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Verfahren zur Entfernung von Kohlenoxysulfid und organisch gebundenem
Schwefel aus olefinhaltigen Krackgasen Es ist bekannt, daß man Kohlenoxysulfid oder
organisch gebundenen Schwefel aus Gasen oder Gasgemischen durch eine Alkaliwäsche
bei erhöhter Temperatur entfernen kann. Dieses Verfahren dient insbesondere der
Reinigung von Kokerei- und Synthesegasen, bei denen mit der Alkaliwäsche eine Haupt-
und eine Feinwäsche zur Entfernung von Kohlendioxyd verbunden ist. Es hat sich jedoch
gezeigt, daß bei der Reinigung von olefinhaltigen Krackgasen die Entfernung von
Kohlenoxysulfid und organisch gebundenem Schwefel mit den bekannten Verfahren nur
bis zu einem ganz geringen Grad möglich ist.
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Es wurde nun gefunden, daß man Kohlenoxysulfid und organisch gebundenen
Schwefel aus olefinhaltigen Krackgasen durch Waschen mit 0,1- bis 100/oiger Natron-
oder Kalilauge, gegebenenfalls unter Druck und bei erhöhter Temperatur, bis zu 90
ovo und darüber entfernt, wenn man die genannten Bestandteile aus den Krackgasen
in Reaktionsgefäßen, deren Austauschoberfläche 2 bis 4 m2/mS des stündlich durchgeleiteten
Gases beträgt, auswäscht.
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Es war überaschend, daß durch die an und für sich ungebräuchliche
Anwendung großer Austauschflächen die störungsfreie Entfernung von Kohlenoxysulfid
und organisch gebundenem Schwefel in einem weiten Temperaturbereich durchführbar
ist.
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Nach dem Verfahren der Erfindung kann man olefinhaltige Krackgase,
wie man sie beispielsweise bei der thermischen oder autothermen Spaltung von Erdöl
bzw. dessen Fraktionen erhält und aus denen gegebenenfalls größere Mengen Kohlendioxyd
vorher entfernt worden sind, reinigen. Das Verfahren kann bei Temperaturen von 20
bis 1100 C, vorteilhaft bei 85 bis 950C, und bei normalem oder erhöhtem Druck ausgeführt
werden. Vorteilhaft arbeitet man bei erhöhtem Druck, insbesondere bei 10 bis 35
at, und einer Temperatur von 60 bis 950 C und verwendet dabei eine 2- bis 60/oige
Alkalilauge.
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Bei der Durchführung des Verfahrens kann man beispielsweise die zu
reinigenden, olefinhaltigen Krackgase in bekannter Weise durch ein oder mehrere
hintereinandergeschaltete Reaktionsgefäße führen und die verwendete Alkalilauge
im Gegenstrom dazuführen, wobei die frische Lauge zuerst mit dem bereits gereinigten
Gas in Berührung kommt. Diese Arbeitsweise hat den Vorteil, daß man mit der erforderlichen
Mindestmenge an Alkalilauge auskommt. Wesentlich für die Entfernung des Kohlenoxysulfids
und des organisch gebundenen Schwefels ist das Verhältnis der Austauschoberfläche
zu der Menge des stündlich durch das Reaktionsgefäß geleitete Gases. Vorteilhaft
stellt man bei der Verfahrensführung ein Verhältnis von 3 bis 4 m2 Austauschoberfläche
pro Kubikmeter des stündlich durchgeleiteten Gases ein. Als Reaktionsgefäße für
die Alkaliwäsche sind Kolonnen mit geeigneten Einbauten oder einer Füllung aus an
und für sich bekannten Füllkörpern geeignet, z. B. Füllkörperkolonnen, Glockenbödenkolonnen
und Blasenkolonnen.
