DE2312754A1 - Verfahren und vorrichtung zur rueckgewinnung von wertvollen bestandteilen bei einer physikalischen gaswaesche - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur rueckgewinnung von wertvollen bestandteilen bei einer physikalischen gaswaesche

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Description

LINDE AKTIENGESELLSCHAFT
a 1973
Verfahren und Vorrichtung sur Rückgewinnung vor wertvollen Bestandteile» bei einer physikalische* Qaswlaohe
Die Erfindung betrifft ein Verfahre» und eine Vorriohtung sur Rückgewinnung einer oder Mehrerer bei elfter physikalische* QaswKsche von der Waschflüssigkeit aufge»opsM»e» Ko»po*e»te» eines Rohgases duroh Entspannen der beladenen Waschflüssigkeit·
Bei einer physikalische» OaswIUche lSsea sich »ebe» der aussuwasohenden Koapo»e»te auoh noch andere In de» Rohgas enthaltene KoHponente», wobei die gelöste Gasse»*« de» Partialdruck und der Löslichkeit der einseine» Oase proportional 1st·
Sind diese oitgelöatea Koeponentea i» Produktga» er« wünscht« so stellt dieses Verhalte» ei»©* »loht unerhebliche»
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LiNDEAKTlENGESELLSCHAFT
Ausbeuteverlust dar« so daß eine Rückgewinnung dieser wertvollen Komponenten angebracht ist. .
Es ist bereits ein Verfahren zur Rückgewinnung der· * artiger wertvoller Komponenten bekannt, - wobei die beladens Waschflüssigkeit entspannt und die entstehende gasförmige Fraktion, die den grüßten Teil der mit ge lösten. Komponenten uad eine Teilmenge der auszuwaschenden Komponente enthält» nach RUckverdichtung auf den Rohgasdruok wieder zügen!soht» wi&rend die flüssig« Fraktion einer weiteren Regenerierung zugeführt wird.
Bin derartiges Verfahren ist in vielen Fällen anwendbar und auch wirtschaftlich, Soll s.B, aus einem Rohgas aus einer Anlage zur partiellen Oxidation von beispielsweise schwefelhaltigen Rohölen* das neben Wasserstoff und Sauargaa« das si oh aus Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid susaaeeaaetst» noch Kohlenmonoxid, Methan und Stickstoff enthielt, das Sauergas ausgewaschen und der Wasserstoff als Froduktgas g»wona«m werden» so kann duroh eine einfache Entspannung in der beschriebenen Meise soviel Wasserstoff aus der beladenen Waschflüssigkeit surUokgewoaiten werde», daß die Wasserstoff ausbaute über 99 % liegt. Dies ist möglich» well das Verhältnis der Lösliohkeiten zwischen Wasserstoff und Kohlendioxid sehr groß ist.
Soll dagegen im den Produktgas »ebea Wasserstoff beispielsweise auch noch Methan enthalten sein» was von großem Vorteil ist» wenn das Produktgas als Heizgas oder als Ausgang&pro-
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dukt für synthetisches Erdgas verwendet werden soll* so kann das Methan durch einfaohe Entspannung nicht mehr vollstltodig genug zurückgewonnen werden,- da die Löslichkeiten von Methan und Kohlendioxid relativ nahe beisammen liegen. Überdies entgast bei der Entspannung ein ÖroBteil des gelüsten Kohlendioxids, wodurch die Kospressionsenergie für die Rückverdichtung des Gases und gleichzeitig die Menge des auszuwaschenden Kohlendioxids im Rohgas ansteigt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe ztigruade, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Rückgewinnung von in einer Waschflüssigkeit mltge lösten wertvollen Komponenten zu entwickeln, das sich trotz eines geringen Aufwandes durch eine hohe Ausbeute auszeichnet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemEfl dadurch gelöst, daS die entspannte beladene Waschflüssigkeit vor ihrer endgültigen Regenerierung Bit einem Gas gestrippt wird, das ausschließlich aus einer oder Hehreren Komponente* des Rohgases besteht und das frei ist von den zurückzugewinnenden und den auszuwaschenden Komponenten.
Da dieses Strippgas keine aus dem Rohgas auszuwaschenden und auch keime aus der beladen«* Waschflüssigkeit auszutreibenden Bestandteile enthalt, wird dl· Waschflüssigkeit nahezu vollständig von den Bitgelösten, im Produktgas erwünsohtt« Komponenten befreit, so daß vor der endgültigen Rngeaerie-
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rung die Waschflüssigkeit faä ausschließlich mit auszuwaschenden Komponenten beladen ist. Das beladene Strippgas setzt sich aus ira Rohgas enthaltenen und im Produktgas entweder nicht störenden oder aber erwünschten Komponenten zusammen und kann daher zwecks Ausbeute verbesserung dem Rohgas, ohne nachteilige Polgen nach Rückverdichtung wieder zugemischt werden.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens besteht darin, daß als Strippgas ein mit der regenerierten Waschflüssigkeit behandelter und anschließend entspannter Teil des Produktgases verwendet wird. Mit Hilfe dieser ebenso einfachen wie zweckmäßigen Methode wird ein Strippgas gewonnen« das nur Bestandteile des Rohgases enthalten kann und das, bei ausreichender Behandlung des Produktgases mit regenerier* ter Waschflüssigkeit, frei ist sowohl von zurückzugewinnenden als auch von auszuwaschenden Komponenten. Das Strippgas fällt Im Rahmen des Waschprozesses an, wodurch auf anlagenfremde Quellen verzichtet werden teinn.
