DD239728A5

DD239728A5 - Verfahren zur selektiven trennung von schwefelwasserstoff aus gasgemischen, die auch kohlendioxid enthalten

Info

Publication number: DD239728A5
Application number: DD85283214A
Authority: DD
Inventors: Luigi Gazzi; Carlo Rescalli
Original assignee: ��@�K@�K@�Kk��
Priority date: 1984-11-26
Filing date: 1985-11-25
Publication date: 1986-10-08
Also published as: SE8505462D0; NO854681L; DE3541797A1; AU5005085A; ES8607182A1; HUT41996A; IT8423740A0; SE8505462L; JPS61136422A; ES549799A0; FR2573672A1; BR8506066A; GB8528410D0; IT1177325B; PL256451A1; GB2167738A; DK544285D0; DK544285A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur selektiven Entfernung von Schwefelwasserstoff aus Gasgemischen, die Kohlendioxid enthalten, unter Verwendung eines niedersiedenden tertiaeren Amins und eines organischen Loesungsmittels als Absorptionsmittel, enthaltend nicht mehr als 20% Wasser. Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens, bei dem die Verdunstung von Amindaempfen vermieden werden kann. Erfindungsgemaess wird die Absorptionsloesung in einer Abstreifkolonne regeneriert, derart, dass man in dem oberen Teil der Absorptionszone oder einer Zone ausserhalb davon die diese Zone verlassenden Gase mit Wasser in Beruehrung bringt.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur selektiven Entfernung von Schwefelwasserstoff aus Gasgemischen, enthaltend Kohlendioxid, unter Verwendung eines Gemisches eines niedersiedenden tertiären Amins und eines organischen Lösungsmittels in wäßriger Lösung als Absorptionsmittel.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Aus der DE-OS 3126136 ist die Verwendung eines Gemisches von tertiären Aminen und organischen Lösungsmitteln mit einem Wassergehalt von nicht mehr als 10Gew.-% als Absorptionsmedium bekannt. Niedersiedende tertiäre Amine in wäßrigen Lösungen haben gewisse Nachteile, insbesondere ist die Verdunstung der tertiären Amine Und daher die Verunreinigung der zu behandelnden Gase mit den Aminedämpfen nachteilig.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens für die selektive Entfernung von Schwefelwasserstoff aus Gasgemischen, enthaltend Kohlendioxid, unter Verwendung von niedersiedenden tertiären Aminen als Absorptionsmedium.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Technologie zur Verfügung zu stellen, so daß die Verdunstung von Amindämpfen vermieden werden kann.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Absorption im wesentlichen mit Hilfe eines niedersiedenden tertiären Amins und eines organischen Lösungsmittels, wobei das Gemisch einen Wassergehalt von nicht mehr als 20Gew.-% besitzt, und Regenerieren der Absorptionslösung in einer Abstreifkolonne und gegebenenfalls Entspannen zwischen Absorptionszone und Regenerationszone und ist dadurch gekennzeichnet, daß in der oberen Absorptionszone oder einer Zone außerhalb dieser und in der oberen Abstreifzone oder einer Zone außerhalb dieser die diese Zonen verlassenden Gase ipit Wasser in Kontakt gebracht

werden. ^

Wird eine Expansion zwischen Absorptionszone und Regenerationszone vorgesehen, werden die die Expansionszone verlassenden Gase entweder in die untere Zone der Absorptionszone gleitet oder aus der Anlage abgeführt. In dem zweiten Fall ist es notwendig, die austretenden Gase in der oberen Zone der Expansionszone oder einer äußeren Zone zu dieser mit Wasser in Berührung zu bringen.

Die allein zu verwendenden niedersiedenden tertiären Amine oder im Gemisch mit anderen Substanzen sind erfindungsgemäß Dimethylethanolamin, Diethylethanolamin, Dipropylethanolamin, Diisöpropylethanolamin und N-Methylmorpholin.

Die alleine oder im Gemisch anzuwendenden organischen Lösungsmitteln sind Sulfolane, N-Methylpyrrolidion, N-Methyl-3-morpholon, Dialkylether-monoethylenglykole, Dialkyletherpolyethylenglykole, deren Alkylgruppe 1 bis 4 Kohlenstoff atome enthält Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Ν,Ν-Dimethylformamid, N-Formylmorpholin, N,N-Dimethylimidazolidin-2-on und N-Methylimidazol.

