DE1544106C3

DE1544106C3 - Verfahren zum Entfernen saurer Gase aus Gasgemischen

Info

Publication number: DE1544106C3
Application number: DE1544106A
Authority: DE
Inventors: Harry Acklam Middlesbrough Yorkshire Thirkell (Grossbritannien)
Original assignee: POWER-GAS Ltd STOCKTON-ON-TEES TEESSIDE (GROSSBRITANNIEN)
Current assignee: POWER-GAS Ltd STOCKTON-ON-TEES TEESSIDE (GROSSBRITANNIEN)
Priority date: 1965-10-19
Filing date: 1966-10-15
Publication date: 1974-02-14
Also published as: AT281774B; NL6614616A; NL142082B; DK142227B; FR1497042A; DE1544106B2; YU32138B; JPS4319844B1; FI48322B; DK142227C; GB1169175A; SE333723B; DE1544106A1; YU195466A; BE688464A; ES332378A1; FI48322C

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen saurer Gase, wie Kohlenstoffdioxyd und Schwefelwasserstoff aus Gasgemischen, um ein gereinigtes Gasgemisch zu gewinnen, das eine niedrige Konzentration an einem sauren Gas bzw. Gasen hat.

Es ist bekannt, saure Gase enthaltende Gasgemische mit einer Absorptionsflüssigkeit in einem Absorber auszuwaschen, um die sauren Gase zu entfernen und die die sauren gelösten Gase enthaltende verbrauchte Absorptionsflüssigkeit in einem Regenerator zu erwärmen und mit Dampf zu behandeln, um die Absorptionsflüssigkeit zu regenerieren, wobei die absorbierten sauren Gase freigesetzt werden.

Aus »The Oil and Gas Journal«, 10. Februar 1958, Seite 96, Fall 3, ist ein Verfahren zum Entfernen von sauren Gasen aus Gasgemischen bekannt, bei welchem man das Gasgemisch durch eine erste Absorptionszone in Berührung mit einer ersten Absorptionslösung führt, um einen größeren Teil der sauren Gase

ίο zu entfernen, das anfallende Gasgemisch durch eine zweite Absorptionszone in Berührung mit einer zweiten Absorptionslösung führt, um praktisch die restlichen sauren Gase aus dem Gasgemisch zu entfernen, wobei man als erste Absorptionslösung eine heiße, wäßrige Lösung von Kaliumcarbonat und als zweite Absorptionslösung eine gekühlte, wäßrige Lösung von Monoäthanolamin verwendet.

Vorliegender Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die verbrauchten Absorptionslösungen zu regenerieren und die Regeneration so durchzuführen, daß die in die erste und zweite Absorptionszone im ständigen Kreislauf zurückgeleiteten Absorptionslösungen praktisch konstant bleiben. Es ist nämlich zu berücksichtigen, daß bei der Regeneration der die zweite Absorptionszone verlassenden Absorptionslösung, die neben sauren Gasen lediglich ein flüchtiges Reaktionsmittel enthält, in der zweiten Regenerationszone des Regenerators Dampf in die Absorptionslösung eingeleitet wird, der einen Teil des flüchtigen Reaktionsmittels in die erste Regenerationszone mitnimmt, in die der Dampf nach Verlassen der ersten Regenerationszone eingeleitet wird. Dieser Dampf nimmt nun auch aus der ersten Regenerationszone einen Teil des flüchtigen Absorptionsmittels mit, so daß in der ersten Regenerationszone flüchtiges Reaktionsmittel verlorengeht, während in der zweiten Regenerationszone eine Konzentration an flüchtigem Reaktionsmittel eintritt. Infolge dieser Verhältnisse kann die Konzentration der in die erste und zweite Absorptionszone im ständigen Kreislauf zurückgeführten Absorptionslösungen nicht konstant bleiben. Um diesen Nachteil zu überwinden, wird nach der Erfindung der Zufluß des Dampfes zu jeder Regenerationszone geregelt und das flüchtige Reaktionsmittel wenigstens aus dem die erste Reaktionszone verlassenden Gemisch aus Dampf und sauren Gasen wiedergewonnen.

