AT323310B - Verfahren zum entfernen von schwefelwasserstoff aus gasen - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Schwefelwasserstoff    HH S)   aus Gasen durch Waschen mit einer Waschflüssigkeit in Rieselkolonnen,   Sprühtürmen   u. dgl., und Abtrennung und Gewinnung des Schwefels in Gegenwart von Sauerstoff, vorzugsweise unter Belüftung, wobei eine Waschflüssigkeit verwendet wird, die aus einer wässerigen Lösung eines Eisenkomplexes besteht, welcher Komplex Eisen als Zentralatom und organische Reste als Liganden enthält. 



   In der chemischen Industrie,   z. B.   in viskoseverarbeitenden Fabriken und in Betrieben, welche schwefel-   wasserstoffhältige Gase   verarbeiten, tritt oft das Problem auf, aus dem Gas Schwefelwasserstoff zu entfernen und daraus verwertbare Produkte, wie elementaren Schwefel, zu gewinnen. 



   Hiefür sind bereits verschiedene Verfahren bekannt, die jedoch mit Nachteilen behaftet sind. Als Behandlungsmittelwerden Natronlauge, Arsen-und Eisenverbindungen verwendet, wobei sich aus dem Schwefelwasserstoff Metallsulfide bilden, die in verschiedener Weise aufgearbeitet werden müssen. Diese bekannten Verfahren haben den Nachteil, dass die Behandlungsflüssigkeiten in separaten Oxydationsgefässen längere Zeit belüftet werden   müssen, um   die Metallsulfide inSchwefel umzuwandeln und das-Behandlungsmittel zu regenerieren. Dabei verbleiben erhebliche Mengen des Behandlungsmittels, zum Teil in fester Form, im gewonnenen Schwefel. 



   Ein weiteres bekanntes Verfahren verwendet Anthrachinondisulfosäure als Waschflüssigkeit, wobei Schwefelanlagerungsverbindungen gebildet werden. Zur Oxydation zu Schwefel und zur rascheren Regeneration des Reagens sind teure Katalysatoren, wie Vanadinverbindungen, notwendig. 



   Es ist auch bekannt, das schwefelwasserstoffhältige Gas durch ein Aktivkohlebett zu leiten, wobei aber nicht nur Schwefelwasserstoff, sondern gegebenenfalls auch andere Verbindungen, wie Schwefelkohlenstoff, absorbiert werden. Durch Sauerstoffeinwirkung wird der Schwefelwasserstoff im Kohlebett zu Schwefel oxydiert. Seine Entfernung erfolgt durch Herauslösen mittels flüssigen Schwefelkohlenstoffs. Ausdämpfen, Trocknen des Kohlebettes und das Abdestillieren des Schwefelkohlenstoffes vom Schwefel sind im weiteren erforderlich. 



   Schliesslich ist ein Verfahren bekannt geworden (deutsche Auslegeschrift 1 091 696), welches zur Oxy- 
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 Alkylgruppe mit mindestens zwei C in der Kette, oder Cyclohexan. Die gebrauchsfertige Lösung enthält das Eisen stets in dreiwertiger, nach Gebrauch in zweiwertiger Form. In einer zweiten Verfahrensstufe wird die zur   Gaswäsche gebrauchte eisenhältige Waschflüssigkeit durch längeres Belüften regeneriert und der Schwefel   gewonnen. 



     Diesezweite Verfahrensstufe   bedeutet einen erheblichen Aufwand, indem ein grosses Volumen Behandlungsflüssigkeit, eine gesonderte Anlage und erhöhte Betriebskosten erforderlich sind. 



   Die Erfindung bezweckt die Vermeidung der geschilderten Nachteile und Schwierigkeiten und besteht bei einem Verfahren der eingangs definierten Art darin, dass das Verfahren einstufig durchgeführt wird, wobei Eisenkomplexe verwendet werden, bei denen das molare Verhältnis der Liganden zum Eisen mindestens 2 : 1 beträgt und dass ein pH-Wert zwischen 7 und 10 eingehalten wird. 



   Vorzugsweise werden als Liganden bzw. Komplexbildner eine oder mehrere der folgenden Verbindungen verwendet.    



  Äthylendiamintetraessigsäure, Diäthylentriaminpentaessigsäure,     Bis- (aminoäthyl) glykoläther-N,   N,   NI,     Ni-   tetraessigsäure,   Diaminocyclohexantetraessigsäure,  
Nitrilotriessigsäure,
Aminoessigs äure,
Tri (aminoäthyl) amin 
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   Tetra (aminoäthyl) diaminoäthan    
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Von den zahlreichen anwendbaren Komplexbildnern. ist vom wirtschaftlichen Standpunkt und wegen der hervorragenden Wirksamkeit der Eisenkomplex der Äthylendiamintetraessigsäure besonders zu bevorzugen. 



   Bei der erfindungsgemässen einstufigen Arbeitsweise in Gegenwart von Sauerstoff entsteht elementarer Schwefel während der Behandlung mit der Waschflüssigkeit, wobei der Eisenkomplex als Katalysator wirkt und ein Wertigkeitswechsel des Eisens von der III. in die   11.   Wertigkeitsstufe stattfindet. Komplexe   Fe-Verbin-   
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 eine Komplexierung aller Eisenionen sichergestellt ist. 



