DE1904428B2 - Verfahren zur Entfernung von sauren Bestandteilen aus Gasen - Google Patents

Description

Es ist bekannt, Kohlendioxid aus Gasgemischen, z. B. aus Synthesegas oder anderen kohlendioxidhal- »° tigen Gasen, niü wäßrigen Alkanolaminlösungen unter Druck auszuwaschen.

In zunehmendem Maße fallen heute Synthesegase an, die neben COi und WiS auch COS enthalten. Besonders bei der Herstellung von Synthesegasen aus schweren Heizölen durch partielle Oxydation erhält man Gase, die 5 bis 10 Volumprozent COi, 0 bis 0,5 Volumprozent H2S und 0 bis 500 Volumppm COS enthalten. Besonders die schwefelhaltigen sauren Bestandteile müssen nahezu vollständig, d. h. bis auf etwa 3 ppm insgesamt, ausgewaschen werden.

Es ist beispielsweise ein Verfahren bekannt, bei dem man als Lösungsmittel für Jie Entfernung von COS und H2S neben CO2 eine wäßrige Lösung von Aminen aus der Gruppe der sekundären Amine und der Morpholine verwendet. Der Nachteil dieses Verfahrens, bei dem eine wäßrige Lösung von 0,5 bis 8 mol/1 eines sekundären Amins verwendet wird, besteht insbesondere bei der Verwendung von Monomethylmonoäthanolamin darin, daß wegen des hohen Dampfdrucks dieses Amins Verluste des Amins sowohl bei Absorption wie vor allem bei der Desorption durch zusätzliche Nachwäschen mit Wasser verhindert werden müssen, wodurch das Verfah- ⁴S ren technisch aufwendiger wird. Zum anderen ist für die Regeneration der Lösung der sekundären Amine eine besonders große Wärmemenge zuzuführen.

Es wurde nun gefunden, daß man aus Gasen, die neben Kohlendioxid Schwefelwasserstoff und Koh- 5" lenoxysulfid enthalten, die sauren Bestandteile durch Absorption in einer wäßrigen Lösung von Aminen nahezu vollständig entfernen kann, wenn man als Absorptionsflüssigkeit eine wäßrige Lösung verwendet, die 2,5 bis 4,5 mol/1 Methyldiäthanolamin und 0,1 bis 0,4 mol/1 Monomethylmonoäthanolamin enthält.

Nach der erfindungsgemäßen Arbeitsweise kann man mit verhältnismäßig kleiner Umlaufmenge des Lösungsmittels und kleinem Wärmeverbrauch hohe Endreinheiten erreichen. Gegenüber den Verfahren, die zur Auswaschung der sauren Anteile wäßrige Lösungen mit sekundären Aminen allein verwenden, ergibt sich eine erhebliche Wärmeeinsparung.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei nor- *5 malern oder erhöhtem Drude, vorteilhaft bei 20 bis 100 at, entweder einstufig oder zweistufig, je nach erforderlicher Endreinheit und zulässigem Wärme-

60 verbrauch ausgeführt werden. Beim einstufigen Verfahren wird in einer Kolonne, die entweder mit FUII-kurpern oder mit Austauschböden ausgestattet ist, das Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff und Kohlenoxysulfid enthaltende Gas im Gegen«trömer mit einer wäßrigen Lösung von 2,5 bis 4,5 mol/1 Methyldiäthanolamin und 0,1 bis 0,4 mol/1 Monomethylmonoäthanolamin, die zweckmäßig mit etwa 7ü bis 90 C »uf den Kopf des Absorbers aufgegeben wird und im Sumpf eine Temperatur bis 110 C erreicht, von den sauren Bestandteilen des Gases befreit. Das beladene Lösungsmittel kann, z. B. über eine Entspannungsturbine in einer oder mehreren Stufen entspannt und dann k; einer mit FüHkörpern oder Boden ausgestatteten Desorptionskolonne, die indirekt oder auch teilweise direkt geheizt wird, weitgehend regeneriert werden. Das zur Desorptionskolonne zulaufende Lösungsmittel kann man in einem Gegen-Stromwärmetauscher durch das ab'au'enJe Lösungsmittel aufheizen. Im allgemeinen wird jedoch wegen der hohen Temperatur in der Absorptionsstufe die ser Wärmetauscher entfallen können. Das Lösungsmittel wird dann über einen Kühler, der die erwünschte Kopftemperatur des Absorbers einstelli. mit einer Pumpe auf den Kopf des Absorbers gegeben.