Die Erfindung betrifft demnach ein Verfahren zum Entfernen von sauren Gasen aus Gasgemischen, bei welchem man das Gasgemisch in einer ersten Absorptionszone durch eine heiße, wäßrige Lösung von Kaliumcarbonat oder Trikaliumphosphat, die Mono- oder Diäthanolamin enthält, leitet, das anfallende Gasgemisch in einer zweiten Absorptionszone durch eine gekühlte, wäßrige Lösung von Mono- oder Diäthanolamin leitet, die verbrauchte, saure Gase gelöst enthaltende Lösung aus der zweiten Absorptionszone zu einer zweiten Regenerationszone führt und in dieser Wasserdampf durch die verbrauchte, wäßrige Lösung von Mono- bzw. Diäthanolamin leitet, die verbrauchte, saure Gase enthaltende Lösung aus der ersten Absorptionszone zu einer ersten Regenerationszone führt und in dieser Dampf durch die verbrauchte, wäßrige Lösung von Kaliumcarbonat bzw. Trikaliumphosphat leitet und die regenerierten Lösungen aus ihren Regenerationszonen in ihre Absorptionszonen zurückleitet; erfindungsgemäß wird dieses Verfahren so durchgeführt,

daß man den saure Gase und Mono- bzw. Diäthhanolamin enthaltenden Dampf aus der zweiten Regenerationszone in die erste Regenerationszone einleitet, das Mono- bzw. Diäthanolamin aus dem die erste Regenerationszone verlassenden Gasgemisch aus Dampf und sauren Gasen wiedergewinnt und in die Lösung von Kaliumcarbonat bzw. Trikaliumphosphat zurückführt und die Dampfmenge in jeder Regenerationszone so regelt, daß die Konzentrationen an Mono- oder Diäthanolamin in den regenerierten, in die erste und zweite Absorptionszone zurückgeführten Lösungen praktisch konstant gehalten werden.

Wenn beim Verfahren der Erfindung die erste und zweite Absorptionszone unter überatmosphärischem Druck stehen, befinden sich die erste und zweite Regenerationszone unter einem wesentlich verminderten Druck.

In der zweiten Regenerationszone wird ein Teil des in der Absorptionslösung enthaltenden flüchtigen Absorptionsmittels mit dem Dampf in die erste Regenerationszone geleitet, in der es durch die wäßrige Lösung des nicht flüchtigen und flüchtigen Absorptionsmittels absorbiert wird.

In der ersten Absorbtionszone wird ein Teil des flüchtigen, in der Absorptionslösung enthaltenden Absorptionsmittels mit dem heißen Gasgemisch in die zweite Absorptionszone geleitet, in der es durch die gekühlte Lösung des flüchtigen Absorptionsmittels absorbiert wird.

Auf diese Weise wird in der zweiten Regenerationszone ein Teil des flüchtigen Absorptionsmittels aus der Absorptionslösung abgetrennt und durch die Absorptionslösung in der zweiten Absorptionszone wieder absorbiert. Um eine gute Arbeitsweise zu erzielen, ist es wünschenswert, daß die Konzentrationen des flüchtigen Absorptionsmittels in den regenerierten Lösungen, welche in die erste und zweite Absorptionszone eintreten, praktisch konstant gehalten werden. Das erfordert eine Steuerung des Stromes des Dampfes zu jeder Regenerationszone und die Wiedergewinnung des flüchtigen Absorptionsmittels, das mit der Mischung aus Dampf und den sauren Gasen, wenigstens der, welche die erste Regenerationszone verlassen, mitgenommen wird.

Die Strömung des der Abtrennung dienenden Dampfes zu der zweiten Regenerationszone wird vorzugsweise auf dem Kleinstwert gehalten, der erforderlich ist, um eine befriedigende Wiedergewinnung der in die zweite Regenerationszone eintretenden Absorptionslösung zu erzielen. Wenn die für die erste Regenerationszone erforderliche Menge des für die Abtrennung vorgesehenen Dampfes wesentlich größer als die für die zweite Regenerationszone erforderliche Dampfmenge ist, wird der zusätzliche, in die erste Regenerationszone eintretende Dampf, mittels eines Wiedererhitzers oder einer Heizschlange erzeugt, die durch Dampf oder eine andere heiße Flüssigkeit erhitzt wird und an die erste Regenerationszone angeschlossen ist, so daß eine Verdünnung der Absorptionslösung in der ersten Regenerationszone durch Kondensation des aus der zweiten Regenerationszone eintretenden Dampfes vermieden wird.

Der für die zweite Regenerationszone für die Abtrennung vorgesehene Dampf kann mittels eines mit der zweiten Regenerationszone verbundenen Kessels erzeugt werden, der durch Dampf oder irgendeine andere heiße Flüssigkeit erhitzt wird, z. B. durch ein heißes Gasgemisch, das unter Druck steht und mit Wasserdampf, wie er in die erste Absorptionszone eintritt, gesättigt ist.