Das In-Berührung-Bringen der Gase mit Wasser ist eine Verfahrensstufe mit vollständig unterschiedlichen Eigenschaften und Funktionen im Vergleich zu einer Wasserwäsche, die häufig für die Gasreinigung eingesetzt wird und zwar für das Absorber-Kopfgas von nicht-selektiven Amin-Anlagen. Dies ergibt sich aus der Tatsache, daß man in den nichtselektiven Anlagen sehr sorgfältig darauf achten muß, den Amingehalt des Waschwasser minimal zu halten, während bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sich im Rahmen von Untersuchungen feststellen ließ, daß das Wasser immer sehr wirksam ist, selbst dann, wenn die Aminkonzentration hoch ist. Die Untersuchungen wurden durchgeführt, indem Gas, das zwar von Schwefelwasserstoff befreit wurde, jedoch noch Kohlendioxid enthielt, in Wasser eingeleitet wird. An der Austrittsseite ist der Gehalt an Aminen (Dimethylethanolamin) konstant herabgesetzt auf etwa 3 ppm, im Gegensatz zu einem Anfangsgehalt von etwa 30 ppm, trotz der hohen Ansammlung von Amin in Wasser. Der im Wasser aufgenommene CO₂-Gehalt entsprach stöchimetrisch dem Amin, gleichbedeutend mit der Bildung von Bicarbonat. Dies geht aus folgender Tabelle hervor; DMEA = Dimethylethanolamin. Waschzeit Mol/100g Waschwasser DMEAim Reingas

h CO₂ DMEA ppm

100	n.b.»	0,5955	3
200	0,12500	0,12697	5
320	0,21591	0,23371	3
490	0,30000	0,29888	3
* nicht bestimmt

Die Arbeitsweise kann unterschiedlich sein. Es muß jedoch in erster Linie darauf hingewiesen werden, daß in der Anlage für selektive Schwefelwasserstoffentfernung immer eine geringe Menge an nachzuspeisendem Wasser notwendig ist, um die Verdampfungsverluste in den sauren Gasen, in dem Reingas und dem Abgas auszugleichen. Das Rohgas ist üblicherweise mit Wasser(Dampf) gesättigt, jedoch sind Abgase und saure Gase bei einem niederen Druck gesättigt und darüber hinaus treten Reingas, Abgas und saure Gase häufig mit höheren Temperaturen aus, als sie das Rohgas besitzt. Das alles kann zu gewissen Wasserverlusten führen, die von außen wieder kompensiert werden müssen. Dieses Kompensationswasser ist üblicherweise Kondensat oder entionisiertes Wasser, jedenfalls jedoch schwefelwasserstoffreies Wasser, so daß es mit Reingas in Berührung kommen kann.

Bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Kompensationswasser zuerst in den oberen Teil oder die obere Absorptionszone oder eine Absorptionszone außerhalb davon und dann in die obere Expansionszone oder eine Zone außerhalb davon und schließlich in die obere Abstreifzone oder eine Zone außerhalb davon geleitet, wobei der Druckabfall, der normalerweise zwischen diesen 3 Zonen besteht, ausgenutzt wird. Es kommt daher zu keinen Aminverlusten durch fortschreitende Anreicherung des Amins im Kompensationswasser.

Die einzelnen Maßnahmen können entweder in einer Bodenkolonne oder in einer Füllkörperkolonne oder auch in einem entsprechenden einstufigen Wäscher durchgeführt werden.

Wird Wasser m die Abstreifzone eingeleitet, aus welcher die sauren Gase abgeführt werden, ist dies ein etwas seltener Fall. Wie bei allen Amin-Anlagen zur Entfernung der organischen Komponenten aus der Absorptionslösung enthält die Lösungsmittel-Regenerationskolonne oder -Abstreifkolonne einen kurzen Rektifizierteil mit Wasserröckfluß. Dieser Rückfluß ist jedoch im Falle von niedersiedenden tertiären Aminen ohne Wirkung. .