Das die wertvollen Komponenten enthaltende Strippgas kann dem Produktgae zugemischt werden. Besondere zweckmäßig 1st es aber, wenn das beladene Strippgas auf den Rohgaedruok verdichtet und dem Rohgas zugemisoht wird*
JSin« Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht im wesentlichen aue einer Waech-, einer Stripp- und
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einer Regeneriersäule, wobei die Waschsäule über die Entnahmestelle für das Produktgas hinaus verlängert ist. Dadurch kann Über der Entnahmestelle für das Produktgas ein Teil von diesem mit frischer regenerierter Waschflüssigkeit behandelt werden, bis das Strippgas die geforderten Bedingungen erfüllt, d.h. die geforderte Reinheit aufweist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines sohematisoh dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Zn dem Beispiel wird ein Rohgas aus einer Anlage zur partiellen Oxidation von schwefelhaltigem Rohöl mit Methanol als Waschflüssigkeit behandelt. Das Rohgas enthält 32,7 Mol-£ Wasserstoff, 38,1 Mol-# Sauergas, das aus 1,4 Mol-# Schwefelwasserstoff und 36.7 Mol-# Kohlendioxid besteht, sowie 11,9 Mol-£ Kohlenmonoxid und Stickstoff und 17*3 Mol-# Methan, wobei vor allem das Methan als Ausgangsstoff für die Herstellung von synthetischem Erdgas zurückgewonnen werden soll.
100 000 Knr/h Rohgas ströme» »it eines Druck voa 67 ata und einer Temperatur von 308 K über eine Leitung 1 und einen Wärmetauscher 2 in den unteren Teil einer Waschsäule 3, in die ein Amaoaiakkältekreis 4 gesohaltet ist, und werden dort mit Methanol behandelt.
Dem oberen Tail der Waschsäule 3 werden über eine Leitung 5 62 500 MnrVh Produktgas, das aus 51«8 MoI-J* Wasser-
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stoff, 18,9 MoI-Jg Kohlenmonoxid und Stickstoff, 27,7 Mol-# Methan und 1,6 Mol-£ Kohlendioxid besteht, abgezogen, und im Wärmetauscher 2 gegen Rohgas bis auf oa. 298 K angewärmt, bevor es die Anlage verläßt. Am Kopf eines oberen Abschnittes 6 der Wasohsäule 3» der die erfindungsgemäße Verlängerung der Waschsäule 3 darstellt, wird ein Teil des Produktgases alt dem gesamten, frisoh regenerierten Methanol von 16O ur/h* das mit einer Temperatur von 213 K über eine Leitung 7 am Kopf des Wasohabschnitts 6 eingeführt wird, behandelt und dadurch nahezu von allen Bestandteilen aufler Wasserstoff befreit.
Bei der Sauergasentfernung aus Spaltgasen ist im Produktgas immer Wasserstoff enthalten. Soll das Produktgas für die Herstellung von synthetischem Brdgas verwendet werden, so 1st es vorteilhaft, bereits bei der Spaltung auf einen möglichst hohen Gehalt von Methan tu achten. Da Methan As Endprodukt darstellt und andererseits auoh durch Methanisierung aus drei Teilen Wasserstoff und einem Teil Kohlenmonoxid hergestellt werden kann, ist es erslohtlioh, dafl auf die MethanrückgewinnuAg gröaten Wert gelegt werden mul, während ein gleich groSer Wasserstoffverluet nur einen Verliet von einem Drittel des Produktes gleichkommt.
Di· löslichkeit von Wasserstoff ist in den misten Lösungsmitteln merklloh kleiner als die von Methan. Bei Methanol 1st das LBsliohkoitsverhlltnis bei einer Temperatur von 233 K s.B. 1 ι 12, während i.B. das LösliohkeitsverhÄltnls von Methan
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zu Kohlendioxid bei 1 χ 13 liegt» wobei dieses Verhältnis starker von Temperatur, Druck und Konzentration abhängig ist·
Nachdem die Waschmittelmenge für die Sauergasauewasohung bei einen gegebenen Druck durch die Löslichkeit von Kohlendioxid festgelegt ist, ist es möglich, aus einer kleinen Oasmenge am Kopf der WaschsKule 3 mit der ganzen Methanolaenge das Methan auszuwaschen us dadurch ein Strippgas su erhalten« das praktisch nur aus Wasserstoff besteht und frei von Nethan 1st.
