RU2705073C1 - Method and installation for cleaning tail gas - Google Patents
Method and installation for cleaning tail gas Download PDFInfo
- Publication number
- RU2705073C1 RU2705073C1 RU2018145377A RU2018145377A RU2705073C1 RU 2705073 C1 RU2705073 C1 RU 2705073C1 RU 2018145377 A RU2018145377 A RU 2018145377A RU 2018145377 A RU2018145377 A RU 2018145377A RU 2705073 C1 RU2705073 C1 RU 2705073C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- tail gas
- column
- alkyl
- carried out
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title abstract description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 title description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 140
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 98
- -1 alkyl nitrite Chemical compound 0.000 claims abstract description 34
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 30
- 125000005233 alkylalcohol group Chemical group 0.000 claims abstract description 25
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 14
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 claims description 8
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 claims description 8
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 7
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- BLLFVUPNHCTMSV-UHFFFAOYSA-N methyl nitrite Chemical compound CON=O BLLFVUPNHCTMSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QQZWEECEMNQSTG-UHFFFAOYSA-N Ethyl nitrite Chemical compound CCON=O QQZWEECEMNQSTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 210000003743 erythrocyte Anatomy 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010061951 Methemoglobin Proteins 0.000 description 1
- 239000011865 Pt-based catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000003916 acid precipitation Methods 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 231100000516 lung damage Toxicity 0.000 description 1
- 230000004199 lung function Effects 0.000 description 1
- LRMHVVPPGGOAJQ-UHFFFAOYSA-N methyl nitrate Chemical compound CO[N+]([O-])=O LRMHVVPPGGOAJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
- B01D53/1487—Removing organic compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
- B01D53/1493—Selection of liquid materials for use as absorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
- B01D53/8625—Nitrogen oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2251/00—Reactants
- B01D2251/10—Oxidants
- B01D2251/11—Air
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2251/00—Reactants
- B01D2251/20—Reductants
- B01D2251/202—Hydrogen
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2251/00—Reactants
- B01D2251/20—Reductants
- B01D2251/204—Carbon monoxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2251/00—Reactants
- B01D2251/20—Reductants
- B01D2251/206—Ammonium compounds
- B01D2251/2062—Ammonia
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
- B01D2252/10—Inorganic absorbents
- B01D2252/103—Water
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
- B01D2252/20—Organic absorbents
- B01D2252/202—Alcohols or their derivatives
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
- B01D2252/20—Organic absorbents
- B01D2252/202—Alcohols or their derivatives
- B01D2252/2021—Methanol
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
- B01D2255/102—Platinum group metals
- B01D2255/1021—Platinum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
- B01D2255/102—Platinum group metals
- B01D2255/1023—Palladium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
- B01D2255/102—Platinum group metals
- B01D2255/1025—Rhodium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/20761—Copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/40—Nitrogen compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/40—Nitrogen compounds
- B01D2257/404—Nitrogen oxides other than dinitrogen oxide
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2201/00—Pretreatment
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
- F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J2215/00—Preventing emissions
- F23J2215/10—Nitrogen; Compounds thereof
- F23J2215/101—Nitrous oxide (N2O)
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение относится к способам и установкам для очистки хвостового газа, содержащего оксиды азота и алкилнитриты.The present invention relates to methods and plants for purifying a tail gas containing nitrogen oxides and alkyl nitrites.
ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION
Под оксидами азота (NOx) в основном подразумеваются NO2 и NO. NOx могут стимулировать работу легких и привести к повреждению легких. NOx также могут снижать уровень видимости в атмосфере. Кроме того, NOx вступают в реакцию с присутствующей в воздухе водой, образуя при этом кислотные дожди, что приводит к ухудшению состояния окружающей среды. Метилнитрит (MN) является легковоспламеняющимся и взрывоопасным газом, обладающим сильной токсичностью. После вдыхания MN может при контакте с присутствующими в крови красными кровяными клетками образовывать метгемоглобин, вследствие чего такие красные кровяные клетки теряют способность переносить кислород. По механизму своего токсичного действия MN подобен монооксиду углерода (СО), но он значительно токсичней, чем СО. Поэтому необходимо производить очистку содержащих NOx и алкилнитриты (RONO) хвостовых газов путем удаления из них NOx, снижая его концентрацию до уровня, удовлетворяющего соответствующим экологическим нормам, с одновременным преобразованием присутствующего в таких хвостовых газах MN перед сбросом их в атмосферу. В уровне техники известен способ очистки хвостового газа, содержащего оксиды азота и алкилнитрит, раскрытый, например, в документе CN 101095997.Nitrogen oxides (NO x ) are generally understood as NO 2 and NO. NO x can stimulate lung function and cause lung damage. NO x can also reduce atmospheric visibility. In addition, NO x reacts with water present in the air, forming acid rain, which leads to environmental degradation. Methyl nitrite (MN) is a highly flammable and explosive gas with strong toxicity. After inhalation, MN can form methemoglobin when in contact with red blood cells present in the blood, and as a result, such red blood cells lose their ability to carry oxygen. By the mechanism of its toxic effect, MN is similar to carbon monoxide (CO), but it is much more toxic than CO. Therefore, it is necessary to purify the tail gases containing NO x and alkyl nitrites (RONO) by removing NO x from them, reducing its concentration to a level that meets the relevant environmental standards, with the simultaneous conversion of MN present in such tail gases before releasing them into the atmosphere. The prior art method for purification of tail gas containing nitrogen oxides and alkyl nitrite, disclosed, for example, in document CN 101095997.
Однако сохраняется потребность в простом, низкоэнергозатратном и эффективном способе очистки газов, содержащих оксиды азота и алкилнитриты, и оборудовании, предназначенном для очистки таких газов.However, there remains a need for a simple, low-energy and efficient method for purifying gases containing nitrogen oxides and alkyl nitrites, and equipment for the purification of such gases.
ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
В рамках настоящего изобретения предлагается способ очистки хвостового газа, содержащего оксиды азоты и алкилнитриты.In the framework of the present invention, a method for purification of tail gas containing oxides of nitrogen and alkyl nitrite.
При этом предлагается способ очистки хвостового газа, содержащего оксиды азота и алкилнитриты. Этот способ включает (а) введение хвостового газа в присутствии кислорода в контакт с эффективным количеством алкилового спирта для осуществления абсорбции алкилнитрита с получением таким образом абсорбированного газа; (b) введение абсорбированного газа в присутствии эффективного количества катализатора в контакт с восстановительным газом для снижения уровня оксидов азота с получением таким образом абсорбированного и восстановленного газа; и (с) промывку абсорбированного и восстановленного газа с получением таким образом очищенного хвостового газа.A method for purifying a tail gas containing nitrogen oxides and alkyl nitrites is provided. This method includes (a) introducing tail gas in the presence of oxygen into contact with an effective amount of alkyl alcohol to effect absorption of alkyl nitrite to thereby produce an absorbed gas; (b) introducing the absorbed gas in the presence of an effective amount of the catalyst into contact with the reducing gas to reduce the level of nitrogen oxides to thereby obtain the absorbed and reduced gas; and (c) washing the absorbed and reduced gas to thereby obtain a purified tail gas.
Содержание оксидов азота в таком очищенном хвостовом газе может составлять менее 50 ч. на млн. Содержание алкилнитритов в таком очищенном хвостовом газе может составлять менее 10 ч. на млн.The nitrogen oxide content of such a purified tail gas may be less than 50 ppm. The alkyl nitrite content of such a purified tail gas may be less than 10 ppm.
Молярное отношение оксидов азота на этапе (а) к кислороду на этапе (а) может составлять от 1:10 до 10:1. Молярное отношение алкилового спирта на этапе (а) к алкилнитритам на этапе (а) может составлять от 1:1 до 100:1. Упомянутый алкиловый спирт может быть выбран из группы, состоящей из метанола, этанола, пропанола и бутанола.The molar ratio of nitrogen oxides in step (a) to oxygen in step (a) can be from 1:10 to 10: 1. The molar ratio of alkyl alcohol in step (a) to alkyl nitrites in step (a) may be from 1: 1 to 100: 1. Mentioned alkyl alcohol may be selected from the group consisting of methanol, ethanol, propanol and butanol.
Этап (а) может осуществляться при рабочем давлении от 0,1 до 1,0 МПа. Этап (а) может осуществляться при рабочей температуре от -30°С до 90°С.Stage (a) can be carried out at a working pressure of from 0.1 to 1.0 MPa. Step (a) can be carried out at an operating temperature of from -30 ° C to 90 ° C.
