196141. lajstromszámú szabadalom • Eljárás gázok tisztítására
1 2 Találmányunk tárgya eljárás kén-hidrogént és/vagy hidrogén-cianidot és/vagy szén-oxid-szulfidot (karbonil-szulfid) tartalmazó gázok tisztítására. A gáztisztítást telített egyenes- vagy elágazóláncú aldehidekkel történő mosással hajtjuk végre. A találmányunk tárgyát képező eljárás bármely, az alkalmazott körülmények között aldehidekkel szemben indifferens gáz tisztítására alkalmas. Eljárásunk különösen kedvezően alkalmazható a fenti szennyezéseknek hidrogénből, szén-monoxidból és e két vegyület elegyéből álló gázokból - különösen szintézisgázból - történő eltávolítására. A szintézisgáz általában ekvimoláris vagy közel ekvimoláris mennyiségben tartalmaz szén-monoxidot és hidrogént, e mólaránytól csupán ritkán térnek el. A szintézisgázt számos, ipari méretekben megvalósított gyártásnál nagy mennyiségben alkalmazzák. így a szintézisgáz a metanolgyártás, a Fischer-Tropach-féle szénhidrogén-előállítás és az olefinek hidroformilezése újtán történő aldehid-gyártás nyersanyaga. A szintézisgázt továbbá metán, etanol és ecetsav előállításánál használják, valamint az alkoholok homológizálásánál — azaz egy -CH2-csoporttal többet tartalmazó, eggyel nagyobb szénatomszámú homológ előállításánál — is felhasználást nyer. A fenti szintéziseknél egyre nagyobb mértékben alkalmaznak magas aktivitású katalizátorokat. Így pl. a metanol-gyártásnál rézkatalizátorokat, míg a hidroformilezésnél, az etanol-gyártásnál és a homologizálásnál ródium-katalizátorokat alkalmaznak. E katalizátorok a legkülönbözőbb mérgekkel szemben rendkívül érzékenyek és ez különösen a kén-hidrogén, hidrogén-cianid és szén-oxid-szulfid esetében különösen jelentős. Ezért a katalizátorok idő előtti dezaktivizálódásának elkerülése céljából szükséges a fenti szennyezések lehető legteljesebb mértékű eltávolítása. A szintézisgáz az előállításánál felhasznált kiindulási anyagok — nehéz fűtőolaj, földgáz, kőszén vagy barnaszén - minőségétől függően különböző koncentrációkban számos szennyezést tartalmaz. Ezek közül elsősorban a kén-vegyületeket (pl. kén-hidrogént, szén-oxid-szulfidot, szénkéneget, merkaptánokat és a kén-dioxidot) említjük meg. A szennyezések közé tartozik továbbá a hidrogén-klorid, valamint a hidrogén-cianid is. A szénből előállított szintézisgáz különösen erősen szennyezett, míg az ásványolajból vagy földgázból nyert szintézisgázban a szenynyezések koncentrációja alacsonyabb. A nyersgázok tisztítása elsősorban kémiai és fizikai abszorpciós eljárásokkal történik. Az abszorpció és deszorpció mindkét esetben általában reverzibilis folyamat. A gázból felvett komponenseket az abszorbens a regenerálás során ismét leadja. Abszorbensként a kémiai abszorpciós műveleteknél többek között monoetanol-amin, dietanol-amin, trietanol-amin, kálium-karbonát, nátrium-hidroxid- vagy nátrium-tioarzenit vizes oldatait alkalmazzák. A fizikai abszorpciós eljárásnál a gáz tisztítását általában metanollal, alacsony hőmérsékleten hajtják végre. Más eljárások propilén-karbonát, N-metil-pirrolidon vagy több foli(etilénglikol-dimetiléter) keverékének oldószerént történő alkalmazásán alapulnak. További eljárás során a kémiai abszorpciót (amelynél a savas gázkomponenseket bázikus kémhatású mosószerrel kötik meg), szerves oldószerekkel végzett