DE2063367C2

DE2063367C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen eines saure Gase enthaltenden Gasgemisches

Info

Publication number: DE2063367C2
Application number: DE19702063367
Authority: DE
Inventors: Katsuo Okayama Watanabe
Original assignee: Toyo Engineering Corp
Current assignee: Toyo Engineering Corp
Priority date: 1969-12-27
Filing date: 1970-12-23
Publication date: 1982-12-30
Also published as: DE2063367A1; JPS5010269B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen eines saure Gase enthaltenden Gasgemisches durch Waschen mit Alkali im Gegenstrom und Gewinnung einer Lösung saurer Alkalisalze.

Im allgemeinen enthalten die Abfälle von unzureichend ausgenutzten alkalischen Chemikalien, z. B. die Abfassungen aus Erdölraffinerien und petrochemischen Anlagen, zahlreiche Bestandteile, die zu einer Verunreinigung der Umgebung führen, wie z. B. Alkalisulfide, organische Schwefelverbindungen und einen hohen Anteil an restlichem Alkali. Es wurden bereits zahlreiche Untersuchungen zur Behandlung dieser alkalischen Abfallösungen durch Neutralisation vorgenommen mit dem Ziel, die Verunreinigung der Umgebung durch die darin enthaltene außerordentlich große Menge an restlichem Alkali zu verhindern. Bisher ist es jedoch nicht gelungen, dieses Problem zu lösen, da in der Praxis immer noch häufig Alkaliverunreinigungen auftreten, so daß der Betrieb von Erdöl verarbeitenden Anlagen immer noch mit großen Schwierigkeiten verbunden ist.

Andere Verfahren der Abfallbeseitigung, bei denen nur eine verhältnismäßig geringe Verunreinigung der Umgebung eintritt,-wie z. B. das Abladen der Abfälle im offenen Meer in ausreichender Entfernung von Küste, bringen außerordentlich hohe Kosten mit sich. Auch treten dabei zahlreiche technische Probleme auf, beispielsweise die Entstehung schlechter und widerlicher Gerüche neben den zusätzlichen hohen Kosten bei ungünstigen Wetterbedingungen und die unerwünschte Vernichtung von Fischen und Schalentieren.

Man ist daher seit langem bestrebt, neue und wirksame Gegenmaßnahmen zur Beseitigung alkalischer Abfälle zu entwickeln, mit denen gleichzeitig auch SO2-Verunreinigungen vermieden werden können. Gute Ergebnisse zur Entfernung der Bestandteile alkalischer Abfälle, welche die Verunreinigung der Umgebung bewirken, durch Behandlung dieser alkalischen Abfälle mit gasförmigem H2S, das aus einer anderen Quelle stammt, wurden mit Verfahren erzielt, die in den JP-PS 4 01527, 4 04 799 und 4 18 472 beschrieben sind. Die darin beschriebenen Verfahren werden jedoch in der Weise durchgeführt, daß das verwendete H₂S-GaS aus einer anderen Quelle stammt als das in dem zu waschenden Gas vorliegende H₂S. Dieses gasförmige H₂S wird daher zum Neutralisieren des restlichen Alkali in dem alkalischen Abfall verwendet und für die Neutralisation wird ein Oberschuß über die erforderliche Menge an H₂S eingesetzt, so daß die Abtrennung und Entfernung von alkalilöslichen organischen öligen Bestandteilen, die dem Abfall zugemischt sind, ein wesentliches Erfordernis dieser Verfahren darstellen. Bei der Durchführung dieser bekannten Verfahren müssen sich daher nicht nur H₂S-G^s aus einer anderen Quelle, sondern auch überschüssiges Alkali in der Gaswaschstufe verwendet werden. Unter diesen Bedingungen werden teures Alkali und die Schwefelquelle aber nicht wirksam ausgenutzt. Bei der Anwendung auf Gasgemische aus petrochemischen Anlagen, die keine andere Quelle für H_?S als das zu reinigende, H₂S enthaltende Gasgemisch aufweisen, oder aus Erdölraffinerien, in denen bereits eine Vorrichtung zur Schwefelrückgewinnung, z. B. zur Rückgewinnung von elementarem Schwefel, vorgesehen ist, haben sich diese Verfahren aber als schwer durchführbar und wenig wirtschaftlich erwiesen.

Dies gilt auch für das aus der US-PS 29 97 366 bekannte Verfahren zum Reinigen eines saure Gase (CO₂, H₂S) enthaltenden Gasgemisches unter Einsatzes eines Alkaliwaschsystems bei gleichzeitiger Rückgewinnung der verbrauchten, saure Salze (KHS, KHCO3) enthallenden Waschlösung, bei dem die Waschlösung und das Abgas im Gegenstrom geführt werden. Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses bekannten Verfahrens ist in »Staub« 25 (1965), Nr. 10, S. 433, beschrieben, die in Serie geschaltete Wascheinheiten, die Einrichtungen zum Gas-Flüssigkeits-Kontakt aufweisen, besitzt.

Aufgabe der Erfindung war es daher, ein verbessertes Verfahren zum Reinigen eines saure Gase enthaltenden Gasgemisches durch Waschen mit Alkali im Gegenstrom und Gewinnung einer Lösung saurer Alkalisalze zu entwickeln, das nicht nur wirtschaftlich und technisch einfach durchgeführt werden kann, sondern auch eine wirksame Gegenmaßnahme gegen die Verunreinigung der Umwelt durch die Abgase von Erdölraffinerien und petrochemischen Anlagen darstellt.

Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst werden kann mit einem Verfahren zum Reinigen eines saure Gase enthaltenden Gasgemisches durch Waschen mit Alkali im Gegenstrom und Gewinnung einer Lösung saurer Alkalisalze, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein aus der Erdölraffination oder aus petrochemischen Anlagen stammendes Gasgemisch in mindestens zwei in abschnitte unterteilten und in Serie geschalteten Einheiten gewaschen wird, wobei ein Teil der Waschlösung der einzelnen Abschnitte im Kreislauf geführt und der Strom der Waschlösung so geregelt

wird, daß das Molverhältnis der gebildeten sauren Salze zum Alkali in dem in Strömungsrichtung des Gases ersten Abschnitt größer als 4 und das Molverhältnis der gebildeten neutralen Salze zum Alkali in dem in Strömungsrichtung des Gases letzten Abschnitt kleiner als 1 ist

Dieses Verfahren kann mit einer einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildenden Vorrichtung mit in Serie geschalteten Wascheinheiten, die Einrichtungen zum Gas-Flüssigkeits-Kontakt aufweisen, durchgeführt werden, die dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens zwei, jeweils mit Mitteln zur Kreislaufführung der Waschlösung versehene Wascheinheiten in Serie geschaltet und jeweils am unteren Ende der Wascheinheiten Behälter für die Lösung vorgesehen sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Reinigung eines saure Gase enthaltenden Gasgemisches und zur Rückgewinnung der verbrauchten Alkali-Waschlösung aus Erdölraffinerien und petrochemischen Anlagen sind für industrielle Zwecke hervorragend geeignet und sie liefern in wirtschaftlicher Weise wertvolle Lösungen, die vorweigend anorganische, saure Salze als Nebenprodukte enthalten, während gleichzeitig die Auflösung löslicher organischer öliger Bestandteile in der Alkali-Waschlösung vermieden wird.