2 500 KaP/h dieses Oases, das aus 84,3 MoI-* Wasserstoff, 15,6 MoI-* Kohlenmonoxid und Stickstoff, und 0,1 Mol** Methan besteht, «erden nun erfindungsgemäß als Strippgas verwendet und Ober eine Leitung 8 nach Entspannung auf einen ZwI-sohendruok von 21 ata am Fuß einer Strippsäule 9 eingespeist, wo es Ib Oegenstrom su aus der Wasohsäule 3 über eine Leitung abgezogener ebenfalls auf 21 ata entspannter und am Kopf der Strippsäule 9 eingeleiteten, beladenen Waschflüssigkeit das in dieser enthaltene Methan aufnimmt.
An Kopf der Strippsäule 9 werden 11 200 Hm5A Methan enthaltende· Strippgas, das sich aus 20,2 MoI-* Wasserstoff, 6,5 MoI-Jt Kohlenmonoxid und Stickstoff, 20,3 MoI-Ji Methan, 52,4 MoI-* Kohlmonxd und 0,6 MoI-* Schwefelwasserstoff zusammensetzt. Ober eine Leitung 11 abgezogen, in des Wärmetauscher 2 gegen eintretende· Rohgas angewärmt, in einem Verdichter 12 auf den Rohgnedruok von 67 ata rtlokverdiohtet und aa-
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schließend dem Rohgas in der Leitung 1 zugemisoht.
Am Fuß der Strippsäule 9 wird eine vor allem mit Sauergas beladene Waschflüssigkeit über eine Leitung IJ> entnommen und über einen Wärmetauscher 14 nach einer Entspannung auf 2 ata am Kopf einer Regeneriersäule 15 eingeführt· In der Regeneriersäule 15, die am Fuß mit Dampf beheizt und am Kopf mit Kühlwasser gekühlt wird, werden 27 500 Nm/h Sauergas, das 95,1 Mol-£ Kohlendioxid und 2,6 Mol-# Schwefelwasserstoff enthHlt, ausgetrieben und am Kopf über eine Leitung 16 abgegeben, wKhrend über eine Leitung 18 das regenerierte Methanol mit Hilfe einer Pumpe 17 über den Wärme tausch er 14 und über die Leitung an Kopf des Waschabschnittes 6 der Waschsäule 3 aufgegeben wird.
Der Kältehaushalt der Anlage wird durch den zusatz-Hohen Waschabschnitt 6 nioht verändert, da die Waschflüssigkeit ohnehin mit den Bestandteilen des Rohgases entsprechend der Temperatur und dem Partialdruck aufgesättigt werden muß.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf die Rückgewinnung von Methan beschränkt, sondern kann allgemein, sofern in Rohgas mindestens drei Konpenenten mit merklich verschiedener Löslichkeit enthalten sind, angewendet werden.
Beispielsweise kann das erfinduagsgemäde Verfahren auch dann angewendet werden, wenn die aus dem Rohgas auszuwaschende Komponente in möglichst reiner Form gewonnen werden
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soll. So können bei der Gewinnung von Acetlyen aus einen Spalt· gas» das neben Acetylen noch Äthylen, Nethan und Wasserstoff enthllt» aus der hauptalohlloh Mit Aoetylen beladeaen Waschflüssigkeit das mitgelöste Äthylen und Methan durch Strippen Bit Wasserstoff abgetrieben werden» ohne dafl eine Aoetylenrückführung ala Strippgas erforderlich ware. Da die Löslichkeit des Wasserstoffs gegenüber der des Acetylene sehr viel kleiner 1st» kann auch Bit diesem Verfahren die geforderte Aoetylenrelnhelt erreioht werden.
4 Patentansprüche
1 Blatt SelehftURgen
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Claims (4)

LINDEAKTIENGESELLSCHAFT (H 718) H 73/021 Bh/IXl 14. MHr» 1973 Patentansprüche
1. Verfahren zur Rückgewinnung einer oder aehrerer bei einer physikalischen Oaswtsohe von der Waschflüssigkeit aufgei aen Komponenten elnea Rohgases duroh I*tspannen der beladenen Waschflüssigkeit, daduroh gekennzeichnet, daJ die entspannte beladene Waschflüssigkeit vor Ihrer endgültigen Regenerierung Bit einem Oas gestrippt wird« das ausschließlich aus einer oder Bshreren Komponenten des Rohgases besteht und das frei 1st von den zurückzugewinnenden und den auszuwaschenden Konpo-
2. Verfahren naoh Anspruch 1« daduroh gekennzeichnet· da£ als Strippgas ein mit der regenerierten WasohflUsslgkeit behandelter und ansohlleBend entspannter Teil de· Produktgaees verwendet wird.
3· Verfahren naoh Anspruch 1 oder 2, daduroh gekennzeichnet, dal das beladene Strippgas auf den Rohgasdruok verdichtet und den Rohg*s zugeaischt wird.
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4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, bestehend im wesentlichen aus einer Wasch-« einer Stripp- und einer Regeneriersäule, dadurch gekennzeichnet» daß die Waschsäule (3) über die Entnahmestelle (5) für
das Produktgas hinaus verlängert ist.
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