DE1087580B - Process for removing organic sulfur compounds from carbon dioxide - Google Patents
Process for removing organic sulfur compounds from carbon dioxideInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
Es ist bekannt, daß man organische Schwefelverbindungen mit Hilfe von Aktivkohle aus Gasen entfernen kann. Die Aktivkohle wird hierbei entweder als reines Adsorbens eingesetzt oder als Katalysator herangezogen. Im letzten Falle werden die organischen Schwefelverbindungen in Gegenwart von Sauerstoff und Wasserdampf an einer mit Alkali oder einem oxydierenden Mittel imprägnierten Kohle zunächst katalytisch umgesetzt und danach an der Kohle abgeschieden. Die so bekannten Verfahren zur Entfernung von Schwefelverbindungen aus Gasen sind unbrauchbar, wenn die Gase einen CO2-Gehalt über 5% enthalten. Schon geringe CO2-Gehalte von 5 bis lO"/o führen zu einer Blockierung der Kohleoberfläche und wirken sich störend sowohl auf die katalytische Umsetzung als auch auf die Adsorption der umgesetzten Schwefelverbindungen aus.It is known that organic sulfur compounds can be removed from gases with the aid of activated carbon. The activated carbon is used either as a pure adsorbent or as a catalyst. In the latter case, the organic sulfur compounds are first catalytically converted in the presence of oxygen and water vapor on a carbon impregnated with alkali or an oxidizing agent and then deposited on the carbon. The known methods for removing sulfur compounds from gases are useless if the gases contain a CO 2 content of more than 5%. Even low CO 2 contents of 5 to 10 "/ o lead to a blockage of the carbon surface and have a disruptive effect both on the catalytic conversion and on the adsorption of the converted sulfur compounds.
Es ist auch ein Verfahren bekanntgeworden, mit dem es möglich ist, organische Schwefelverbindungen aus Kohlendioxydgas zu entfernen. Nach diesem Verfahren wird das Kohlendioxydgas zusammen mit Sauerstoff unter erhöhtem Druck, beispielsweise einem solchen zwischen 100 bis 200 at, über eine nach einem besonderen Verfahren hergestellte Aktivkohle geleitet. Anschließend muß das noch unter Druck befmdliche Kohlendioxydgas, wenn es den Reinheitsbedingungen, wie sie beispielsweise bei der Synthese gefordert werden, entsprechen soll, in Gegenwart von Feuchtigkeit in der Hitze noch über Schwefel bindende, vorzugsweise Kupfer und Nickel enthaltende Massen geführt werden.A process has also become known with which it is possible to use organic sulfur compounds to remove from carbon dioxide gas. After this process, the carbon dioxide gas is released along with Oxygen under increased pressure, for example between 100 to 200 at, over a after activated carbon produced using a special process. Then it has to be under pressure Carbon dioxide gas if it meets the purity conditions, such as those used in synthesis be required, should correspond, in the presence of moisture in the heat still binding over sulfur, preferably copper and nickel containing masses are performed.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Entfernung organischer Schwefelverbindungen aus Kohlendioxydgas. Erfindungsgemäß wird von den anfangs beschriebenen Verfahren ausgegangen, nach denen die Schwefelverbindungen an einer mit Alkali imprägnierten Aktivkohle in Gegenwart von Sauerstoff und Wasserdampf katalytisch umgesetzt und danach abgeschieden werden. Die Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, daß eine Reinigung von Kohlendioxydgas von organischen Schwefelverbindungen bis zur Synthesereinheit erzielt wird, wenn man das Gas bei Temperaturen unter 1000C, vorzugsweise zwischen 50 und 8O0C, bei Wasserdampfgehalten des Gases von 5 bis 15 Volumprozent über eine Aktivkohle mit einer Alkalibeladung unter 0,7 Mol, vorzugsweise 0,15 bis 0,4 Mol Alkalioxyd/kg Aktivkohle leitet.The invention also relates to a method for removing organic sulfur compounds from carbon dioxide gas. According to the invention, it is based on the method described at the beginning, according to which the sulfur compounds are catalytically reacted on an activated carbon impregnated with alkali in the presence of oxygen and water vapor and then deposited. The invention is based on the surprising finding that the purification of carbon dioxide gas of organic sulfur compounds is achieved up to the synthesis purity when the gas at temperatures below 100 0 C, preferably between 50 and 8O 0 C, wherein water vapor content of the gas 5 to 15 volume percent passes over an activated carbon with an alkali load below 0.7 mol, preferably 0.15 to 0.4 mol alkali oxide / kg activated carbon.