Die Mischung aus Dampf und entwickelten sauren Gasen, welche die erste Regenerationszone verläßt und etwas des flüssigen Absorptionsmittels mit sich nimmt, wird zu einem Kühler-Kondensator geleitet, in welchem die Gase gekühlt und das das mitgenommene flüchtige Absorptionsmittel enthaltende

ίο Kondensat wird auskondensiert. Das Kondensat wird von den gekühlten, sauren Gasen in einen Abscheider/ Sammelbehälter abgeschieden. Wenn das flüchtige Absorptionsmittel ein solches wie Diäthanolamin ist, wird das Kondensat des Abscheider/Sammelbehälters in die die erste Regenerationszone verlassende regenerierte Lösung geleitet, und zwar entweder dadurch, daß man es als Rücklauf auf den Kopf der ersten Regenerationszone oder unten in die erste Regenerationszone einleitet.

Wenn es sich um ein flüchtigeres Absorptionsmittel von der Art des Monoäthanolamins handelt, kann ein Teil oder die Gesamtmenge des Kondensates aus dem Abscheider/Sammelbehälter zu einem Kondensat-Aufkocher geleitet werden, in dem ein größerer Teil verdampft wird, und der einen größeren Teil des flüchtigen Absorptionsmittel enthaltende Dampf in die zweite Regenerationszone geleitet wird und das abfließende, einen kleineren Teil des flüchtigen Absorptionsmittels enthaltende Kondensat in die die erste Regenerationszone verlassende Lösung geleitet wird. Gegebenenfalls kann die Mischung aus Dampf und entwickelten sauren Gasen, welche etwas flüchtiges Absorptionsmittel enthalten und aus der zweiten Regenerationszone entnommen ist, zu einem Behälter geleitet werden, in dem die Mischung mit einem Teil oder der Gesamtmenge des Kondensates aus dem Abscheider/Sammelbehälter gewaschen wird, so daß das in dem Kondensat vorliegende flüchtige Reaktionsmittel absorbiert wird. Die diesen Behälter verlassende Mischung aus Dampf und entwickelten sauren Gasen wird in die erste Regenerationszone geleitet, und das den Behälter verlassende Kondensat wird in die die zweite Regenerationszone verlassende regenerierte Lösung geleitet. Es wird ein Nebenstrom, der die zweite Regenerationszone verlassenden regenerierten Lösung abgenommen und in die die erste Regenerationszone verlassende regenerierte Lösung geleitet, um die Konzentrationen des flüchtigen Reaktionsteilnehmers in den regenerierten, in die erste und zweite Absorptionszone eintretenden Lösungen praktisch konstant zu halten.

Dem von den sauren Gasen abgeschiedenen Kondensat kann ein Teil entnommen werden, um ein Kondensatgleichgewicht in der gesamten Anlage aufrechtzuerhalten.

Um Verluste an dem flüchtigen Reaktionsteilnehmer in dem gereinigten Gasgemisch und den abgeschiedenen sauren Gasen auszugleichen, kann frisches, flüchtiges Absorptionsmittel der gekühlten, regenerierten Absorptionslösung, welche in die zweite Absorptionszone eintritt, zugesetzt werden.

Eine Wärmeersparnis kann dadurch erzielt werden, daß man die die zweite Absorptionszone verlassende, verbrauchte Absorptionslösung durch mittelbaren Wärmeaustausch mittels der die zweite Regenerationszone verlassenden, heißen, regenerierten Absorptionslösung oder mittels die erste Absorptionszone verlassender, heißer, verbrauchter Absorptionslösung

