NO142625B - Analogifremgangsmaate ved fremstilling av terapeutisk aktive, nye piperazinderivater - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til rensning av gassblandinger som inneholder hydrogensulfid og eventuelt andre gassformige forurensninger.

Foreliggende oppfinnelse angår en

fremgangsmåte til rensning av gassformige

blandinger eller gasser særlig gassblandinger som inneholder hydrocarboner og/eller

hydrogen, som er forurenset med hydrogensulfid, eventuelt også med carbondioxyd, carbonoxysulfid og vann.

Fremgangsmåten ifølge- oppfinnelsen

kan anvendes til rensning av gassblandinger som inneholder hydrocarboner med

lav molekylvekt og som er forurenset med

hydrogensulfid eventuelt også med de

ovenfor nevnte forurensninger. Videre kan

fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen anvendes til rensning av hydrogen eller hydrogen-holdige gasser som er forurenset

med hydrogensulfid, eventuelt også med de

andre ovenfor nevnte forurensninger.

Der er tidligere foreslåttt flere meto-der til rensning av sådanne gassblandinger og gasser.

I mange tilfelle anvendes der for dette

formål vandige oppløsninger av alkanolaminer, hva der hyppig medfører uønsket

korrosjon av den anvendte apparatur. Videre kreves der i mange tilfelle overdrevent store mengder av sådanne vandige

oppløsninger for å oppnå den ønskede ren-hetsgrad av den gass som behandles. Dette

medfører overdrevent store utgifter pr. vo-lumenhet gass som behandles. En annen

ulempe ved mange selektive absorpsjonsprosesser er nødvendigheten av å ha et ad-skilt avvanningstrinn, da absorberingsmid-ler som vandige alkanolaminer eller opp-løsninger av glykoler ikke selektivt fjerner

vann på samme tid som de absorberer gasser som hydrogensulfid. I mange tilfelle kan ikke tilstedeværelse av vann aksepte-res i de avsvovlede gasser og avvannings-trinnet medfører da en ytterligere omkost-ning ved behandling av gasser som inneholder bemerkelsesverdige mengder vann. I mange selektive absorpsjonsprosesser fo-religger nødvendigheten av å anordne ad-skilte behandlingstrinn og ytterligere be-sværlig apparatur for fjernelse av bensin - hydroarboner som kan være tilstede.

Det karakteristiske hovedtrekk ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er at gassblandinger eller gasser som nevnt, bringes i intim kontakt med et selektivt oppløsningsmiddel som i det vesentlige består av et sulfon med den generelle formel:

(i hvilken minst 4 av symbolene R er hydrogen, mens eventuelle øvrige symboler R er alkylgrupper med fra 1 til 4 arbon-

atomer hver), hvorpå den flytende sulfon-fase skilles fra den gassformige hydrocar-bonfase som er praktisk talt befridd for hydrogensulfid.

De sulfoner som anvendes i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, er basert på cyklotetramethylensulfon, fortrinnsvis på sulfolan som også betegnes thiofen-te-trahydro-l,l-dioxyd. Passende derivater av basis-forbindelsene er blant andre 2,3-di-methyltetramethylensulfon, 2,4-dimethyl-tetramethylensulfon, 2,5-dimethyl-cyklotetramethylensulfon, 3-ethylcyklotetrame-thylensulfon, 2-methyl-5-propyl-cyklotetramethylensulfon såvel som disse forbin-delsers analoge og homologe.

Det foretrekkes å anvende forbindelser i hvilke antallet av alkylradikaler i den ovenfor anførte generelle formel ikke over-stiger 4, særlig foretrekkes forbindelser i hvilke ikke mere enn 2 alkylsubstituenter er bundet til tetramethylensulfonringen.

I en foretrukken utførelsesform for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen modi-fiseres sulfonet med fra 1 til 10 pst. hydrocarboner med fra 8 til 12 carbonatomer i molekylet. Hovedformålet med denne mo-difikasjon er å lette det påfølgende avdriv-ningstrinn som det sovelholdige sulfon un-derkastes. Da sulfonet har et relativt høyt kokepunkt, må det oppvarmes til en ugun-stig høy temperatur' for å oppnå fullstendig fjernelse av de absorberte forurensninger fra dette. Når hydrocarboner med fra 8 til 12 carbonatomer i molekylet er tilstede som en modifiserende bestanddel i sulfon-ab-sorberingsmidlet, koker disse hydrocarboner ved en betydelig lavere temperatur enn sulfonet og virker som avdrivningsmiddel, idet de ettersom de fordamper, river med seg forurensninger som sure gasser som er tilstede i det flytende sulfon.

