DE2421956C2 - Verfahren zur Entfernung von Schwefelwasserstoff aus einem Gasgemisch - Google Patents

Verfahren zur Entfernung von Schwefelwasserstoff aus einem Gasgemisch

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Description

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das reiche Lösungsmittel aus der Absorptionszone zunächst zu einer Sei. .iellverdampfungszone geleitet wird, worin darin gelöste geringfügige Mengen Methan und CO2 freigesetzt werden, worauf das Lösungsmittel zur Ausstreifzone geleitet und von Schwefelwasserstoff befreit wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Ausstreifzone ein inertes Gas eingeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausstreifgas aus Spülgas vom Methanolsynthesebetrieb stammt
5. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß das arme Lösungsmittel in der Konditionierzone mit Kohlendioxid gesättigt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Expansion der Gasmischung aus der Absorptionszone in einer Expansionsturbine ausgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß die in die Absorptionszone eintretende Gasmischung zunächst im indirekten Wärmeaustausch mit den die Absorptionszone verlassenden Gasen geführt und auf eine Temperatur unterhalb der Temperatur in der Absorptionszone vor ihrem Entritt gekühlt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu reinigende Gasmischung aus Naturgas besteht.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorptionszone auf einem Druck von 35 bis 105 kg/cm2 absolut und einer Temperatur zwischen 21 und 43° C gehalten wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel aus einer Mischung von Dimethyläther von Polyäthylenglykolen mit 3 bis 8 Äthyleneinheiten besteht
In vielen Teilen der Welt besteht eine Knappheit an Naturgas, während andere weit entfernt liegende Länder über Naturgas im Überschuß verfügen. Kosten, Umständlichkeit und Schwierigkeiten bei der Verflüssigung von Naturgas und beim Bau von Tankern zum Transport des flüssigen Naturgases nehmen ständig zu. In vielen Fällen kann Methanol zufriedenstellend als Brennstoff anstelle von Naturgas benutzt werden, und in einigen Fällen bietet es trotz seines niedrigeren Heizwertes Vorteile gegenüber Naturgas, insbesondere hinsichtlich des Transportes, weil erheblich billigere Tanker verwendet werden können, da Methanol normalerweise flüssig ist.
Methanol wird aus Synthesegas, d. h. einer Gasmischung aus im wesentlichen zwei Teilen Wasserstoff und einem Teil Kohlenmonoxid hergestellt. Das Synthesegas kann aus Naturgas zubereitet werden, indem man Wasserdampf mit Methan unter Bildung von Wasserstoff und Kohlenmonoxid gemäß der folgenden Gleichung
umsetzt
CH4+ H2O-3 H2+ CO
Da diese Umsetzung 3 Mol Wasserstoff auf I Mol Kohlenmonoxid liefert, hat diese Mischung einen Unterschuß an Kohlenstoff für die anschließende Methanolsynthese, und man muß zusätzlich Kohlenmonoxid zusetzen, um diesen Unterschuß auszugleichen. Wenn in der Mischung aus Methan und Wasserdampf jedoch auch Kohlendioxid enthalten is«, sind die erzeugten Reaktionsprodukte Kohlenmonoxid und Wasserstoff im gewünschten Mengenverhältnis von 1 Mol Kohlenmonoxid zu 2 Mol Wasserstoff gemäß der folgenden Gleichung:
10 3CH4 + CO2 + 2H2O-4CO + 8 H2
Somit ist die Bedeutung von Kohlendioxid neben Methan zur Erzeugung von Synthesegas ersichtlich Schwefelverunreinigungen im Gas aber wirken als Gift für den Methanolsynthesekatalysator und müssen entfernt werden.