Bei der Arbeitsweise gemäß Erfindung tritt die den bekannten Verfahren eigentümliche, den Umsatz und die Abscheidung der Schwefelverbindung störende Blockierung der Kohleoberfläche durch C O2 nicht ein. In dem erfindungsgemäß vorgesehenen Temperaturbereich ist das Adsorptionsvermögen der Aktivkohle Verfahren zur Entfernung In the procedure according to the invention, the blocking of the carbon surface by CO 2 , which is peculiar to the known processes and disturbs the conversion and deposition of the sulfur compound, does not occur. In the temperature range provided according to the invention, the adsorptive capacity of the activated carbon is a method of removal
organischer Schwefelverbindungenorganic sulfur compounds
aus Kohlendioxydfrom carbon dioxide
Anmelder:Applicant:
Laboratorium für AdsorptionstechnikLaboratory for adsorption technology
G.m.b.H.,
Frankfurt/M., Leerbachstr, 72/74GmbH,
Frankfurt / M., Leerbachstr, 72/74
Dr. Karl Bratzier, Bad Homburg v. d. Höhe,Dr. Karl Bratzier, Bad Homburg v. d. Height,
Dr. Claus Storp, Frankfurt/M.,Dr. Claus Storp, Frankfurt / M.,
und Heinrich Kleemann, Walldorf (Hess.),and Heinrich Kleemann, Walldorf (Hess.),
sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors
für CO2 so gering, daß eine nachteilige Hemmung der Umsetzung der organischen Schwefelverbindungen durch C O2-Adsorption nicht stattfindet. Dieser Temperaturbereich gestattet weiterhin das Einstellen einer bestimmten Feuchtigkeit auf der Kohleoberfläche, die für die Spaltung der organischen Schwefelverbindungen erforderlich ist. Als Sauerstoffgehalt genügt die stöchiometrische Menge. Dem anfangs ebenfalls erwähnten bekannten Verfahren zur Reinigung von Kohlenoxydgas gegenüber, bei dem das Gas zusammen mit Sauerstoff unter erhöhtem Druck über eine Spezialkohle geleitet wird, hat die Erfindung den Vorteil, daß die Entfernung der organischen Schwefelverbindungen erfindungsgemäß in einer Arbeitsstufe ohne Druckanwendung vorgenommen werden kann. Auch entfällt die Notwendigkeit der Verwendung einer Spezialkohle.for CO 2 so low that a disadvantageous inhibition of the conversion of the organic sulfur compounds by CO 2 adsorption does not take place. This temperature range also allows a certain humidity to be set on the coal surface, which is required for the cleavage of the organic sulfur compounds. The stoichiometric amount is sufficient as the oxygen content. In contrast to the known method for the purification of carbon dioxide gas, which was also mentioned at the beginning, in which the gas is passed over a special coal together with oxygen under increased pressure, the invention has the advantage that the removal of the organic sulfur compounds can be carried out according to the invention in one working step without the application of pressure. There is also no need to use a special carbon.
Die Imprägnierung der Aktivkohle für das Verfahren der Erfindung kann in bekannter Weise erfolgen. So kann die Aktivkohle zu diesem Zwecke beispielsweise mit Alkalisalzlösungen behandelt oder dem Kohlendioxydgas kann bei Ausführung des Verfahrens Ammoniakgas, vorteilhaft in Konzentrationen bis zu 1 Volumprozent, zugespeist werden.The activated carbon for the process of the invention can be impregnated in a known manner. For this purpose, the activated carbon can be treated with alkali salt solutions, for example the carbon dioxide gas can be ammonia gas, advantageously in concentrations, when the process is carried out up to 1 percent by volume.
