DE2146775A1 - Verfahren zur entfernung von kohlendioxid und/oder schwefelwasserstoff aus gasen - Google Patents

Verfahren zur entfernung von kohlendioxid und/oder schwefelwasserstoff aus gasen

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DE2146775A1
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diamine
gases
carbon dioxide
propylene
ethylene
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Ernst Dr Fuerst
Herwig Dr Hoffmann
Jochen Dr Stahlberg
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BASF SE
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BASF SE
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/48Sulfur compounds
    • B01D53/52Hydrogen sulfide
    • B01D53/526Mixtures of hydrogen sulfide and carbon dioxide

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  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Description

  • Verfahren zur Entfernung von Kohlendioxid und/oder Schwefelwasserstoff aus Gasen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von C02 und/oder H2 5 aus solche Bestandteile enthaltenden Gasen durch Auswaschen mit einer wässerigen Lösung von Diaminen unter erhöhtem Druck und nachfolgender Regeneration des Lösungsmittels, wobei als Diamine Derivate des Äthylendiamins bzw Propylendiamins verwendet werden.
  • Es ist bekannt, aus Gasgemischen Kohlendioxid und/oder Schwefelwasserstoff und/oder Kohlenoxisulfid durch eine Wäsche mit wässerigen Aminlösungen zu entfernen (vgl. Kohl und Riesenfeld, Gas Purification, 1960, Seiten 19 ruf.).
  • Dabei werden hauptsächlich primäre, sekundäre oder tertiäre Amine in wässeriger Lösung verwendet. In technischen Anlagen werden vorwiegend Monoäthanolamin, Diäthanolamin oder Triäthanolamin eingesetzt (loc. cit. Seite 19) Es ist ferner schon bekannt, Hydrazin (vgl Industrial and Engineering Chemical Fundamentals, Band 8, 1969, Heft 5, Seiten 415 bis 423) oder Diaminoisopropanol (vgl. loc. cit. Seite 19) enthaltende Waschmittel fUr die Entfernung von C02 und/oder H2S aus Gasen anzuwenden.
  • Im allgemeinen hängt die technische Brauchbarkeit solcher Amine von einer Vielzahl von Faktoren ab, wie Basizität der wässerigen Lösung, Temperaturbeständigkeit der Lauge, Dampfdruck der Lösung, Beladbarkeit, Korrosionsverhalten der Lauge bei höheren Temperaturen und dem Viskositätsverhalten der wässerigen Lösung, das bestimmten Anforderungen genügen muß.
  • Es ist daher für den Fachmann äußerst schwierig, alle diese Faktoren und deren teilweise gegenseitige Beeinflussung abzuschätzen, wenn er vor die Aufgabe gestellt ist, ein Verfahren für die Entfernung von CO2 und/oder H2S aus Gasen vorzuschlagen So ist es bereits seit dem Jahre 1957 bekannt, Diamine, wie Diisopropanol, für die C02- und H2S-Entfernung aus Gasen zu verwenden; dennoch hat die Wäsche mit Diaminen bisher keinen Eingang in die Technik gefunden In allen technischen Anlagen werden heute ausschließlich Monoamine angewendet Des weiteren unterscheiden sich Diamine bezüglich der sogenannten Beladungsdifferenz, d. h. der Aufnahme von C02 pro cm3 Lösung bei 1 atm Druckdifferenz erheblich und in nicht vorherzusehender Weise von Monoaminen. So zeigt z B Methyldiäthanolamin eine Beladungsdifferenz von 18,6, das konstitutionell ähnlich aufgebaute Diamin, N-Dihydroxyäthyl-N-dihydorxyäthyläthylendiamin dagegen nur einen Wert von 10 für die Beladungsdifferenz; aus diesem Grund ist letzteres nicht geeignet für eine technische Verwendung als Absorptionsmittel.
  • Es wurde nun gefunden, daß man in Lösungen bestimmter Diamine sehr hohe Beladungsdifferenzen erreicht, bei sonst sehr günstigen übrigen Eigensdchaften, wie Viskositätsverhalten der Lösung, Temperaturunempfindlichkeit der Lösung und damit verbundener geringer KorrosionsneiguIlg der Lösung Vorliegende Anmeldung betrifft daher ein Verfahren zum Abtrennen von C02 und/oder HpS aus solche Bestandteile enthaltenden Gasen durch Auswaschen mit wässerigen Lösungen von Diaminen unter erhöhtem Druck und nachfolgender Regeneration der wässerigen Lösung, dadurch gekennzeichnet, daß man als Diamine Derivate des Äthylendiamins bzw Propylendiamins verwendet, die mindestens Je einen Alkyl- bzw Hydroxyalkylsubstituenten aufweisen Als Diamine kommen in Betracht vOrzugsweise tert.-Diamin* die Athylgruppen und/oder Hydroxyäthylgruppen aufweisen; als besonders vorteilhaft haben sich die Diamine erwiesen, die sowohl Methyl- als auch Hydroxyäthylsubstituenten tragen, wie 3. . ddS N-Dimetyl-N-methylhydroxyäthyl-äthylendiamin und das N-Dirnethyi-NI-dihydroxyäthyl-propylendiamin.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird Je nach der C02- bzw. H2S-Konzentration in den zu reinigenden Gasen zweckmäßig unter einem Druck von 5 bis 100 atm durchgeführt; es hat sich als vorteilhaft erwiesen, insbesondere Drucke im Bereich von 40 bis 80 atü anzuwenden.
  • Die Regeneration der verwendeten Lösung, d. h. die nachträgliche Entfernung des unter Druck gelösten Gases, erfolgt anschließend durch eine ein- oder mehrstufige Desorption und/oder durch Strippen bzw. Heißregenerierung, wobei man sich vorteilhaft der Eigenschaft bedient, daß die Löslichkeit der zu entfernenden Gase in diesen wässerigen Aminlösungen mit steigender Temperatur rasch abnimmt. Vorteilhafterweise wird die Heißregenerierung mit der Strippregenerierung verbunden, wobei man die beladene Waschflüssigkeit bis zur Siedetemperatur erwärmt und mit dem eigenen Dampf oder gegebenenfalls mit Strippdampf strippt Die Betriebskosten von Gaswäschen werden wesentlich durch die Heiz-, Kühl- und Pumpkosten für das verwendete Lösungsmittel bestimmt. Je niedriger das Verhältnis von Lösungsmittelumlauf zu Gasdurchsatz ist, desto niedriger sind die Betriebskosten einer solchen Gaswäsche. Das Lösungsmittel/Gasverhältnis wird durch die Gasbeladungsdifferenz des Lösungsmittels zwischen Absorptions- und Regenerationsstufe bestimmt.
  • In der nachfolgenden Tabelle sind Beladungsdifferenzen für 3,5molare wässerige Lösungen von Aminen gemäß dem Stand der Technik zusammen mit den Werten der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Diamine aufgeführt. Die Messungen wurden bei 700C durchgeführt, die Beladungsdifferenz entspricht der Abnahme der Löslichkeit bei Druckentspannung von 1 atm auf 0,01 atm Tabelle iladungsdifferenzen gemessen bei 700C, Entspannung von 1 atm auf 0,01 atm, wässerige Lösungen 3,5molar 1. Triäthanolamin 12,5 [Nm3 CO2/cm3 Lösungsmittel] 2. N-Methyl-diäthanol- 18,6 [Nm3 CO2/cm3 Lösungsmittel] amin 5. N-Dimethyl-Nt-methylhydroxy- 3 äthyl-äthylendiamin 23,2 Nm C02/cm Lösungsmitte 4. NDimethylNt -dihydroxyäthyl- 5 5 propylendiamin 55,0 Nm C02/cm Lösungsmitte Bei gleicher Stoffübergangsgeschwindigkeit für die Absorption ergibt sich daher eine deutliche Einsparung an Lösungsmittel für die Wäsche mit den Lösungen von Diaminen gemäß vorliegender Erfindung (Beispiel 3 und 4 der Tabelle Bei einem zahlenmäßigen Vergleich von 2 und 3 ergibt sich eine Einsparung an Lösungsmittel von 20 % im Falle 5 Dies bedingt eine Senkung der Energiekosten für den Betrieb einer Gaswäsche um 20 %.
  • Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich die Apparatedimensionen verkleinern, dies trifft insbesondere für diejenigen Anlagenteile zu, welche stark von der Lösungsmittelumlaufmenge abhängen, wie z. B. Pumpen, Pumpen-Entspannungsturbinen und Desorptionskolonne. Daraus folgt eine Reduktion der Investitionskosten bei Bau von Anlagen, in denen das erfi ndungsgemäße Verfahren verwendet wird Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch das nachfolgende Beispiel erläutert Beispiel Aus 4,2 Nm5 Rohgas, das 28 Volumenprozent C02 enthält, wird in einer mit Metallpall-Ringen gefüllten Kolonne im Gegenstrom mit 60,5 l/h N-Dimthyl-N'-methylhydroxyäthyl-äthylendiemainlösung (5,5molar) das kohlendioxid bis auf 0,1 Volumenprozent ausgewaschen.
  • Die Lösung wird anschließ@ud in einer Desorptionskolonne bei Siedeiemperatur regenerie

