DE1132283B - Verfahren zur Entfernung von Schwefelwasserstoff aus Gasgemischen - Google Patents

Verfahren zur Entfernung von Schwefelwasserstoff aus Gasgemischen

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DE1132283B
DE1132283B DE1960P0025999 DEP0025999A DE1132283B DE 1132283 B DE1132283 B DE 1132283B DE 1960P0025999 DE1960P0025999 DE 1960P0025999 DE P0025999 A DEP0025999 A DE P0025999A DE 1132283 B DE1132283 B DE 1132283B
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alkali
amino acid
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carbon dioxide
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DE1960P0025999
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Dipl-Chem Friedrich Fischer
Dipl-Chem Hubert Kraus
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Pintsch Bamag AG
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Pintsch Bamag AG
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10KPURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/08Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors
    • C10K1/10Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids
    • C10K1/12Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids alkaline-reacting including the revival of the used wash liquors
    • C10K1/14Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids alkaline-reacting including the revival of the used wash liquors organic
    • C10K1/143Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids alkaline-reacting including the revival of the used wash liquors organic containing amino groups
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
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Description

  • Verfahren zur Entfernung von Schwefelwasserstoff aus Gasgemischen Es ist bekannt, aus kohlendioxydhaltigen Gasen den Schwefelwasserstoff durch neutralisierende sogenannte Selektivwäschen zu entfernen. Auf Grund der Tatsache, daß Schwefelwasserstoff beim Absorptionsprozeß im Gegensatz zu dem Kohlendioxyd nicht erst hydratisiert werden muß, ist diese selektive, d. h. bevorzugte Auswaschung des Schwefelwasserstoffs möglich.
  • Um die selektiven Eigenschaften der alkalihaltigen Waschlaugen zu erhöhen, wurde eine Reihe von Zusätzen zugefügt, von denen sich am besten die N-dialkylierten Aminosäuren bewährt haben. Die Zusätze erfolgten bisher nur in der Form, daß maximal ein molares Aminosäure-N-Alkali-Verhältnis von 1 : 1 erreicht wurde, wie es im neutralen, abgesättigten Salz der Fall ist.
  • Trotz der Anwendung der die Selektivität erhöhen-- den Zusätze ist in allen Fällen, insbesondere bei höheren Kohlendioxydgehalten im Gas, beispielsweise 30Volumprozent, und beim Arbeiten unter Druck die Menge an mitausgewaschenem Kohlendioxyd so groß, daß einmal die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens in Frage gestellt ist und zum anderen die Desorptionsschwaden zur Weiterverarbeitung, z. B. in nachgeschalteten Claus-Anlagen, nicht mehr geeignet sind, Außerdem kann im Laufe des Waschprozesses aus den Lösungen festes Alkalihydrogenkarbonat ausfallen, wodurch Verstopfungen in den Waschanlagen eintreten.
  • Die erwähnten Mängel werden durch die Erfindung beseitigt. Dies wird dadurch erreicht, daß an Stelle der bisher üblichen Waschlaugezusammensetzungen andere molare Aminosäure-N-Alkali-Verhältnisse angewendet werden. Es wurde gefunden, daß bei einem molaren Aminosäure-N-Alkali-Verhältnis von größer als 1 eine größere Selektivität erreicht wird. In Fig. 1 sind diese Verhältnisse näher erläutert. Auf der Ordinate ist der Gehalt des Gases an Kohlendioxyd in Volumprozent und auf der Abszisse das Verhältnis der absorbierten Volumina H2 S/C O2 in der beladenen Waschlauge aufgetragen. Die Kurve A gibt die Selektivität einer normal zusammengesetzten bekannten Waschlauge, die ein molares Aminosäure-N-Alkali-Verhältnis von 1: 1 und einen K2O-Gehalt von rund 200 g/l aufweist, wieder. Die Kurve B gibt die Selektivität einer Waschlauge wieder, deren molares Aminosäure-N-Alkali-Verhältnis 1,5:1 beträgt, und die Kurve C eine solche, die ein molares Aminosäure-N-Alkali-Verhältnis von 2:1 aufweist. Die Waschlösungen B und C wurden aus der normalen WaschlaugeA durch Verarmen an Alkali, beispielsweise durch Einleiten von C 02. und Abscheiden des auskristallisierten Bikarbonats, hergestellt. Dadurch blieb der Stickstoffgehalt der Waschlauge erhalten. Die Aminosäure lag in diesem Fall als N-dimethyliertes Glykokoll vor.