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oder mittels die erste Regenerationszone verlassender, den Abscheider/Sammelbehälter in die die erste Reheißer, regenerierter Absorptionslösung vorwärmt. generationszone verlassende, regenerierte Lösung zuWenn der Aufkocher der zweiten Regenerations- rückgeführt. Wenn verhindert werden soll, daß sich zone mittels eines heißen Gasgemisches, das unter das nicht flüchtige Absorptionsmittel in der in die Druck steht und mit Wasserdampf, wie er in die erste 5 zweite Absorptionszone eintretenden Absorptions-Absorptionszone geleitet wird, gesättigt ist, erhitzt lösung ansammelt, kann von der die zweite Regenewird und ferner die Temperatur des den Aufkocher rationszone verlassenden, regenerierten Lösung ein verlassenden Gasgemisches höher als die Temperatur Teil abgenommen und zu einem mittels Dampf oder der die zweite Absorptionszone verlassenden, ver- einer anderen heißen Flüssigkeit erhitzten Aufkocher brauchten Absorptionslösung ist, kann die verbrauchte io geführt werden, in welchem ein größerer Teil ver-Absorptionslösung durch unmittelbaren Wärmeaus- dampft wird und der einen größeren Teil des flüchtausch mit dem den Wiederaufkocher verlassenden tigen Absorptionsmittel enthaltenden Dampfes in die Gasgemisch vorerwärmt werden. zweite Regenerationszone geleitet und die abflie-Die die zweite Regenerationszone verlassende, ßende, das nicht flüchtige Absorptionsmittel und heiße, regenerierte Absorptionslösung wird durch un- 15 einen kleineren Teil des flüchtigen Absorptionsmittels mittelbaren Wärmeaustausch mittels eines Kühlme- enthaltende Flüssigkeit in die die erste Regenerationsdiums, wie Wasser oder Luft, vor dem Eintreten in zone verlassende, regenerierte Lösung geleitet wird, die zweite Absorptionszone gekühlt, um den Dampf- Dieser Verfahrensschritt und die Anordnung eines druck der mit der Lösung im Gleichgewicht stehen- Aufkochers ist besonders dann geeignet, wenn ein den sauren Gase zu verringern. 20 flüchtigeres Absorptionsmittel, wie Monoäthanolamin, Das die erste Absorptionszone verlassende Gas- vorliegt. Gegebenenfalls kann auch ein Nebenstrom, gemisch kann durch mittelbaren Wärmeaustausch der die zweite Regenerationszone verlassenden rege- £-i mittels eines Kühlmediums, wie Wasser oder Luft, nerierten Lösung entnommen und unmittelbar in die V7 vor dem Eintritt in die zweite Absorptionszone ge- die erste Regenerationszone verlassende, regenerierte I kühlt werden, um eine niedrigere Temperatur der die 25 Lösung ohne Führung durch einen Aufkocher ge- | zweite Absorptionszone verlassenden, verbrauchten, führt wird. ! zweiten Absorptionslösung und infolgedessen einen Wenn man ein flüchtiges Absorptionsmittel, wie ^; kleineren Gehalt der sauren Gase in dem die zweite Monoäthanolamin oder Diäthanolamin einer wäß- j Absorptionszone verlassenden, gereinigten Gasge- rigen Lösung eines nicht flüchtigen Absorptionsmitmisch zu erzielen. Dieses Ziel wird am besten da- 30 tels, wie Kaliumcarbonat zusetzt, wird bekanntlich durch erreicht, daß man für die erste und zweite die Wirksamkeit der Lösung zur Absorption von Absorptionszone getrennte Behälter sowie außerhalb sauren Gasen wesentlich erhöht.
dieser Behälter einen Kühler vorsieht. Wenn indes Die zweite Regenerationszone kann auf einen hödie erste und zweite Absorptionszone in einem ein- heren Druck als der Druck in der ersten Regenezigen Absorptionsbehälter vorliegen, kann die gleiche 35 rationszone gehalten werden, indem man den Druck Kühlwirkung auch dadurch erreicht werden, daß man des für die Abtrennung dienenden Dampfes und den in den Raum eine Kühlschlange bzw. Kühlschlangen der zweiten Regenerationszone entnommenen sauren vorsieht, der sich unterhalb der zweiten Absorptions- Gase mittels eines Druckventils steuert, um einen zone und oberhalb des die verbrauchte, zweite Ab- höheren Grad der Regeneration der wäßrigen Lösung sorptionslösung aufnehmenden Boden befindet. 40 des flüchtigen Absorptionsmittels in der zweiten Ab-Die in die erste Absorptionszone eintretende Ab- sorptionszone zu erzielen. Um in diesem Fall Wärme Sorptionsflüssigkeit hat vorzugsweise eine höhere zu sparen, kann die die zweite Regenerationszone Konzentration an einem nicht flüchtigen Absorptions- verlassende, heiße, regenerierte Lösung zu einem mittel und eine kleinere Konzentration an einem Behälter geleitet werden, der mit der ersten Regeneflüchtigen Absorptionsmittel. Wenn das nicht flüchtige 45 rationszone in Verbindung steht, so daß Dampf aus Absorptionsmittel Kaliumcarbonat und das flüchtige der heißen, regenerierten Lösung in diesem Behälter Absorptionsmittel Monoäthanolamin oder Diäthanoi- entwickelt wird, der in die erste Regenerationszone amin ist, kann die in die erste Absorptionszone ein- geht. Die heiße, regenerierte Lösung, welche diesen tretende Absorptionslösung 5 bis 40 Gewichtsprozent Behälter verläßt und durch die Dampfentwicklung Kaliumcarbonat und 1 bis 20 Gewichtsprozent des 50 bereits etwas gekühlt ist, wird dann weiter durch un-Amins, vorzugsweise 30 bis 35 Gewichtsprozent Ka- mittelbaren Wärmeaustausch gekühlt, und die geliumcarbonat und 2 bis 6 Gewichtsprozent des Amins kühlte Lösung wird in die zweite Absorptionszone enthalten. Die in die zweite Absorptionszone eintre- geleitet. Der in diesem Behälter aus der die zweite tende Lösung kann 5 bis 30 Gewichtsprozent des Regenerationszone verlassenden, heißen, regenerier-Amins enthalten. 55 ten Lösung entwickelte Dampf kann in dem gleichen Bei der Durchführung des Verfahrens wird ein oder einem getrennt angeordneten Behälter mit der Teil der ein nicht flüchtiges Absorptionsmittel ent- gesamten oder einer Teilmenge des Kondensates aus haltenden Absorptionslösung in der ersten Absorp- dem Abscheider/Sammelbehälter gewaschen werden, tionszone von dem Gasgemisch mitgenommen und um das in dem entwickelten Dampf enthaltende in die zweite Absorptionszone gebracht, so daß die 60 flüchtige Absorptionsmittel in dem Kondensat zu Lösung des flüchtigen Absorptionsmittels in der zwei- absorbieren. Das abfließende Kondensat wird in die ten Absorptionszone durch das nicht flüchtige Reak- regenerierte, die zweite Regenerationszone verlassende tionsmittel verunreinigt wird. Ferner wird ein Teil Lösung geleitet.

