DE1494787A1 - Verfahren zur Herstellung schwefelwasserstofffreier Gase - Google Patents

Description

Verfahren - zur Herstellung Schwefelwasserstofffreier Gase

Zur Erzeugung von Synthesegasen kann man u.a. von Generatorgas oder Kokereigas ausgehen. Diese Rohgase enthalten in der Regel höhere Anteile an Schwefel und zwar meistens in Form von Schwefelwasserstoff und Kohlenoxysulfid. In der Regel wird das Gas - eventuell unter Zwischenschaltung einer Kohlenoxysulfid-Hydrolyse - durch eine selektive Schwefelwasserstoff-Wäsche vom Hauptanteil des Schwefels befreit, anschließend durchläuft es eine Kohlenoxyd-Konvertierung mit nachfolgender Kohlendioxyd-Wäsche und geht dann zur Entfernung der letzten Kohlenoxydanteile in die Methanisierung. Bei hohen Kohlenoxydgehalten der Rohgase führt man die Kohlenoxyd-Konvertierung oft in zwei Stufen durch, wobei zur Verbesserung der Gleichgewichtsverhältnisse in der zweiten Konvertierungss.tufe eine Kohlendioxyd-Wäsche vorgeschaltet wird. Bei Verwendung von schwefelempfindlichen Katalysatoren in dieser Konvertierungsstufe oder auch in der Methanisierung ist die Entfernung des Schwefelwasserstoffs erforderlich.

Es ist bereits bekannt, daß man saure Bestandteile aus Gasgemischen, z.B. aus Synthesegas oder anderen schwefelwasserstoffhaltigen Gasen mit hohem Kohlendioxydgehalt, mit alkalisch

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reagierenden Waschlösungen mehr oder weniger gut auswaschen kann. Diese beladenen Lösungen werden anschließend durch Entspannen und/oder durch Einblasen von Dampf oder Inertgasen, wie Luft, regeneriert. Man hat auch schon die Abtrennung saurer Bestandteile aus einem für die Herstellung von Ammoniak bestimmten Synthesegas in zwei Stufen mit einer wässrigen, alkalisch reagierenden Lösung verschiedener Konzentration durchgeführt. Auch die Verwendung zweier alkalischer Lösungen des gleichen Salzes, z.B. einer Alkalicarbonatlösung, bei verschiedenen Temperaturen für die Grob- und Peinwäsche, ist bekannt. Die Nachteile dieser bekannten Verfahren bestehen darin, daß zwar das Kohlendioxyd im Reingas auf sehr niedrige Werte ausgewaschen werden kann, jedoch gelingt es nach keinem dieser Verfahren, gleichzeitig auch den Schwefelwasserstoff soweit auszuwaschen, wie dies der Prozeß erfordert.

Es wurde nun gefunden, daß man bei einem Verfahren zur Entfernung von Schwefelwasserstoff aus Gasen, die neben Schwefelwasserstoff einen hohen Anteil an Kohlendioxyd besitzen, durch eine Lösungsmittelwäsche in zwei Stufen besonders vorteilhaft arbeitet, wenn man in der ersten Stufe den Hauptanteil des Kohlendioxyds zu-.sammen mit einer der Löslichkeit entsprechenden Menge an Schwefelwasserstoff mit Triäthanolamin bei einem p^-Wert von 8 bis 10 entfernt, anschließend in der zweiten Stufe die selektive Schwefelwasserstoff-Peinwäsche mit einem stärker alkalischen Lösungsmittel, z.B. bei PtT 10 bis 11,5-oder darüber, durchführt und dieses, an sich nur wenig mit Schwefelwasserstoff beladene, stärker alkalische Lösungsmittel für eine Schwefelwasserstoff-

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Vorwäsche an anderer Stelle des Verfahrens verwendet. Die Selektivität für Schweielwasserstoii icann noch dadurch erhöht werden, daß man die Wäsche in der zweiten Sture, z.B. mit aminosäuren Alkalisalζen bei Temperaturen von 20 bis 40⁰C,und mit Triäthanolamin in der ersten Stufe bei höheren Temperaturen von 30 bis 60⁰C durchführt.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man beispielsweise mit besonderem Vorteil bei Gasreinigungsprozessen arbeiten, bei denen vor aer Hochtemperatur-Konvertierung zunächst der Hauptanteii des Schwefelwasserstoffes mit Monoäthanoiamin, oder mit einer wässrigen, aminosäuren Alkaiisaizlösung in einer Vorwäsche herausgewaschen wird. Vor dem Eintritt in die Tieitemperaturkonvertierung wird die Hauptmenge an Kohlendioxyd und Schwelelwasserstoff aus dem Gas mit Triäthanoiamin ausgewaschen. Die selektive Schwefelwasserstoff-Feinwäsche erfolgt mit dem zweiten Lösungsmittel derart, daß dieses unter Einhaltung eines möglichst großen "treibenden Gefälles" der Absorption zunächst nur geringfügig mit Schwelelwasserstoif und möglichst kaum mit Kohlendioxyd beladen und anschließend in einer Schwefelwasserstoff-Vorwäsche nochmals wiederverwendet wird. Man kann eine selektive Schweielwasserstoff-Feinwäsche beispielsweise dadurch bewirken, daß man das Gas durch eine Bodenkolonne leitet, deren einzelne Böden aus einer Sammelleitung mit frischem Lösungsmittel beschickt werden, das nach einer Kontaktzeit zwischen Flüssigphase und Gas von weniger als 10 Sekunden aus jeaem der Einzelböaen getrennt abgezogen wird. Nach dieser Vorwäsche wird in einem Desorber aas Lösungsmittel mit Wasserdampf regeneriert und steht dann wieder für die selektive Schwefelwasserstoft-Feinreinigung erneut zur Verfügung .