Einige Naturgasquellen liegen in Gegenden, wo es an Wasser mangelt. Deshalb wäre natürlich eine Arbeitsweise wertvoll, die keinen Wasserverbrauch erfordert
Aus der US-PS 33 62 133 ist ein Verfahren zur Reinigung eines insbesondere aus einem fossilen Brennstoff stammenden Gasgemisches, das in der Hauptsache Methan, Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff enthält, bekannt Aus dieser Druckschrift sind die Merkmale a), b), c), d), e), j) und k) des Verfahrens nach der Erfindung im wesentlichen bekannt
Die US-PS 35 31 917 beschreibt ein Verfahren zur Entfernung von Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff aus sie enthaltenden Gasgemischen, und aus dieser Druckschrift sind die Merkmale g), h), i) und 1) an sich bekannt
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bestand nun darin, ohne die Notwendigkeit einer Wärmezufuhr oder -abfuhr Schwefelwasserstoff von Gasgemischen, die in der Hauptsache Methan, Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff enthalten, möglichst vollständig abzutrennen, währ und das Kohlendioxid im Gasgemisch möglichst vollständig enthalten bleibt
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Entfernung von Schwefelwasserstoff aus einem Gasgemisch, das in der Hauptsache Methan neben Kohlendioxid und geringfügigen Mengen Schwefelwasserstoff enthält, besteht darin, daß man
a) eine Absorptionszone unter Überdruck im Bereich von 28 bis 140 kg/cm2 absolut bei einer Temperatur zwischen -7 und 6O0C hält,
b) eine hauptsächlich Methan neben Kohlendioxid und geringfügigen Mengen Schwefelwasserstoff enthaltende Gasmischung in die Absorptionszone einführt,
c) als Lösungsmittel einen normalerweise flüssigen Dialkyläther eines Polyalkylenglykols mit darin gelöstem Kohlendioxid in die Absorptionszone einführt, wobei das Lösungsmittel eine niedrigere Temperatur ais die Absorptionszone hat,
d) das Lösungsmittel abwärts im Gegenstrom zu und in innigem direktem Kontakt mit der aufsteigenden Gasnr'schung leitet, bis praktisch der ganze Schwefelwasserstoff zusammen mit einem geringen Anteil <to Kohlendioxid aus der Gasmischung entfernt ist,
e) die Methan und Kohlendioxid enthaltende und praktisch schwefelwasserstofffreie Gasmischung aus der Absorptionszone abführt,
f) den Druck auf der Gasmischung aus der Absorptionszone unter Kühlung und Expansion der Gasmischung reduziert,
g) die gekühlte Gasmischung in direktem Kontakt mit armem Lösungsmittel durch eine Konditionierzone führt und das Lösungsmittel auf eine Temperatur unterhalb der Temperatur der Absorptionszone kühlt und im armen Lösungsmittel Kohlendioxid auflöst,
h) das gelöste Kohlendioxid enthaltende gekühlte Lösungsmittel aus der Konditionierzone als Lösungsmittel zur Absorptionszcne leitet,
i) die Methan und Kohlendioxid enthaltende und praktisch schwefelwasserstofffreie Gasmischung aus der Kon<iitionierzone abzieht,
j) schwefelwasserstoffhaltiges reiches Lösungsmittel von der Absorptionszone zu einer Ausstreifzone leitet, die auf einem niedrigeren Druck als der Absorptionscruc* und auf einer Temperatur von 21 bis 1490C gehalten ist, und den im Lösungsmittel enthaltenen Schwefelwasserstoff verflüchtigt,
k) den verflüchtigten Schwefelwasserstoff aus der Ausstreifzone abführt und
1) das arme Lösungsmittel aus der Ausstreifzone zur Konditionierzone zwecks Kühlung und Auflösung von Kohlendioxid leitet
Der Überdruck in der Absorptionszone ist bevorzugt 35 bis 105 kg/cm2 und die Temperatur 21 bis 43° C.
Das Lösungsmittel ist vorzugsweise ein normalerweise flüssiger Dialkyläther eines Polyalkylenglykols mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen in jeder Alkylgruppe und 3 bis 8 Äthyleneinheiten, vorzugsweise ein Dimetbyläther eines Polyäthylenglykols, zweckmäßig eine Mischung von Dimethyläthern von Polyäthylenglykolen. Die Ausstreifzone arbeitet vorzugsweise bei einem absoluten Druck von 0,8 bis 7 kg/cm2 und bei einer Temperatur von 27 bis 49° C.
Bei einer Ausfünrungsform kann man insbesondere das reiche Lösungsmittel aus der Absorptionszone zunächst in eine Schneih'P/dampfungszone schicken, um geringfügige Mengen Methan und CO2, die darin gelöst sind, freizusetzen, und dann wird das so verarmte Lösungsmittel zur Ausstreifzone zwecks Entfernung von
C1 63,0
C2 1.0
C3 0,4
γ· ηι
■^4
C5 0,1
H2S 3,5
CO2 12.7
N2 19,0
Schwefelwasserstoff geleitet.
