DE2020366B2 - Verfahren zum auswaschen von sauren bestandteilen aus gasen - Google Patents
Verfahren zum auswaschen von sauren bestandteilen aus gasenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auswaschen von sauren Bestandteilen, wie CO2, H2S
und HCN, aus Gasen durch Behandlung der Gase mit einem die sauren Bestandteile aufnehmenden Waschmittel.
Es ist bereits bekannt, die sauren Bestandteile eines Gases mit einem geeigneten Waschmittel auszuwaschen
und die dabei aufgenommenen sauren Bestandteile sodann durch geeignete Maßnahmen, wie Erhitzen oder
Druckentspannung, wieder aus dem Waschmittel auszutreiben.
Für diese Arbeitsweise ist bereits eine große Anzahl von Waschmitteln vorgeschlagen worden, wobei vor
allem wäßrige Lösungen von starken organischen Basen oder von Alkalisalzen schwacher anorganischer oder
organischer Säuren in der Praxis im großen Umfange Anwendung finden. Als Beispiele für diese Verbindungsgruppen sollen hier die Amine, insbesondere die
Äthanolamine sowie Soda und Pottasche genannt werden. Bei diesen Verbindungen beruht die Entfernung
der sauren Bestandteile aus den Gasen auf einer chemischen Umsetzung der betreffenden Verbindung
mit den sauren Gasbestandteilen, weshalb man sie oft auch als chemisch wirkende Waschmittel bezeichnet.
Zur Gruppe der chemisch wirxenden Waschmittel gehören dabei unter anderem auch das in der belgischen
Patentschrift 7 26 081 genannte Morpholin sowie die C-substituierten Morpholine.
In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß die Anwendung der sogenannten chemisch wirkenden
Waschmittel oft unwirtschaftlich ist, weil beim Abtrieb der sauren Bestandteile aus dem Waschmittel die
chemische Bindung, die beim Waschprozeß entstanden ist, wieder zerstört werden muß. Hierfür ist aber die
Zufuhr einer erheblichen Menge an Wärmeenergie erforderlich.
Der vorliegenden Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, für den genannten Zweck ein Waschmittel zu
finden, das mit einem geringeren Wärmeaufwand regeneriert werden kann und das ferner eine besondere
Selektivität gegenüber H2S aufweist.
Die vorliegende Erfindung betrifft demzufolge ein Verfahren zum Auswaschen von sauren Bestandteilen
aus Gasen durch Behandlung der Gase mit Morpholinen, wobei das erfindungsgemäße Verfahren dadurch
gekennzeichnet ist, daß als Waschmittel Carbonsäureamide des Morpholins, deren Carbonsäurekomponenten
1 bis 7 C-Atome aufweisen, in verdünnter oder unverdünnter Form eingesetzt werden.
Die Eignung der Carbonsäureamide des Morpholins
Die Eignung der Carbonsäureamide des Morpholins
ίο für den genannten Zweck ist dabei durchaus überraschend.
Im Gegensatz zum reinen Morpholin und den C-substituierten Morpholines die in der belgischen
Patentschrift Nr. 7 26 081 genannt werden, besitzen die genannten Carbonsäureamide des Morpholins nur einen
schwach basischen Charakter.
Eine chemische Reaktion (Säure-Basen-Reaktion) mit den auszuwaschenden sauren Gasbestandteilen kann
deshalb in diesem Falle nicht oder nur im untergeordneten Maße stattfinden. Die Wirksamkeit der genannten
Carbonsäureamide des Morpholins beruht offensichtlich vielmehr auf ihrer physikalischen Selektivität, d. h.
auf ihrem bevorzugten Lösevermögen gegenüber den sauren Gasbestandteilen. Es handelt sich hier also um
ein bevorzugt physikalisch wirkendes Waschmittel.
Dabei zeigte sich, daß das Lösevermögen der genannten Carbonsäureamide des Morpholins gegenüber
dem H2S besonders ausgeprägt ist. Deshalb kann das erfindungsgemäße Verfahren vor allem auch dann
eingesetzt werden, wenn auf eine selektive Auswaschung von H2S gegenüber den anderen sauren
Gasbestandteilen besonderer Wert gelegt wird. Als Beispiele für derartige Carbonsäureamide des Morpholins
sollen hier das N-Formylmorpholin und das N-Acetylmorpholin genannt werden.
Das vorstehend Gesagte schließt aber keineswegs aus, daß bei Anwendung der beanspruchten Carbonsäureamide
des Morpholins auch die anderen sauren Gasbestandteile (CO2 und HCN) im befriedigenden
Umfange ausgewaschen werden.