Dies wird erfindungsgemäß in erster Linie dadurch erreicht, daß das Alkali-Waschsystem (das der Absorption von sauren Gasen dient) in eine Zone der Bildung neutraler Salze, in der vorherrschend die neutralen Salze gebildet werden (Na₂S, K₂S, Na₂CO₃, K₂CO₃ und dgl.) und in eine Zone der Bildung saurer Salze, in der vorherrschend saure Salze gebildet werden (NaSH, KSH, NaHCO₃, KHCl₃ u.dgl.) unterteilt wird, wobei erforderlichenfalls jede Zone zusätzlich in mehr als zwei Abschnitte unterteilt wird, wobei jede Zone oder jeder Abschnitt in Serie geschaltet ist und mit geeigneten Einrichtungen zum Mischen und zur Kreislaufführung ausgestattet ist, so daß die Mengenanteile der im Kreislauf geführ*en Alkali-Waschlösung in jeder Zone oder in jedem Abschnitt in der gewünschten Weise regelbar sind, so daß die vorgegebene Zusammensetzung der Alkali-Waschlösung eingehalten werden kann, wobei die Absorptionsreaktion der Alkali-Waschlösung mit den sauren Gasen in dem Waschsystem zur Bildung von sauren Salzen führt, wodurch der Verbrauch des in dem Waschsystem verwendeten Alkali um die Hälfte herabgesetzt wird, während gleichzeitig die Gasreinigungswirkung dfs Waschsystems aufrechterhalten und erhöht wird, wobei die Zusammensetzung der im so Kreislauf geführten Alkali-Waschlösung so eingestellt wird, daß das Molverhältnis zwischen den gebildeten sauren Gasen und dem Alkali im letzten Abschnitt der Zone der Bildung der sauren Salze (die Neutralsalze sollen hier als Gemisch aus sauren Salzen und Alkali betrachtet werden, das durch Hydrolyse von Neutralsalzen entstanden ist) größer als 4 ist, während das Molverhältnis in dem ersten Abschnitt der Zone für die Bildung von neutralen Salzen kleiner als 1 ist, wobei die Bedingungen des Gas-Flüssigkeits-Kontakts in jeder Zone oder jedem Abschnitt, die zugeführten Mengen an frischer Alkali-Waschlösung und die im Kreislauf geführten Mengen an Alkali-Waschlösung in jeder Zone oder in jedem Abschnitt so eingestellt werden, daß die Zusammensetzung der Waschlösung zwischen der Zusammensetzung des letzten Abschnitts der Zone der Bildung der sauren Salze und der Zusammensetzung des ersten Abschnitts der Zone der Bildung der neutralen Salze liegt

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung basieren darauf, daß

a) die Alkali-Waschlösung die in dem Gasgemisch enthaltenen sauren Gase absorbiert und sich mit diesen verbindet, bis der überwiegende Teil der Alkalikomponente in Hydrogensulfid und andere sauren Salze überführt ist während eine hohe Gaswaschwirkung beibehalten wird, während gleichzeitig

b) das Auflösen der löslichen organischen öligen Bestandteile oder ihre Diffusion in die Waschlösung verhindert wird.

In der Stufe (a) werden Gasgemische, die als Hauptbestandteile Kohlenwasserstoffe enthalten, mit Alkali gewaschen zur Entfernung der darin als Begleitkomponenten enthaltenen sauren Gase, wie H₂S und CO₂. Dabei hängt die Löslichkeit der sauren Gase, wie H₂S und CO₂, in der Alkalilösung in einem solchen Gas-Ffüssigkeits-Waschsystem kaum von der Konzentration der neutralen Salze und der gebildeten sauren Salze und/oder der durch Hydrolyse der neutralen Salze gebildeten sauren Salze ab, sondern ist überwiegend von dem nicht-umgesetzten Alkali und/oder wirksamen Alkali abhängig, das durch Hydrolyse der neutralen Salze in der Waschlösung gebildet wird, und die Menge des absorbierten Gases ist im wesentlichen proportional zur Menge des wirksamen Alkali in der Waschlösung.

In der Stufe (b) ist die Löslichkeit der alkalilöslichen organischen öligen Bestandteile, die im Crackgas und im Abgas enthalten sind, in der Gaswaschlösung bei einer geringeren Bildung von sauren Salzen und einem niedrigeren Verhältnis von sauren Salzen zu Alkali im wesentlichen proportional zu der in der Gaswaschlösung vorliegenden Alkalimenge, wobei diese Löslichkeit jedoch bei stärkerer Bildung von sauren Salzen niedriger ist als der Wert, der aus dem Verhältnis von sauren Salzen zu wirksamem Alkali zu erwarten ist. Wenn das Molverhältnis von sauren Salzen zu wirksamem Alkali höher als 4 :1 ist, tritt die erwähnte Tendenz stärker zu Tage und die organische ölige Komponente wird schließlich von der Lösung der sauren Salze getrennt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, in dem der Zusammenhang der Auflösung von sauren Gasen, wie H₂S und CO₂, und alkalilöslichen, organischen öligen Bestandteilen in den Gaswaschlösungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Gaswaschsystem näher erläutert wird.

Das beiliegende Fließschema, die Versuchsbeispiele und Beispiele für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und für die erfindungsgemäße Vorrichtung, die nachstehend gegeben werden, sollen lediglich eine Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Hauptausführungsform darstellen. Sie können zahlreichen Verbesserungen und Modifikationen innerhalb des erfindungsgemäßen Bereiches unterworfen werden und dienen daher nicht zur Begrenzung der Erfindung.

Wie in den F i g. 1 und 2 gezeigt wird, ist das erfindungsgemäße Gaswaschsystem etwa unterteilt in ein? Bildungszone für saure Salze (A und B) und eine Bildungszone für neutrale Salze (C und D). In der letzteren Zone stellt der Abschnitt D die Zone zur vollständigen Reinigung des zu behandelnden Gases

■ dar, während der Abschnitt C eine Vorwasch-Teilzone ist. Die Bildungszone für neutrale Salze hat eine ähnliche Wirkung, wie konventionelle Gaswaschvorrichtungen. Die Zone zur Bildung von sauren Salzen ist ein Merkmal des erfindungsgemäßen Gaswaschsystems und dient dem Zweck, die Reaktion der Alkali enthaltenden Gaswaschlösung mit den in dem zu behandelnden Gas vorliegenden sauren Gasen zu ermöglichen und saure Salze in der Alkali enthaltenden Gaswaschlösung zu bilden. Die aus der Bildungszone für 'Neutralsalze kommende Lösung, die als Hauptkomponenten Neutralsalze enthält, wird in Abschnitt B der Reaktion mit den sauren Gasen aus dem zu behandelnden Gas unterworfen, so daß der Hauptanteil der wirksamen Alkalibestandteile in saure Salze übergeführt wird. Danach, wenn Abschnitt A erreicht wird, reagiert die Lösung mit den sauren Gasen, die in dem Rohgasstrom enthalten sind, unter Bildung von sauren Salzen, wobei die Zusammensetzung der Lösung homogen wird und die Reaktion vervollständigt wird.

