DE2649719A1

DE2649719A1 - Kontinuierliches verfahren zur selektiven schwefelwasserstoffabsorption

Info

Publication number: DE2649719A1
Application number: DE19762649719
Authority: DE
Inventors: Kenneth Francis Butwell
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1975-10-30
Filing date: 1976-10-29
Publication date: 1977-05-12
Also published as: DE2649719C2; NL186435C; DD130570A5; DK490776A; IN146105B; NO763710L; CA1074534A; PH14111A; ATA805476A; AR208638A1; NL7612016A; FI763095A; FR2329328A1; CS199650B2; JPS6111658B2; PT65778A; MY8100134A; TR19515A; GR63150B; PT65778B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein l/erfahren zur Entfernung saurer Gase, insbesondere zur selektiven Entfernung von Schwefelwasserstoff aus verschiedenen Gasströmen«

Die selektive Entfernung von Schwefelmasserstoff aus kohlendioxidhaltigen Gasströmon durch Absorption i^t ein wichtiges, hoch spezialisierter Teilgebiet der Industrietechnologie_c Schwefelwasserstoff eignet sich besonders zur Herstellung von elementarem Schwefel, doch zu einer wirksamen Uerujendung sollte der Schwefelwasserstoff in einem molaren Verhältnis von Kohlendioxid zu Schwefelwasserstoff um oder vorzugsweise nicht über etwa 6 verfügbar sein. Für manche Zwecke, wie z.B. für das Claus-Verfahren_£ sollte das molare Verhältnis nicht über etwa 5 liegen. Da die üblichen» in typischen Beschickungenj wie Erdgas und synthetisches Erdgas, vorkommenden molaren Verhältnisse um etwa 5 bis etwa 140

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liegen, ist eine Verringerung dieser Verhältnisse gewöhnlich sine Voraussetzung für diu Verwendung das so erhaltenen SchwefelwassDistoffes. Dies bedeutet, daß die Selektivität jedes großtechnisch annehmbaren, selektiven Absorptionsverfahrens so sein muß, daß ein hoher Kohlendioxidanteil den Absorber unabsorbiert passiert, mährend ein geringer Schwef elwasserstoffanteil' denselben Weg geht. Das vorteilhafteste Verfahren vom wirtschaftlichen Standpunkt ist selbstverständlich ein solches, das am stärksten selektiv/ ist und dessen Ansprüche bezüglich der Anlage und des Energiebedarfs anderen üblichen Verfahren entsprechen oder noch geringer rsjnd*

Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens zur selektiven Entfernung von Schwefelwasserstoff aus kohlendioxidhaltigen Gasströmen, wodurch eine solche Selektivität erzielt wird, daß man molare Verhältnisse von Kohlendioxid zu Schwefelwasserstoff bei etwa 6, vorzugsweise etwa 3 oder darunter, für das Gesamtverfahren erreicht, während die anderen Forderungen an das Verfahren auf gleicher Höhe oder günstiger als bei den Konkurrenzverfahren sind.

Die vorliegende Erfindung schafft ein verbessertes kontinuierliches Verfahren zur selektiven Absorption von Schwefelwasserstoff aus einem Beschickungsgas, das eine saure Gasmischung aus Kohlendioxid und Schwtefelwasserstoff umfaßt,
bei welchem man

(i) das Beschickungsgas in einer Absorptionszone im Gegenstrom mit einer mageren . wässrigen Alkanolaminlösung zur Bildung siner reichen wässrigen Alkanolaminlösung in Berührung bringt, (ll) die reiche Lösung in eine Abstrippzone zur Bildung einer Mischung aus saurem Gas und Wasserdampf über Kopf und einer mageren Lösung als

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Bodenmaterial einführt und (III) die magere Iösung zur Absorptionszone zurückführt,
das dadurch gekennzeichnet ist, Ut-b ii'on