Die Zeichnung erläutert schematisch eine zweckmäßige Durchführung des Verfahrens der Erfindung.
Das Rohgas enthält als Hauptbestandteil Methan neben erheblichen Mengen Kohlendioxid und etwas Schwefelwasserstoff. Naturgas eignet sich gut als Rohgas, da es einen hohen Anteil an Methan und erhebliche Mengen Kohlendioxid neben geringfügigen Mengen Schwefelwasserstoff und außerdem häufig inerte Gase, wie Stickstoff, sowie kleinere Mengen anderer Bestandteile, z. B. höhermolekulare Kohlenwasserstoffe, enthält. Das Rohgas kann auch aus fossilem Brennstoff, wie Erdöl, Kohle und Schiefer stammen. Um das Rohgas für die Umwandlung in Synthesegas und anschließend in Methylalkohol geeignet zu machen, muß sein Schwefelwasserstoffgehalt auf einen sehr niedrigen Wert in der Größenordnung von 5 ppm oder weniger herabgesetzt werden, ίο Bei der Schwefelwasserstoffentfernung aus dem Rohgas soll aber möglichst wenig Kohlendioxid entfernt werden, da das im Gas zurückgehaltene Kohlendioxid wertvoll für die Umwandlung des Gases in Synthesegas ist.
Rohgaszusammensetzung in Volumen-%
;5 Rohgas unter einem Druck von 35 bis 140 kg/cm2 und mit einer Temperatur von 38 bis 66°C fließt durch eine
Leitung 1 und den Wärmeaustauscher 2, wo es in indirekten Wärmeaustausch mit Gasen tritt, die vom Kopf der ;
Absorptionszone 4 durch Leitung 3 gehen. Dadurch wird das Rohgas gekühlt und darin enthaltenes Wasser ;j
kondensiert, bevor das Rohgas am Boden der Absorptionszone 4 durch Leitung 5 in diese eintritt. Die Absorp- *']
tionszone 4 kann irgendein geeigneter Turm, gefüllt mit einer Packung, wie Pallringpackung, oder mit Lochplat- jj
ten, vorzugsweise mit Ventilboden, sein, um einen guten Kontakt zwischen Flüssigkeit und Gas zu gewährleisten. i:1
Das am Kopf der Absorptionszone 4 durch Leitung 6 eintretende Lösungsmittel ist ein normalerweise flüssiger 'if
Dialkylätlier eines Polyalkylenglykols, vorzugsweise ein Dialkyläther eines Polyäthylenglykols mit 1 bis 8 Koh- K(
lenstoffatomen in jeder Alkylgruppe und 3 bis 8 Äthyleneinheiten. Zweckmäßig ist das Lösungsmittel eine \
Mischung aus Dimethyläther von Polyäthylenglykolen. Es enthält gelöstes Kohlendioxid und ist vorzugsweise
damit gesättigt. Wenn Kohlendioxid im Lösungsmittel absorbiert wird, entwickelt sich Wärme. Die Absorptions- '■
wärme von Kohlendioxid im Lösungsmittel ist etwa 40 kcal/450 g. Wenn man also als Lösungsmittel Dialkyläther von Polyalkylglykol verwendet, das gelöstes Kohlendioxid enthält, wird die Aufrechterhaltung einer niedrigen Temperatur in der Absorptionszone 4 erleichtert. Außerdem soll das Lösungsmittel nicht nur gelöstes Kohlendioxid enthalten, sondern auch vor Eintritt in die Absorptionszone 4 auf eine Temperatur unterhalb der Temperatur im Turm gekühlt werden. Auf diese Weise wird ein starker Temperaturanstieg am Kopf der Absorptionszone 4, wie er sonst auftreten würde, verhindert, und es ergibt sich so eine wirksame Schwefelwasserstoffabsorption.