der verbrauchten, das nicht flüchtige Absorptions- Wenn ein saure Gase enthaltendes Gasgemisch zu mittel enthaltenden, in die erste Regenerationszone 65 behandeln ist, um ein gereinigtes Gasgemisch zu ereintretenden Absorptionslösung von den entwickelten halten, das eine niedrige Konzentration, wie 0,2 Vosauren Gasen und dem in den Kühler-Kondensator lumprozent oder weniger an sauren Gasen enthält, strömenden Dampf mitgenommen und dann durch wird mit dem Verfahren vorliegender Erfindung ge-

genüber bekannten Verfahren der Vorteil erreicht, daß die Anlagekosten sowie auch die für die Erhitzung des für die Trennung dienenden Dampfes erforderliche Wärme verringert werden können.

Die erste und zweite Absorptionszone können in voneinander getrennten Absorptionsbehältern oder in einem einzigen Absorptionsbehälter angeordnet sein. Sie können vorteilhafterweise in einem einzigen Absorptionsgefäß angeordnet sein, das einen unteren, größeren Teil aufweist, der von einem oberen, kleineren Teil durch einen Boden getrennt ist, durch welchen die Flüssigkeit gesammelt wird und der mit einer mittels einer Haube abgedeckten Durchgangsleitung versehen ist.

Die erste Absorptionszone befindet sich in dem unteren, größeren Teil des Behälters, und die zweite Absorptionszone ist in dem oberen, kleineren Teil des Behälters angeordnet; jede Absorptionszone enthält eine oder mehrere Zonen Füllmaterial, wie Kontaktringe oder mehrere Glockenboden oder Siebplatten.

Die erste und zweite Regenerationszone können in getrennten Regenerationsbehältern angeordnet sein oder in einem einzigen Regenerationsbehälter, wenn der Druck in den Regenerationszonen praktisch der gleiche ist. Im letzteren Fall können sie zweckmäßigerweise in einem einzigen Regenerationsbehälter angeordnet sein, der einen oberen, größeren Teil aufweist, der von einem unteren, kleineren Teil mittels eines für die Sammlung der Flüssigkeit vorgesehenen Bodens abgeteilt ist, der mit einer mittleren durch eine Haube abgedeckten Durchtrittsöffnung versehen ist. Die erste Regenerationszone ist in dem oberen, größeren Teil des Behälters angeordnet, und die zweite Regenerationszone befindet sich in dem unteren, kleineren Teil des Behälters, wobei jede Regenerationszone eine oder mehrere Zonen von Füllmaterial, wie Kontaktringe oder mehrere Glockenboden oder Siebplatten aufweist. Der untere Teil des unteren, kleineren Teils des Behälters ist zur Aufnahme von Flüssigkeit mit einem Boden versehen, der eine mittlere mittels einer Haube abgedeckte Öffnung hat und mit einem Aufkocher verbunden ist. Ein Aufkocher oder eine Heizschlange kann ebenfalls für die Flüssigkeit vorgesehen werden, die sich in dem Boden sammelt, der den unteren, kleineren Teil von dem oberen, größeren Teil des Behälters abtrennt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten Fließbildes näher beschrieben.