(a) ein Alkanolarnin mit der Struktur! ärmel

R R-N

verwendet, in welcher R für einen unsubstituierten oder methylsubstituierten Alkanolrest mit 2-3 C-Atomen oder einen C^ ^ Alkylrest steht, mit der Bedingung, daß mindestens ein H einen Alkanolrest bedeutet\

(b) eine magere Lösung mit einer Polarität v/on etwa 1,5-75 und einer maximalen Beladung von etwa U,1 Mol saurem Gas pro Mol Alkanolarnin verwendet;

(c) eine Absorptionszone mit 2-10 getrennten Stufan verwendet, in welcher das angenäherte Gleichgewicht zwischen dem Schwefelwasserstoff im Gas und flüssigen Phasen auf ein Maximum gebracht ist und das angenäherte Gleichgewicht zwischen dem Kohlendioxid im Gas und flüssigen Phasen auf ein Minimum oebx-acht xut'_t

(c) die Fließgeschwindigkeit der mecioren ί nsung durch jede Stufe bo einstellt, daß (i) etwa 0,1-0,9 Uni«, des ciurch jede Stufe fließenden

(definiert als 1 Vol.)
Schwefelwasserstoffs/durch die magere Lösung, die diese Stufe durchläuft, absorbiert werden und (i.i) die Beladung der reichen

(saures Gas) Lösung in jeder Stufe etwa 0,1-0,3 Mol Säuregas/pro Mol Alkanol-

amin beträgt; und

(_B) die magere Lösung aus der Abstrippzone etwa am Kopf jeder Stufe einführt, die reiche Lösung otiua am Boden jeder Stufe entfernt und die reiche Lösung in die /\b;.trip[.r/one einführt«

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Aus der Abstrippzone über Kopf entfernbar ist ein gasförmiges Produkt miL einem molaren v/erlisxcnas von Kohlendioxid ?u Schwefelwasserstoff nicht über etwa 6.

Die Kombination der erMndungsqemäß verwendeten Bedingungen erlaubt die praktisch vollständige Entfernung von Schwefelwasserstoff aus dern Beschickungsgas in hoher Selektivität .in Bezug zum Kohlendioxid, u/eil die Bedingungen so sind, daß ein Austausch (Verdrängen) des absorbierten Schwefelwasserstoffs durch Kohlendioxid im Beschikkungsgas auf einem Minimum gehalten wird und die Antriebskraft ("driving forces") für die Schu/efelu/asserstoffetbsorpt;Lon auf einem Maximum liegt, wie im folgenden noch weiter erläutert, u/ird.

Die beiliegende Zeichnung ist ein schematisches Fließdiagramm einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung*

Wie oben erwähnt, wirkt neben den angegebenen Stufen und Bedingungen jede Stufe des Absorptionsvsrfahrens in einer besonderen Weise, um die durch das vorliegende Uerfahren zu erreichende optimale Selektivität möglich zu machen« Das erf.indunqsgemäße selektive Entfernungsverfahren hat zwei Hauptfunktiansn, nämlich erstonrs, das angenäherte Gleichgewicht zwischen Schwefelwasserstoff in der flüssigen und Gasphase auf ein Maximum zu bringen und das angenäherte Gleichgewicht zwischen dem Kohlendioxid in der flüssigen und Gasphase auf ein Minimum zu bringen. Die Möglichkeit zur Kontrolle dieser angenäherten Gleichgewichte steht in Verbindung mit den Massenübertragungseigenschaften des Dampf/flüssigkeits-Systems* Das heißt, das Gleichgewicht zwischen h^S in den Gas- und flüssigen Phasen wird durch verschiedene Verfahren zur Erhöhung der Gasphason-

("gas phase i?ass transfer rate") massonübertragungsgeGchujindigkeit/verbessert* Weiter wird das

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Gleichgewicht zwischen dem C0_? in der Gas- und flüssigen Phase durch Verfahren zur Uarririqeruno der Massenübertragwngsgeschwinriig· keit in der flüssigen Phase auf ein Minimum gebracht« In beiden Fällen kann diese Wirkung durch entsprechende Konstruktion des Bodens und Wahl der Arbeitsbedingungen eingeleitet werden« Zur Erreichung dieser Wirkung gibt es v/ersch.itulene Mittel. Tn der Praxis kann man z.B. mit einer hohen Oberflächenbeschickungsgas-