  • Es wurde weiterhin festgestellt, daß die Desorption solchermaßen zusammengesetzter Waschlösungen unter erheblich geringerem Dampfaufwand durchgeführt werden kann. Diese Verhältnisse gehen aus Fig. 2 hervor. Auf der Ordinate wurden die aus der Lauge desorbierten Volumina Schwefelwasserstoff und auf der Abszisse die zur Desorption der Lauge aufgewendeten Dampfmengen aufgetragen.
  • Der Kurvenzug A gibt den Dampfaufwand zur Desorption einer normalen Waschlösung mit einem molaren Aminosäure-N-Alkali-Verhältnis von 1:1, der KurvenzugB den einer Waschlösung mit dem molaren Aminosäure-N-Alkali-Verhältnis von 1,5: 1 und C den einer Waschlösung mit einem molaren Amino-N-Alkali-Verhältnis von 2:1 wieder. Es ist ersichtlich, daß die Dampfeinsparung pro NmaH.,S ganz beträchtlich von der Waschlösungszusammensetzung abhängt.
  • Es hat sich weiterhin gezeigt, daß normal zusammengesetzte Waschlaugen, die einen Ko O-Gehalt von etwa 200 g im Liter enthalten, bereits bei einer Gesamtbeladung von 20 Volumina C O., pro Liter Volumen Lauge feste Kristall ausscheidungen von Kaliumhydrogenkarbonat aufweisen, insbesondere deshalb, weil zur Selektivauswaschung möglichst tiefe Waschtemperaturen erforderlich sind, etwa 200 C, um eine größere C O-Aufnahme zu vermeiden. Andererseits hängt die Beladbarkeit der Waschlauge von ihrem Gehalt an Alkali ab, so daß als günstigste Alkalikonzentration diejenige gilt, bei der gerade die Löslichkeit des gebildeten Kaliumhydrogenkarbonats nicht überschritten wird. Das ist beispielsweise bei der unter C beschriebenen Waschlauge der Fall.
  • Durch Verringerung des K2 O-Gehaltes bei gleichbleibendem Aminosäuregehalt verringert sich die Gefahr einer Kristallausscheidung, so daß die Lösungen höher mit H2S beladen werden können, so daß die zur H.S-Auswaschung erforderliche Laugemenge verringert werden kann. Beim Arbeiten unter einem Druck von beispielsweise 15 atm und Gehalten von 30Volumprozent Kohlendioxyd und 1,3 Volumprozent Schwefelwasserstoff im Gas kann bei einer normal zusammengesetzten Waschlösung eine maximale Beladung von 19 Volumina C O2 und 9 Volumina H2S pro Volumen Lauge erreicht werden. Höhere H2 S-Mengen als im angeführten Beispiel in der Lauge unterzubringen, ist nicht möglich, weil dann neben dem H2S das miteingewaschene CO, Anlaß zu Bikarbonatausscheidungen geben würde. Bei einer Waschlösung, die bei gleichem Aminosäuregehalt nur etwa die Hälfte an Alkali enthält, werden unter gleichen Bedingungen 13 bis 14Volumina H2S bei einer gleichzeitigen Aufnahme von rund 20 Volumina C 02 pro Volumen Lauge absorbiert, ohne daß Bikarbonatausscheidungen auftreten.
  • Die Erfindung weist gegenüber den bekannten Verfahren folgende Vorteile auf: 1. Durch die Verringerung des Alkaligehaltes bei gleichbleibendem Aminosäuregehalt wird die selektive Absorption des Schwefelwasserstoffes aus kohlendioxydhaltigen Gasen erhöht (Fig. 1).
  • 2. Der zur Desorption erforderliche Dampfaufwand ist bei den gemäß vorliegender Erfindung veränderten Waschlösungen wesentlich geringer (Fig. 2).
  • 3. Durch die Herabsetzung des Alkaligehaltes bei gleichbleibendem Stickstoffgehalt wird die Gefahr einer Auskristallisation von Alkalihydrogenkarbonat, insbesondere beim Arbeiten unter Druck und der bei der Selektivwäsche erforderlichen tiefen Waschtemperatur von etwa 200 C vermieden und eine höhere Anreicherung an Schwefelwasserstoff in der Lauge erreicht, die die Einsparung von Waschlaugen mit sich bringt.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRUCHE: 1. Verfahren zur selektiven Auswaschung von Schwefelwasserstoff drucklos oder unter Druck aus kohlendioxydhaltigen Gasgemischen mittels Waschlösungen, die Alkalisalze von Aminosäuren, beispielsweise das Kalisalz von N-dimethyliertem Glykokoll, enthalten, und Desorption der beladenen Waschlösungen, dadurch gekennzeichnet, daß die zur selektiven Schwefelwasserstoffabsorption zu benutzende aminosäurehaltige Waschlösung ein molares Verhältnis von Aminosäure-Stickstoff zu Alkali aufweist, das größer als 1 ist und vorzugsweise zwischen 1,5 und 2 liegt, wobei die Konzentration beispielsweise an K2O zwischen 80 und 170 g, vorzugsweise zwischen 100 und 150 g/l beträgt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Alkaligehalt, der durch die übliche Verseifung von Aminonitrilen erhaltenen Waschlaugen durch Behandeln mit Kohlendioxyd und Abscheiden des auskristallisierten Alkalihydrogenkarbonats oder durch Behandeln der Lösungen mittels Kationenaustauschem auf den erforderlichen Alkaligehalt unter Beibehaltung des Aminosäuregehaltes erniedrigt wird.
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