Этап (а) может осуществляться в первой абсорбционной колонне (1). Первой абсорбционной колонной (1) может быть насадочная колонна, промывочная колонна либо оросительная колонна.Step (a) may be carried out in the first absorption column (1). The first absorption column (1) may be a packed column, a wash column, or an irrigation column.
Молярное отношение восстановительного газа к оксидам азота на этапе (b) может составлять от 1:1 до 10:1. Сам восстановительный газ может содержать Н2, СО, NH3 либо их сочетание. Упомянутый катализатор может содержать Pd, Pt, Cu, Rh либо их сочетание.The molar ratio of reducing gas to nitrogen oxides in step (b) may be from 1: 1 to 10: 1. The reducing gas itself may contain H 2 , CO, NH 3 or a combination thereof. Said catalyst may comprise Pd, Pt, Cu, Rh, or a combination thereof.
Этап (b) может осуществляться при температуре от 50°С до 500°С. Этап (b) может осуществляться под давлением от 0 до 1 МПа изб. (от 0 до 10 бар изб.). Этап (b может осуществляться при объемной скорости газа от 50 до 10000 час-1.Step (b) can be carried out at a temperature of from 50 ° C to 500 ° C. Stage (b) can be carried out under pressure from 0 to 1 MPa gage. (from 0 to 10 bar g.). Stage (b can be carried out at a volumetric gas velocity of from 50 to 10,000 h -1 .
Этап (b) может осуществляться в реакторе. Таким реактор может быть реактор с неподвижным слоем.Step (b) may be carried out in a reactor. Such a reactor may be a fixed bed reactor.
Упомянутый абсорбированный и восстановленный газ на этапе (с) может быть подвергнут промывке водой либо алкиловым спиртом. Используемым на этапе (с) алкиловым спиртом может быть метанол, этанол, пропанол либо бутанол. Алкиловый спирт, используемый на этапе (с), может быть идентичен алкиловому спирту, используемому на этапе (а). Молярное отношение алкилового спирта либо воды на этапе (с) к алкилнитритам на этапе (а) может составлять от 1:1 до 1000:1.Said absorbed and reduced gas in step (c) may be washed with water or with alkyl alcohol. The alkyl alcohol used in step (c) may be methanol, ethanol, propanol or butanol. The alkyl alcohol used in step (c) may be identical to the alkyl alcohol used in step (a). The molar ratio of alkyl alcohol or water in step (c) to alkyl nitrites in step (a) can be from 1: 1 to 1000: 1.
Этап (с) может осуществляться во второй абсорбционной колонне (2). Второй абсорбционной колонной (2) может быть насадочная колонна, промывочная колонна либо оросительная колонна.Step (c) may be carried out in a second absorption column (2). The second absorption column (2) may be a packed column, a wash column, or an irrigation column.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
На фиг. 1 отображен способ и установка абсорбции и удаления присутствующих в газе оксидов азота (NOx) и алкилнитритов в соответствии с одним из вариантов осуществления данного изобретения.In FIG. 1 shows a method and apparatus for absorbing and removing nitrogen oxides (NO x ) and alkyl nitrites present in a gas in accordance with one embodiment of the present invention.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Данное изобретение относится к способу очистки хвостового газа, содержащего оксиды азота (NOx) и алкилнитриты (RONO). Настоящее изобретение было разработано на основании совершенного его авторами неожиданного открытия новейшего способа очистки, позволяющего удалять RONO и NOx из хвостового газа, соответственно, посредством абсорбции алкиловым спиртом и посредством реакции каталитического восстановления до такой степени, что содержание NOx в очищенном таким образом хвостовом газе ниже 50 ч. на млн., а содержание в нем RONO ниже 10 ч. на млн. Также здесь предлагается установка, в которой реализуется указанный способ очистки.This invention relates to a method for purifying a tail gas containing nitrogen oxides (NOx) and alkyl nitrites (RONO). The present invention was developed on the basis of an unexpected discovery by the authors of a new purification method that allows RONO and NO x to be removed from the tail gas, respectively, by absorption with alkyl alcohol and through a catalytic reduction reaction to such an extent that the NO x content of the tail gas thus purified below 50 ppm, and the RONO content therein is below 10 ppm. Also, an installation is proposed here that implements the indicated cleaning method.
