222340

Союз Советских Социалистических Республиквпдетельства Ъв ( 1068330/23-2 висимое от авт. явлено 09. 7.196 Кл, 121 с, 1 вкис присоединениев Приоритет ПК С 01 с Комитет по делам зобретеиий и открытий.71.1968. Бюллетень23 ания описания 11,Х 11.1969 публикован ри Совете Минист СССРта опублпк СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ АММИАКА И АМИНОВ ИЗ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙется, остатвор вор ия - атпоь реИзвестны способы поглощения аммиака и аминов катионитами, причем используется водородная форма катионитов. Недостаткоъг этого способа является небольшая динамическая емкость сорбента, а также сложность приго товления и особенно регенерации его.Предлагаемый способ позволяет осуществить эффективную сорбцию аммиака или ами.нов при весьма простой регенерации сорбента, Для этого аммиак или амины поглощает из 10 газовых смесей катионпт, например, КУв цинковой илп в магниевой форме, Поглощение происходит в результате реакции:Кс 2 + 4 КНс - + Кв 2 п(ХНс) 4КМу + 2 ХНз -К Мд(ХН;)15Динамическая активность катпонита КУ(в слоях длиной 3 - 10 см) составляет для 2 п-формы 7,5 - 8 ммо,г ХНз на 1 г сухого катионита (около 5 ммол на 1 см загрузки), для Мд-формы около 3 ммоль МН на 1 г су хого катионита (около 2 лглголь на 1 см загрузки). Динамическая емкость незначительно зависит от скорости газа и от концентрации аммиака или аъгина в нем.Основной особенностью цинковой и магние вой форм катионита является возможность эффективной регенерации этих форм путем промывки водой. При пропускании воды через отработанный (насыщенный аммиаком или амином) слой катионита-в 2 п- или Мд-форвге 30 сорбпрованный аммиак илп амин вымывтогда как связанный со смолой катионется:К.2 г 1(МН,),+хН О - Е 2 п+4 МНгОН (раК. Мд (ХН,) в+ уНО - К,Мд+ 2 КНОН(раМногократное повторение циклов сорбдесорбция на одних и тех же загрузкахнита показало полную воспроизводпмосзультатов.Различия 2 п- и Мд-форхг катпонптачаются в сле ю охг,заклюду2 п-форма обладает в 2,5 раза большей удельной динамической активностью, чем Мд-форма. Однако для полной десорбции аммиака с 2 п-формы требуется пропусканпе через 1 кг ионнта 300 в 4 .г воды, тогда как полная регенерация Мд-форхгы достигается прп пропусканин 15 - 20 .г воды через 1 кг поннта. Соответственно в первом случае получаются растворы со средней концентрацией аммиака 0,3 - 0,4 г/.г МН, ( 0,02 Х), а во втором 3 г/,г Н, (0,2 1).Практически, однако, нет необходимости в полной десорбцни аммиака из ионита, так как небольшая часть аммиака не препятствует использованию ионита для сорбцпи в следующем цикле процесса. Для регенерации ионпта на 70 - 80% достаточно в три-четыре раза222340 40 45 Составитель Леонтьева Редактор Л. Новожилова Техред Л. Я, Левина Корректор Г. С. МухинаЗаказ 3221/13 Тираж 480 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 3меньшее количество воды, чем необходимое для полной регенерации.При этом получаются более концентрированные растворы1 г/л ХНз для Хп-формы и до 10 г/л МНз для Мд-формы катионита.Предлагаемый способ поглощения аммиака и аминов из газовых смесей может быть испольэовали как в целях санитарно-химической защиты (очистка воздуха), так и для извлечения аммиака и аминов из газов, например коксового газа, с целью утилизации этих ценных веществ. В последнем случае целесообразно использовать Мд-форму катионита, позволяющую получать более концентрированные растворы аммиака при регенерации ионита. Переработка этих растворов для получения аммиака или аминов в концентрированном или чистом виде может проводиться известными методами, например путем дистилляции или экстракции. После отгонки (или экстрагирования) аммиака или амина вода, содержащая некоторый остаток МНз или амина, может быть возвращена на регенерацию ионита. Дело в том, что если для регенерации используется техническая вода, то содержащиеся в воде катионы постепенно вытесняют ионы Упв+ или Мр+ из ионита, уменьшая его емкость; для восстановления емкости ионита при этом требуется периодическое донасыщение этими ионами. Использование дистиллированной (или деионизированной) воды практически исключает обеднение катионита ионами Хпв+ или М 1 та+, но сравнительно дорого. Поэтому наиболее экономичной схемой является обращение воды в цикле регенерации ионита - отгонка аммиака (амина).Пример 1. В колонку, помещали 100 г (в пересчете на сухую смолу) катионита КУ(6 - 8% дивинилбензола) в Хп-форме, приготовленной путем пропускания 5%-ного раствора УпС 1, через катионит в Н-форме до выравнивания рН исходного раствора и фильтрата. Катионит содержал около 0,5 г Н.О на 1 г сухой смолы. Высота слоя катионита - 10 см, диаметр колонки - 4,5 см. Через катионит пропускали аммиачно-воздушную смесь, содержащую 10 мг/л ХНз (0,6 ммоль/л) и 15 мг/л НаО (относительная влажность 70%), с тем. 5 10 15 20 25 30 35 пературой 22 - 23 С. Объемная скорость газа составляла 30 - 35 л/мин, линейная скорость0,3 м/сек. До проскока аммиака, определяемого при помощи газоанализатора УГс чувствительностью 0,004 мг/л, было пропущено 1320 л газа и поглощено 13,1 г ХНз (0,77 моль), т. е. 7,7 млаоль на 1 г сухого ионита. Регенерацию проводили пропусканием дистиллированной воды через колонку с ионитом. Всего было пропущено 40 л воды со скоростью 0,5 л/мин и десорбировано 12,9 г ИНз. В первых 10фильтрата содержалось 9,5 г ХН т. е. )70% общего количества аммиака, находящегося в ионите. Содержание Хп в фильтрате составляло 0,01 г/л, т. е. всего десорбировано около 2% Уп, находящегося в ионите. При трехкратном повторении циклов сорбция - регенерация с этой же загрузкой ионита при тех же условиях получены вполне аналогичные результаты (поглощено до проскока 12,4 - 13,2 г ИНдесорбировано 12,4 - 13,0 г ХНз, содер жанне Хп в фильтрате 0,005 - 0,01 г/л).П р и м е р 2. В колонку помещали 100 г (в пересчете на сухую смолу) катионита КУв Мд-форме, приготовленной путем пропускания 5 /о-ного раствора МдС 1 в через катионит в Н-форме. Влажность ионита, объем слоя, состав, температура и скорость газа были такими же, как в примере 1. До проскока аммиака было пропущено 480 л газа и поглощено 4,8 г ХНз (0,28 моль), т. е. 2,8 ммоль КНз на 1 г сухого ионита. Регенерацию проводили дистиллированной водой. Всего было пропущено 2 л воды со скоростью 0,2 л/мин и десорбировано 48 г ИНз. Содержание Мд в фильтрате 0,005 г/л, т. е. десорбировано 0,2% Мд, находящегося в ионите. Предмет изобретенияСпособ извлечения аммиака и аминов из газовых смесей путем сорбции катионитом с последующей регенерацией его, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения, в качестве катионита применяют катионит в цинковой или магниевой форме,2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что регенерацию катионита осуществляют водой.