Diese Waschabschnitte sind durch Leitungen 9', 9" und 9'" für den Gasstrom und mit Führungsleitungen 10, 10' und 10" für die Waschlösung miteinander verbunden, wobei eine Gaswaschvorrichtung erhalten wird, durch welche die Menge von zum Waschen verwendetem Alkali und zum Ausbilden der sauren Salzlösung verringert wird. Jeder Waschabschnitt besteht aus dem System zum Inberührungsbringen von Gas und Flüssigkeit und dem Kreislaufsystem für die Lösung. Das System zum Inberührungsbringen von Gas und Flüssigkeit (6, 6', 6", 6'") ist so ausgebildet daß die Kontaktoberfläche mit Hilfe von Raschigringen und perforierten Platten erhöht wird. Die Oberfläche dieser Ringe und Platten kann erhöht oder vermindert werden, um die für die Reaktion zwischen der Alkalilösung und dem Gasstrom erforderliche Kontaktzeit sicherzustellen. Das Lösungs-Kreislaufsystem jedes Abschnitts dient zum Regeln der zirkulierenden Menge der Lösung innerhalb der Gaswaschvorrichtung und besteht aus Kreislaufpumpen (3, 3', 3" und 3'"), Behältern (7, T, 7" und T") für die zirkulierende Waschlösung und Leitungen (2, 2', 2", 2'", 4, 4', 4" und 4'"), welche diese

Na₂S + H₂S Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O Behälter verbinden. Dieses System dient der Erhöhung der Wirksamkeit des Kontakts der Alkalilösung mit dem Gasstrom und der Förderung der Absorptionsreaktion der Alkali-Waschlösung mit den sauren Gasen.
Das dem Waschsystem von außen zugeführte Rohgas tritt durch die Zuführungsleitung 9 ein und wird Abschnitt A der Bildungszone für saure Salze zugeführt, in der ein Teil der darin enthaltenen sauren Gase, wie H2S und CO₂, nach der Reaktionsformel (1) verbraucht werden und die Bildung der Lösung der sauren Salze vervollständigt wird. Danach erreicht das Gas durch die Leitungen 9' und 9" die Abschnitte B und C, welche die stärkste Absorptionsfähigkeit für saure Gase aufweisen. Dort reagieren sie mit der Alkali-Waschlösung und das Gas wird dort von den Hauptanteilen an darin enthaltenen sauren Gasen befreit, wobei Neutralsalze und saure Salze nach den Reaktionsformein (i) und (2) gebildet werden. Anschließend wird der eine geringe Menge saurer Gase enthaltende Gasstrom durch die Leitung 9'" dem Abschnitt D zugeführt, in dem das eingeführte Gas durch Waschen mit der frischen Alkali-Waschlösung, die kontinuierlich zugeführt wird, in einen im wesentlichen vollständig gereinigten Zustand übergeführt wird. Danach wird das Gas durch Leitung 11 der Spülstufe 12 zugeführt, in der die begleitenden Spuren der Alkalilösung entfernt werden.

Das so gereinigte Gas wird durch die Rohrleitung 13 aus dem System ausgetragen.

Der Gesamtanteil oder der überwiegende Anteil des in der Spülstufe verwendeten Waschwassers wird aus der Spülstufe entnommen, ohne daß die Alkali-Waschlösung wie im Fall der konventionellen Methode mit Wasser verdünnt wird. Daher wird aus dem Gaswaschsystem eine Lösung mit hoher Konzentration an sauren Salzen gewonnen.

Durch die nachfolgenden chemischen Formeln ist die Reaktion dargestellt, die in der Zone zur Bildung saurer Salze und zur Bildung neutraler Salze abläuft. Dabei reagieren die sauren Gase des Gasstroms mit den Alkalikomponenten in der Waschlösung in einem Gegenstromkontakt und werden mit Hilfe der Reaktion (1) und danach durch die Reaktion (2) entfernt

2NaSH
2NaHCO₃ j

(D

2NaOH + H₂S 2NaOH + CO₂

Andererseits wird die durch Leitung 1 in Abschnitt D der BilduTigszone für Neutralsalze zugeleitete Alkali-Waschlösung während einer gewissen Dauer zurückgehalten, während sie mit Hilfe des Zirkulationsmechanismus in Abschnitt D zirkuliert und dazu dient, saure Gase entsprechend Formel (2) zu absorbieren und den Gasstrom im wesentlichen vollständig zu reinigen.

Die Alkali-Waschlösung, die in diesem Abschnitt teilweise neutralisiert wird, wird durch Rohrleitung 10 und 10' in die Abschnitte Cund B überführt, die höhere Konzentrationen an sauren Gasen aufweisen. Dabei wird die Reaktion mit den sauren Gasen in dem Gasstrom wiederholt und es werden neutrale Salze und saure Salze gebildet Die Alkali-Waschlösung fließt dann durch Leitung 10" in den Abschnitt A, in welchem Na₂S + 2H₂O
Na₂CO₃ + H₂O

(2)

die höchste Konzentration der sauren Gase innerhalb des erfindungsgemäßen Waschsystems vorliegt Da die Absorpiionsreaktion innerhalb der Abschnitte Cund B entsprechend den Formeln (2) und (1) abläuft, wird der Alkalibestandteil der Lösung entsprechend Formel (2) in Neutralsalze umgewandelt und bildet danach durch die Reaktion (1) mit sauren Gasen die sauren Salze. Die Kreislauflösung des Abschnitts B hat daher eine Zusammensetzung, die zum überwiegenden Teil aus sauren Salzen besteht beziehungsweise in der mehr saure Salze als Neutralsalze vorliegen.
Die saure Salze und Neutralsalze enthaltende Lösung aus Abschnitt B, die nun Abschnitt A erreicht hat, wäscht danach den frischen Gasstrom, der die höchste Konzentration an sauren Gasen in dem erfindungsge-

mäßen Waschsystem aufweist. Das Waschen erfolgt entsprechend der Reaktionsformel (1), wobei der Hauptanteil der Neutralsalze verbraucht wird. Die in dieser Weise angesäuerte Waschlösung wird durch Rohrleitung 8 in den Außenbehälter für die Lösung saurer Salze transportiert und nach dem Entfernen der in Abschnitten B und A abgetrennten alkalilöslichen organischen öligen Komponente wird die Lösung der sauren Salze gewonnen.

Zum Waschen von Rohgasen, die vorherrschend aus Kohlenwasserstoffgasen bestehen, wie Grackgas, Heizgas und Abgasen, und die geringe oder spurenartige Anteile an alkalilöslichen organischen öligen Bestandteilen aufweisen und in Erdölraffinerien und petrochemischen Anlagen gebildet wurden, mit Alkalilösung, wurden die in den folgenden Beispielen gezeigten Versuche durchgeführt. Diese Versuche hatten den Zweck, den Zusammenhang zwischen der Absorptionsreaktion der Alkali-Waschlösung mit sauren Gasen und der Löslichkeit der alkalilöslichen organischen öligen Komponente in der Alkali-Waschlösung zu untersuchen.