Eine andere Durchführungsform des erfindung·- gemäßen Verfahrens besteht darin, daß man einen Teil des Lösungsmittels mit einer tieferen Temperatur auf den Kopf des Absorbers aufgibt und den Rest mit einer höheren Temperatur an einer tieferen Stelle des Absorbers zuführt. Hierbei ist die benö tigte Austauschfläche größer, aber die erreichbare Endreinheit höher. Bei der zweistufigen Verfahrensweise wird nach der Endentspannung der größte Teil des Lösungsmittels an einer mittleren Stelle des Absorptionsturmes aufgegeben und der kleinere Teil wie bei der einstufigen Arbeitsweise im Desorber regeneriert und auf den Kopf des Absorbers gepumpt.

Die erforderliche Lösungsmittel menge bzw. den Lösungsmittelumlauf kann man weiter reduzieren, wenn man das Lösungsmittel vor der Entspannung aufheizt. Eine entsprechende Wärmemenge muß dann allerdings vor der Rückführung zum Absorber wieder abgeführt werden.

Besonders vorteilhaft ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Reinigung von Gasen, die neben dem Gehalt an Schwefelwasserstoff und Kohlenoxysulfid unter einem hohen Partialdruck von Kohlendioxid stehen, z. B. Gase, wie sie bei der partiellen Oxydation von Rohöl (autotherme Druckspaltung) erhalten werden.

Beispiel

In der Abbildung ist ein Schema für die einstufige Verfahrensweise angegeben. Über dem Sumpf des mit FüHkörpern gefüllten Absorbers 3 werden über Leitung 1 160 000NmTh eines Synthesegases eingeleitet und im Gegenstrom mit einer wäßrigen Lösung, die 3,25 mol/1 Methyldiäthanolamin und 0,25 mol/1 Monomethylmonoäthanolamin enthält, gewaschen. Das Synthesegas steht unter einem Druck von 40 at und enthält 5,80 Volumprozent Kohlendioxid, 0,28 Volumprozent Schwefelkohlenstoff, 0,02 Volumprozent Kohlenoxysulfid, 47,42 Volumprozent Wasserstoff, 45,27 Volumprozent Kohlenmonoxid, 0,62 Volumprozent Stickstoff und

0,59 Volumprozent Methan. Am Kopf des Absorbers tritt das Gas mit 0,01 Volumprozent Kohlendioxid, 0,0002 Volumprozent Schwefelwasserstoff und 0,0001 Volumprozent Kohlenoxysulfid über Leitung 2 aus. Das mit einer Temperatur von 85 C durch Leitung 4 ablaufende beladene Lösungsmittel in einer Menge von 15OmVh wird in den Behälter 5, der mit Füllkörpern gefüllt ist, auf 1,1 at entspannt. In diesen Behälter werden außerdem die aus der Ddsorptionskolonne 15 austretenden Brüden über Leitung 6 eingespeist. Die gesamte aus dem Synthesegas entfernte Menge an Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff und das bis dahin noch nicht hydrolysierte Kohlenoxysulfid tritt wasserdampfgesflttigt aus Leitung 7 aus, wird im Kühler 8 abgekühlt und über Leitung 9 abgegeben. Das anfallende Kondensat wird über Leitung IO in Leitung Π gegeben. Der aus Leitung Il mit einer Temperatur von

S 83 'C abfließende Lösungsmittelstrom wird über Leitung 12 zu Pumpe 13 und über Leitung 14 auf den Kopf des Desorbers 15, der bei eh<eir· Druck von 1,2 at arbeitet, geleitet. Die benötigte Wärmemenge von 5,0 · 10⁶ kcal/h wird durch den Aufkocher 16 dem System zugeführt. Das regenerierte Lösungsmittel fließt über Leitung 17 zur Pumpe 18 und wird von dort über Leitung 19 und den Kühler 20 mit einer Temperatur von 70° C auf den Kopf des Absorbers 3 gepumpt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Entfernung von sauren Bestandteilen, wie Kohlendioxid und/oder Schwefelwas- s serstoff und/oder Kohlenoxysulfid aus Gasen, durch Absorption in einer wäßrigen Lösung von Aminen, dadurch gekennzeichnet, daß man als Absorptionsflüssigkeit eine wäßrige Lösung verwendet, die 2^ bis 4,5 mol/1 Methyl- w diethanolamin und 0,1 bis 0,4 mol/l MonomethyUnonoäthanoIamtn enthält