Способ каталитической очистки газовых выбросов производства синтетических каучуков в присутствии озона

 

Использование: обезвреживание промышленных выбросов в нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслях промышленности. Сущность изобретения: в способе каталитической очистки газовых выбросов производства синтетических каучуков в присутствии алюмомарганцевого катализатора, при соотношении диоксид марганца : оксид алюминия 1:99,4-165, процесс ведут при температуре 70 - 100^oC, при соотношении озон:органические вещества 1:2-4. 2 табл.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для обезвреживания промышленных выбросов, преимущественно, в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известен способ очистки газовых выбросов в атмосферу, образующихся в производстве 1,4-полибутадиена путем пропускания их через алюмоплатиновый катализатор при 400 550^oC с использованием в качестве газо-носителя смесь пара с воздухом [1] Недостатком этого способа является большой расход дефицитного топливного газа для поддержания необходимой температуры реакции.

Известен также способ очистки отходящих газов от органических веществ окислением озоном на марганцево-кислом катализаторе [2] Недостатком данного способа является высокий расход озона и низкий срок службы катализатора.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению по технической сущности является способ каталитического окисления газовой смеси, содержащей пары стирола, озоном. В присутствии катализатора, состоящего из палладия (0,5%), нанесенный на Al₂O₃. [3] Недостатком известного способа является низкая стойкость катализатора к отравляющему действию катализаторных ядов серосодержащих соединений газовых выбросов производства бутадиенстирольных каучуков (СКС) и йодсодержащих соединений газовых выбросов производства бутадиеновых каучуков (СКД).

Технической задачей изобретения является повышение стойкости катализатора к действию катализаторных ядов и увеличения срока непрерывной эксплуатации катализатора.

Указанный результат достигается тем, что в способе каталитической очистки газовых выбросов производства синтетических каучуков в присутствии катализатора, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют диоксид марганца, нанесенного на окись алюминия в соотношении 1:99,4-165, процесс ведут при температуре 70 100^oC при соотношении озон загрязняющие вещества 1: 2,0-4.

Использование алюмомарганцевого катализатора в присутствии озона для очистки газовых выбросов производства синтетических каучуков в литературе не описано. Это позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого изобретения критерию "изобретательский уровень".

Использование алюмомарганцевого катализатора в присутствии озона для очистки газовых выбросов производства синтетических каучуков позволяет вести процесс при температуре 70 100^oC, т.е. при температуре отработанного воздуха, что не требует дополнительных энергозатрат. При соотношении озон загрязняющие вещества 1:2-4 использование меньшего количества озона не достигается полного окисления органических загрязнений. Большой расход озона нецелесообразен, т.к. степень очистки не изменяется.

Примеры 1-10.

Отработанный воздух из сушилок производства каучука СКС, содержащий 120 мг/м³ стирола и воздуха из сушилок производства каучука СКД, содержащий 250 мг/м³ толуола подвергался каталитическому окислению до углекислого газа и воды на алюмомарганцевом катализаторе при температуре 70 100^oC.

Достигнута высокая степень очистки 97,0 97,5% для стирола и 95,0 - 96% для толуола.

Данные приведены в табл. 1.

Пример по прототипу.

Отработанный воздух из сушилок производства каучука СКС, содержащий 120 мг/м³ стирола, и воздуха из сушилок производства каучука СКД, содержащий 250 мг/м³ толуола, подвергались каталитическому окислению до углекислого газа и паров воды на алюмопалладиевом катализаторе. Достигнута высокая конверсия углеводородов стирола на 97,1 97,7% толуола на 95,5 - 95,9% Данные приведены в табл. 1.

Газовые выброс производства каучуков СКД и СКС сдержат галоидсодержащие и серосодержащие органические соединения, являющиеся катализаторными ядами. Отравляющие действия указанных веществ снижаются за счет повышения температуры реакции окисления до 400^oC при очистке газовых выбросов от стирола и 500^oC при очистке от тулуола.

При окислении озоном стирола и толуола на алюмомарганцевом катализаторе при низких температурах, т.е. при температуре отработанного воздуха, повышается стойкость к катализаторным ядам и срок эксплуатации катализатора увеличивается, т. е. достигает более 2100 ч при конверсии 95,4 96,8% тогда как при равных условиях срок эксплуатации алюмопалладиевого катализатора ниже. Данные приведены в табл.2.

Как видно из табл. 2, после 2100 ч работы отмечено резкое снижение конверсии на алюмопалладиевом катализаторе. Степень окисления снижалась до 74,5% для стирола и 74,1% для толуола, что недопустимо, так как проскок углеводородов в этом случае превышает их предельно допустимые концентрации в атмосферном воздухе. Конверсия на алюмомарганцевом катализаторе осталась практически неизменной, что говорит о его достаточной стойкости к действию указанных катализаторных ядов.

Заявляемый способ является экономически выгодным за счет снижения расхода дефицитного топливного газа, вплоть до его полного исключения, и замены дорогостоящего, содержащего драгоценные металлы, катализатора на дешевый и достаточно каталитически эффективный алюмомарганцевый катализатор.

Формула изобретения

Способ каталитической очистки газовых выбросов производства синтетических каучуков в присутствии озона, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют диоксид марганца, нанесенный на оксид алюминия в соотношении 1: 99,4 165, процесс ведут при температуре 70 100^oС и при соотношении озон загрязняющие вещества 1 2 4.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2