Die Absorptionstemperatur kann zwischen —7 bis 600C liegen und liegt vorzugsweise im Bereich von 21 bis 43° C. Die Temperatur am Kopf Her Absorptionszone 4 ist gewöhnlich niedriger als am Boden, und zwar um 5 bis
Durch die Leitung 6 wird Lösungsmittel in die Absorptionszone 4 in ausreichender Menge eingeleitet, um praktisch den ganzen Schwefelwasserstoff in dem durch die Leitung 5 eintretenden Gas beim Aufsteigen im Gegenstrom und in innigem Kontakt mit dem Lösungsmittel aufzulösen. Die Lösungsmittelmenge hängt von der Konzentration des sauren Gases und von Temperatur und Druck in der Absorptionszone ab. Gewöhnlich sind
so 0,19 bis 381 Lösungsmittel je 28 Normalliter saures Gas angemessen, um den ganzen Schwefelwasserstoff aus dem Rohgas τ::, entfernen. Die Löslichkeit des Schwefelwasserstoffes ist im Lösungsmittel mehrfach größe; als die des Kohlendioxides, so daß sich der Schwefelwasserstoff leicht löst
Ein mit Kohlendioxid gesättigtes und auf eine Temperatur unterhalb derjenigen in der Absorptionszone gekühltes Lösungsmittel gestattet daher eine niedrigere Lösungsmittelumlaufmenge einzuhalten, da die physikalischen Lösungsmittelabsorptionseigenschaften mit sinkenden Betriebstemperaturen besser werden.
Praktisch den ganzen Schwefelwasserstoff aus dem Rohgas neben Kohlendioxid und etwas Methan enthaltendes reiches Lösungsmittel wird in die Schnellverdampfungszone 8 geleitet, die auf einem reduzierten Druck gehalten wird, um die Freigabe einer geringen Menge Gas mit Methan als Hauptbestandteil zu ermöglichen. Die freigesetzten Dämpfe steigen im Abdampfbehälter auf und gehen durch die Niederschlagseinrichtung 9, die aus mehreren Prallplatten oder sonstigen Einrichtungen bestehen kann, an denen sich die im Gas mitgerissenen Flüssigkeitströpfchen sammeln, vereinigen und in die in der Schnellverdampfungszone 8 enthaltene Flüssigkeitsmasse zurückfallen. Normalerweise gestattet ein Druck in der Schnellverdampfungszone 8 von 5 bis 50% des Druckes in der Absorptionszone 4 die Freisetzung des methanhaltigen Gases aus dem durch Leitung 7 zufließenden reichen Lösungsmittel Das vom Kopf der Schnellverdampfungszone 8 durch Leitung 11 abgegebene Gas kann aus dem System ausgetragen und als Brennstoff verwendet oder gewünschtenfalls zur Absorptionszone 4 zwecks weiterer Gewinnung des Kohlenwasserstoffgehaltes zurückgeleitet werden.
Reiches Lösungsmittel in der Schnellverdampfungszone 8, aus der Kohlenwasserstoffgas durch Leitung 11 freigegeben worden ist, fließt durch Leitung 12 in die Ausstreifkolonne 13, die ein geeignet gefüllter Turm oder
ein Turm mit Ventilboden von ähnlicher Konstruktion wie in der Absorptionszone 4 sein kann. Der Druck in der Ausstreifkolonne 13 wird unter dem der Absorptionszone 4, im allgemeinen innerhalb des Bereiches von 0,8 bis 7,0 kg/cm2 absolut, vorzugsweise bei 0 bis 0,7 kg/cm2, gehalten, und die Temperatur kann relativ niedrig sein, wie 21 bis 149°C entsprechend dem Druck und der Menge des Ausstreifgases. Vorzugsweise wird die Temperatur innerhalb des Bereiches von 27 bis 49°C gehalten. In den Ausstreifer 13 kann durch Leitung 15 ein inertes Gas, wie Stickstoff, Luft, Wasserdampf, Methan oder sogar Abgas, wie z. B. Spülgas aus der Methanolsyntheseanlage, das Stickstoff, Kohlenmonoxid und Wasserstoff enthält, als Ausstreifgas eintreten. Die aus dem reichen Lösungsmitvlzusammen mit Ausstreifgas verflüchtigten Gase streichen aufwärts durch Ausstreifkolonne 13, dann durch die Niederschlageinrichtung 14 von ähnlicher Konstruktion wie die Niederschlageinrichtung 9 zwecks Verhinderung der Mitführung von Flüssigkeitströpfchen in dem Gas, und die Gasmischung, die durch die Niederschlageinrichtung 14 streicht, enthält Schwefelwasserstoff zusammen mit etwas Kohlendioxid und Ausstreifgas sowie geringfügige Mengen anderer Bestandteile. Sie verläßt das System durch Leitung 16. Das schwefelwasserstoffhaltige Gas kann zwecks Umwandlung des Schwefelwasserstoffes in elementaren Schwefel zu einer Claus-Anlage geleitet werden.