При этом предлагается способ очистки хвостового газа. В этом хвостовом газе присутствуют оксиды азота (NOx) и алкилнитриты (RONO). Указанный способ включает введение хвостового газа в контакт с эффективным количеством алкилового спирта в присутствии кислорода для осуществления абсорбции алкилнитрита, введение полученного в результате этого абсорбированного газа в контакт с восстановительным газом в присутствии эффективного количества катализатора для снижения уровня оксидов азота, и промывку полученного в результате этого абсорбированного и восстановленного газа. В результате получается очищенный хвостовой газ.Moreover, a method for purifying tail gas is provided. Nitrogen oxides (NO x ) and alkyl nitrites (RONO) are present in this tail gas. The method includes contacting tail gas with an effective amount of alkyl alcohol in the presence of oxygen to absorb alkyl nitrite, contacting the resulting absorbed gas with a reducing gas in the presence of an effective amount of catalyst to reduce the level of nitrogen oxides, and washing the resulting absorbed and reduced gas. The result is a purified tail gas.
К оксидам азота относятся, например, монооксид азота (NO) и диоксид азота (NO2). Начальное содержание оксидов азота в таком хвостовом газе может составлять более 50000 либо 100000 ч. на млн. В очищенном же хвостовом газе содержание оксидов азота может быть менее примерно 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15 или 10 ч. на млн., предпочтительно менее примерно 50 ч. на млн.Nitrogen oxides include, for example, nitrogen monoxide (NO) and nitrogen dioxide (NO 2 ). The initial content of nitrogen oxides in such a tail gas may be more than 50,000 or 100,000 ppm. In the purified tail gas, the content of nitrogen oxides may be less than about 60, 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15 or 10 ppm, preferably less than about 50 ppm
К алкилнитритам относятся, например, метилнитрит (MN) и этилнитрит. В очищенном хвостовом газе содержание алкилнитритов может быть менее примерно 20, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 или 1 ч. на млн., предпочтительно менее примерно 10 ч. на млн.Alkyl nitrites include, for example, methyl nitrite (MN) and ethyl nitrite. In the purified tail gas, the content of alkyl nitrites may be less than about 20, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 or 1 ppm, preferably less than about 10 ppm
На этапе абсорбции алкилнитритов молярное соотношение оксидов азота к кислороду может составлять от примерно 1:10 до примерно 10:1, предпочтительно от примерно 1:5 до примерно 5:1, а более предпочтительно от примерно 1:2 до примерно 2:1.In the alkyl nitrite absorption step, the molar ratio of nitrogen oxides to oxygen may be from about 1:10 to about 10: 1, preferably from about 1: 5 to about 5: 1, and more preferably from about 1: 2 to about 2: 1.
Молярное соотношение алкилового спирта к алкилнитритам может составлять от примерно 1:1 до примерно 100:1, предпочтительно от примерно 2:1 до примерно 50:1, а более предпочтительно от примерно 5:1 до примерно 30:1. Упомянутый алкиловый спирт может быть выбран из группы, в которую входят метанол, этанол, пропанол и бутанол.The molar ratio of alkyl alcohol to alkyl nitrites may be from about 1: 1 to about 100: 1, preferably from about 2: 1 to about 50: 1, and more preferably from about 5: 1 to about 30: 1. Said alkyl alcohol may be selected from the group consisting of methanol, ethanol, propanol and butanol.
Этап абсорбции алкилнитритов может осуществляться при рабочем давлении примерно от 0,1 до 1,0 МПа, предпочтительно примерно от 0,1 до 0,7 МПа, а более предпочтительно примерно от 0,1 до 0,3 МПа.The alkyl nitrite absorption step may be carried out at a working pressure of from about 0.1 to 1.0 MPa, preferably from about 0.1 to 0.7 MPa, and more preferably from about 0.1 to 0.3 MPa.
Этап абсорбции алкилнитритов может осуществляться при рабочей температуре от примерно -30°С до примерно 90°С, предпочтительно от примерно -10°С до примерно 60°С, а более предпочтительно от примерно 0°С до примерно 50°С.The alkyl nitrite absorption step may be carried out at a working temperature of from about −30 ° C. to about 90 ° C., preferably from about −10 ° C. to about 60 ° C., and more preferably from about 0 ° C. to about 50 ° C.
