移除一氧化二氮的方法技术

在反应器中通过在含有氮气（Ｎ↓［２］）作为惰性气体的含水介质中用氢气（Ｈ↓［２］）将氧化一氮（ＮＯ）部分氢化来形成羟胺。在形成羟胺时形成一氧化二氮气体（Ｎ↓［２］Ｏ）。气体和水蒸气以排出气流从反应器中流走，从而能够使气体再循环。从排出气流中移除Ｎ↓［２］Ｏ以降低可燃性。移除Ｎ↓［２］Ｏ的方法包括下列步骤：（ａ）使排出气体流经包含粒子的一氧化二氮吸附剂材料以使一氧化二氮吸附到粒子上；（ｂ）形成与一氧化二氮吸附剂材料相邻的包含氮气的缓冲区；（ｃ）使额外的一氧化二氮流经一氧化二氮吸附剂材料以置换其它气体；和（ｄ）从一氧化二氮吸附剂材料解吸一氧化二氮。一旦移除Ｎ↓［２］Ｏ，使ＮＯ、Ｈ↓［２］和Ｎ↓［２］再循环并再用在反应器中以形成更多羟胺。从排出气流中移除的Ｎ↓［２］Ｏ是高纯的并可以出售或经济地处置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】 专利
本专利技术一般性地涉及。更具体地，本专利技术涉及使用变压吸附(pressure swing adsorption)和一氧化二氮吸附剂材料来移除 羟胺合成中形成的排出气体中的一氧化二氮并使排出气体中的其余气体再 循环的方法。专利技术背景一氧化二氮气体(&0)在羟胺合成中作为副产物产生。羟胺可用于形成 己内酰胺，后者可用于形成尼龙6。尼龙6是全世界用在地毯、服装、室 内装饰、汽车部件和许多其它产品中的重要聚合物。通常，幾胺通过在包括氮气(N2)作为惰性气体的含水介质中用氢气(H2)将氧化一氮气体(NO)部分氬化而形成。将NO与H2和N2混合会形成羟胺 以及多种副产物。副产物包括N20。可以使1\20、以及未用的N2、 112和 NO、还有水蒸气(H20)—起作为湿润的气体混合物从羟胺中排出，该气体 混合物可以弃置或再循环。该气体混合物也可能包括污染物，包括曱烷、 二氧化碳(C02)和一氧化碳(CO)。该气体混合物可以与H2和NO—起再循 环以降低Bb和NO的总消耗量。但是，如果将该气体混合物与H2和NO再循环，则N20的含量会在 气体混合物中累积至危险程度。如果气体混合物中N20的含量变得太高， 则该气体混合物会变得易燃并在操作上不安全。如果N20含量达到预定上 限，则将该气体混合物丢弃，这导致气体混合物中残留的H2和NO的损失。 从该气体混合物中移除N20会优选防止气体混合物连同H2和NO的过早 弃置，由此能够使H2和NO再循环并降低总消耗量。吸附可以提供比利用低温蒸馏、吸收或膜基系统更有效和经济的气体 分离方式。吸附可用于从包括至少两种对吸附剂材料具有不同吸附特性的 气体的气体混合物中分离气体。通常，吸附一般包括一个或多个吸附剂床的压力或温度的协同(co-coordinated)循环。吸附剂床包括优先吸附气体混合物中存在的一种或 多种气体的吸附剂材料。变压吸附(PSA)通常包括改变气体混合物的压力和 /或流向以实现优选气体与一系列非优选气体的分离的一系列步骤。PSA中 涉及的步骤的数量和性质可以随分离目标而变。更具体地，PSA通常包括使气体混合物在吸附压力下从吸附剂床的进 料入口流向吸附剂床的出料端。气体混合物中的具有强吸附特性的气体优 先吸附到吸附剂材料上，而具有弱吸附特性的气体继续流经吸附剂床。就 这样，从吸附剂床的出料端流出的气体混合物基本不含优先吸附到吸附剂 材料上的气体。当具有强吸附特性的气体从进料入口流向出料端时，具有强吸附特性 的气体累积在最接近进料入口的吸附剂材料上。随着这种累积继续进行， 最接近进料入口的吸附剂材料先变饱和，然后才是气体混合物流动方向上 的整个吸附剂材料的饱和。最后， 一旦整个吸附剂材料变饱和，具有强吸附特性的气体就会突破 (break through)出料端。通常，在发生突破之前将气体混合物流动停止。 一旦气体混合物流动停止，将吸附压力降至能够移除具有弱吸附特征的气 体而不会使吸附到吸附剂材料上的气体过度解吸的程度。在吸附压力降低 后，将吸附剂床进一步解压，并从床上移除吸附到吸附剂材料上的气体。 然后吹扫吸附剂床并再加压至吸附压力。此时，吸附剂床可以再使用。可以与PSA—起使用的吸附剂材料取决于要吸附的气体、气体混合物 本身和本领域技术人员公知的其它因素。 一般而言，合适的吸附剂材料包 括沸石分子篩、珪胶、活性炭和活性铝土。对于某些应用，可以使用专用 吸附剂材料。