Beispiel 1

Um die Wirkungen der Konzentration der sauren Salze von Alkalimetallen (einschließlich der durch Hydrolyse der Neutralsalze von Alkalimetallen gebildeten sauren Salze), zu untersuchen, die durch die Absorptionsreaktion von sauren Gasen in der Alkali-Waschlösung gebildet wurden, wurde folgender Versuch durchgeführt:

Zur Ausbildung einer Gas-Flüssigkeits-Kontaktzone wurden etwa 13 mm lange Raschigringe, die durch Zerschneiden eines Glasrohrs mit dem Innendurchmesser 5 mm hergestellt worden waren, in einer Länge von etwa 700 mm in den mittleren Teil eines Glasrohres des Innendurchmessers 70 bis 71 mm und einer Länge von 1500 mm eingefüllt. Ein mit dem unteren Ende des Glasrohres verbundener Behälter für Waschflüssigkeit von etwa 480 ml Fassungsvermögen wird über eine

Tabelle 1

Kreislaufpumpe (8 l/Min.) mit einer Sprühdüse verbunden, die am oberen Teil der Gas-Flüssigkeits-Kontaktzone montiert ist, um den Kreislaufmechanismus zu bilden. Der untere Teil und der obere Teil der Gas-Flüssigkeits-Kontaktzone ist mit der Zuführung beziehungsweise der Abführung des zu waschenden Gases versehen. Diese Vorrichtung bildet eine konventionelle, mit Raschigringen gefüllte Gaswaschapparatur. In dieser Waschkolonne wurde -5- bis lOprozentige

ίο NaOH-Lösung als Waschlösung verwendet, die durch Vermischen von etwa lOprozentiger NaOH-Lösung mit verschiedenen Mengen von saurem Alkalimetallsalz (etwa 7 bis 20% NaSH) hergestellt worden war. Das zu waschende Gas (Quelle für das saure Gas) war ein Kohlenwasserstoff gas, das eine gewisse Menge (etwa 50 Volumprozent) H2S oder eines Gemisches von H2S mit CO₂ enthielt. Unter Verwendung einer Emulsion von Cadmiumcarbonat als Lösung zum Nachweis von H2S wurde der Einfluß der im Verlauf der Absorptionsreaktion der sauren Gase durch die Alkalilösung gebildeten sauren Salze von Alkalimetallen untersucht. Die Versuche wurden folgendermaßen durchgeführt: je 20 kg etwa 5- bis lOprozentiger NaOH-Lösungen, die 0, 7, 14 beziehungsweise 21% NaSH als saures Alkalimetallsalz enthielten, wurden in das Kreislaufsystem der Gaswaschvorrichtung eingeführt. Das Kreislaufvolumen der Lösung wurde auf 8 l/Min, eingestellt und das Kohlenwasserstoffgas (Crackgas), das H₂S oder ein Gemisch von H2S mit CO₂ enthielt, wurde mit einer Fließrate von 0,5 l/Min, durch die Gaszuführung in die Waschvorrichtung eingeleitet. Eine Waschflasche zum Nachweis von H₂S (Inhalt etwa 50 ml), welche die Cadmiumbarbonat-Emulsion (weiß) enthielt, wurde mit dem oberen Teil der Waschkolonne verbunden. Die Messung der Zeitspanne, die nach Einführung eines Teils der Abgase für den Farbumschlag der Nachweislösung;nach gelb erforderlich war, zeigte den Einfluß der sauren Alkalimetallsalze auf die Absorptionsreaktion an. Die erzielten Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1 aufgeführt.

	NaOH %	NaSH %	Wirksames	H₂S	H₂S, CO₂
			NaOH %	0.51/min.	0.5 l/min.
Tl-2	5.01	0	5.01	184	186
Tl-3	5.02	7.03	5.02	189	184
Tl-5	5.02	14.05	5.02	186	180
Tl-7	5.03	21.00	5.03	185	178
Tl-10	10.02	0	10.02	389	385
Tl-Il	10.01	7.01	10.01	380	379
Tl-14	10.02	14.07	10.02	385	382
Tl-15	10.02	21.10	10.02	383	380

Das Molverhältnis von H₂S zu CO₂ in dem für diese Versuche verwendeten Gasgemisch betrug etwa 4:1 und die molare Konzentration der Gesamtmenge an sauren Gasen betrug etwa 50%.

Die oben gezeigten Versuchsergebnisse sind ein Beweis für die Tatsache, daß die Reinigungswirksamkeit der alkalischen Waschlösung auf die sauren Gase nicht sehr stark von dem Gehalt an Neutralsalzen und sauren Salzen von Alkalimetallen abhängt, die in der Waschlösung enthalten sind und die durch die Absorptionsreaktion gebildet werden, daß sie jedoch im wesentlichen proportional der in der Waschlösung • vorliegenden Alkalimenge und der Alkalimenge ist, die durch Hydrolyse von Neutralsalzen gebildet wird, oder anders ausgedrückt, daß sie proportional der wirksamen Alkalimenge ist Darüber hinaus zeigen diese experimentellen Versuche die Tatsache auf, daß bei dem konventionellen Verfahren zur Alkaliwäsche, bei dem das entscheidende Absorptionsvermögen für saure Gase auf Basis der gebildeten Menge an Neutralsalzen in der Alkali-Waschlösung oder des Alkaliverbrauches für die Bildung der Neutralsalze in der Waschlösung bestimmt wird ( Anteil der Alkalimenge der Waschlösung, der durch Bildung von Neutralsalzen verbraucht

wurde), die erfindungsgemäß erhaltenen Ergebnisse nicht erzielt werden, durch die bewiesen wird, daß das Absorptionsvermögen für saure Gase nicht sehr stark durch die Menge von sauren Salzen und Neutralsalzen beeinflußt wird, die in der Waschlösung gebildet werden. Dagegen hängt das Absorptionsvermögen hauptsächlich von der wirksamen Alkalimenge in der Waschlösung ab, so daß ersichtlich ist, daß bei dem konventionellen Waschverfahren eine unnötig hohe Menge an Alkali verbraucht wurde. Darüber hinaus bestätigen die Ergebnisse dieser Versuche gleichzeitig die Erhöhung der Wirksamkeit des Alkali und die Ausnutzung einer Alkali-Waschlösung höherer Konzentration.