Этап абсорбции алкилнитритов может осуществляться в абсорбционной колонне (1), функцию которой может выполнять насадочная колонна, промывочная колонна либо оросительная колонна.The stage of absorption of alkyl nitrites can be carried out in an absorption column (1), the function of which can be performed by a packed column, a washing column or an irrigation column.
На этапе восстановления молярное соотношение восстанавливающего газа к оксидам азота может составлять от примерно 1:1 до примерно 10:1, предпочтительно от примерно 1:1 до примерно 5:1, а более предпочтительно от примерно 1:1 до примерно 3:1. Сам восстановительный газ может содержать H2, СО, NH3 либо их сочетание. Упомянутый катализатор может содержать Pd, Pt, Cu, Rh либо их сочетание.In the reduction step, the molar ratio of reducing gas to nitrogen oxides may be from about 1: 1 to about 10: 1, preferably from about 1: 1 to about 5: 1, and more preferably from about 1: 1 to about 3: 1. The reducing gas itself may contain H 2 , CO, NH 3 or a combination thereof. Said catalyst may comprise Pd, Pt, Cu, Rh, or a combination thereof.
Этап восстановления может осуществляться при температуре примерно от 50 до 500°С, предпочтительно примерно от 100 до 450°С, а более предпочтительно примерно от 150 350°С. Этап восстановления может осуществляться под давлением примерно от 0 до 1 Мпа изб. (от 0 до 10 бар изб.), предпочтительно примерно 0 до 0,8 Мпа изб. (от 0 до 8 бар изб.), а более предпочтительно примерно 0 до 0,5 Мпа изб. (от 0 до 5 бар изб.). Этап восстановления может осуществляться при объемной скорости газа примерно от 50 до 10000 час-1, предпочтительно примерно от 70 до 5000 час-1, а более предпочтительно от 100 до 2000 час-1.The recovery step can be carried out at a temperature of from about 50 to 500 ° C, preferably from about 100 to 450 ° C, and more preferably from about 150 to 350 ° C. The recovery step can be carried out under pressure from about 0 to 1 MPa gage. (from 0 to 10 bar gage), preferably about 0 to 0.8 MPa gage. (from 0 to 8 bar gage), and more preferably about 0 to 0.5 MPa gage. (from 0 to 5 bar g.). The recovery step can be carried out at a gas volumetric velocity of from about 50 to 10,000 h -1 , preferably from about 70 to 5,000 h -1 , and more preferably from 100 to 2,000 h -1 .
Этап восстановления может осуществляться в реакторе. Таким реактор может быть реактор с неподвижным слоем.The recovery step may be carried out in a reactor. Such a reactor may be a fixed bed reactor.
На этапе промывки абсорбированный и восстановленный газ может быть подвергнут промывке водой либо алкиловым спиртом. Используемым на этапе промывки алкиловым спиртом может быть метанол, этанол, пропанол либо бутанол. Алкиловый спирт, используемый на этапе промывки, может быть идентичен алкиловому спирту, используемому на этапе абсорбции. Молярное соотношение алкилового спирта либо воды, используемых на этапе промывки, к алкилнитритам, задействованным на этапе абсорбции, может составлять от примерно 1:1 до примерно 1000:1, предпочтительно от примерно 2:1 до примерно 500:1, а более предпочтительно от примерно 5:1 до примерно 300:1.At the washing step, the absorbed and reduced gas can be washed with water or with alkyl alcohol. The alkyl alcohol used in the washing step may be methanol, ethanol, propanol or butanol. The alkyl alcohol used in the washing step may be identical to the alkyl alcohol used in the absorption step. The molar ratio of alkyl alcohol or water used in the washing step to the alkyl nitrites used in the absorption step may be from about 1: 1 to about 1000: 1, preferably from about 2: 1 to about 500: 1, and more preferably from about 5: 1 to about 300: 1.
Этап промывки может осуществляться во второй абсорбционной колонне (2). Второй абсорбционной колонной (2) может быть насадочная колонна, промывочная колонна либо оросительная колонна.The washing step may be carried out in a second absorption column (2). The second absorption column (2) may be a packed column, a wash column, or an irrigation column.