   Trägt man bei der erfindungsgemässen einstufigen Arbeitsweise dafür Sorge, dass der gebildete Schwefel in an sich bekannterweise aus derWaschflüssigkeit entfernt wird, so kann die Waschflüssigkeit kontinuierlich verwendetwerden. Es ist ein besonderer Vorzug des erfindungsgemässen Verfahrens, dass die Oxydation zu Schwefel sehr rasch erfolgt und eine getrennte Regeneration der Waschflüssigkeit nicht erforderlich ist, weil die Regeneration in der Absorptionskolonne durch anwesenden Sauerstoff automatisch vor sich geht. Die Waschflüssigkeit ist also bei einstufiger Arbeitsweise praktisch beliebig oft verwendbar, ohne erneuert werden zu müssen. Lediglich der mit dem Austragen des Schwefels unvermeidliche, jedoch geringe Schwund muss von Zeit zu Zeit ersetzt werden, wofür man zweckmässig das beim Waschen des gewonnenen Schwefels anfallende Waschwasser mitverwenden kann. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert. 



   Beispiel l : Durch eine Raschig-Kolonne mit einem Durchmesser von 0, 3 m und einer Füllhöhe von 1, 5 m wurde ein Gasgemisch hindurchgeleitet, bestehend aus 1, 5 g   H2S/Nm3, 0, 5 gcS2/Nm3   und 1, 0 g   CO/Nm,   Rest Luft. 
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 blieb. Der Schwefelkohlenstoff passierte die frische Waschflüssigkeit bei einem pH-Wert von 10 zu   80%,   bei Versuchsende zu 88%. 



   In einem im Nebenschluss   geschalteten Behälter sedimentierte   grobflockig zusammengeballter Schwefel in gut filtrier-bzw. zentrifugierbarer Form. Der Reinheitsgrad des mit   H20   gewaschenen Schwefels betrug 99, 0 %. 



   Beispiel 2 : Durch eine Kolonne wie im Beispiel 1 wurde unter Einhaltung gleicher Temperatur-und 
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 enthielt je m3 34,2 kg Tetranatrium-äthylendiamintetraacetat und 6,0 kg Fe   -sulfat krist.,   welches mit Luft zu Fe (III) oxydiert wurde. Mit Schwefelsäure wurde der pH-Wert auf 9,2 eingestellt. Das Molverhältnis betrug 3, 8 : 1. 



   Nach 8 Stunden Betriebsdauer war noch kein Durchbruch von Schwefelwasserstoff feststellbar. Der Schwefelkohlenstoff passierte die Kolonne zu   900/0.   Der sich abscheidende Schwefel hatte die gleichen Eigenschaften, wie im Beispiel 1 beschrieben, der End-PH-Wert betrug 8,2. 



    Beispiel 3 : Es wurde die gleiche Kolonne verwendet wie in Beispiel l ; die Durchsätze, Volumina und    Temperaturen waren ebenfalls dieselben. 



   Die Gaszusammensetzung betrug : 5,0   g Schwefelwasserstoff/Nm3,   4, 7   g Schwefelkohlenstoff/Nm3, 5,   0 g Kohlendioxyd/Nm3. Die Behandlungsflüssigkeit   enthielt : 34, 2   kg Tetranatriumäthylendiamintetraacetat krist. und 12,0 kg Eisen -sulfat je   m3.   Der pH-Wert betrug 7, 5. Das molare Verhältnis Ligand zu Eisen betrug 2 : 1. Nach 7 Stunden Betriebsdauer war noch kein Schwefelwasserstoffdurchbruch feststellbar. Der Schwefelkohlenstoff wurde zu 95% wiedergefunden. Der End-PH-Wert der Waschflüssigkeit blieb auf etwa 7, 5. Der sich absetzende Schwefel hatte die gleichen Eigenschaften wie der im Beispiel 1. 

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zum Entfernen von Schwefelwasserstoff aus Gasen durch Waschen mit einer Waschflüssigkeit in Rieselkolonnen, Sprtihtilrmen u. dgl. in Gegenwart von Sauerstoff, vorzugsweise unter Belüftung, und Abtrennung und Gewinnung des Schwefels, wobei eine Waschflüssigkeit verwendet wird, die aus einer wässerigen Lösung eines Eisenkomplexes besteht, welcher Komplex Eisen als Zentralatom und organische Reste als Liganden enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einstufig durchgeführt wird, wobei Eisen- <Desc/Clms Page number 3> komplexe verwendet werden, bei denen das molare Verhältnis der Liganden zum Eisen mindestens 2 : 1 beträgt und dass ein pH-Wert zwischen 7 und 10 eingehalten wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Liganden bzw. Komplexbildner eine oder mehrere der folgenden Verbindungen verwendet wird : Äthylendiamintetraessigsäure, Diäthylentriaminpentaessigs äure, Bis- (aminoäthyl) glykoläther - N, N, NI, Ni- tetraessigsäure, Diaminocyclohexantetraessigsäure, Nitrilotriessigsäure, Aminoessigsäure, Tri (aminoäthyl) amin, Tetra (aminoäthyl) diaminoäthan.