195936. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szénmonoxid előállítására
3 195936 4 A találmány tárgya eljár«-:-. legalább 99 tfX tisztaságú szémmuioxid gáz clóá-llitására a szénnionoxid tartalmú gáznál, rézdl so ammonias komplexét tartalmazó vizes oldattal való mosásával, a mosófulyudék regenerálásával és a gázt szennyező széndioxid és ammónia mennyiségének további tisztítási műveletekkel való csökkentésével. A találmány tárgya továbbá berendezés az eljárás foganatosítására, amelynek kihajtó, regeneráló, oxidáló, mosó és kiforraló oszlopa van. Egyes ipari szintézisekhez - pl. a foszgén-gyórtáshoz - szükség van legalább 99 tf% tisztaságii szónmonoxid gázra. Hidrogén, illetve hidrogéntartalmú ipari gázok előállítása döntő mértékben olyan technológiával történik, ahol híd rögén mellett szükségszerűen szénnionoxid is keletkezik. Ez a szónmonoxid a gáz további felhasználásánál káros lehet (pl. ammónia gyártás), s feltétlenül eltávolitandó. A szónmonoxid a CO + H2O V -V CO2 + H2 reakcióegyenlet szerint katalitikusán hidrogén képződés mellett konvertálható. A konverzió előnye, hogy egyben a hidrogénkihczalalt is nc.v éli. Ez az egyensúlyi reakció azonban ipari méretekben gazdaságosan nem vezethető a kívánt mértékű széninonoxid-mentesítésig, vagyis 10- -20 ppm CO tartalomig, mert a II2 mellett 1,5- -3 tfX CO marad. Ezért a gáz további tisztítást igényel. Az ammóniaszintézis ipari meg valósítása óta használatos az ammónia gyártás, szintézisgázának tisztítására az u.n. rézlúgos mosás, azaz a réz(I) só ammóniát, komplexének vizes oldatával történő mosás, mint a 00- -mentesítés egyik lehetősége. Az oldat regenerálásakor felszabadult gázt .'-halában elengedték és elengedik ma is a levegőbe, esetleg vizes mosás után visszavezetik a nyers szintézisgázba vagy elégetik (Ullmann 3. sz. p.573; Keresztes: Nitrogénipar, 1955). A regenerálásnál keletkezett hulladékgázt szennyezettsége miatt új termék előállításához ipari nyersanyagként eredményesen még nem használták fel. Eltüzelésénél az ammónium-karbonát okozta dugulások miatt üzemeltetési nehézségek jelentkeztek. így ezt az eljárást ezidáig csak mint gáztisztítási és nem CO-kinyerési lehetőségként kezelték az iparban és a szakirodalomban egyaránt. A szénmonox'id hasznos kinyerése a Cosorb-féle eljárás ismert, amely a róz(I) sót szerves komplex alakjában és oldószerben alkalmazza. Ez az oldat már kellően szelektív ahhoz, hogy CO-t lehessen segítségével egyéb gáz mellől kinyerni. Az eljárás gazdaságosságát azonban jelentősen rontja, hogy egyrészt az oldat viz hatására bomlik, s ezért a CO-kinye-résre kerülő nyers gázt először vízmentesiteni kell, másrészt az oldószerveszteséget csökkentendő, külön oldószervisszanyerést kell megvalósítani. (Nitrogén 1974. jul-aug. p.44). Szénnionoxid tartalmú gáz ke véré kék bői Kzénmoitosidol adszorpcióval (pl. PSA nyomáslengc-tési.'S eljárással) vagy mélyhűtéses elválasztással is ki leiiet nyerni, de ezek az eljárások megfelelő, 99,0 tfX-osnál nagyobb tisztaságú szénmonoxidot csak ott tudnak gazdaságostul szolgáltatni, ahol a szénmonoxid mellett csak attól az elválasztás szempontjából lényegesen eltérő fizikai tulajdonságú gázok vannak jelen a gázkeverékben. Ezért pl. a „Calcor C‘ szénnionoxid előállító eljárás, amely a CO-kinyerésre mindkét eljárást egyaránt figyelembe veszi, csak akkor tud megfelelő, 99,5 %-os vagy tisztább szénmonoxidot szolgáltatni, ha annak kinyerése gyakorlatilag csak hidrogén mellől történik, s a gázkeverék csak elhanyagolható mennyiségben tartalmaz nitrogént. (CAV 1964. szept. p.41). Hogy a rézlúgos mosással tisztított gáz szónmonoxid tartalma 20 ppm érték alá csökkenjen és ugyanakkor a komplex stabilitása érdekében szabad ammóniát is tartalmazó mosófolyadékból minél kevesebb ammóniát vigyen magával, a mosást +5...+25 °C hőmérsékleten és lehetőleg nagy nyomáson (általában 10 MPa felett) végzik. A mosófolyadék ammóniumkarbonát formájában a jelenlevő maradék széndioxidot is eltávolítja, valamint - fizikai oldhatóságuk és parciális nyomásuk arányában - a H2, N2, Ar, CH4, C2H2 és O2 gázokat is oldja. A használt mosófolyadékot nyomáscsökkentéssel és melegítéssel regenerálják. A regenerálás során a szónmonoxid mellett az oldott gázok is felszabadulnak s ezek, valamint a mosófolyadékból származó ammónia, szenynyezik a kapott szénmonoxidot. Emiatt a regeneráláskor nyert gáz tiszta szénmonoxidot igénylő vegyipari eljárásnál egyáltalán nem, illetve további tisztítási lépcsők beiktatása után is csak rossz hatásfokkal vagy gazdaságtalanul hasznosítható, sőt, mint említettük, az ammóniumkarbonét lerakódás okozta dugulás veszélye miatt még eltüzeléssel való felhasználása is nehézségekbe ütközött. Ezért igen gyakran hasznosítás nélkül lefúvatják, illetve fáklyára vezetik. A regenerálás során felszabaduló szénmonoxidban a fizikailag oldott gázok mennyisége elvben csökkenthető a regenerálandó hideg mosófolyadék egy vagy többlépcsős közbenső expanziójával, az ammónia tartalom pedig a regeneráló oszlop fejhőmérsékletének csökkentésével, e lehetőségek azonban korlátozottak. A gyakorlat ugyanis azt mutatja, hogy egyszerű expanzió után a fizikailag oldott gázokból a szárnithatónél jóval több marad a mosófolyadékban, a fejhómérséklet csökkentésinek pedig határt szab a kémiailag oldott széndioxid eltávolításának igénye. A széndioxid ugyanis az eddigi gyakorlat szerint a regeneráló oszlopból a szénmonoxiddal együtt az -zlopfejen át távozik, ami csak akkor lehetséges, ha a fejhőmérsékletet 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