Der Kopfkondensator der Abstreifkolonne bewirkt jedoch eine gewisse Amin-Entfernung, die jedoch nicht vollständig ist. Überraschenderweise wurde festgestellt, daß die Amin-Entfernung bis auf einen Restgehalt von 3 bis 5ppm gelingt, indem die Abgase aus der Abstreifzone, d.h. die sauren Gase, in einer Kondensationszone außerhalb der Abstreifzone mit Wasser in Berührung gebracht werden, welche einen Druckabfall von S 0,2 bar ergibt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Beispiel näher erläutert. Die beiliegende Zeichnung zeigt ein Fließschema des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Das zu behandelnde Gas wird über eine Zuleitung 1 in einen Absorber 2 eingebracht, in welchen über eine Leitung 3 Absorptionslösung zugeführt wird. In den oberen Teil des Absorbers 2 wird Kompensations- oder Nachfüllwasser über eine Leitung 4 eingebracht, so daß das Amin mit den sauren Gasen reagieren kann. Aus dem Kopf des Absorbers 2 wird Reingas über eine Leitung 5 und aus dem Boden des Absorbers 2 ausgebrauchte Absorptionslösung über eine Leitung 6 abgeführt. Die ausgebrauchte Absorptionslösung gelangt über einen Wärmeaustauscher 7, wo sie vorgewärmt wird, in eine Regenerationskolonne 8.

Die in der Kolonne 8 aufsteigenden Dämpfe werden in einigen Rektifizierstufen gewaschen. Sie enthalten saure Gase, Dampfund mitgerissenes Amin. Der Dampf wird im Gegenstrom mit kaltem Wasser an der Kolonnenpackung 10 kondensiert. Da die Temperatur am oberen Teil der Kolonnenpackung 10 nieder bleibt, kann das Amin mit sauren Gasen reagieren und damit wiedergewonnen werden. Die sauren Gasen verlassen über eine Leitung 11 die Anlage. Eine Pumpe 12 dient zum Umpumpen von Wasser durch einen Wärmeaustauscher 13, wobei der Hauptanteil des Wassers über eine Leitung 14 der Kolonnenpackung 10 zugeführt wird, während ein geringer Anteil des Wassers über eine,Leitung 15 in den Rektifizierteil der Regenerationskolonne 8 rückgeleitet wird.

Vom Boden der Kolonne 8 wird die regenerierte Lösung über eine Leitung 16 abgezogen und mit Hilfe einer Pumpe 17 in den Absorber 2 rückgeleitet, wobei sie auf diesem Weg in den Wärmeaustauschern 7 und 18 abgekühlt wird.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Verfahren zur selektiven Entfernung von Schwefelwasserstoff aus Gasgemischen, enthaltend Kohlendioxid, mit Hilfe eines Gemisches von einem niedersiedenden tertiären Amin und organischen Lösungsmitteln, enthaltend nicht mehr als 25 Gew.-% Wasser, und Regenerieren der Absorptionslösung in einer Abstreifkolonne, wobei gegebenenfalls zwischen Absorptionszone und Regenerationszone eine Expansion stattfindet, gekennzeichnet dadurch, daß man in dem oberen Teil der Absorptionszone oder einer Zone außerhalb davon und in dem oberen Teil der Abstreifzone oder einer Zone außerhalb davon die diese Zonen verlassenden Gase mit Wasser in Berührung bringt.
2. Verfahren nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß man als Wasser das für die Kompensation von Wasserverlusten zugeführte Wasser verwendet.
3. Verfahren nach einem der Punkte 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß man im oberen Teil der Expansionszone oder einer Zone außerhalb davon die daraus entweichenden Gase mit Wasser in Berührung bringt.
4. Verfahren nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß man das Kompensationswasser zuerst im oberen Teil der Absorptionszone oder der Zone außerhalb dieser und dann im oberen Teil der Abstreifzone oder in einer 2one außerhalb dieser verwendet.
5. Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß man das Kompensationswasser zuerst in dem oberen Teil der Absorptionszone oder einer Zone außerhalb dieser, dann im oberen Teil der Expansionszone oder einer Zone außerhalb dieser und schließlich im oberen Teil der Abstreifzone oder in einer Zone außerhalb dieser verwendet.
6. Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß man die Gase aus der Abstreifzone in einer Kondensationszone außerhalb der Abstreifzone mit Wasser in Berührung bringt, wobei der Druckabfall § 0,2 bar ist.
7. Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß man die Gase in Boden- oder Füllkörperkolonnen oder einstufigen Wäschern mit Wasser in Berührung bringt.
8. Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß man die Gase aus der Expansionszone in den unteren Teil der Absorptionszone einführt.