("superficial feed gas velocity") geschwindigkeit/durch jede Stufe arbeiten, die ausreicht, um die Gasphasenmassenübertragungsgeschujindigkeitcn ohne merkliche fürhöhung der MassenubertragungsgBsahwindigko.it der flüssigen Phase durch Aufrechtsrhaltung eines relativ ruhigen Verhaltens der flüssigen Phase zu erhöhen. Ein weiteres praktisches Mittel kann in Systemen verwendet werden, die bereits hohe Gasphasonrnassenübertragungseigenschaften besitzen«. Hier wird die Geschwindigkeit des Beschickungsgases durch jede Stufe oder Boden oder Bodenäquivalent in solchem Maß inhibiert, daß der Fluß ausreicht, jedoch' nicht wesentlich höher ist als der FIuQ, der zur Aufx'echterhaltunp der Lösung auf dem Boden notwendig ist. Dadurch werden die Übertragungsgeschwindigkeiten der flüssigen Masse und die Beladung des lösungsmittelreichen sauren Rases verringert, wodurch das angenäherte Gleichgewicht zwischen CU^ An der Gas- und flüssigen Phase weiter auf ein Minimum verringert wird«

Ein zweiter und ebenso wichtiger Gesichtspunkt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Aufrechterhaltung der Beladung" der reichen Lösung zwischen etwa 0,1-0,3 Mol saurem Gas pro Mol Alkanolamin. Bei größeren Beladungen, wenn die Absorption von CQ£ und HoS immer näher an das Gleichgewicht herankommt, beginnt das ΠΟ2 das

(verdrängen)_s
absorbierte H2S zu ersetzen / weil Kohlendioxid eine stärkere Säure

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als Schwefelwasserstoff ist. Dieser Austausch ist unerwünscht, weil die Selektivität gegenüba ^iner reinen Schwefelwasserstoffabsorption beeinträchtigt wird» Weiterhin dient die Aufrechterhaltung der Nettobeladung der Lösung innerhalb der obigen Werte dazu _t eine hohe Geschwindigkeit der HS Übertragung von der Gasphase in die flüssige Phase aufrechtzuerhalten, indem sie die Erhöhung des HoS Teildruckes oberhalb der Lösung auf einem Minimum hält. Bei diesem letzten MerkmaJ muß berücksichtigt werden, daß der H₉S Teildruck oberhalb der Lösung durch zwei Faktoren beeinflußt wird, nämlich erstens steigt der h^S Teildruok oberhalb der-Lösung mit erhöhter H2S Beladung* Zweitens » was noch wichtiger ist - läßt eine Erhöhung der CU₂ Beladung den H₉S Teildruck oberhalb der Lösung ebenfalls ansteigen. Daher verringert sich die Netto-Antriebskraft zwischen dem H₉S in der Gasphase und dem H₉S im Gleichgewicht mit der flüssigen Phase schnell mit erhöhter Beladung. Das mehrstufe erfindungsgemäße Arbeiten erlaubt es, die Antriebskraft im Absorber durch Ersetzen der beladenen Lösung jeder Stufe durch Einführung einer mageren Lösung auf einem Maximum zu halten, und zwar mit deren inhärentem niedrigem Teildruck beider Säuregaskomponenten, Indem man in jeder Stufe nur einen Bruchteil der Säuregase entfernt und die Beladung der reichen Lösung nicht über den angegebenen Bereich ansteigen läßt_f erreicht man eine hohe Selektivität der Schiuef elwassorstof fabsorption gegenüber einer Kohlendioxidabsorptioru

Wie erwähnt, umfaßt das in die Absorptiansztine des erfindungsgemäßen Verfahrens eingeführte Beschickungsgas ein Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff enthaltendes Säuregas* Das Beschickungsgas