Blant de gasser og gassblandinger som kan renses ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, er raffineringsgasser og naturgasser, samt — som nevnt — hydrogen-holdige gasser, f. eks. gasser som fåes i ka-talytiske omformingsprosesser, resirkulerte gasser fra hydro-avsvovlingsprosesser og gasser erholdt ved delvis forbrenning av hydrocarboner med oxygenholdige gasser. Fremgangsmåten er særlig godt egnet til rensning av naturgasser med et høyt innhold av hydrogensulfid, f.eks. av størrelses-ordenen 10—80vektpst. hydrogensulfid. Slike gasser, særlig naturgasser, kan inneholde ikke alene vesentlige mengder avhydrogen-sulfid sammen med normalt gassformige hydrocarboner som methan og ethan, men også carbondioxyd i vesentlige mengder, såvel som mindre mengder av hydrocarboner som koker i bensinenes kokepunktsområde som f. eks. C4-C7-hydrocarboner, der-til vil vanndamp praktisk talt alltid være tilstede. Gassformige blandinger som dan-nes i raffineringsprosesser som termisk og katalyttisk krakking, kan foruten de ovenfor nevnte bestanddeler også inneholde derivater som carbonoxysulfid.

I hovedtrinnet i fremgangsmåten iføl-ge oppfinnelsen bringer' man, fortrinnsvis i motstrøm, gassen eller gassblandingen i kontakt med det flytende sulfon som eventuelt kan være modifisert med C(i-Cr,-hydrocarboner (i det følgende betegnet «modifisert sulfon»). under et trykk som fortrinnsvis er større enn 7 kg/cm2 absolutt trykk og opptil meget høyere trykk som 70—150 kg/cm.2 absolutt trykk. Den temperatur ved hvilken denne intime kontakt foretas, er uten betydning, men det foretrekkes å arbeide mellom ca. 10° C og 65° C, fortrinnsvis mellom 26° C og 49° C. Normalt bringes gassene eller gassblandingene i kontakt med sulfonet i vertikalt anbragte tårn forsynt med støtvegger; bunner eller lignende innretninger for forbedring av kontakten mellom den gass som skal renses og oppløsningsmidlet, så at forurens-ningene progressivt fjernes fra gassen. Den rensede gass forlater tårnet øverst i dette eller ved dets topp1, mens oppløsningsmidlet forlater tårnet ved dets bunn eller i nær-heten av denne. Om så ønskes, kan damp tilføres f. eks. gjennom rørslanger nær' tårnets bunn så at denne del av tårnet oppvarmes til en temperatur på 38—177° C. Alternativt kan tårnet konstrueres som en rektifiserings-kontaktsone så at der opp-rettholdes en temperaturforskjell mellom tårnets øverste og nederste del.

Oppløsningen i sulfonet av hydrogensulfid og andre forurensninger kjøles ved å ledes gjennom en varmeutveksler og går fra denne til et avdrivningsapparat for gasser under et vesentlig forminsket trykk som kan være av størrelsesordenen 0,15— 1,75 kg/cm2 absolutt trykk. I dette avdrivningsapparat oppvarmes sulfonet til en høyere temperatur så at de absorberte gasser forflyktiges og forlater apparatet ved dettes topp. Avdrivningen understøttes ved tilstedeværelse av en relativt lavtkokende inert væske som hydrocarboner med fra 8 til 12 carbonatomer i molekylet. Herved kan fjernelsen av de absorberte gasser ut-føres ved vesentlig lavere temperaturer og hastigheten av gassutviklingen økes. Avdrivningsapparatets bunn kan oppvarmes til- en temperatur- av størrelsesordenen, 150'

—205° C ved hjelp av en' «reboiler».

Når en C8-G12-hydrocarbon-fraksjon anvendes som hjelpemiddel til avdrivningen, anbefales det å lede de fordampede gasser gjennom en kald seksjon nær avdrivningsapparatets topp. Avdrivnings-væsken kondenseres, når den avkjøles til ca. 10—65° C og- kondensatet kan da ledes tilbake til det for gasser befridde oppløs-ningsmiddel som kan føres tilbake til høyt-trykks-absorpsjonsapparatét. Det gjen-vundne- oppløsningsmiddel komprimeres da på dets vei til absorpsjonsapparatet.

Når hydrogensulfidet ikke er forurenset med avdrivningsvæske eller hydrocarboner, kan det ledes f. eks. til et anlegg, for fremstilling av svovel som et Claus-anlegg i hvilket praktisk talt rent hydrogensulfid delvis oxyderes til svovel-.