fizikai abszorpcióval kombinálják. E módszerek példájaként a diizopropil-amin, szulfolán (tetrahidro-tiofen-dioxid) és víz elegyével végzett mosást említjük meg. Az ismert kémiai és fizikai tisztítási eljárások közös jellemzője, hogy finomtisztítást - azaz a katalizátor-mérgek mennyiségének az egyes katalizátortípusok szempontjából ártalmatlan koncentrációra való csökkentését — gazdaságosan nem biztosítják. Ezért az első tisztítási lépés után gyakran második tisztítási lépésnek is alá kell vetni a nyers gázt. Különösen ügyelni kell a nyers gáz kéntartalmának csökkentésére. Az eltávolítandó kénvegyületek jellegétől függően különböző abszorbenseket alkalmaznak, így a 2.650.711. sz. Német Szövetségi Köztársaság•beli közrebocsátási iratban ismertetett eljárás értelmében a kén-hidrogént cink-oxiddal távolitják el. A 4.009.009. sz. Amerikai Egyesült Allamok-beli szabadalmi leírás szerint a szén-oxid-szulfid eltávolítását arzénmentes gázokból alumínium-oxidra felvitt ólom-oxid segítségével hajtják végre. A szén-monoxid-szulfid eltávolításához a 0.037.157. A2. sz. európai szabadalom szerint cink-oxidot alkalmaznak. A 037.158.A2. sz. európai szabadlaom szerint a hidrogén-cianidot cink-oxiddal távolítják el. A sok esetben katalizátor-méregként való vas-pentakarbonilt aktívszenes abszorpcióval vagy bázikus ioncserélőn távolítják el (2.736.278. sz. Német Szövetségi Köztársaság-beli közrebocsátási irat). A 4.572.826. sz. Amerikai Egyesült Allamok-beli szabadalmi leírásban is kétlépéses eljárást ismertetnek hidrogén-cianidnak gázokból történő eltávolítására. A szennyezés nagyrészét az első lépésben aldehidekkel vagy ketonokkal, míg a gázokban maradt szennyezést második tisztítási lépésben poliszulfidos mosással távolítják el. A poliszulfidos mosás alkalmazása azonban nagyon gyakran nehézségekbe ütközik, minthogy a gázt kénnel szennyezi. Az ismert eljárások nem teszik lehetővé valamenynyi zavaró szennyezés biztos eltávolítását vagy e cél eléréséhez igen magas apparativ ráfordításokat igényelnek. Találmányunk célkitűzése az ismert eljárások fentiekben vázolt hátrányainak kiküszöbölésével tiszta gáz készítését biztosító eljárás kidolgozása. Találmányunk segítségével a fenti célt elérjük. Találmányunk tárgya eljárás szennyezésként kén-hidrogént és/vagy szén-oxid-szulfidot és/vagy hidrogén-cianidot tartalmazó gázok tisztítására, olymódon, hogy a gázokat 1-10 MPa nyomáson és 30-100 °C hőmérsékleten extrakciós oszlopon ellenáramban, az alkalmazott reakciókörülmények mellett folyékony telített, 4-10 szénatomos, egyenes- vagy elágazóláncú alifás aldehiddel vagy ilyen aldehidek elegyével kezeljük, és 1 m3 tisztítandó gázra vonatkoztatva legalább 0,5 liter aldehidet alkalmazunk. Nem volt előre látható, hogy a találmányunk szerinti eljárással igen nagy tisztaságú gázok állíthatók elő. Eljárásunk segítségével még a leghatékonyabb katalizátor-mérgek (pl. hidrogén-cianid) is olyan meszszemenően távolíthatók el a gázáramból, hogy legfeljebb a katalizátor számára már ártalmatlan nyomokban mutathatók csak ki. A találmányunk szerinti eljárásnál a gázok tisztításához előnyösen telített, egyenes- vagy elágazóláncú 4-10 szénatomos alifás aldehideket alkalmazhatunk. Tiszta aldehidek felhasználására nincs szük-196.141 5 10-15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