Claims (1)

  1. Patentansprüche 1. Verfahren zt3r Entfernung von Kohlendioxid undjoder Schwefelwasserstoff aus solche Bestandteile enthaltenden Gasen durch Auswaschen mit wässerigen Lösungen von Diaminen unter erhöhtem Druck und nachfolgender Regeneeration der wässerigen Lösung, dadurch gekennzeichnet, daß man als Diamine Derivate des Äthylendiamins bzw. Propylendiamins verwendet, die mindestens je einen Alkyl- bzw. Hydroxyalkylsubstituenten tragen.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man methyl- bzw. hydroxyäthylsubstituierte Derivate des Äthylendiamins bzw. Propylendiamins verwendet.
    5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man N-Dimethyl-Nt-methylhydroxyäthyl-äthylendiamin oder N-Dimethyl-N' -dihydroxyäthyl-propylendiar!lin verwendet.
DE19712146775 1971-09-18 1971-09-18 Verfahren zur entfernung von kohlendioxid und/oder schwefelwasserstoff aus gasen Pending DE2146775A1 (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0033401A2 (de) * 1980-01-05 1981-08-12 Metallgesellschaft Ag Verfahren zum Entfernen von H2S, CO2, COS und Merkaptanen aus Gasen durch Absorption
CN109433057A (zh) * 2018-12-06 2019-03-08 安徽省人防建筑设计研究院 一种人防工程建筑浇筑搅拌装置

Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0033401A2 (de) * 1980-01-05 1981-08-12 Metallgesellschaft Ag Verfahren zum Entfernen von H2S, CO2, COS und Merkaptanen aus Gasen durch Absorption
EP0033401A3 (en) * 1980-01-05 1981-08-26 Metallgesellschaft Ag Process for the removal of h2s, co2, cos and mercaptans from gases by absorption, and absorption solution for carrying out the process
CN109433057A (zh) * 2018-12-06 2019-03-08 安徽省人防建筑设计研究院 一种人防工程建筑浇筑搅拌装置

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