("process gas") kann (A) eine Mischung aus einem l/erfahrensgas/und dem Säuregas

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' /Sr.

oder (θ) das Säuregas sein« Das Vorfnhrensgas umfaßt einen Kohlenu/assf3 rstof^f' oder e.uie Y-.ohlew-'i.r-' arc !-01 fnnschung, Bo.i.np.i e.'! c·.· dor im System zu behandelnden Kohlenui;.· -,ürtituffο sind Methan, ;juü in Form von Erdgas oder Erdagsersatz uder synthetischem Erdgas (SNG = "synthetic natural gas",; woi-.'i iß-gun kann, Äthy.'i cn, Λ than, Propylen, Propan, Mischungen dieser Kohl entuasserstof f e und der vorgereinigte Ausfluß aus dem Kracken, von Naphtha oder Rohöl oder

Generator- und Spaltgas sind weitere Beispiele, aus der Kohlevergasung^/to gibt keine Einschränkungen bezüglich des Durchsatzes von Beschickungsgas im vorliegenden Verfahren, vorausgesetzt, die Anlage ist von richtiger Rröße, was ein technisches Problem ist.

Das Beschickungsgas enthält entweder das Säuregas zusammen mit dem l/erfahrensgas oder ist das Säuregas selbst* Das Säuregas ist eine Mischung aus Kohlendioxid und Snhiuefelvuaswerstoff _f gewöhnlich in einem molaren Verhältnis von etwa 5-140 Mol Kohlendioxid pro Mal Schvuefeluiasserstof f.

Das Verhältnis von Verfahrensgas zu Säuregas (wenn bBide anwesend sind) kann einen sehr breiten F'.nraich umfassen, da da» Verfahren mit jedem Verhältnis fertig u/ir-d, und zvimr Bin fach, lueil das Vor· fahrensgas bezüglich des Absorpt.ionsrnittels inert ist und neben der angemessenen Größe für seinen Durchsatz keine Bedingungen erfüllt- zu werden brauchen=

Wasser kann und ist gewöhnlich In der Mischung anwesend, und zwar in allen Beschickungsgaskomponenten in Form von Wasserdampf oder -tröpfchen in Mengen von 0 bis zur Sättigung_f vorzugsweise bis zur Sättigung, da diese ein Verdampfen des Wassers im

Boden der Absorptionszone uerrinnort. Man kann auch ein .wasser·-

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freies Beschickungsgas verwendet, was jedoch sehr selten der fall ist. Das hier gemeinte Wasser wird bed der Bestimmung der Fiolaritat nicht berücksichtigt, wenn ~ und bis - es nicht in die Lösung des Alkanolamine geht.

Verunreinigungen werden hier definiert als (a) jedes nicht oben als Verfahrensgas, Säuregas oder Wasserdampf definierte Gas und

(b) feste Teilche oder flüssige Tröpfchen (ausschließlich Wassertröpfchen) im Beschickungsgas. Sis können in Mengen bis zu etwa 3 Geuj.-/o, bezogen auf das Gesamtgewicht des Beschickungsgases, anwesend sein und liegen vorzugsweise in Mengen nicht über etu»a Gew.-/& und in vielen Fällen unter 0,01 Gb\d<-% vor» Gasförmige Verunreinigungen sind z.B. Schwefeldioxid, Carbonylsulfid und Kohlendisulfid. Beispiele fester oder flüssiger Verunreinigungen sind Eisensulfid, Eisenoxid, hoch molekulare Kohlenwasserstoffe und Polymere. Jedes Olefin mit mehr als einer Doppelbindung, dreifach gebundene Kohlenwasserstoffe und allgemein jedes Material, das in situ polymerisiert oder reagiert, ist eine unerwünschte Verunreinigung.

Das Absorptionsmittel ist eine Lösung aus einem Alkanolamin und Wasser, wobei das Alkanolamin die folgende Formel hat·

R R-N

in welcher jedes R gleich oder verschieden sein kann und mindestens einen unsubstituierten oder methylsubstituiertsn'Alkanol« rest mit 2-3 C-Atomen bedeutetj oder R kann für einen C₁ ,- Alkylrest stehen, mit der Bedingung, daß mindestens ein R für einen Alkanolrest steht.