Также предлагается установка очистки хвостового газа, содержащего оксиды азота и алкилнитриты. Данная установка состоит из первой абсорбционной колонны (1), реактора и второй абсорбционной колонны (2). В первой абсорбционной колонне (1) на хвостовой газ в присутствии кислорода оказывается воздействие эффективным количеством алкилового спирта с целью осуществления абсорбции алкилнитритов, в результате чего образуется абсорбированный газ. В реакторе на абсорбированный газ в присутствии эффективного количества катализатора оказывается воздействие восстановительным газом с целью снижения уровня оксидов азота, в результате чего образуется абсорбированный и восстановленный газ. Во второй абсорбционной колонне (2) абсорбированный и восстановленный газ подвергается промывке. В результате получаются очищенный хвостовой газ.A tail gas purification plant containing nitrogen oxides and alkyl nitrites is also proposed. This installation consists of a first absorption column (1), a reactor and a second absorption column (2). In the first absorption column (1), the tail gas in the presence of oxygen is exposed to an effective amount of alkyl alcohol in order to absorb alkyl nitrite, resulting in the absorption of gas. In the reactor, the absorbed gas in the presence of an effective amount of catalyst is exposed to a reducing gas in order to reduce the level of nitrogen oxides, as a result of which the absorbed and reduced gas is formed. In the second absorption column (2), the absorbed and reduced gas is flushed. The result is a purified tail gas.
Первой абсорбционной колонной (1) может быть насадочная колонна, промывочная колонна либо оросительная колонна. Таким реактор может быть реактор с неподвижным слоем. Второй абсорбционной колонной (2) может быть насадочная колонна, промывочная колонна либо оросительная колонна.The first absorption column (1) may be a packed column, a wash column, or an irrigation column. Such a reactor may be a fixed bed reactor. The second absorption column (2) may be a packed column, a wash column, or an irrigation column.
Термин «примерно», используемый в настоящем документе при упоминании измеряемого значения, например, количества, процента и тому подобного, предназначен для охвата отклонений в пределах ±20% либо ±10%, более предпочтительно - ±5%, еще более предпочтительно - ±1% и еще более предпочтительно - ±0,1% от указанного значения, поскольку такие отклонения соответствуют норме.The term “about” as used herein to refer to a measured value, for example, quantity, percent, and the like, is intended to encompass deviations within ± 20% or ± 10%, more preferably ± 5%, even more preferably ± 1 % and even more preferably ± 0.1% of the indicated value, since such deviations correspond to the norm.
Образец 1. Очищенный газ 1
Хвостовой газ подвергся очистке, в результате чего образовался очищенный газ 1. Газ, содержащий оксиды азота (NOx) и метилнитрит (MN), вместе с воздушной смесью был введен в первую промывочную колонну. Молярное соотношение NOx к кислороду (O2) в воздушной смеси составляло 1:10. Для абсорбции MN был введен метанол, молярное соотношении которого к MN при этом составляло 1:1. Рабочее давление составляло 0,1 МПа. Рабочая температура составляла -30°С. Газ, поступавший из верхней части абсорбционной колонны, вместе с водородом (Н2) направлялся в реактор с неподвижным слоем, оборудованный содержащим Pt катализатором, для осуществления каталитического восстановления в присутствии восстановительного газа при молярном соотношении восстановительного газа к NOx на уровне 1:1. Температура реакции составляла 500°С. Давление реакции составляло 0 бар изб. Объемная скорость газа составляла 50 час-1. Из реактора с неподвижным слоем восстановленный газ направлялся во вторую промывочную колонну для осуществления перед процедурой очистки промывки водой при молярном соотношении воды к метилнитрату на уровне 1000:1, а после промывки использованная вода сбрасывалась в виде сточных вод. Газ, поступавший из верхней части промывочной колонны, представлял собой очищенный газ 1. Затем очищенный газ 1 был подвергнут очистке сжиганием.The tail gas was purified, resulting in the formation of purified
В таблице 1 приведены данные по основным технологическим условиям, применявшимся для получения очищенного газа 1, а также значения содержания метилнитрита на уровне 8 ч. на млн. и содержания NOx на уровне 43 ч. на млн.Table 1 shows the data on the main technological conditions used to obtain