Gemäß der Zeichnung hat eine Absorptionsvorrichtung 1 eine untere größere Absorptionszone 5 und, von dieser durch einen Glockenboden 2/3/4 getrennt, eine kleinere obere Absorptionszone 6. Jede Absorptionszone weist Füllmaterial, wie Kontaktringe, auf. Das die sauren Gase enthaltende Gasgemisch tritt durch die Leitung 7 unten in die Absorptionszone 5 ein und strömt durch diese nach oben im Gegenstrom zu einer heißen Lösung von Kaliumcarbonat oder Trikaliumcarbonat und Monoäthanol- oder Diäthanolamin, im folgenden erste Absorptionslösung genannt, die oben in die Zone 5 durch eine Leitung 8 und mittels einer Sprühvorrichtung 9 eingeführt wird. Das Gasgemisch strömt zusammen mit einem Teil des aus der ersten Absorptionslösung verdampften flüchtigen Reaktionsmittels (Mono- oder Diäthanolamin) durch den Glockenboden 2/3 aufwärts durch die zweite Absorptionszone 6 im Gegenstrom zu einer gekühlten wäßrigen Lösung des flüchtigen Reaktionsmittels, im folgenden zweite Absorptionslösung genannt, die oben durch eine Leitung 10 mittels einer Sprühvorrichtung 11 in die Zone 6 eingeleitet wird. Ein größerer Teil der in dem Gasgemisch enthaltenden sauren Gasen wird durch Absorption in der ersten Absorptionslösung entfernt, und die in dem die erste Absorptionszone verlassenden Gasgemisch noch enthaltenen sauren Gase werden durch Absorption in der zweiten Absorptionslösung in der zweiten Absorptionszone praktisch entfernt. Auch das von dem die erste Absorptionszone verlassenden heißen Gasgemisch mitgenommene flüchtige Absorptionsmittel wird durch die zweite Absorptionslösung absorbiert.

Das von den sauren Gasen befreite Gasgemisch verläßt den Kopf der Absorptionsvorrichtung 1 durch eine Leitung 12; die verbrauchte, saure Gase gelöst enthaltende erste Absorptionslösung strömt aus dem

ao Boden der Absorptionsvorrichtung 1 durch eine Leitung 13 in den Heizteil eines indirekten Wärmeaustauschers 14, und die verbrauchte ebenfalls saure Gase gelöst enthaltende zweite Absorptionslösung strömt aus dem Glockenboden 2/3/4 durch eine Leitung 13 in den Kühlteil des Wärmeaustauschers 14.

Gemäß der Zeichnung hat ein Regenerator 16

einen oberen größeren Teil, der von einem unteren kleineren Teil durch einen Glockenboden 17/18/19 getrennt ist, und im oberen Teil ist eine erste Regenerationszone 20 und in dem unteren Teil eine Regenerationszone 21 angeordnet; jede Regenerationszone enthält Füllmaterial, wie Kontaktringe.

Im Glockenboden 17/18/19 ist eine Heizschlange SO angeordnet, die z. B. mit durch eine Leitung 51 eintretendem Dampf und durch eine Leitung 52 austretendem Dampf beschickt wird.

In dem kleineren unteren Teil des Regenerators 16 ist unten ein Glockenboden 22/23/24 angeordnet, der durch eine Leitung 25 mit einem Aufkocher 26 in Verbindung steht, der eine Heizschlange 27 besitzt, die z. B. mit durch eine Leitung 28 eintretendem und eine Leitung 29 austretendem Dampf beschickt wird.

Die regenerierte zweite Absorptionslösung gelangt

aus dem Glockenboden 22/23/24 durch die Leitung 25 in den Aufkocher 26. In dem Aufkocher entwickelter Dampf strömt durch eine Leitung 30 oberhalb des Glockenbodens 22/23/24 unten in die Regenerationszone 21 im Gegenstrom zu der verbrauchten zweiten Absorptionslösung ein, die in dem Wärmeaustauscher 14 erwärmt wird und dann durch eine Leitung 31 und eine Sprühvorrichtung 32 oberhalb der Regenerationszone 21 in den unteren Teil des Regenerators gelangt. Der im Aufkocher gebildete Dampf strömt dann gegebenenfalls mit aus der zweiten Absorptionslösung entwickelten Dampf durch den Glockenboden 17/18/19 nach aufwärts durch die erste Regenerationszone 20 im Gegenstrom zu der verbrauchten ersten Absorptionslösung, die in dem Wärmeaustauscher 14 gekühlt und dann durch eine Leitung 33 und mittels einer Sprühvorrichtung 34 oben in den größeren Teil des Regenerators eingeführt wird.

