DE2051095A1

DE2051095A1 - Verfahren zur Entfernung oder Ge winnung von Kohlendioxid oder Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff aus Gasgemischen

Info

Publication number: DE2051095A1
Application number: DE19702051095
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Ing χ 7010 Leipzig Franke Gunter Dipl Ing 113 Markkleeberg GaIl Reinhard Dipl Ing χ 4015 Halle Schingmtz
Original assignee: VEB Maschinen und Apparatebau Gnm ma, χ 7240 Grimma
Priority date: 1969-12-16
Filing date: 1970-10-17
Publication date: 1971-06-24
Also published as: FR2073564A5; HU164275B

Description

Bohlen, den 3.12.1969

Verfahren zur Entfernung oder Gewinnung von Kohlendioxid oder Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff aus Gasgemischen

Die Erfindung "betrifft ein Gasreinigungsverfahren zur Entfernung von Kohlendioxid aus Gasen, wie Erdgas, Stadtgas, Synthesegas, Pyrolysegas, Spaltgas sowie zur Totalentsäuerung.

Es ist bekannt, daß Gase, aus denen Kohlendioxid oder Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff zu entfernen sind, durch Gaswaschtürme geleitet und mit Äbsorbentien zur Erzielung des gewünschten Reinigungseffektes "berieselt werden. λ Besonders bei der Erzeugung von Wasserstoff, Synthesegasen definierter Zusammensetzung oder von Sapdtgas bestimmter Qualität ist es erforderlich, Kohlendioxid in größerem Maße zu entfernen. Als Äbsorbentien werden dabei einmal wässrige Lösungen von Salzen benutzt, die aus einer starken Base und einer schwachen Säure bestehen, wie z.B. Natriumkarbonat, Kaliumkarbonat, Kaliumphosphat, Natriumphenol at usw.

Diese Reinigungsprozesse sind unter den Warnen Petit-Verfahren, Seabord-Verfahren, Koppers-Vakuum-Verfahren, Shell-Verfahren, oder bei der Verwendung heißer Pottaschelösung als Benfield-Verfahren bekannt geworden. Dem vorteilhaften, hohen Absorptionsvermögen dieser Lauge steht die langsame (

Absorptionsgeschwindip-.keit nachteilig gegenüber. Dadurch ergeben sich beim Einsatz von Füllkörperabsorbern große Schütthöhen und bei Verwendung von Bodenwaschern hohe Bodenzahlen zwischen 30 und 50, bedingt durch den geringen Bodenwirkunp;sgrad von ca. 5 '!>. Diene großen Apparate volumen verursachen hohe Invesbkonben.

Die zweite Gruppe von Absorbent ie η zur ''lnbfernung; von Kohlendioxid aun Gasgemischen bosbohb aus wasserlöslichen Vo rhi ndungen, die in ihrem Molekül primäre oder¹ aekutidäre Aminogruppen boni.b7.on, wie z.li. Alkanolamine, iVIkulisalae von Aminosäuren, Alkalitaurinafce usw. Solche Relflijun,;.;-prozesso üind als Mono- und DiÜbhanolaminwäschon, Glykol-

1 09826/1489

aminwäschen und als Alkazid M- oder SuIfosolvan B-Verfahren bekannt.

Gegenüber solchen Absorptionsverfahren, die mit alkalischen Salzlösungen arbeiten, besitzt diese zweite Gruppe von Absorbentien aufgrund einer veränderten Absorptionskinetik wesentlich höhere Stoffübergangsgeschwindigkeiten, wodurch sich geringere Apparatevolumen ergeben. Wesentliche Nachteile dieser Verfahren entstehen durch den hohen Dampfbedarf, der .zur Regeneration des Absorbats erforderlich ist. Dadurch liegen die Betriebskosten dieser Verfahren bedeutend höher als bei Verwendung von Alkalisalzlösungen.

Es ist auch bekannt, daß man zur Entfernung von Kohlendioxid aus Gasen das Alkazid M- oder Sulfosolvan B-Verfahren benutzt, wobei als Absorbens eine wässrige Mischlösung des Kaliumkarbonats und des Kaliumsalzes der ⁰^ - Monomethylaminopropionsäure eingesetzt wird. Das Verhältnis von Aminostickstoff zu Gesamtalkali (als KpCO--.) beträgt dabei 1 : 5 bis 1 : 6. Der Kaliumkarbonatgehalt liegt zwischen 250 und 300 g/l. Der Vorteil dieses Verfahrens beruht in der hohen Absorptionsgeschwindigkeit, wodurch sich geringe Kolonnenabmessungen ergeben. Nachteilig ist der hohe Dampfbedarf des Verfahrens.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Entfernung von Kohlendioxid oder Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff aus Gasgemischen mit hohen StoffÜbergangsgeschwindigkeiten und hohem Absorptionsvermögen der Absorbentien zu entwickeln, bei einem minimalen Bedarf an Energie.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Entfernung von Kohlendioxid oder Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff (Totalentsäuerung) aus Gasgemischen mittels Absorbentien, die aus einer Lösung von Kaliumkarbonat oder anderen Kaliumsalzen und dem Kaliuinkarbonat oder