Beispiel 2

Die folgenden Versuche wurden durchgeführt, um das Verhalten von alkalilöslichen, organischen, öligen Bestandteilen in geringeren Anteilen oder in spurenweiser Zumischung zu dem Crackgas, Heizgas und Abgasen von Erdölverarbeitungsanlagen zu untersuchen. Zu diesem Zweck wurde die Alkali-Waschlösung für das Crackgas einer Niederdruckanlage (LPG) durch Übersättigung mit einem HbS enthaltenden Gas neutralisiert

Tabelle 2

und danach alkalilösliche, organische, ölige Bestandteile abjetrennt. Die abgetrennten alkalilöslichen, organischen, öligen Bestandteile wurden mit lOprozentiger NaOH-Lösung bis zur Sättigung vermischt, bis eine weiße Suspension gebildet wurde. Danach . wurde absitzen gelassen und die überschüssige ölige Komponente abgetrennt und auf diese Weise die Alkalilösung für die Probe eingestellt. 2,0 kg dieser Alkalilösung wurden in die Laboratoriums-Waschvorrichtung aus

ίο Beispiel 1 eingeführt. Unter Betriebsbedingungen, die Beispiel 1 entsprachen, wurde kontinuierlich ein Gasgemisch mit einem Molverhältnis H2S: CO2 von 4:1 und mit einer Gesamtkonzentration an sauren Gasen von etwa 50 Volumprozent der Vorrichtung zugeführt. Flüssigkeitsproben von je 120 g, die willkürlich aus dem Lösungsbehälter am unteren Teil der Waschkolonne entnommen worden waren, wurden stehengelassen und von den abgetrennten öiigen Bestandteilen befreit und danach verwendet, um den Alkaliverbrauch (%), den Gehalt an alkalilöslichen, organischen, öligen Komponenten und das wirksame Alkali pro 100 g der Flüssigkeitsprobe zu bestimmen. Die Ergebnisse dieser Bestimmungen sind in Tabelle 2 gezeigt.

T2-1

T2-2 T2-3

T2-4

T2-5

T2-6

Alkaliverbrauch (%)	0.0	31.2	48.4	71.5	84.6
Lösliche ölige Komponente (cm3)	5.40	3.75	2.75	0.90	0.05

Wirksames Alkali (g)

10.07

6.89 5.25

2.82

1.51

94.6
Spuren

0.50

Die Menge der gelösten organischen öligen Komponente wurde in folgender Weise bestimmt: Die Probe wurde zur Neutralisation mit etwa 5O°/oiger H2SO4 im Überschuß vermischt und außerdem nit 20 g Na₂SCU versetzt. Durch Auflösen vonm N12SO4 und die Erhöhung der Dichte der Probe wurde die Probelösung ausgesalzen und mit einem Lösungsmittel vermischt (Benzol). Die organische ölige Komponente, die durch Neutralisation mit H₂SO₄ abgetrennt worden war, wurde extrahiert und bestimmt. Das erzielte Ergebnis zeigte die Tendenz auf, daß die Löslichkeit der alkalilöslichen organischen öligen Komponente >n der Alkali-Lösung proportional der Menge an wirksamem Alkali ist, wenn der Bereich des Alkahverbrauches bei 50 bis etwa 60% liegt, wenn jedoch die Absorptionsreaktion der sauren Gase fortschreitet und der Alkaliverbrauch erhöht wird, so wird die Menge der organischen öligen Komponente, die in der Flüssigkeitsprobe gelöst ist, unabhängig von der wirksamen Alkalimenge und zeigt eine merkliche Tendenz eines raschen Abfalls und zur Abtrennung. Die Abtrennung ist besonders bemerkenswert bei einem Bereich des Alkaliverbrauches von 75 bis 90% und bei einem Alkaliverbrauch von 94,6% vermindert sich die Menge der gelösten organischen öligen Komponente auf Spuren, wie in diesem Versuch gezeigt wird. Die theoretische Erklärung dieser Erscheinung kann sehr schwierig sein, weil dieser Vorgang von mehreren Faktoren abhängt Es kann jedoch angenommen werden, daß ein Teil der in der Aikalilösung gelösten, löslichen organischen öligen Komponente in Form von Alkalisalzen vorliegt, daß jedoch ein anderer Teil aufgrund physikalisch chemischer Vorgänge in der Alkalilösung gelöst sein kann. Welche Annahme auch zutrifft, es ist ersichtlich, daß die Löslichkeit der in die Alkalilösung übergeführten organischen öligen Komponente — anders als im Fall der sauren Gase — nicht von der Menge des wirksamen Alkali abhängt, sondern sich aufgrund von Faktoren merklich vermindert, die mit dem Anstieg der Menge der sauren Salze über eine gewisse Grenze zusammenhängen.

Beispiel 3

Dieses Beispiel ist eine praktische Anwendung, die auf den Ergebnissen der Versuche 1 und 2 basiert. Wie in Beispiel 1 und 2 untersucht wurde, läuft die Reaktion der Absorption von sauren Gasen in der Alkalilösung ab, ohne merklich von den im Reaktionssystem gebildeten sauren und neutralen Salzen beeinflußt zu werden, ist jetzt im wesentlichen proportional der wirksamen Alkalimenge in dem Reaktionssystem, während das Auflösen der alkalilöslichen, organischen, öligen Komponente in der Lösung nicht proportional ist der wirksame Alkalimenge, sondern sich rasch vermindert, wenn die im Reaktionssystem gebildeten sauren Salze zu einer merklichen Menge ansteigen und der Alkaliverbrauch den Wert von 70% überschreitet Dieses Beispiel, das sich mit der Entwicklung von Anwendungsgebieten auf Basis der Beispiele 1 und 2 befaßt und durch das die Gesamtwirkungen der Erfindung überprüft werden, wurde in der Weise durchgeführt, daß die Bildung alkalischer Abfälle durch das Waschen vollkommen verhindert werden kann. Dies erfolgt mit Hilfe einer beträchtlichen Verminde-

rung des Alkaliverbrauches bei dem alkalischen Waschvorgang für Gasmischungen der Erdölindustrie, die saure Gase und eine geringe oder Spurenmenge an alkalilöslichen organischen Komponenten enthalten, und durch Wiedergewinnung einer brauchbaren Lösung, die überwiegend saure Salze enthält, während das Auflösen der alkalilöslichen organischen Bestandteile in dieser brauchbaren Lösung vermieden wird.

Es wurden je 2,0 kg der Alkalilösungen, die zum Laboratoriumsgebrauch geeignet sind, in den in Tabelle 3 gezeigten Dosierungen hergestellt, um als Kreislauflösungen in die in Beispiel 1 und 2 verwendete Gaswaschvorrichtung eingeführt zu werden. Als Quelle für saures Gas wurde ein Kohlenwasserstoffgas mit einem Gehalt an etwa 50 Volumprozent H2S und ein Kohlenwasserstoffgas (Crackgas) mit einem Molver

10

15 Konzentration der Gesamtmenge der sauren Gase von etwa 50% mit einer Zufuhrrate, die bei 0,5 l/Min, gehalten wurde, in den unteren Teil der Waschkolonne eingeführt und die Waschvorrichtung in der in Beispiel 2 gezeigten Weise betrieben. Nachdem die Absorptionsreaktion bis zu den Bedingungen abgelaufen war, die unter Versuch Nr. T2-6 in Tabelle 2 gezeigt sind, wurden der Alkaliverbrauch aufgrund der Bildung saurer Salze und die Menge aus der Alkalilösung abgetrennter löslicher, organischer Komponente gemessen und gleichzeitig wurden durch chemische Analyse die Anteile an NaSH, Na₂S, Na₂CO₃ (einschließlich NaHCO₃) Na₂SO₃, Na₂S₂O₃ und der löslichen organischen Komponente, die in der Alkalilösung gelöst waren, bestimmt.