Образец 2. Очищенный газ 2
Хвостовой газ подвергся очистке, в результате чего образовался очищенный газ 2. Газ, содержащий оксиды азота (NOx) и этилнитрит, вместе с воздушной смесью был введен в первую насадочную колонну. Молярное соотношение NOx к кислороду (О2) в воздушной смеси составляло 10:1. Для абсорбции этилнитрита был введен этанол, молярное соотношении которого к этилнитриту при этом составляло 100:1. Рабочее давление составляло 1,0 МПа. Рабочая температура составляла 90°С. Газ, поступавший из верхней части насадочной колонны, вместе с СО запускался в реактор с неподвижным слоем, оборудованный катализатором на основе Pt, для осуществления каталитического восстановления в присутствии восстановительного газа при молярном соотношении восстановительного газа к NOx на уровне 10:1. Температура реакции составляла 50°С.Давление реакции составляло 1 Мпа изб. (10 бар изб.). Объемная скорость газа составляла 10000 час-1. Восстановленный газ направляли во вторую насадочную колонну для осуществления перед процедурой очистки промывки этанолом при молярном соотношении этанола к присутствовавшему в хвостовом газе этилнитриту на уровне 1:1, а после промывки использованный этанол вводился в первую насадочную колонну для повторного использования на этапе абсорбции. Газ, поступавший из верхней части промывочной колонны, представлял собой очищенный газ 2. Затем очищенный газ 2 был подвергнут очистке сжиганием.The tail gas was purified, resulting in the formation of purified
В таблице 1 приведены данные по основным технологическим условиям, применявшимся для получения очищенного газа 2, а также значения содержания метилнитрита на уровне 9 ч. на млн. и содержания оксида азота на уровне 43 ч. на млн.Table 1 shows the data on the main technological conditions used to obtain
Образец 3. Очищенные газы от 3 до 6 и сравнительные образцы газа от 1 до 3Sample 3. Purified gases from 3 to 6 and comparative gas samples from 1 to 3
Были проведены дополнительные исследования на предмет очистки хвостового газа, содержащего оксид азота и алкилнитрит, по способу, описанному в примере, за исключением отличных условий, указанных в таблице 1. В таблице 1 приведены данные по технологическим условиям, применявшимся для получения очищенных газов от 3 до 6 и сравнительных образцов газа от 1 до 3, а также значения содержания в них метилнитрита и оксида азота.Additional studies were conducted on the purification of tail gas containing nitric oxide and alkyl nitrite, according to the method described in the example, with the exception of the excellent conditions listed in table 1. Table 1 shows the data on the process conditions used to obtain purified gases from 3 to 6 and comparative gas samples from 1 to 3, as well as the values of the content of methyl nitrite and nitric oxide in them.
Хотя заявленное изобретение проиллюстрировано и описано в настоящем документе с упоминанием конкретных варианты осуществления, оно никак не ограничивается продемонстрированными характеристиками. Наоборот, в эти характеристики в пределах объема и диапазона эквивалентов формулы изобретения могут вноситься различные изменения без отступления от самого изобретения.Although the claimed invention is illustrated and described herein with reference to specific embodiments, it is not limited to the demonstrated characteristics. Conversely, various changes may be made to these characteristics within the scope and range of equivalents of the claims without departing from the invention itself.
Claims (26)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/CN2018/111138 WO2020082201A1 (en) | 2018-10-22 | 2018-10-22 | Process and system for tail gas treatment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2705073C1 true RU2705073C1 (en) | 2019-11-01 |
Family
ID=68500578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018145377A RU2705073C1 (en) | 2018-10-22 | 2018-10-22 | Method and installation for cleaning tail gas |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU2018446174B2 (en) |
| RU (1) | RU2705073C1 (en) |
| WO (1) | WO2020082201A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119215636A (en) * | 2023-06-28 | 2024-12-31 | 中国石油化工股份有限公司 | A method for removing nitrogen oxides from tail gas produced by CO coupling to produce oxalate |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2026811C1 (en) * | 1991-06-14 | 1995-01-20 | Акционерное общество "Куйбышевазот" | Nitrous rail gases low-temperature catalytic purification process control method |