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Das erhaltene Reingas ist praktisch frei von Schwefelwasserstoff und kann ohne weiteres in einer nachfolgenden Tieftemperaturkonvertierung oder einer Methanisierung weiterverarbeitet werden.

Im nachstehenden Beispiel wird anhand der Abbildung die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert.

Beispiel

Ein kohlendioxydhaltiges Gas mit ca. 3000 mg Schwefelwasserstoff/ Nnr wird in einer Schwefelwasserstoff-Vorwäsche (l) mit einer wässrigen Lösung von ALKAZID DIK bis auf einen Gehalt von 20 mg Schwefelwasserstoff/Nm ausgewaschen. Die für diese Wäsche verwendete Lösung von ALKAZID DIK kommt aus der selektiven Schwefelwasserstoff-Feinwäsche (4) und ist mit 1,5 bis 2 mg Schwefelwasserstoff/Nnr vorbeladen.

Das vorentschwefelte Gas wird einer Hochtemperaturkonvertierung (2) zugeführt und dort weiter verarbeitet. In einer darauffolgenden Kohlendioxyd-Vorwäsche (3) mit Triäthanolamin wird neben dem Hauptanteil an Kohlendioxyd der Schwefelwasserstoff bis auf eine Menge von etwa 10 mg/Nm entfernt. Bei der anschließenden selektiven Schwefelwasserstoff-Feinwäsche (4) wird ALKAZID DIK verwendet, das vorher in einem Desorber (6) durch Strippen mit Wasserdampf weitgehend von Schwefelwasserstoff und Kohlendioxyd befreit wurde. Diese selektive Schwefelwasserstoff-Feinwäsche w'ird in einer Bodenkolonne bei ca. 30⁰G durchgeführt, wobei jedem einzelnen Boden kontinuierlich über eine Verteilerleitung

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soviel frische Waschlösung zugeführt wird, daß sich in der
gleichzeitig aus jedem Boden abgezogenen und in einer Sammelleitung vereinigten Waschflüssigkeit ein Spiegel von etwa 1,5 bis 2 mg Schwefelwasserstoff/Nm einstellt. Das am Kopf der Bodenkolonne austretende Reingas hat einen Restgehalt an Schwefelwasserstoff von weniger als 1 mg/Nm und kann nunmehr ohne Schwierigkeit in der Tieftemperaturkonvertierung (5) bzw. in der Methanisierung (7) weiterverarbeitet werden.

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Claims (4)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Entfernung von Schwefelwasserstoff aus Gasen, die neben Schwefelwasserstoff einen hohen Anteil an Kohlendioxyd enthalten, durch eine Lösungsmittelwäsche in zwei Stufen, dadurch gekennzeichnet _f daß man in der ersten Stufe den Hauptanteil des Kohlendioxyds zusammen mit einer der Löslichkeit entsprechenden Menge an Schwefelwasserstoff mit Triäthanolamin bei einem ρττ-Wert von 8 bis 10 entfernt, anschließend in der zweiten Stufe die selektive Schwefelwasserstoff-Peinwäsche mit einem stärker alkalischen Lösungsmittel, z.B. bei P₁₁ 10 bis 11,5 oder darüber, durchführt und dieses, an sich nur wenig mit Schwefelwasserstoff beladene, stärker alkalische Lösungsmittel für eine Schwefelwasserstoff-Vorwäsche an anderer Stelle des Verfahrens nochmals verwendet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schwefelwasserstoff-Feinwäsche des Gases in hintereinandergeschalteten Waschkammern vornimmt, wobei jede für sich mit frischem Lösungsmittel beschickt wird, das nach einer Kontaktzeit zwischen Flüssigphase und Gas von weniger als 10 Sekunden aus jeder Waschkammer getrennt abgezogen wird.

3.Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man in der zweiten Stufe als stärker alkalisches Lösungsmittel Monoäthylamin oder eine wässrige Lösung von aminosäuren Alkalisalzen verwendet.

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4. Veriahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daü die Schwereiwasserstotr-Feinwäsche mit Triäthanoiamin bei 30 bis 6O⁰C, mit aminosäuren Aikalisalzen bei 20 bis 4O⁰C durchgerührt wird.

BADISCHE ANILIN- & SODA-FABRIK AG

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