Obgleich bei der bevorzugten Arbeitsweise das von der Absorptionszone 4 durch Leitung 7 kommende reiche Lösungsmittel zunächst einer Schnellverdampfung zwecks Entfernung von gelöstem Kohlenwasserstoffgas unterzogen wird, kann die Schnellverdampfungsstufe auch fortgelassen werden, und das durch Leitung 7 fließende Lösungsmittel kann dann unmittelbar zur Ausstreifkolonne 13 geleitet werden. In diesem Fall enthalten die von der Ausstreifko'.onne 13 durch Leitung !6 abgegebenen Gase, eine kleine Menge Kohlenwasserstoffgas, das für den Betrieb der Claus-Anlage nicht schädlich ist. 20
Armes Lösungsmittel vom Boden der Ausstreifkolonne 13 fließt durch die Leitung 17 und wird von der Pumpe *
18 durch die Leitung 19 zum Konditioniergefäß 21 befördert, das mit einer Packung oder Platten versehen ist, um den Kontakt zwischen eintretender Flüssigkeit und in das Gefäß 21 eingeführtem Gas zu erleichtern.
Das praktisch schwefelwasserstofffreie Gas aus der Absorptionszone 4 streicht aufwärts durch die Niederschlageinrichtung 22 und von dort durch die Leitung 3 zur Expansionsturbine 23, worin das Gas expandiert und Energie erzeugt wird. Auch wird das Gas infolge der Expansion kühler aufgrund der geleisteten Arbeit und des Joule-Thompson-Effektes. Die durch die Gasexpansion erzeugte Energiemenge ist mehrfach größer, als zum Betrieb der Anlage erforderlich ist. Der Energieüberschuß kann natürlich für andere Zwecke verwendet werden. Der Druckabfall setzt die Gastemperatur erheblich, und zwar um 25° C oder mehr herab.
Das gekühlte Gas aus der Expansionsturbine 23 fließt durch die Leitung 24 zum Konditioniergefäß 21, wo es in inn'jem Kontakt mit dem durch Leitung 19 eintretenden armen Lösungsmittel tritt. Dieser direkte Kontakt zwischen Kühlgas und armem Lösungsmittel hat einen doppelten Effekt: Kohlendioxid wird im Lösungsmittel |-
absorbiert und das Lösungsmittel auf eine Temperatur unter der in der Absorptionszone 4 gekühlt. Im allgemei- rl
nen liegt der Druck 14 bis 70 kg/cm2, vorzugsweise 21 bis 49 kg/cm2 niedriger als in der Absorptionszone.
Aus dem Konditioniergefäß 21 tritt Lösungsmittel, das mit Kohlendioxid gesättigt ist, durch Leitung 25 aus und wird von der Pumpe 26 durch die Leitung 6 zum Kopf der Absorptionszone 4 befördert. Die durch Leitung 24 in das Konditioniergefäß 21 eintretende Gas fließen nach dem Kontakt mit dem Lösungsmittel durch die Niederschlageinrichtung 27 und von dort aus dem System durch Leitung 28. Das Gas aus Leitung 28 ist praktisch schwefelwasserstofffrei, d. h. es enthält weniger als 5 ppm Schwefelwasserstoff und hat den größten Teil seines ursprünglichen Kohlendioxidgehaltes behalten. Es ist deshalb zur Umwandlung in Synthesegas für die Methanproduktion geeignet
Das Verfahren der Erfindung bietet die folgenden Vorteile:
1. Die gesamte Anlage arbeitet adiabatisch, d. h. Zuführung oder Abführung von Wärme von außen bzw. nach außen ist nicht erforderlich.