Die mit Sulfatsalzen beladene erschöpfte Aktivkohle kann, durch Auswaschen, beispielsweise mit heißem Kondenswasser, regeneriert werden. Nach dem Auswaschen kann die Kohle wieder mit AlkaliThe exhausted activated carbon loaded with sulfate salts can, by washing out, for example with hot condensed water. After washing, the charcoal can be reassembled with alkali
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imprägniert, anschließend getrocknet und danach von neuem eingesetzt werden. Die ausgewaschene Kohle kann aber auch nur getrocknet und dann in Gegenwart von Ammoniakgas wieder in Gebrauch genommen werden.impregnated, then dried and then used again. The washed out coal but it can also just be dried and then used again in the presence of ammonia gas will.
Die Lebensdauer der Kohle ist relativ hoch, da durch die periodisch erfolgenden Regenerationen die volle ursprüngliche Aktivität der Kohle wiederhergestellt wird.The life of the coal is relatively long, because the periodic regenerations full original activity of the coal is restored.
Kohlensäuregas, das· für die Harnstoffsynthese bestimmt war, enthielt nach einer Vorreinigung mit Luxmasse noch etwa 15 mg org. S/m3. Das Gas wurde nach Zudosierung von 0,1 Volumprozent O2, 10 Volumprozent Wasserdampf und 1 Volumprozent NH3 bei einer Temperatur von 65° C über Aktivkohle geleitet. Der S-Gehalt im gereinigten Gas lag unter 1 mg/m3. Von der Α-Kohle wurden 1,0 bis 1,5 %> S bis zum Durchbruch gebunden. Zur Regeneration der Α-Kohle wurde das gebildete Ammoniumsulfat mit Wasser bei etwa 60° C ausgewaschen. Die ausgewaschene Α-Kohle wurde mit erhitztem Gas getrocknet und danach neu eingesetzt.Carbonic acid gas, which was intended for urea synthesis, still contained about 15 mg org. S / m 3 . After adding 0.1 percent by volume of O 2 , 10 percent by volume of steam and 1 percent by volume of NH 3, the gas was passed over activated carbon at a temperature of 65.degree. The S content in the cleaned gas was below 1 mg / m 3 . From the Α-coal 1.0 to 1.5%> S was bound until the breakthrough. To regenerate the Α-carbon, the ammonium sulfate formed was washed out with water at about 60 ° C. The washed Α-charcoal was dried with heated gas and then used again.
ag Beispiel IIag Example II
Kohlensäuregas, das einer Carbonatwäsche entstammt, wurde bei 55° C wasserdampfgesättigt und enthielt nach vorheriger Abscheidung von H2S noch etwa 15 mg org. S/m3. Dem Gas, das bereits die erforderliche relative Feuchtigkeit besaß, wurde 0,1 Volumprozent O2 beigemischt. Das Gas wurde danach bei 75° C über alkalisierte A-Kohle (2 bis 4%> K2 CO3) geleitet. Die Reinigungsleistung lag bei etwa 150 m3 Gas/kg Kohle. Die Regeneration wurde wie im Beispiel I durchgeführt. Die ausgewaschene A-Kohle wurde wieder alkalisiert, danach getrocknet und anschließend neu eingesetzt.Carbonic acid gas, which originates from a carbonate wash, was saturated with water vapor at 55 ° C. and, after prior separation of H 2 S, still contained about 15 mg of org. S / m 3 . 0.1 percent by volume of O 2 was added to the gas, which already had the required relative humidity. The gas was then passed at 75 ° C. over alkalized activated charcoal (2 to 4%> K 2 CO 3 ). The cleaning performance was around 150 m 3 gas / kg coal. The regeneration was carried out as in Example I. The washed-out activated charcoal was made alkaline again, then dried and then reused.
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