Aus dem Aufkoeher 26 wird zweckmäßigerweise die Mindestmenge an Dampf in die zweite Regenerationszone eingeführt, die für eine befriedigende Regeneration der verbrauchten zweiten Absorptionslösung in dieser Regenerationszone erforderlich ist; in diesem Fall kann der aus der zweiten Regene-

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rationszone in die erste Regenerätionszone strömende Dampf für eine befriedigende Regeneration der verbrauchten ersten Regeherätiohslösüng in der ersten Regenerationszone nicht ausreichend seiiiu Eine Vergrößerung der in die zweite Regenerätiönszöne strömenden Dampf menge hat den Nachteil; daß die erste Absorptionslösühg ifi der ersteh Regenerätionszone durch Kondensation des aus der zweiten Regenerationszone eintretenden Dampfes verdünnt wird. Um eine solche unerwünschte Verdünnung zu vermeiden, wird zusätzlich für eine befriedigende Regeneration der verbrauchten ersten Absorptionslösung erforderlicher Dampf durch Aufkochen der im Glockenboden 17 stehenden Flüsigkeit mittels einer Heizschlange 50 gewonnen.

Der aus der zweiten Regeneratiöhszone in die erste Regenerationszone eintretende Dampf enthält in der zweiten Regenerationszone entwickelte saure Gase und eine gewisse Menge des aus der zweiten Absorptionslösung verdampften flüchtigen Absorptionsmittels. Diese sauren Gase vermischen sich mit den in der ersten Regenefätionszone entwickelten sauren Gasen; das flüchtige Absorptionsmittel wird in dieser Stufe in der ersten Regenerationszone absorbiert. Ein Gemisch aus in dieser Zone entwickeltem Dampf und sauren Gasen sowie eines kleinen Teils aus der ersten Absorptionslösung verdampften flüchtigem Absorptionsmittel verläßt den Kopf des Behälters 16 durch eine Leitung 41 und gelangt zu einem luftgekühlten Kühler-Kondensator 42, in welchem die Gase gekühlt und Dampf als Kondensat kondensiert wird. Das Kondensat enthält das mit dem Dampf fortgetragene flüchtige Absorptionsmittel und entwickelte saure Gase. Das Gemisch aus gekühlten, sauren Gasen und Kondensat geht durch eine Leitung 43 in einen Abscheider/Sammelbehälter 44j in dem das Kondensat von den gekühlten, sauren Gasen abgeschieden wird, die den Behälter 44 am Kopf durch eine Leitung 49 verlassen.

Das etwas flüchtige Absorptionsmittel enthaltende Kondensat verläßt den Boden des Gefäßes 44 durch eine Leitung 45 und wird zu der regenerierten ersten Absorptionslösung als Rücklauf auf den Kopf des Regenerators 16 durch die Sprühvorrichtung 46 zurückgeleitet. Kondensat, das im Überschuß über die zur Aufrechterhaltung eines Gleichgewichts an Kondensat in der gesamten Anlage erforderlich ist, kann durch eine Leitung 47 und ein Regulierventil 48 abgeleitet werden.

Die regenerierte zweite Absorptionslösung gelangt über einen Überlauf 53 in den Aufkocher 26 und durch eine Leitung 54 in den unteren Teil des Regenerators 16, und zwar unterhalb des Glockenbodens 22/23/24 und strömt vom Boden des Regenerators 16 durch eine Leitung 35 zu einem Kühler 36, in dem sie durch Luft gekühlt wird. Die gekühlte Lösung gelangt durch eine Leitung 37 über eine Pumpe 38 und eine Leitung 10 in den oberen, kleineren Teil der Absorptionsvorrichtung 1. Die regenerierte, erste Absorptiönslösung strömt vom als Sammelbehälter ausgebildeten Boden 17 durch eine Leitung 39 zu einer Pumpe 40, welche die Lösung durch die Leitung 8 in den unteren größeren Teil der Absorptionsvorrichtung 1 fördert.

Beispiel

Die erste Absorptiönslösung ist eine wäßrige Lösung von Kaliumcarbonat, die mit Diäthanolamin angereichert ist; sie enthält 30 Gewichtsprozent Kaliumcarbortat und 3 Gewichtsprozent Diäthanolamin. Die zweite wäßrige Absorptionslösung enthält 20 Gewichtsprozent Diäthanolamin.

Das durch Leitung 7 in die Absorptionslösung 1 eintretende Gasgemisch enthält 21,92 Volumprozent Kohlenstoffdioxyd und ist bei 19,2 kg/cm² absolut und 115,6° C mit Wasserdampf gesättigt. Es wird mit einer Geschwindigkeit von 155,663 Nm³/h zugeführt und in der ersten Absorptionszone 5 mit der ersten Absorptiönslösung gewaschen, die durch

2ό Leitung 8 und über Sprühvorrichtung 9 mit 180° C zugeführt wird, und in der zweiten Absorptionszone 6 wird das Gasgemisch mit der zweiten Absorptiönslösung gewaschen* die durch Leitung 10 und Sprühvorrichtung 11 bei 50° C eingeführt wird. Die erste Absorptionslösung wird mit einer Geschwindigkeit von 1 620 000 kg/h, und die zweite Absorptionslösung mit einer Geschwindigkeit von 1 988 000 kg/h im Kreislauf geführt.