2. Der gesamte Kühlbedarf der Anlage wird durch Druckerniedrigung des Gases gedeckt, was vorteilhaft ist, da in vielen Gegenden der Welt ein schwerwiegender Mangel an Kühlwasser besteht
3. Aus der Druckerniedrigung des Gases steht mehr Energie zur Verfügung, als dem gesamten Bedarf der Anlage entspricht, so daß überschüssige Energie zur Benutzung in der Methanolanlage oder für andere Zwecke vorhanden ist so
4. Die Verwendung eines Konditioniergefäßes für den Kontakt zwischen expandiertem Kühlgas aus der Absorptionszone mit armem Lösungsmittel liefert ein mic Kohlendioxid gesättigtes Lösungsmittel, das eine niedrigere Temperatur als die Absorptionszone hat, verhindert dadurch einen scharfen Temperaturanstieg am Kopf der Absorptionszone, und ergibt eine wirksame Schwefelwasserstoffabsorption. Auch wird die erforderliche Lösungsmittelumlaufmenge vermindert, da die Lösungsmittelabsorptionseipenschaften bei niedrigeren Arbeitstemperaturen verbessert sind.
5. Die Verwendung eines physikalischen Lösungsmittels zur bevorzugten Absorption von H2S gegenüber CO2 und damit Erzielung einer vollständigen H2S-Absorption bei Zurückhaltung von CO2 im Produktgas für die Methanolanlage, wo Kohlenmonoxid aus dem CO2 gebildet wird, ergibt mehr Methanol.
6. Spülgas aus dem Methanolkreislauf kann als Lösungsmittelausstreifgas benutzt werden. ω
7. Das abgetrennte Schwefelwasserstoffgas kann zur Umwandlung in elementaren Schwefel im Claus-Prozeß benutzt werden.
Beispiel
In einem Betrieb gemäß der Zeichnung wird Rohgas, das hauptsächlich Methan und Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff enthält (die Zusammensetzung des Rohgases findet sich in der Tabelle am Schluß der Beschreibung) und einen Druck von 70 kg/cm2 absolut und eine Temperatur von 49° C hat, auf 34,5° C durch
indirekten Wärmeaustausch mit aus der Absorptionszone kommendem Gas gekühlt. Lösungsmittel, bestehend aus einer Mischung von normalerweise flüssigen Dimethyläthern von Polyäthylenglykolen mit 3 bis 8 Äthyleinheiten und gesättigt mit Kohlendioxid, wird bei einer Temperatur von 21 "C in einer Menge von 35 580 l/min am Kopf der Absorptionszone eingeführt, wo es durch 60 Böden im Ge'g»!nstrom zu dem Rohgas in innigem Kontakt mit diesem abwärts fließt. Das reiche Lösungsmittel, das praktisch den gesamten Schwefelwasserstoff aus dem Rohgas absorbiert hat, tritt am Boden der Absorptionszone mit einer Temperatur von 42°C in einen Schnellverdampfer ein, worin die als »Abgas Nr. 1« bezeichneten Gase, die in der Hauptsache Methan enthalten, freigesetzt werden. Die Flüssigkeit im Schnellverdampfer wird auf halbem Niveau und 1 min lang im dem Gefäß gehalten.
Die Flüssigkeit aus dem Schnellverdampfer wird zu einer Ausstreifkolonne mit 40 Böden überführt, die auf einem Druck von 2,27 at gehalten wird. Am Boden wird in die Ausstreifkolonne inertes Ausstreifgas eingeführt, das aus dem reichen Lösungsmittel den Schwefelwasserstoff zusammen mit Kohlendioxid entfernt und aus der Ausstreifkolonne ausgetragen wird. Dieses Gas ist als »Abgas Nr. 2« bezeichnet.