Die erzielten Ergebnisse sind in Tabellen 4 und 5

H₂S zu CO₂ von 4 :1 und einer mo	Alkalilösung NnI	Alkalilösung Nn 2	Alkalilösung Nn 3
Tabelle 3	1000	1000	1000
	0	700	560
20%NaOH-Lösung(g)	0	0	42.2
20%NaSH-Lösung (g)	20	20	20
NaHCO₃ (99.8%) (g)
Alkalilösliche organische Komponente

Gesamtflüssigkeitsvolumen 2000 2000 2000

Anmerkung: (1) Die alkalilösliche organische Komponente war dieselbe wie im Beispiel 5.

(2) Diese 20%ige NaSH-Lösung wurde aus NaSH erhalten, das durch das Alkoholreinigungsverfahren gereinigt worden wan

Tabelle 4

	T3-1	T3-3	T3-6	T3-7
Bestandteile des sauren Gases	H₂S	H₂S	H₂S,CO,	H₂S₅CO₂
Alkalilösung	Nr. 1	Nr. 2	Nr. 1	Nn 3
Abgetrennte organische Komponente	20.80	20.10	20.05	20.00
Alkaliverbrauch	94.2	95.4	96.2	96.8
Tabelle 5
	T3-1	T3-3	T3-6	T3-7

NaSH %
Na₂S %
Na₂CO₃ %
NaHCO₃ %
Na₂S₂O₃ %
Organische Öle

Der Versuch dieses Beispiels bezweckt die Weiterentwicklung des praktischen Anwendungsgebietes der in Beispielen 1 und 2 untersuchten Gegebenheiten und die Überprüfung der Gesamtwirkungen der Erfindung. In diesem Versuch wurde die Alkaliwaschlösung, der

11.00	16.65	9.14	13.32
1.05	1.17	0.56	0.66
0.03	0.04	3.26	5,41
0.35	0.34	0.27	0.47
0.17	0.12	0.15	0.20
Spuren	Spuren	Spuren	Spuren

vorher die engültigen Mengen an sauren Salzen und alkalilöslichen organischen Komponenten (Tabelle 3) zugesetzt worden waren, mit Erdölkohlenwasserstoffgas (Crackgas) geprüft, das saures Gas, wie H₂S und CO₂ sowie Spuren alkalUösHcher organischer Bestandteils

enthielt. Nach den erzielten Ergebnissen, die in den Tabellen 4 und 5 gezeigt sind, wurde festgestellt, daß die Bildung von sauren Salzen nicht sehr stark von den saurea Salzen, die vorher der Waschlösung zugesetzt wurden, oder den sauren Salzen und NeutraJsalzen abhängt, die durch die Absorptionsreaktion gebildet wurden, und daß die Reaktion der Absorption von sauren Gasen solange fortschreitet, bis der Alkaliverbrauch 90% fiberschreitet Ferner wurde bestätigt, daß die Gesamtmenge oder mehr als die Gesamtmenge der vorher zugesetzten alkalilöslichen organischen Bestandteile von der Waschlösung abgetrennt wird, wenn der Anteil an sauren Salzen beträchtlich ansteigt und der AJkaliverbrauch 90% überschreitet

Wie aus den Ergebnissen dieses Versuches herzuleiten ist muß die zur Reinigung des saure Gase enthaltenden Kohlenwasserstoffgases verwendbare Alkali-Waschlösung nicht notwendigerweise wegen der Bildung von Neutralsalzen ausgetauscht werden, sondern kann zur Reaktion der Absorption saurer Gase solange verwendet werden, bis der überwiegende Teil des Alkali in saure Salze umgewandelt ist Ferner wird durch diese Ausführungsform des Gaswaschverfahrens nicht nur der durch das konventionelle Verfahren erforderliche Alkaliverbrauch um die Hälfte vermindert, sondern auch das durch alkalischen Abfall auftretende Verunreinigungsproblem gelöst das durch Auflösen von alkalilöslichen organischen Komponenten in dem Abfall verursacht wird und es wird gleichzeitig die Rückgewinnung der verwendbaren Lösung direkt aus dem Alkaliwaschverfahren gewährleistet, die vorherrschend aus sauren Salzen besteht

Erfindungsgemäß wurde anhand von experimentellen Beispielen der Umfang und der Gegenstand der Erfindung verdeutlicht Zum detaillierteren Nachweis der erfindungsgemäßen Vorteile werden nachstehend weitere Beispiele beschrieben.

Beispiel 4

Der frische Gasstrom, der die in Tabelle 6 angegebene Zusammensetzung aufweist, wird, wie in F i g, 1 gezeigt durch die Rohrleitung 9 in das Waschsystem eingeleitet. Andererseits wird eine etwa 15%ige NaOH-Lösung zum Waschen durch Rohrleitung 1 in das System eingeführt.

Tabelle 6

	*(Mol.·)**	C₃	(MoL-%)
H₂	14.55	C₄	12.74
CO	0.08	C₅	4.74
CO₂	0.03	C₆₊ H₂O lösliche organische ölige Komponente	2.13
H₂S C₁ C₂	0.11 28.75 34.10	2.05 0.72 Spuren

Zur Durchführung des Waschvorgangs (Absorptionsreaktion) in Abschnitt D werden die aus Rohrleitung 1 dem Zirkulationsmechanismus dieses Abschnitts zugeführte NaOH-Lösung und die im Kreislauf geführte Alkalilösung, die schon teilweise Neutralsalze enthält, mit Hilfe der Kreislaufpumpe 3 homogen miteinander mischen, um die wirksame Alkalinität zu erhöhen, so daß eine Waschlösung mit der höchsten Konzentration in üiesem Wachssystem gebildet wird. Diese Lösung kommt mit dem Gasstrom (Crackgas) in Berührung, der bereits den überwiegenden Anteil an saurem Gas und alkalilöslichen organischen Bestandteilen verloren hat Dieser Kontakt wird im Gegenstrom in der Kontaktzone 6 bewirkt, wobei, wie in Formel (1) gezeigt wird, die Neutralsalze (Na₂S, Na₂CO₃) teilweise gebildet werden und die in dem Crackgas verbliebenen sauren Gase vollständig entfernt werden.