Når den gass som skal renses inneholder hydrocarboner med høyere molekylvekt, mi disse ekstraheres fra utgangsma-terialet i absorpsjonsapparatet. Slike hydrocarboner fjernes lett ved å vaske gassene som forlater avdrivningsapparatet med en «svampolje» («sponge oil») som også kan betegnes som en absorberende olje. Som sådan olje anvendes fortrinnsvis en gassolje eller en smøreolje med et noe høyere kokepunktsområde enn bensin-hydrocarbonene som skal ekstraheres fra gassene. Som «svampolje» foretrekkes det å anvende en olje hvis fremherskende bestanddeler er hydrocarboner med fra 12 til 18 carbonatomer i molekylet. Der foretrekkes en intim kontakt, fortrinnsvis i mot-strøm ved temperaturer mellom 26 og 65° C. «Svampoljen» som inneholder gasolin-hydrocarboner, etter anvendelsen, oppvarmes ved indirekte varmeutveksling med for ekstrahert materiale befridd svampolje som ledes tilbake til apparatet for vaskning av svampolje. Denne går så til avdrivningsapparatet for bensin-hydrocarboner som i alminnelighet oppvarmes ved hjelp av en dampslange til en temperatur som ved avdrivningsapparatets bunn er en størrelsesordenen 150—205° C. Trykket av-passes slik at bensin-hydrocarbonene lett fordamper, ved denne- bunntemperatur. Trykk under 1,75- kg/cm2 foretrekkes. De fordampede bensinhydrocarboner kan anvendes som sådanne eller kan renses ytterligere, om så er nødvendig, ved fraksjone-ring. Bensin-hydrocarbonene forlater da fraksjoneringsapparatets bunn mens til-bakeværende gasser ledes til oppsamlings-ledningen for avdrevne, gassformige forurensninger.

Det er mulig å. anvende et «svampolje-system» til absorpsjon av hvilke som helst lette- bensin-hydrocarboner som ikke er. ab-sorbert i sulfonet i høyttrykks-absorbe-ringsapparatet. Således kan f. eks., vaskning med «svampolje» anvendes på den gass som forlater høyttrykks-absorpsjonsapparatet. Fortrinnsvis danner svampolje-seksjonen en del av høyttrykksabsorpsjons-apparatets øvre parti. Imidlertid: kan et. se-parat anordnet apparat for- vaskning med svampolje også anvendes.

På vedføyede tegning er skjematisk vist en apparatur- for behandling av uren naturgass ved- fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Utgangsma-terialet ledes gjennom en ledning 10 inn i den nedre del av et høyttrykks-absorberingsapparat 11, forsynt med en «reboiler» 12; under- et trykk: på 7—140 kg/cm2 absolutt trykk og en temperatur på 38—120° G. Det friske oppløs-ningsmiddel- som består av sulfolan: og fra 1—20 pst. Ge-C12-hydrocarboner, kommer inn i høytrykks-absorpsjonsapparatet 11 gjennom en ledning 13 ved en temperatur på- 10—65° C. Hydrogensulfid og vann ab-sorberes da fra utgangsmaterialet av det flytende oppløsningsmiddel. Tørr hydro-carbongass forlater tårnet gjennom ledningen 14 etter å ha passert gjennom en svampoljeseksjon 15 nær tårnets topp. I denne seksjon fjernes hydrocarbonet som koker bensinens kokepunktsområde og med fra 4 til 7 carbonatomer i molekylet. Svampolje kommer inn i apparatet 11 gjennom ledningen 16 fra hovedledningen 17 for svampolje. Svampoljer inneholdende absorberte hydrocarboner forlater apparatet 11 gjennom ledningen 18 ettersom den blir mettet med bensin-hydrocarboner for eventuell regenerering i avdrivningsapparatet for bensin-hydrocarboner som be-skrives i det følgende.

Oppløsningsmidlet som inneholder hydrogensulfid og eventuelt carbondioxyd såvel som- bensin-hydrocarboner, går gjennom ledningen 19 gjennom en varmeutveksler 20 til den midtre del av avdrivningsapparatet 21 for gasser. I dette apparat minskes trykket til ca. 0,15—2,1 kg/ cm2 absolutt trykk, mens. temperaturen ved hjelp av «reboiler» 22 ved avdrivningsapparatets bunn heves til 93—205° C. Under disse betingelser fordamper den absorberte gass og hydrocarboner med fra 8 til 12 carbonatomer i molekylet anvendt som avdrivnings-hjelpemidler, idet man får tilbake sulfolan med et vesentlig minsket innhold av hydrogensulfid, ved kolonnens bunn. Dampene passerer gjennom en kjø-lesone 23 nær kolonnens topp i hvilken av-drivningsgassen kondenseres og returne-res for å modifisere oppløsningsmidlet som derpå gjennom pumpen 24 og ledningen 13 ledes tilbake til høyttrykks-absorpsjonsapparatet 11.