Armes Lösungsmittel aus der Ausstreifkolonne von einer Temperatur von 33°C wird in eine Konditionierkammer gepumpt, die aus einem Gefäß mit 5 Böden besteht. Vom Kopf der Absorptionszone wird praktisch schwefelwasserstofffreies Gas durch eine Expansionsturbine geschickt, die auf diese Weise 27 000 PS erzeugt. Das gekühlte Gas aus der Expansionsturbine mit einer Temperatur von — 110C wird in die Konditionierkammer in direktem Kontakt mit dem armen Lösungsmittel eingeführt, das sich auf diese Weise mit Kohlendioxidgas sättigt und suf eine Temperatur von 2!° C abkühlt. Das am. Kopf der Konditionierkammer abgegebene Produkt, das auf einem Druck von 30 kg/cm2 absolut gehalten wird, besteht hauptsächlich aus Methan mit einem dem Rohgas ähnlichen Kohlendioxidgehalt, ist aber in seinem Schwefelwasserstoffgehalt auf einen Wert von 5 ppm reduziert. Das Lösungsmittel aus der Konditionierkammer wird in einer Menge von 35 580 l/min mit einer Temperatur von 21 "C auf den Kopf des Absorptionsturmes zum Auswaschen des Rohgases gepumpt. Die Leistung zum Umpumpen des armen Lösungsmittels vom Boden des Ausstreifers zur Konditionierkammer beträgt 3400 PS und die zum Umpumpen des Lösungsmittels von der Konditionierkammer zum Kopf der Absorptionszone 3550 PS, insgesamt also 6950 PS. Die durch die Expansionsturbine erzeugte Leistung beträgt 27 000 PS.
Die Zusammensetzung des Rohgases und der Produkte sowie die stündliche Fließmenge finden sich in der folgenden Tabelle:
Molgleichgewicht — Mol je Stunde
C2 Rohgas Produkt Abgas Abgas Ausstreifgas
C3 Nr. 1 Nr. 2
35 C,
C5 81 700 79 860 1275 565 —
H2S 1325 1210 41 74 —
CO2 520 419 18 83 —
N2 429 267 14 148 —
40 H2O 182 32 5 145 —
Inertgas 4 590 (5 ppm) 160 4 430 —
Gesamt 16 450 13 160 605 2 685 —
24 700 24 572 98 30 —
142 21 1 126 6
45 — — 1 — 15 000 15000
130 038 119 541 2217 23 286 15006
50 Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Entfernung von Schwefelwasserstoff aus einem Gemisch, das in der Hauptsache Methan neben Ko hlendioxid und geringfügigen Mengen Schwefelwasserstoff enthält, bei dem man
a) eine Absorptionszone unter Oberdruck im Bereich von 23 bis 140 kg/cm2 absolut bei einer Temperatur zwischen —7 und 60° C hält,
b) eine hauptsächlich Methan neben Kohlendioxid und geringfügigen Mengen Schwefelwasserstoff enthaltende Gasmischung in die Absorptionszone einführt,
ίο c) als Lösungsmittel einen normalerweise flüssigen Dialkyläther eines Polyalkylenglykols mit darin gelöstem Kohlendioxid in die Absorptionszone einführt, wobei das Lösungsmittel eine niedrigere Temperatur als die Absorptionszone hat,
d) das Lösungsmittel abwärts im Gegenstrom zu und in innigem direktem Kontakt mit der aufsteigenden Gasmischung leitet, bis praktisch der ganze Schwefelwasserstoff zusammen mit einem geringen Anteil Kohlendioxid aus der Gasmischung entfernt ist,
e) die Methan und Kohlendioxid enthaltende und praktisch schwefelwasserstofffreie Gasmischung aus der Absorptionszone abführt,
f) den Druck auf der Gasmischung aus der Absorptionszone unter Kühlung und Expansion der Gasmischung reduziert,
g) dfe gekühlte Gasmischung in direktem Kontakt mit armem Lösungsmittel durch eine Konditionierzone führt und das Lösungsmittel auf eine Temperatur unterhalb der Temperatur der Absorptionszone kühlt und im armen Lösungsmittel Kohlendioxid auflöst,
h) das gelöste Kohlendioxid enthaltende gekühlte Lösungsmittel aus der Konditionierzone als Lösungsmittel zur Absorptionszone leitet,
i) die Methan und Kohlendioxid enthaltende und praktisch schwefelwasserstofffreie Gasmischung aus der Konditionierzone abzieht,
j) schwefelwasserstoffhältiges reiches Lösungsmittel von der Absoqrlionszone zu einer Ausstreifzone leitet, die auf einem niedrigeren Druck als der Absorptionszonendruck und auf einer Temperatur von 21 bis 149° C gehalten ist, und den im Lösungsmittel enthaltenen Schwefelwasserstoff verflüchtigt,
k) den verflüchtigten Schwefelwasserstoff aus der Ausstreifzone abführt und
1) das arrne Lösungsmittel aus der Ausstreifzone zur Konditionierzone zwecks Kühlung und Auflösung von Kohlendioxid leitet
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