195125. lajstromszámú szabadalom • Eljárás széndioxid eltávolítására olefinttartalmú gázáramokból

195125

A találmány tárgya eljárás szén-dioxid eltávolítására legalább egy, 2—4 szénatomos olefint tartalmazó gázáramokból.

Az aiumínium-oxid jól ismert, számos kémiai eljárásban alkalmazott adszorbens. így használatos például olefinek, például etilén polimerizációjánál a víz és kis mennyiségben jelen levő metil-alkohol, karbonil-csoportot tartalmazó vegyületek és peroxidok eltávolítására. Ld. USSR 689.710 lajstromszámú szovjet szabadalmi leírás.

Az alumínium-oxid alkalmazásának azonban vannak olyan hátrányai, melyek rontják adszorbensként való hatásosságát. Például az alumínium-oxid nem mindig adszorbeálja a katalizátorméregként ható szén dioxidot olyan olefintartalmú gázáramokból, melyekben viszonylag csekély a szén-dioxid mennyisége (azaz 1. ppm alsó határig).

A szén-dioxid adszorbeálására molekula-szűrőt alkalmaznak, azonban ez sem alkalmazható abban az esetben, ha a gázáram kis molekulatömegü olefint, például etilént tartalmaz.

Lúgos mosók vagy ömlesztett lúgos anyagot tartalmazó mosók almalmazhatók ugyan szén-dioxid elnyelésére szén-dioxid tartalmú gázáramokból, ennek hátrányai azonban a veszélyesség, a regenerálás lehetőségének hiánya és az a tény, hogy ily módon a gázáramba víz kerül.

Fentiek alapján találmányunk célja olyan eljárás biztosítása, melynek során regenerálható adszorbensen gázáramokból még az igen kis koncentrációban 1 ppm alatt jelenlévő szén-dioxid is eltávolítható.

Az egyéb szempontok, a találmány tárgya és előnyei a leírás további részéből világlik ki.

Arra a felismerésre jutottunk, hogy a szén-dioxid hatékonyan eltávolítható a 2—4 szénatomos olefineket vagy azok elegyét tartalmazó gázáramokból a gázáramot lényegében kalcinált alkálifém vegyülettel kezelt alumíníum-oxidból álló regenerálható adszorbenssel érintkezésbe hozva. Adszorbensként alumínium-oxidra felvitt 1—6 tömeg% nátrium-, kálium- vagy lítium-oxidot alkalmazunk, amely adszorbenst úgy állítunk elő, hogy

i) az alumínium-oxidot kalcináláskor fémoxiddá alakuló nátrium-, kálium- vagy

lítiumvegyülettel hozzuk érintkezésbe,

ii) az alkálifémvegyülettel kezelt alumínium-oxidot szárítjuk, majd

iii) a kezelt és szárított alumínium-oxidot

ismert módon kalcináljuk.

A szén-dioxid eltávolítása közben a víz is eltávolítható, melyet általában a szakember számára ismert módon alumínium-oxiddal kötünk meg, és ez ugyancsak a találmány oltalmi körébe tartozik.

A találmány szerinti eljárás előnyös változatai a következők:

: 1

2

— olefingázáramként etilént, alkálifémvegyületként nátrium-, kálium- vagy lítíum-hidroxidot, -nitrátot vagy -acetátot alkalmazunk;

— alkálifémvegyületként lítium-, nátriumvagy kálium-hidroxidot alkalmazunk;

— alkálifém-oxidként 1—3 tömeg% lítium-oxidot alkalmazunk;

— alkálifém-oxidként 2—4 tömeg% nátrium-oxidot alkalmazunk;

— alkálifém-oxidként 3—6 tömeg% kálium-oxidot alkalmazunk.

A szén-dioxid szilárd lúggal vagy lúgos oldatokkal gázáramokból eltávolítható, mikor is a szén-dioxid alkálifém-karbonáttá például nátrium-karbonáttá alakul, és ez a szakember számára jól ismert eljárás — mint azt az előzőekben már jeleztük-; ez az eljárás azonban nem tartozik találmányunk oltalmi körébe. Eljárásunk szerint a szén-dioxid az alumínium-oxid felületén lévő alkálifém-oxidhoz, például nátrium-oxidhoz kémiai szorpcióval kötődik, ahonnan enyhe melegítéssel eltávolítható, és az adszorbens valamely gázzal átöblítve szén dioxid mentessé "ehető.

Találmányunk elve nem tévesztendő össze azokkal az eljárásokkal, melyekben a széndioxid kémiai reakció révén, regenerálásra alkalmat nem adó módon, a gázáramba vizet juttatva alakul alkálifém-Karbonáttá (azaz a 2 NaOH+CO;i > Na2C03 -j- H20 reakcióegyenlet szerint). Találmányunk szerinti eljárásban a szén-dioxidot regenerálható alumínium-oxid adszorbens segítségével távolítjuk el, mely adszorbens egyidejűleg a víznyomokat is eltávolítja a gázból.

A találmány szerint kezelt gázáram a 2—4 szénatomos olefineket vagy azok elegyeit tartalmazza. Ilyen olefinek például az etilén, a propilén, az izobutilén, az 1-butén és a 2-butén.

A találmány szerinti eljárásban bármely, a szakmában alkalmazott alumínium-oxid használható. Előnyösek és jellemzően használatosak a y — és ti — alumínium-oxid.

Az alumínium-oxid felülete általában legalább 50 m2/g vagy ennél nagyobb, előnyösen 200 m2/g vagy ennél nagyobb.

Az alkalmazott alumínium-oxidnak legalább 1—6 tömeg% I.A csoportba tartozó alkálifémet kell tartalmaznia az alkálifémet oxid formában számolva. Az alkálifémkezelés mértéke az adott esetben alkalmazott alkálifémtől függően változó. így, ha az alumínium-oxidot lítiumvegyülettel kezeljük, előnyösen 1—3 tömeg% Li20-nak megfelelő mennyiségű lítiumvegyületet hozunk érintkezésbe az alumínium-oxid hordozóval. Ha alkálifémként nátriumot alkalmazunk előnyösen

2— 4 tömeg% Na20-nak megfelelő mennyiségű nátriumvegyületet alkalmazunk, kálium alkalmazása esetén az előnyös tartomány

3— 6 tömeg% K20-nak megfelelő mennyiségű káliumvegyület.

2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

50

69»-