Da gasser som forlater avdrivningsapparatets 21 topp gjennom ledningen 24A, renses ytterligere ved bortvaskning av bensin-hydrocarboner i absorpsjonskolonnen 25. Disse gasser kommer inn i denne ko-lonnes bunn gjennom ledningen 26 og de vaskede gasser forlater kolonnen ved den-nes topp gjennom ledningen 27. De kan derfra ledes til en anordning for utnyt-telse av gassene, ikke vist på tegningen. I absorpsjonskolonnen for bensin-hydrocarboner vaskes gassene med svampolje som kommer inn i dette absorpsjonsapparat gjennom ledningen 17. Temperaturen i dette absorpsjonsapparat er ca. 10—65° C og trykket ca. 0,15—2,1 kg/cm2 absolutt trykk. Den svampolje som anvendes for dette formål, er en gassolje som inneholder opptil 80 pst. aromatiske hydrocarboner, idet resten er alifatiske eller cykloalifa-tiske hydrocarboner, alle med opprinnelse fra mineralolje. Svampoljen som inneholder absorberte bensin-hydrocarboner, forlater absorpsjonstårnets bunn gjennom ledningen 28 og oppvarmes i en varmeutveksler 29 før de går til avdrivningsapparatet 30 for bensin-hydrocarboner. I dette apparat behandles svampoljen ytterligere ved indirekte oppvarming ved en dampslange 31 til en temperatur av størrelses-ordenen 150—232° C, hvorved bensin-hydrocarbonene fordamper. Disse forlater avdrivningsapparatet gjennom en ledning

32, mens den for bensin-hydrocarboner befridde svampolje ledes tilbake gjennom pumpen 33 og ledningen 17 til tårnet 25 for absorpsjon av bensin-hydrocarboner. Ytterligere rensning av disse hydrocarboner kan utføres i et apparat 34 i hvilket hydrocarbonene oppvarmes ved hjelp av en «reboiler» 36. De ledes derpå gjennom en kjø-lesone 37, i hvilken hydrocarbonene kondenseres og taes ut gjennom ledningen 38 mens materialer som måtte forbli i damp-form, gjennom ledningen 29 ledes til opp-samlingsledningen 24 for gasser.

Følgende data viser de resultater som kan oppnåes ved anvendelse av sulfolan til ekstraksjon av hydrogensulfid fra en sterkt svovelholdig («sour») gass:

Forsøksbetingelser

Tilført syntetisk gass:

Oppløsningsmiddel:

Sulfolan med 10 vektpst. n-oktan Absorbering: Rektifisert absorbering med 30 bunner

Oppløsningsmiddel tilført:

2 mol oppløsningsmiddel pr. mol til-ført gass

Avdrivningsapparat:

Trykk 2 kg/cm2abs.

Temperatur ved innløp for utgangs-materiale: ca. 65,5° C Temperatur ved toppen (kondensa-

tor): ca. 32° C

«Reboiler» temperatur: ca. 149° C

Absorber for bensin-hydrocarboner

(H2S tilført gass):

Temperatur ca. 26,5° C

Trykk 2 kg/cm2 abs.

«Svampoljens» egenskaper: Innhold av aromatiske

hydrocarboner: 50 pst.

Begynnelseskokepunkt 205° C

Carbonatomer pr. molekyl: middel 16

«Svampolje» tilført:

0,3 mol pr. mol tilført gass.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte til rensning av

gassformige blandinger eller gasser, særlig gassblandinger som inneholder hydrocarboner og/eller hydrogen, som er forurenset med hydrogensulfid, eventuelt også med carbondioxyd, carbonoxysulfid og vann, karakterisert ved at man bringer gassblandingen eller gassen i intim kontakt med et selektivt oppløsnings-middel som overveiende består av et sul- fon med den generelle formel: (i hvilken minst 4 av symbolene R er hydrogen, og eventuelt øvrige symboler R er alkylgrupper med fra 1 til 4 carbonatomer hver), hvorpå man skiller gassblandingen eller gassen som er praktisk talt fri for hydrogensulfid, fra det flytende oppløsningsmiddel, som eventuelt regenereres.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at man som sulfon anvender cyclotetramethylensulfon.

3. Fremgangsmåte ifølge hvilken som helst av påstandene 1—2, karakterisert ved at man som oppløsningsmid-del anvender et sulfon sammen med fra 1 til 10 vektspst. hydrocarboner med fra 8 til 12 carbonatomer i molekylet.

4. Fremgangsmåte ifølge hvilken som helst av påstandene 1—3, karakterisert ved at man bringer gassen eller gassblandingene i kontakt med det selektive oppløsningsmiddel ved et trykk som er høyere enn 7 kg/cm2 absolutt trykk.

5. Fremgangsmåte ifølge hvilken som helst av påstandene 1—4, karakterisert ved at man bringer gassen eller gassblandingen i kontakt med det selektive oppløsningsmiddel ved en temperatur i området fra 10 til 65° C, fortrinsvis i området fra 25 til 50° C.