| US5562887A (en) * | 1993-11-15 | 1996-10-08 | Bayer Aktiengesellschaft | Purification of alkyl nitrite-containing exhaust gases |
| CN101095997A (en) * | 2006-06-27 | 2008-01-02 | 上海焦化有限公司 | Method for expelling nitrous acid alkyl ester and nitrogen oxide gas from the discharged gas |
| CN102218258A (en) * | 2010-04-15 | 2011-10-19 | 中国石油化工股份有限公司 | Technology and equipment for recycling nitric oxides and purifying tail gas |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4879401A (en) * | 1987-09-29 | 1989-11-07 | Union Carbide Chemicals And Plastics Company Inc. | Process for removal of impurities in alkyl nitrite formation |
| CN106139898B (en) * | 2015-04-14 | 2019-03-01 | 高化学技术株式会社 | Regeneration, the method for absorbing NO, alkyl nitrite and the CO and N2O that are coupled in synthesis of oxalate process tail gas with removing CO carbonyl |
| CN108329210A (en) * | 2018-04-08 | 2018-07-27 | 西安汉术化学工程股份有限公司 | The recovery system and method for nitric oxide, methyl nitrite in a kind of tail gas of carbonylation dimethyl oxalate |
-
2018
- 2018-10-22 WO PCT/CN2018/111138 patent/WO2020082201A1/en not_active Ceased
- 2018-10-22 RU RU2018145377A patent/RU2705073C1/en active
- 2018-10-22 AU AU2018446174A patent/AU2018446174B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2026811C1 (en) * | 1991-06-14 | 1995-01-20 | Акционерное общество "Куйбышевазот" | Nitrous rail gases low-temperature catalytic purification process control method |
| US5562887A (en) * | 1993-11-15 | 1996-10-08 | Bayer Aktiengesellschaft | Purification of alkyl nitrite-containing exhaust gases |
| CN101095997A (en) * | 2006-06-27 | 2008-01-02 | 上海焦化有限公司 | Method for expelling nitrous acid alkyl ester and nitrogen oxide gas from the discharged gas |
| CN102218258A (en) * | 2010-04-15 | 2011-10-19 | 中国石油化工股份有限公司 | Technology and equipment for recycling nitric oxides and purifying tail gas |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2018446174B2 (en) | 2022-12-08 |
| AU2018446174A1 (en) | 2021-04-01 |
| WO2020082201A1 (en) | 2020-04-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4110427B2 (en) | Absorber regeneration | |
| CN100337724C (en) | The method of removing nitrogen oxides | |
| RU2623356C2 (en) | Method and device for ice exhaust gas purification | |
| RU2002121781A (en) | METHOD FOR REMOVING NO2 AND N2O FROM RESIDUAL GAS FOR PRODUCING NITRIC ACID | |
| KR102032387B1 (en) | A catalyst for regenerating a carbon dioxide absorbent containing a modified activated carbon, a method for producing the same, and a method for capturing carbon dioxide using the catalyst | |
| KR101684805B1 (en) | Method for carbon dioxide capture and storage using sodium hydroxide and methanol | |
| US3864450A (en) | Process for removing nitrogen oxides from gaseous mixtures | |
| JP2801423B2 (en) | Nitrogen oxide purification catalyst | |
| CN104437028A (en) | Method for removing alkyl nitrite and nitrous oxide from tail gas | |
| FI88149C (en) | FOERFARANDE FOER MINSKNING AV KVAEVEOXIDEMISSIONER | |
| CN106139898A (en) | The method of the NO in regeneration, absorption and removing CO carbonyl coupling synthesis of oxalate process tail gas, alkyl nitrite and CO and N2O | |
| RU2705073C1 (en) | Method and installation for cleaning tail gas | |
| EA017772B1 (en) | Process for a reduction in the amount of sulphur compounds, hydrogen cyanide and formic acid in synthesis gas | |
| JP3113903B2 (en) | Nitrogen oxide remover | |
| KR20110001741A (en) | Absorbent for Acid Gas Separation | |
| KR102487384B1 (en) | Mixed absorbent for capturing carbon dioxide | |
| US20120070354A1 (en) | Scrubbing a gas containing nitrogen oxides | |
| JP5498169B2 (en) | Method for removing NO and N2O from a gas mixture | |
| US3891742A (en) | Method of purifying gases containing acid impurities using stabilized 2-(2-aminoethoxy)ethanol | |
| RU2071817C1 (en) | Method of purifying gases from nitrogen(i) oxide | |
| CN120586583B (en) | SO removal in high-temperature flue gas2And dioxin inhibitor and preparation method thereof | |
| JPH0668109B2 (en) | Method for purifying gas containing carbon monoxide as a main component | |
| WO2014011041A1 (en) | Nitrosamine and/or nitramines reduction in a liquid medium | |
| SU1611410A1 (en) | Method of cleaning waste gases from nitrogen oxide | |
| KR100283046B1 (en) | Nitrogen oxide removal method |