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Bevorzugte Alkanolamine sind u.a, Methyl diethanolamin (MDEA), Triethanolamin (TEA). Äthyldiäi.hanalarnin (EDEA), Tripropanolamin und Triisopropanolamin. Obgleich Alkanolamimriischungen verwendet werden können, werden diese nicht besonders bevorzugt.

In der Lösung liegt ausreichend Wasser vor oder es wird dem System zugefügt, um eine Molarität zwischen etwa 1,5-75, vorzugsweise etwa 5,5-12,5, zu ergeben. Die Bestimmung der Molarität erfolgt auf der Grundlage des Alkanolamine als gelöstes Material und Wasser als Lösungsmittel, wobei die Hοlaritat der Lösung gleich der Molzahl des gelösten Materials (fUkanoiamin) _t in 10Ω0 g Lösungsmittel (Wasser) gelöst, ist. Die Molarität des vorliegenden Verfahrens betrifft die magere Alkanolatninlösung, die zur Berührung des Beschickungsgases in jeder Stufe dar Absorptionszone verwendet wird. Weiteres Wasser im System wird bei der Bestimmung nicht berücksichtigt.

Wo eine wässrige (magere) MDEA Lösung in das System eingeführt wird, liegt deren Konzentration gewöhnlich zwischen etwa 10-90 Gew.-% MDEA, bezogen auf das Gewicht der Lösung, vorzugsweise zwischen etwa 45-55 Gew.-%. Wiederum sol.lto diese Lösung entweder die genaue Molarität für das Verfahren liefern ₍ oder dem System muß zusätzliches Wasser für diesen Zweck zugefügt werden«.

Typische Lösungen sind z.B. 50 Gew.-% MDLA. - 5Ü Gew.~$ Wasser^ 60 Gew. -% TEA - 40 Gew.~% Wasser, und 55 0ονι.~% EDEA ~ ,45 Geu/r-^ Wasser.

Obgleich die Wassermenge für alle Alkanolamine gewöhnlich zwischen etwa 10-90 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung, liegt und die Lösung zweckmäßig die für ein Pumpen richtige Viskosität

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hat, wird die Wassermenge letztlich durch die Molarität in den oben angegebenen Bereichen bßst

Die im Verfahren zum Strippen, Wärmeaustauschen und Kühlen verwendeten Anlagen, sowie die Kocher ("reboilers"), Filter, Rohre, Turbinen, Pumpen, Blitzverdampfungstanks usw, sind von üblicher Konstruktion. Eine typische, im System verwendete Stripp- oder Regeneratorkolonne kann als Siebbodenturm mit 15-20 tatsächlichen

(Fü.likörpern) ' Böden oder deren Äquivalent bezüglich Füllung/beschrieben werden«. Der Stripper enthält am Boden oder in einem äußeren Kessel ein rohrförmiges Heizelement oder einen Kocher und am Kopf oder außerhalb des Strippers Kühler und einen Wasserabscheider»

Die Absorptionsanlage ist, wie aus dem folgenden hervorgeht, jedoch nicht von üblicher Konstruktion.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist die Absorptionsanlage keine Kolonne, sondern in getrennte Stufen unterteilt, die in Reihe miteinander verbunden sind. Die einzige direkte Verbindung zwischen den Stufen ist die Leitung 9, durch welche das Beschik» kungsgas läuft. Die Flüssigkeit aus einer Stufe betritt niemals die nächste Stufe, wenn und bis sie nicht durch eine Destillationsvorrichtung gelaufen ist* Es kann'zweckmäßig 2-10 Stufen geben*

Die Anzahl der Stufen _erhöht sich mit den Forderungen an die Reinigung des Beschickungsgases von 2 auf 10_c Selbstverständlich können in besonderen Fällen zur Erzielung einer optimalen Reinheit mehr als 10 Stufen verwendet werden, da nur ein Bruchteil des Schwefelwasserstoffs im Bereich von etwa 0,1-0j9 Vol. in jeder Stufe entfernt wird, d.h. etwa 10-90 \lal.-*f_o des Schwefelwasserstoffgehaltes des Beschickungsgases passieren jede

*(vorhandener H₂S = 1 Vol.)