In Abschnitt C wird der Abfluß aus dem Lösungsbehälter 7 des Abschnitts D durch die Rohrleitung 10 in den Lösungsbehälter 7' des Abschnitts C eingeführt Während diese Lösung durch den in diesem Abschnitt vorgesehenen Zirkulationsmechanismus im Kreislauf geführt wird, wird sie im Gegenstrom mit dem Gasstrom (Crackgas) in Berührung gebracht, aus dem die sauren Gase (die Hälfte des Gesamtanteils der sauren Gase) entsprechend den in den Abschnitten A und B gebildeten sauren Salzen, entfernt worden sind, so daß der überwiegende Anteil an freier NaOH, der als Bestandteile des Gasstromes vorliegenden sauren Gase und der alkalilöslichen organischen Bestandteile beseitigt werden. In diesem Abschnitt wird die dem Abschnitt D zugeführte NaOH-Lösung in eine Lösung übergeführt; die Spuren an alkalilöslichen organischen Komponenten enthält und überwiegend aus Neutralsalzen zusammengesetzt ist
In Abschnitt B wird der durch Rohrleitung 10' aus dem Lösungsbehälter T des Abschnitts C kommende Abfluß (eine vorherrschend aus Neutralsalzen bestehende Lösung) in den Lösungsbehälter 7" des Abschnitts B eingeführt und mit Hilfe des Zirkulationsmechanismus dieses Abschnitts im Kreislauf geführt. Im Verlauf des Gegenstromkontakts mit dem Gasstrom, aus dem eine geringe Menge der sauren Gase entfernt worden ist die zur Oberführung von Neutralsalzen in saure Salze in der Waschlösung des Abschnitts 4 erforderlich ist, wird der größte Anteil der Neutralsalze durch die in dem Gasstrom enthaltenen sauren Gase in saure Salze übergeführt Die in die Waschlösung eingeführten, alkalilöslichen organischen Bestandteile werden wegen der bemerkenswerten Verminderung der Alkalinität der Lösung fast vollständig abgetrennt so daß die Waschlösung trübe wird. Dieser Abschnitt stellt daher den für den Erfindungsgedanken wesentlichen Abschnitt dar, entsprechend dem direkt aus dem Waschsystem eine Nebenproduktlösung gewonnen wird, die überwiegend aus sauren Salzen besteht und

so gleichzeitig die Abtrennung der alkalilöslichen organischen Bestandteile und die Verminderung des Alkaliverbrauches im Zusammenhang mit Abschnitt A gewährleistet wird.
In dem letzten Abschnitt Λ, der Zone für die Rückgewinnung der Lösung der sauren Salze, wird der aus dem Lösungsbehälter 7" von Abschnitt B durch Rohrleitung 10" in den Lösungsbehplter T" des Abschnitts A eingeführte Abfluß (eine Lösung, die saure Salze und eine geringe Menge an Neutralsalzen enthält) mit Hilfe des Zirkulationsmechanismus dieses Abschnitts im Kreislauf geführt und während der Kreislauf führung im Gegenstrom mit dem Gasstrom in Berührung gebracht, der von außerhalb des Systems durch Rohrleitung 9 dem unteren Teil der Gas-Flüssigkuts-Kontaktzone zugeführt wird. Dieser Gasstrom wird durch Absorption der im Gasstrom enthaltenen sauren Gase behandelt, so daß der überwiegende Anteil an Neutralsalzen, die in der Waschlösung verblieben

sind, in saure Salze übergeführt werden (dabei ist der Alkaliverbrauch höher als 90%) und gleichzeitig werden alkalilösliche organische Bestandteile unter Bildung einer Lösung der sauren Salze fast vollständig abgeschieden.
In Tabelle 7 ist ein Vergleich der Analysenergebnisse

Tabelle 7

der Lösung der sauren Salze, die nach den beschriebenen Beispiefen hergestellt wurde und den Analysenergebnissen dargestellt, die mit der alkalischen Abfallwaschlösung erhalten wurden, die entsprechend dem konventionellen Verfahren in Berührung mit Crackgas gehalten wurde.

Alkaliverbraucb. (%)
NaOH (Gewichtsprozent)
Na₂S (Gewichtsprozent)
NaSH (Gewichtsprozent)
Na₂CO₃ (Gewichtsprozent)
NaHCO₃ (Gewichtsprozent)
Na₂SO₃ (Gewichtsprozent)
Na₂S₂O₃ (Gewichtsprozent)
gelöste ölige Komponente (cm³)

Wie aus den in Tabelle 7 gezeigten Analysenergebnissen leicht ersichtlich ist, beträgt der Alkaliverbrauch in der NaOH-Abfallösung bei dem konventionellen Verfahren 35,9%, während er bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bei 91% liegt, so daß das Verhältnis der zur Reinigung des Rohgases, das einen bestimmten Anteil an sauren Gasen enthält, erforderlichen Alkalimengen mehr als 2,5:1 bei dem konventionellen Verfahren im Vergleich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beträgt. Wie andererseits aus dem Vergleich der Verfahrensführung bei einem Alkaliverbrauch von 70% beziehungsweise 91% offensichtlich wird, ist erfindungsgemäß die gelötete Menge an alkalilöolichen organischen Komponenten in der vorherrschend aus sauren Salzen bestehenden Lösung sehr gering.

Auf diese Weise gewährleistet das erfindungsgemäße Verfahren die Abtrennung von alkalilöslichen organischen Bestandteilen, die bei dem konventionellen Verfahren durch Verunreinigung der Umgebung mit der verbrauchten alkalischen Waschlösung zu Störungen führen, und die direkte Rückgewinnung von wertvollen Chemikalien aus der Waschlösung. Betrachtet man das erfindungsgemäße Verfahren lediglich im Hinblick auf die Verunreinigung der Umgebung, so zeigt es hohe Wirksamkeit und großen Wert.

Der in diesem Beispiel erzielte NaOH-Verbrauch beträgt das 1,1- bis 1.18f ache des theoretischen Werts, der durch die in dem Rohgas enthaltende Menge an sauren Gasen bestimmt ist.

Beispiel 5

Die verwendete Gaswaschvorrichtung (ein Beispiel dafür ist in F i g. 2 gezeigt) besitzt dieselbe Funktion wie die Vorrichtung gemäß F i g. 1. Sie wurde mit der in dem konventionellen Verfahren erhaltenen, verbrauchten Waschlösung beschickt, deren Alkaliverbrauch, wie in Tabelle 7 gezeigt ist, bei 35,9% lag. Das verwendete Crackgas hatte dieselbe Zusammensetzung, wie in

Konventionelle Waschlösung	Erfindungsgemäß erhaltene Lösung	91
35.9	70	0
4.27	0	1.83
7.11	6.30	10.47
0	5.25	0.68
2.79	2.32	4.90
0	2.46	1.30
0.30	0.68	0.49
0.09	0.25	Spuren
0.25	0.15

•Γ)

Beispiel 4, wie in Tabelle 6 gezeigt ist. Der Waschvorgang wurde in folgender Weise durchgeführt:

Die als Waschlösung zu verwendende verbrauchte Waschlösung wird durch Rohrleitung 1 dem Abschnitt D der Zone zur Bildung der sauren Salze zugeführt und in diesem Abschnitt mit Hilfe des Zirkulationsmechanismus im Kreislauf geführt, der Kreislaufpumpen 3, Ausstoßdüsen 5 und Rohrleitungen 2,4 umfaßt, welche die Pumpen mit den Düsen verbinden. Nachdem die sauren Gase durch die Lösung in den Abschnitten A, B und C im wesentlichen vollständig absorbiert und entfernt wurden, wird das erhaltene Gas in Abschnitt D vollständig gereinigt und ein Teil der Lösung durch Rohrleitung 10 in den Abschnitt Cübergeführt.