— 3 —

1 09826/ U89

anderen Kaliumsalzen und dem Kaliumsalz der C- - Monome tlxylaminopropionsäure bestehen, die zur Absorption benutzten Laugen ein Verhältnis von Aminostickstoff (g N/l) zu Alkali (g KpCO-/1) von 1 : 250 bis 1 : 20, vorzugsweise von 1 ι 50 besitzen, wobei die Konzentration des Kaliumkarbonats zwischen 20 und 400 g/l, vorzugsweise zwischen 250 und 400 g/l liegt.

Als wesentlicher Vorteil der veränderten Zusammensetzung des Lösungsmittels ergibt sich eine erhebliche Einsparung von Strippdampf, wodurch bei konstanten Investkosten die laufenden Betriebskosten absinken. Ein Absorbens dieser Zusammensetzung eignet sich sowohl zur Entfernung großer Kohlendioxidmengen aus schwefelwasserstoffreien, kohlen- | dioxidreichen Spalt- und Synthesegasen als auch zur gemeinsamen Entfernung von Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff.

Die Erfindung wird an nachfolgendem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Eine Absorptionsanlage bestand aus einer Absorptionsund einer Desorptionskolonne, die mit 10 mm Raschigringen gefüllt waren. Zur Einstellung der Prozeßtemperaturen befanden sich im Laugekreislauf Kühler und Erhitzer. Zur Regeneration des Lösungsmittels im Desorber konnten als Strippgase Wasserdampf und Stickstoff eingeblasen werden. Gewaschen wurde ein Rohsynthesegas bei Drücken von 1 bis λ 25 at (ü), der Kohlendioxidgehalt lag zwischen 25 und 30 VoI %.

Als Absorbens diente eine wässrige Lauge des Kaliumkarbonats und des Kaliumsalzes der oc - Monomethylaminopropionsäure, wobei das Verhältnis von Aminostickstoff zu Alkali zwischen 1 : 5 bis 1 : 250 variiert wurde.

Die Versuche zeigten, daß bei einer Verringerung des Verhältnisses von Aminostickstoff zu Alkali von 1 : 5 biü auf 1 : 50 keine Beeinträchtigung des Absorxrtionsvorgangea auftrat (gleicher G0₂-Endgehalt), während sich der Danpfbedarf bedeutend verringerte. Bei einer weiteren Veränderung des Aminostickstoff-Alkali-Verhältnisses bis auf 1 : 250 vermindert sich die Absorptionsgeschwindigkeit nur lineare, während der Dampfbedarf zur Regenerierung weiter abnimmt·

Claims

2051096

Patentansprüche:

Verfahren zur Entfernung oder Gewinnung von Kohlendioxid oder Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff aus Gasgemischen wie Erdgas, Stadtgas, Synthesegas usw. mittels Absorbentien, die aus einer Lösung von Kaliumkarbonat oder anderen Kaliumsalzen und dem Kaliumsalz der c- - Monomethylaminopropionsäure bestehen und anschließender Desorption der beladenen Waschlösungen, dadurch gekennzeichnet _t daß die zur Absorption benutzten Laugen ein Verhältnis von Aminostickstoff (g N/l) zu Alkali (g K₃GO-/1) von 1 ; 250 bis 1 : 10, vorzugsweise von 1 : 50 besitzen, wobei die Konzentration des Kaliumkarbonats zwischen 20 und 400 g/l, vorzugsweise zwischen 250 und 400 g/l liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeiohnet, daß dem Verfahren Korrosionsinhibitoren wie Kaliummet avanadat, Kaliumsilikat u.a., sowie Antischaummittel auf Silikonbasis zugesetzt werden.
3. Verfahren.nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorption unter Druck zwischen 30 und 15O⁰C durchgeführt werden kann und die Desorption drucklos bei !Temperaturen zwischen 80 und 130°C abläuft, wobei als Strippmedien Wasserdampf, Inertgase und Luft eingesetzt werden können·

109826/U89