatosak jó kihasználások fenntartása mellett, olyan módon küzdhetjük le, hogy kis mennyiségű etánol-amint adunk az> oldathoz. Csupán csekély etanolamin-mennyiségekre van szükség, amelyek kb. 0,3—10 súly% értékűek, előnyösen 1—6 súly% értékűek az oldatra vonatkoztatva. Bár olcsóság, viszonylagosan kis illékonyság és hatékonyság szempontjából előnyösebb a dietanolamin (HN/CI^CHaOiH/y hasznalata kívánt esetben monoetanol-amin (H2NCH2CH2OH) vagy trietanol-amin (N/CH2CH2OH/3) vagy e két vagy három etanol-amin keverékei is felhasználhatók. Miként fentebb említettük, az etanol-amin adalékanyag hatása több szempontból meglepő és váratlan. Elsősorban, bár csupán csekély és viszonylag állandó javulások érhetők el a hőkihasználásban, ha a tisztított gázban kb. 0,105 kg/cm2 parciális nyomásokig megyünk le a mosásnál,, a hőkihasználás terén sokkal jobb eredményeket érhetünk el e szint alatt, és a hőkihasználás gyorsan javul azzal párhuzamosan, hogy a parciális CC^-nyomás még alacsonyabb szintekre csökken. Másodszor, az etanol-amin hozzáadása az egyensúlyi parciális nyomást el* A „hidrogén^karbonát-frakció"-n azt a hányadát értjük az eredeti káliumkarbonát (K2CO3) tartalomnak százalékban kifejezve, amely GO2-vel reagálva kálium-hidrogén-karbonáttá alakult át Például 25% kálium-hidrogén-karbonát-frákcióval rendelkező oldatot kapunk, ha a káliumkarbonát-tartalmat 25 mól% arányban átalakítjuk kálium-hidrogén-karbonáttá, úgyhogy az oldatban karbonátként jelenlevő káliumatomok aranya a hidrogén-kairbonátként jelenlevő káliumatomokhoz viszonyítva három : '• egy (3 :1) lesz. Minthogy minden egyes káliumkarbonát molekulából két molekula kálium4údrogén-karbonát képződik (1. a fenti reakcióegyenleteket), a K2CO3 : KHCO3 mólarány 25% hidrogén-karbonát-frakció esetén 3 :2. így a kálium-hídrogén-karbonát-f rakeió nem az oldatban levő kálium-hidrogén-karbonát sűly%-os mennyiségét jelenti, hanem a kálium-hidrogén-Tkarboinátnak a käliumkarbonáthoz viszonyított arányára vonatkozik. tolja a káliumkarbonát—kálium-hidrogén-karbonát-oldat fölött annak ellenére, hogy az etanol-amin tiszta állapoUban kevésbé kedvező egyensúlyt mutat, mint a káliumkarbonát— 5 kálium-hidrogén-karbonát rendszer a találmány szerinti eljárás során alkalmazott magas hőmérsékleteken. A 2. és a 3. ábra e hatások közül az elsőt illusztrálja, nevezetesen azt, hogy a hőkihasZ-10 nálás nagymértékben és gyorsan növekszik, amikor a tisztított gázban a parciális COa-nyomás 0,105 kg/cm2 -nél kisebb értékre csökken. A 2. ábra görbéi grafikusan ábrázolják azokat az eredményeket, amelyeket egy olyan kísérlet-15 sorozatban kaptunk, amelyet lényegileg az L ábrán bemutatott berendezésben végeztünk el. Mindegyik esetben ugyanazt a berendezést, ugyanazt az oldatcirkuláltatási sebességet és ugyanazt a gázbeáramoltatási sebességet alkal-20 máztuk, úgyhogy a kapott eredmények közvetlenül összehasonlíthatók-. A bemenő nyers gáz mindegyik esetben 20% C02 -t tartalmazott, és az elnyelő tornyot 21 kg/cm2 nyomáson üze^ meltettük, úgyhogy a parciális CC>2-nyomás a 25 bemenő gázban 4,2 kg/cm2 volt. A sztrippelő Í kolonnát atmoszférikus nyomáson üzemeltettük, és a forró regenerált oldatot hűtés nélkül tápláltuk be az elnyelő oszlop felső részébe, vagyis ugyanazon a hőmérsékleten, amelyen elhagyta 20 a sztrippelő kolonna alját. Négy kísérletsorozatot végeztünk. Az első sorozatban 30 súly% káliumkairbonátot tartalmazó vizes káliumkarbonát-oldatot használtunk, amelynek normalitása káliumra nézve 5,6 volt, 35 Az első kísérletsorozatban nem használtunk adalékanyagot; az eredményeket a 20-as görbe mutatja. A második kísérletsorozatban azonos káliumkarbonát-koncentrációjú (vagyis 30%-os) oldatot használtunk, amely adalékanyagként 1 40 súly% dietanol-amint tartalmazott (az oldat teljes súlyára vonatkoztatva); e kísérletsorozat eredményeit a 21-es görbe mutatja be. A harmadik kísérletsorozatban 30 súly%-os káliumkarbonát-oldatot használtunk, 3 súly% dietk-45 nol-amin adalékkal; az eredményeket a 22-es görbe mutatja. A negyedik kísérletsorozatban 30 súly%-os káliumkarbonát-oldatot alkalmaztunk, amely adalékanyagként 6 súly% dietanol-amint tartalmazott; az eredményeket a 23-50 as görbe mutatja. A gőzfogyasztás mértékét grammokban a betáplált gazból eltávolított széndioxid 1 cm3 mennyiségére vonatkoztatva mindegyik kísérletsorozatban akkor határoztuk meg, amikor a 55 parciális COi-nyomást a tisztított gázban különböző szintekre csökkentettük. Az ordinátán a gőzfogyasztást, az abszcisszán a maradék CO2 parciális nyomását ábrázoljuk, az utóbbit kg/ cm2 egységekben. A vízszintes tengelyen a tisz-60 tított gáz COa-tartalmát is feltüntetjük a maradék CO2 parcilális nyomását képviselő számok mellett. Miként a 20^as görbe alapján kitűnik, az adalékanyag nélkül a gőzfogyasztás mértéke 65 viszonylag lassan növekszik azzal párhuzamo-