Die übergeleitete Waschlösung durchläuft die Abschnitte C und B und erreicht Abschnitt A und durch einen ähnlichen Wascheffekt wie in Beispiel 1 wird vor dem Abströmen durch Rohrleitung 8 eine Lösung erhalten, die al"· Hauptkomponente saure Salze aufweist und die keine alkalilöslichen organischen Bestandteile enthält. Andererseits wird das Rohgas durch Rohrleitung 9 in Abschnitt A eingeleitet und kommt dort im Gegenstrom in Berührung mit der Waschlösung, die aus Abschnitt D, C. B mit Hilfe des Zirkulationsmechanismus dieses Abschnitts zugeführt wird. Der Kontakt erfolgt in der Gas-Flüssigkeits-Kontaktzone 6'", die mit Raschigringen gefüllt ist. Dort verliert das Gas einen Teil der sauren Gase, bevor es in Abschnitt B, eingeleitet wird.

Die entsprechenden Behandlungen werden wiederholt, während das Gas durch die Abschnitte B und C weiter in Abschnitt D strömt. Der Gegenstromkontakt mit stark alkalischer Waschlösung unter Zirkulation in diesem Abschnitt gewährleistet eine vollständige Reinigung. Der gereinigte Gasstrom wird durch Rohrleitung il in den Spülabschnitt J2 eingeleitet, verliert dort die begleitenden Spuren an Alkaliverbindungen und verläßt das System durch Rohrleitung 13.

In Tabelle 8 sind die Ergebnisse der Analyse einer Lösung von sauren Salzen aufgeführt, die nach diesem Beispiel erhalten wurde.

Tabelle 8

Alkaliverbrauch 93% NaHCO₃ 5.14 Gew.-% NaSH 11.45 Gew.-% Na₂SO₃ 1.08 Gew.-%

Na₂S 1.43Gew.-% Na₂S₂O₃ 025 Gew.-%

Na₂CO₃ 0.45 Gew.-%

lösliche ölige Spuren
Komponenten dieser Lösung wurden die sauren Salze durch Waschen der zusammen mit alkalilöslichen organischen Komponenten vorliegenden sauren Gase, die in Rohgas enthalten sind, mit einer Alkalilösung gebildet

Die charakteristischen Merkmale der Erfindung können, im Vergleich mit den Merkmalen des konventionellen Verfahrens, in folgender Weise zusammengefaßt werden:

■n (1)

Nach den oben erwähnten Versuchsergebnissen wird durch das erfindungsgemäße Verfahren bewiesen, daß die nach Durchführung des konventionellen Verfahrens erhaltene, verbrauchte Waschlösung immer noch ausreichende Absorptionsfähigkeit für saure Gase hat und daß die übliche, verbrauchte Waschlösung (mit einem niedrigen Wert des Alkaliverbrauches) in ausreichender Weise als Waschlösung für saure Gase bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wiederverwen- (2) det werden kann. Es ist ersichtlich, daß die in ^n konventioneller Weise verbrauchte Waschlösung ziemlich wirksam zusammen mit frischer Waschlösung eingesetzt werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet daher nicht nur eine Verminderung des Alkaliverbrauches bei der Reinigung von Crackgas, das saure Gase enthält, sondern gibt auch Gegenmaßnahmen gegen Verunreinigungen der Umgebung durch verbrauchte Waschlösung, die sehr aussichtsreich sind. (3)

Nachdem die Neuheit, die Wirkungen und die jo charakteristischen Merkmale der Erfindung ausführlich unter Bezugnahme auf die durchgeführten experimentellen Beispiele und die Beispiele für erfindungsgemäße Ausführungsformen verdeutlicht wurden, ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem die Alkaliwäsche von Crackgas, Heizgas und Abgasen von Erdölanlagen durchgeführt wird, ein neuartiges Verfahren zur Alkaliwäsche und auch eine neuartige Methode (4) zur Rückgewinnung von Lösungen saurer Salze darstellt. Nach diesem Verfahren wird mit Hilfe eines ίο Waschsystems, das aufgrund von Untersuchungen des Einflusses der sauren Salze auf die Absorptionsreaktion, des Lösungsverhaltens und des Zusammenhangs dieser Gegebenheiten ausgebildet wurde, direkt aus der Alkali-Waschlösung eine vorherrschend aus sauren Salzen bestehende Salzlösung zurückgewonnen. In Das erfindungsgemäße Verfahren zum Wiedergewinnen der Alkalilösung gestattet eine Verminderung des Verbrauchens an Alkali auf weniger als die Hälfte der Alkalimenge, die nach dem konventionellen Verfahren verbraucht wird, da die durch das erfindungsgemäße Verfahren wiedergewonnene Alkalilösung durch die Reaktion der Absorption saurer Gase vollständig in saure Salze umgewandelt wurde.

Die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens zurückgewonnene Lösung von sauren Salzen hat die in Tabellen 7 und 8 angegebene Zusammensetzung. Diese Lösung saurer Salze kann in zufriedenstellender Weise als Aufschlußflüssigkeit zur Zeilstoffherstellung, als Fiotationsflüssigkeit für Erze und dergleichen eingesetzt werden, so daß der Transport auf das Meer oder andere Maßnahmen gegen die Verunreinigung der Umgebung unnötig werden.

Durch die Erfindung wird bewiesen, daß die Absorptionsreaktion zwischen der Alkali-Waschlösung und sauren Gasen proportional der Menge an wirksamem Alkali in der Waschlösung ist, daß sie jedoch unabhängig ist von den gebildeten sauren Salzen. Infolgedessen kann die alkalische Waschlösung bei höherer Konzentration angewendet werden und gleichzeitig wird der Alkaliverbrauch vermindert.

Durch die Erfindung, welche aufgrund der Entdeckung des Absorptionsmechamismus die Wiedergewinnung einer überwiegend aus sauren Salzen bestehenden Lösung direkt aus der Alkali-Waschlösung gestattet, kann die vollkommene Wiedergewinnung der verbrauchten Waschlösung in Industrieanlagen durchgeführt werden, die schlechte Quellen für saure Gase aufweisen, wie petrochemische Anlagen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Reinigen eines saure Gase enthaltenden Gasgemisches durch Waschen mit Alkali im Gegenstrom und Gewinnung einer Lösung saurer Alkalisalze, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus der Erdölraffination oder aus petrochemischen Anlagen stammendes Gasgemisch in mindestens zwei in Abschnitte unterteilten und in Serie geschalteten Einheiten gewaschen wird, wobei ein Teil der Waschlösung der einzelnen Abschnitte im Kreislauf geführt und der Strom der Waschlösung so geregelt wird, daß das Molverhältnis der gebildeten sauren Salze zum Alkali in dem in Strömungsrichtung des Gases ersten Abschnitt größer als 4 und das Molverhältnis der gebildeten neutralen Salze zum Alkali in dem in Strömungsrichtung des Gases letzten Abschnitt kleiner als 1 ist

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit in Serie geschalteten Wascheinheiten, die Einrichtungen zum Gas-Flüssigkeits-Kontakt aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei jeweils mit Mitteln zur Kreislaufführung der Waschlösung versehene Wascheinheiten in Serie geschaltet und jeweils am unteren Teil der Wascheinheiten Behälter für die Lösung vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Wärmeisolationen und/oder Heizeinrichtungen für die Wascheinheiten, Rohrleitungen und Flüssigkeitsventile vorgesehen sind.