Die genannten Carbonsäureamide des Morpholins können — wie bereits festgestellt wurde — sowohl in
verdünnter als auch in unverdünnter Form zur Anwendung gelangen. Bei Anwendung in verdünnter
Form können den Carbonsäureamiden des Morpholins sowohl Wasser als auch organische Lösungsmittel, wie
z. B. Alkohole, zugesetzt werden. Obwohl das Wasser im allgemeinen als das billigste Lösungsmittel angesehen
werden muß, kann es bei manchen Anwendungsfällen durchaus von Vorteil sein, wegen ihrer günstigeren
so physikalischen Eigenschaften organische Lösungsmittel zur Anwendung zu bringen.
Ebenso kann man die genannten Carbonsäureamide des Morpholins in Verbindung mit Aminen und/oder
anderen chemisch wirkenden Waschmitteln einsetzen.
Ferner können natürlich auch Gemische der Carbonsäureamide des Morpholins untereinander angewandt
werden oder auch Gemische mit anderen C- oder N-substituierten Morpholinen.
Die Entfernung der sauren Gasbestandteile aus dem
Die Entfernung der sauren Gasbestandteile aus dem
Gas kann bei normalem oder auch unter erhöhtem Druck erfolgen. Aus dem mit den sauren Gasbestandteilen
beladenen Waschmittel können dieselben durch Entspannen und/oder durch Strippen mit Inertgas oder
Dampf wieder vollständig ausgetrieben und das Waschmittel in den Prozeß zurückgeführt werden.
Dabei zeigte sich, daß für die Regenerierung der erfindungsgemäßen Waschmittel weniger Wärmeenergie
benötigt wurde als für entsprechende chemisch
wirkende Waschmittel.
Die hohe Selektivität der beanspruchten Carbonsäureamide wird auch bei Auswertung der in der
nachfolgenden Tabelle zusammengefaßten Versuchsergebnisse deutlich erkennbar. Diese Versuchsergebnisse
betreffen die Ermittlung der Gasaufnahmefähigkeit für CO2 und H2S bei einer Reihe von Waschmitteln. Auf
Grund der gefundenen Werte (ausgedrückt in Bunsenschen Absorptionskoeffizienten) wurde die Selektivität,
ausgedrückt als das Verhältnis der Gasaufnahmen von H2S : CO2, errechnet. Die Versuche 3 bis 7 betreffen
dabei Waschmittel, die unter den Schutz des erfindungsgemäße;-. Verfahrens fallen. Ferner wurde jeweils der
Abtrieb bis 80°C ermittelt.
| Versuch | Waschmittel |
| Nr. | |
| 1 | Propylencarbonat |
| 2 | Suifolan |
| 3 | N-Formylmorpholin |
| 4 | N-Acetylmorpholin |
| 5 | N-Propionylmorpholin |
| 6 | N-Isobutyroyimorphoiin |
| 7 | 50% Formyl- und |
| 50% Acetylmorpholin | |
| 8 | N-lsobutylmorpholin |
| 9 | N-Hydroxyäthyimorpholin |
| Gasaufnahmefähigkeit in | Absorptions- | Selektivität | Abtrieb I | H2S |
| Bunsenschen | sis 80° C in | 64 | ||
| koeffizienten | H2S | Gasaufnahme H2O | % der Aufnahme | 72 |
| CO2 | 13,2 | Gasaufnahme CO2 | 79 | |
| 3,6 | 14,5 | 3,7 | CO2 | 74 |
| 2,5 | 26,2 | 5,8 | 56 | 80 |
| 3,6 | 28,9 | 7,3 | 84 | 75 |
| 3,4 | 26,0 | 8,5 | 63 | 78 |
| 3,2 | 23,2 | 8,1 | 59 | 72 |
| 3,2 | 26,5 | 7,3 | 58 | 69 |
| 3,5 | 15,6 | 7,6 | 55 | |
| 3,2 | 20,9 | 4,9 | 65 | |
| 2,7 | 7,7 | 59 | ||
| 75 | ||||
Die Versuche 3 bis 7 zeigen gegenüber den anderen Waschmitteln eine deutlich verbesserte Gasaufnahmefähigkeit
für H2S. Ebenso verhält es sich mit dem Abtrieb. Auch hier werden mit dem erfindungsgemäß beanspruchten
Waschmitteln bessere Resultate erreicht als mit den anderen genannten Waschmitteln.
Claims (4)
1. Verfahren zum Auswaschen von sauren Bestandteilen aus Gastn durch Behandlung der
Gase mit Morpholines dadurch gekennzeichnet,
daß als Waschmittel Carbonsäureamide des Morpholine, deren Carbonsäurekomponenten
1 bis 7 C-Atome aufweisen, in verdünnter oder unverdünnter Form eingesetzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Carbonsäureamide des
Morpholine in Verbindung mit Aminen und/oder anderen chemisch wirkenden Waschmitteln eingesetzt
werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswaschen unter erhöhtem
Druck erfolgt
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das beladene Waschmittel
in an sich bekannter Weise durch Entspannen und/oder durch Strippen mit Inertgas oder Dampf
regeneriert und in den Prozeß zurückgeführt wird.
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|---|---|---|---|
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