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Stufe. Gewöhnlich beträgt der in jeder Stufe aus dem Beschickungsgas entfernte Bruchteil an Schwefelwasserstoff etwa 0,3-0,7 Vol. Die Entfernung relativ hoher (d.h* bis zu etwa 0,9) oder relativ niedriger (d.h. unter etwa 0,1) Bruchteile des durch jede Stufe laufenden Schwefelwasserstoffs hängt von der Hohe* des Schwefelwasserstoff gehaltes im Beschickunnsgasstrom ab,

Jede Stufe kann 1-10, gewöhnlich nicht mehr als 6, tatsächliche Böden oder deren übliche Äquivalente in Sprühtürmen, Gleichstromberührungsanlagen oder gefüllten Türmen umfassen. In der folgenden Beschreibung bedeuten die Bezeichnungen "Stufe" und "Boden" die Verwendung einer äquivalenten Vorrichtung, Eine Stufe mit drei Böden wird als dasselbe wie ein gefüllter Turm mit einer drei B.öden äquivalenten Füllung angesehen. Weniger bevorzugt werden Stufen mit mehr als 4 Böden. Die Anzahl der Böden wird vom Fachmann entsprechend der gewünschten Ergebnisse mit Bezug auf das kombinierte molare Verhältnis von Kohlendioxid zu Schwefelwasserstoff ausgewählt, das in der Strippanlage über Kopf gefordert wird und im vorliegenden Verfahren bei etwa 6 oder weniger festgelegt ist« Unter der Annahme derselben Bodenkonstruktion für jeden Boden in der Stufe nimmt das molare Verhältnis von C0_? zu H2S in der reichen Lösung in jeder Stufe mit abnehmender Bodenanzahl in der Stufe ab, wenn man e?;findungsgemäß arbeitet. Dadurch ist erklärlich, daß erfindungsgemäß ein weiter Bereich von Reinheiten und molaren Verhältnissen erzielt werden kann*

Bezüglich der Anläge kann das erfindungsgemäße Verfahren in vielen verschiedenen Arten von Absorptionsvorrichtungcin durchgeführt werden. Geeignet sind z.B. Vorrichtungen, dia mit Siebböden,

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Vt -

Glockenbüden, Ventilboden usw. mit möglichst geringen Wehrhöhen

Null-Wehrhöhen

odur solchen mit / uFirs-'htjn ai'id« i'iüsr usrsr;|iiedenen Arten von Böden können in einer oder mehl 31 en Weisen betiieben.werden. In einer mit Siebboden versehenen Absorptionsanlage kann der Fluß des Beschickungsgaces durch der, ¹Jo den z.U. no f:ingf;sielit morden, daß er ausreicht, jedoch nicht wesentlich qrößer ist als der zur Aufrechterhaltung der Losung im Boden notwendige Fluß. Dies wird leichter ständlich im Hinblick ouf d;ic Ausführungen in Ui omical Engineers' Handbook, Perry et al, 4. Aufl., fioCraw-IIill _f (1963), Section 18, Seite 10-3 bis 18-24, die hiermit in die vorliegende Anmeldung mi taufgenommen werden. Auf Suitti 18-5 wird ausgeführt, daß ein 'Tropfe n" ("weeping") stattfindet, uinnn das Dgmpffluß eine zur Aufrechterhaltung der Flüssigkeit auf dom Boden unzureichende Geschwindigkeit hat. Auf Seite 18-14 wird (corner darauf hingewiesen, daß ein "Überlaufen" ("dumping") in Glocken böcbn .einem "Tropfen" in Siebboden analog ist. Ziel ist im vorliegenden Fall, einen Boden zu schaffen, in welchem die Geschwindigkeit des Dampfflusses gerade ausreicht, die Flüssigkeit auf dem Boden zu halten, d.h. gerade oberhalb das "weeping point". Hit anderen Worden,