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Das vorliegende Verfahren kann kontinuierlich oder diskontinuierlich
ausgeführt werden. Bei der kontinuierlichen Ausführung kann man in einer oder mehreren
Waschstufen, d. h. mit einem oder mit mehreren Absorptionstürmen, arbeiten. Bei
der kontinuierlichen Arbeitsweise, die im allgemeinen vorzuziehen ist, wird bei
der Verwendung von zwei oder mehreren hintereinandergeschalteten Absorptionstürmen
in den letzten Absorptionsturm gerade so viel frische Alkalilauge geführt, wie im
ersten Turm als Ablauge entnommen wird. Die Alkalilauge durchläuft bei dieser Arbeitsweise
die Absorptionstürme im Gegenstrom zu den olefinhaltigen Krackgasen und hat im ersten
Absorptionsturm die niedrigste und im letzten Absorptionsturm die höchste Konzentration
an Alkali. Gleichzeitig wird mit der groben Reinigung der olefinhaltigen Gase von
Kohlenoxysulfid und organisch gebundenem Schwefel im ersten Absorptionsturm die
vorhandene Kohlensäure ausgewaschen und in den folgenden Türmen mit höherer Alkalikonzentration
der Waschlauge eine Feinreini-
gung der Gase erzielt, wobei die
Lauge erschöpfend carbonisiert wird.
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Beispiel In einer Anlage, die in der Abbildung als Schema wiedergegeben
ist, werden stündlich 21 000 Nm3 eines Gases der Zusammensetzung 8,7 ovo CO 14,3°/o
H2.
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5,1 0/, (N2) 25,3 ovo CH4 8,0°/o C2H6 0,4°/o C3H8 29,8°/o C2H4 6,8
o/o C3H6 1,6°/o C4H8 durch die Leitung 1 von unten in den Absorptionsturm 2 bei
einer Temperatur von 300 C und einem Druck von 30 at eingeführt. Der Absorptionsturm
ist mit 35-mm-Stahlnngen angefüllt und hat eine Füllhöhe von 15 m bei einer lichten
Weite von 1,3 m, so daß sich eine Austauschoberfläche von etwa 4 m2 pro Kubikmeter
Gas ergibt. Im Turm werden die olefinhaltigen Krackgase im Gegenstrom zu der herabrieselnden
Natronlauge ausgewaschen und durch Leitung 3 bei einer Temperatur von 700 C abgezogen.
Der Schwefelgehalt der olefinhaltigen Krackgase in Form von Kohlenoxysulfid und
organisch gebundenem Schwefel wird bei dieser Wäsche von 30 mg Schwefel pro Normalkubikmeter
Krackgas, berechnet als S, auf 3 mg herabgesetzt, während die Zusammensetzung der
Gase im übrigen unverändert bleibt, da Kohlendioxyd vor der Reinigung mit Natronlauge
entfernt worden ist. Die frische Natronlauge wird mit einem Gehalt von 4 Gewichts-
prozent
NaOH durch die Leitung4 in einer Menge von 1,8 m3/h in den Natronlaugekreislauf
eingeführt.
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Sie gelangt nach der Vermischung mit der Kreislaufflüssigkeit über
einen Erhitzer 5, nach Erwärmung auf 880 C durch Leitung 6 auf den Kopf des Absorptionsturmes
2. Durch die Leitung 6 werden pro Stunde 45 mm NaOH dem Absorptionsturm 2 zugegeben.
Die verbrauchte Natronlauge sammelt sich im Sumpf des Turmes, aus dem sie durch
die Leitung 7 zum größten Teil in einem Verweilzeittank 8 durch die Pumpe 9 abgezogen
wird. Die restliche Natronlauge wird durch die Leitung 10 aus der Leitung 7 als
Ablauge abgezweigt. Die Ablaugemenge entspricht der Zufuhr an frischer Lauge durch
die Leitung 4. Sie kann gegebenenfalls für die Vorreinigung der olefinhaltigen Krackgase
zur Entfernung von Kohlendioxyd verwendet werden.