Das von Kohlenstoffdioxyd gereinigte, 0,1 Volumpfozent Kohlertstoffdioxyd enthaltende Gasgemisch Verläßt die Absorptionsvorrichtung durch Leitung 12 mit einer Geschwindigkeit vort 121,428 Nm³ je Stünde. Die verbrauchte erste Absorptionslösung verläßt die Absorptionsvorrichtung durch Leitung 13 mit 117⁰C und enthält 62100 kg Kohlenstoffdioxyd je Stunde. Die verbrauchte zweite Absorptionslösung verläßt die Absorptionsvorrichtung durch Leitung 15 mit 187° C und enthält 4 658 kg Kohlenstoffdioxyd je Stunde.

Im Wärmeaustauscher 14 Wird die erste Absorptionslösung von 116,7° C auf 113,4° C gekühlt. Bei dieser Temperatur tritt sie in den Regenerator 16 durch Leitung 33 und Sprühvorrichtung 34 ein; etwas Dampf wird gebildet; die verbrauchte zweite Absorp-

tionslösung wird von 87,78° C auf 110° C erhitzt; mit dieser Temperatur tritt sie durch Leitung 31 und Sprühvorrichtung 32 in den Regenerator ein, wobei etwas Dampf entwickelt wird. Der Druck im unteren Teil des Regenerators ist 1,34 kg/cm² absolut.

Die in den Heizrohren 27 des Aufkochers 26 und für die Entwicklung von Dämpf in der Heizspule 50 aufgewendete Wärme beträgt 26 480 X 10⁶ cal/h.

Die regenerierte erste Absorptionslösung verläßt den Regenerator durch Leitund 39 bei 107,8° C, mit der sie in die Absorptionsvorrichtung wiedereintritt.

Die regenerierte zweite Absorptionslösung verläßt den Regenerator durch Lösung 35 mit 110° C und wird im Kühler 36 auf 50° C gekühlt, und mit dieser Temperatur tritt sie wieder in die Absorptionsvorrichtung ein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Entfernen von sauren Gasen aus Gasgemischen, bei welchem man das Gasgemisch in einer ersten Absorptionszone durch eine heiße, wäßrige Lösung von Kaliumcarbonat oder Trikaliumphosphat, die Mono- oder Diäthanolamin enthält, leitet, das anfallende Gasgemisch in einer zweiten Absorptionszone durch eine gekühlte, wäßrige Lösung von Mono- oder Diäthanolamin leitet, die verbrauchte, saure Gase gelöst enthaltende Lösung aus der zweiten Absorptionszone zu einer zweiten Regenerationszone führt und in dieser Wasserdampf durch die verbrauchte, wäßrige Lösung von Mono- bzw. Diäthanolamin leitet, die verbrauchte, saure Gase enthaltende Lösung aus der ersten Absorptionszone zu einer ersten Regenerationszone führt und in dieser Dampf durch die verbrauchte wäßrige Lösung von Kaliumcarbonat bzw. Trikaliumphosphat leitet und die regenerierten Lösungen aus ihren Regenerationszonen in ihre Absorptionszonen zurückleitet, dadurch gekennzeichnet, daß man den saure Gase und Mono- bzw. Diäthanolamin enthaltenden Dampf aus der zweiten Regenerationszone in die erste Regenerationszone einleitet, das Mono- bzw. Diäthanolamin aus dem die erste Regenerationszone verlassenden Gasgemisch aus Dampf und sauren Gasen wiedergewinnt und in die Lösung von Kaliumcarbonat bzw. Trikaliumphophat zurückführt und die Dampfmenge in jeder Regenerationszone so regelt, daß die Konzentrationen an Mono- oder Diäthanolamin in den regenerierten, in die erste und zweite Absorptionszone zurückgeführten Lösungen praktisch konstant gehalten werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Nebenstrom der die zweite Regenerationszone verlassenden, regenerierten Lösung abzieht und der die erste Regenerationszone verlassenden Lösung zusetzt.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die die zweite Absorptionszone verlassende Absorptionslösung zur Erwärmung im indirekten Wärmeaustausch mit der die erste Absorptionszone verlassenden heißen Absorptionslösung oder mit der die erste Regenerationszone verlassenden heißen regenerierten Absorptionslösung führt oder unmittelbar durch ein heißes, unter Druck stehendes und mit Wasserdampf gesättigtes Gasgemisch erhitzt, das nach dem Wärmeaustausch in die erste Absorptionszone geleitet wird.