PSA的效率取决于各种参数，包括PSA系统中气体的压力、温度、体 积和流速，协同压力循环的时间，吸附剂材料的类型、尺寸和形状，吸附 剂床的尺寸，进料、产物、吹扫气和其它中间气流的組成。这些参数的变 化可以影响PSA系统的成本和生产率。传统PSA系统可以从气体混合物中移除&0。但是，本领域中已知的传统PSA方法可能形成N20、 H2和NO的易燃气体混合物并且对N20没 有表现出与气体混合物中的H20相比的高选择性。因此，仍然有机会开发 有效分离气体混合物中的N20与H20的PSA方法以便可以使用最小数量 的PSA系统从气体混合物中移除高纯N20并可以使N2、 H2和NO有效再 循环。专利技术概述和优点本专利技术提供了从排出气体中移除一氧化二氫的方法。在该方法的第一 实施方案中，排出气体包括一氧化二氮和至少一种其它气体。该方法包括 使排出气体流经一氧化二氮吸附剂材料的步骤。 一氧化二氮吸附剂材料包 括粒子。使排出气体流经一氧化二氮吸附剂材料以使一氧化二氮吸附到粒 子上。该方法还包括形成与一氧化二氮吸附剂材料相邻的包括氮气的緩沖 区的步骤。该方法进一步包括使额外的一氧化二氮流经一氧化二氮吸附剂 材料以置换其它气体的步骤。该方法还进一步包括从一氧化二氮吸附剂材 料解吸一氧化二氮。在该方法的第二实施方案中，该方法包括第一实施方案的所有步骤， 并另外包括在从一氧化二氮吸附剂材料解吸一氧化二氮后形成与一氧化二 氮吸附剂材料相邻的包括氮气的緩冲区的步骤。在该方法的第三实施方案中，该方法包括合成羟胺由此产生排出气体 的步骤。该第三实施方案还包括如第一和第二实施方案中那样的使排出气 体流经一氧化二氮吸附剂材料、形成緩冲区并从一氧化二氮吸附剂材料解 吸一氧化二氮的步骤。在该方法的第四实施方案中，该方法包括将排出气体中的一氧化二氮 吸附到一氧化二氮吸附剂材料上的步骤。该第四实施方案还包括形成与一 氧化二氮吸附剂材料相邻的緩冲区的步骤。该第四实施方案进一步包括使 额外的一氧化二氮流入一氧化二氮吸附剂材料的步骤。该第四实施方案还 进一步包括从一氧化二氮吸附剂材料解吸一氧化二氮的步骤。相应地，建立从排出气体中移除高纯一氧化二氮的有效方法。额外一 氧化二氮的流入优选从一氧化二氮吸附剂材料中置换出任何排出气体并能 够以高纯度从一氧化二氮吸附剂材料中移除一氧化二氮，从而降低可燃性。附图简要说明联系附图参照下列详述容易认识到本专利技术的其它优点，并且能更好地理解，其中图l是显示反应器、和第一、第二和第三排出气体分别流经的移除单 元、第一变压吸附(PSA)系统和第二PSA系统的方框图，表明1120的移除 和N20的移除；图2是例示包括两个第一吸附剂床的第一PSA系统的本专利技术的实施方 案的示意图；图3是例示笫一和第二PSA系统的本专利技术的实施方案的示意图； 图4是例示包括四个第二吸附剂床的第二 PSA系统的本专利技术的实施方 案的示意图。专利技术详述提供了从包括N20和至少 一种其它气体的排出气体中移除一氧化二氮 气体(N20)的方法。要理解的是，排出气体可以包括任何含N20的气体或 气流。在下文中，该排出气体是指第三排出气体(3)，因为本专利技术的方法优 选使用第一、第二和第三排出气体(l、 2、 3)。但是，要理解的是，第一和 第二排出气体(l， 2)不是必须使用并且是任选的。本专利技术的第 一 实施方案包括使第三排出气体(3)流经一氧化二氮吸附 剂材料(67)的步骤。 一氧化二氮吸附剂材料包括粒子，这在下文中将更详 细描述。粒子之间可以存在未占空间(void space),这也将在下文中更详细 描述。使第三排出气体(3)流经一氧化二氮吸附剂材料(67)以使一氧化二氮 吸附到粒子上。第一实施方案还包括形成与一氧化二氮吸附剂材料(67)相 邻的包本文档来自技高网...

【技术保护点】
从包含一氧化二氮和至少一种其它气体的排出气体中移除一氧化二氮的方法，所述方法包括下列步骤：　　　　使排出气体流经包含粒子的一氧化二氮吸附剂材料以使一氧化二氮吸附到粒子上；　　　　形成与一氧化二氮吸附剂材料相邻的包含氮气的缓冲区；　　　　使额外的一氧化二氮流经一氧化二氮吸附剂材料以置换其它气体；和　　　　从一氧化二氮吸附剂材料解吸一氧化二氮。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：NN维拉尼，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]