der Boden muß so unwirksam wie ΐϊ,-öglich bntriebin werden, was äußerst unkonventionell erscheint. Doch obgleich der Boden in einer solchen Weise betrieben wird, muf3 er von solcher Konstruktion sein, daß die Kontaktwirksarnkeit oder -fläche zwischen der Gas- und flüssigen Phase auf einem Maximum gehalten wird, während die Halte- oder l/erweilzeit der Flüssigkeit auf einem Minimum gehalten u/ird oder - in anderen Worten - indem die Kontaktzeit zuiischen der Gas- und flüssigen Phase auf einem Minir.tum gehalten wird. Somit entspricht ein Betrieb des Siebboden;- nahe dem "iueeping"

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Punkt dem obigen Ziel.

An dieser Stelle wird darauf !■ .uu}r:; j..jsun, daß - obgJ ο_ι.·.η ös zweckniäßig ist, die Absorptionsaniage so zu betreiben and/oder Böden oder ihr Äquivalent in solcher Weise zu vertuenden, daß die Kantaktzeit zwischen cidi t'.'atj- υ η Γ 1 ujosigon Phase rncigl liehst gering ist, um dadurch aus der schneller^ Reaktionsgeschun ndirjkeit zujischen der Alkanolaminlösung und H„S in Bezug auf die Reaktionsgeschujindigkeit mit Cu_? Vorteile /.v. '.Ir-) hen - -nine uerinye Kontaktzeit nur ein Faktor ist, der bei der .Schaffung .iines hoch selektiven Verfahrens zur Entfernung von IU;» borücks. ichiigt merrion muß. Der anfänglichen und inhärent schnelleren Absorptionsgeschiuin digkeit von 1^S im Verhältnis zu Uu₂ mirKon andere I ak'voren mitgeben, u/ie die Fähigkeit des CO₀ zum Austauschen des absorbierten H^S, der Anstieg des hUS Teildruckes oberhalb der flüssigen Phase im Verlauf der Cü„ Absorption und die Massenübertragungseigen-

schäften. Wenn daher der Austauschfaktor als Funktion der Säurestark
gasbeladung nicht/verringert und die Antriebskräfte der llassen-

hemessen übertragung als Funktion der Beladung nicht so/sind_f daß sip eine

H2S Absorption begünstigen, und un-r,n weiterhin die H₂-S '^asphasen-

-starker übertragung nicht be.i gleichzeit Lcjnr/Weriüinrlerung dB¹" ί".Π_ο

tragung der flüssigen Phase verstärkt tuird_f erreicht msri kein reproduzierbares, hoch selektives Verfahren zur H^S Entfernung« Während z.B. die H₂S Absorption durch den Gar:film und öle C0_? Absorption durch den Flüssigkeitsf · .1 r,· kontrolliert werden, ergibt, ein Betrieb bei geringer Kontaktzeit, jedoch mit hoher Übertragung der flüssigen Phase eine H₀S Absorption in hoher Selektivität,

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Das Beschickungsgas, das gewöhnlich ein molares Verhältnis uon Kohlendioxid zu SchwofeIlusgsoi .roof Γ /wischen utwa 5- 140 Mol Kohlen dioxid pro Mol Schwefelwasserstoff enthält, wird von Leitung 9 in Stufe 1 unterhalb des unteren Badens (d.h. Boden 4 der Zeichnung) eingeführt, wobei dir; LinJa U tempera tür de« die Stufe 1 betretenden Beschickungsgases zwischen otum 20- 43⁰C, liegt. Das Beschickungsgas fließt aufwärts durch Stufe 1 und trifft im Gegenstrorr auf die als magere Lösung bezeichnete wässrige Alkanols arninlösung, wobei diese weniger als etwa 0,1 Mol Säuregas pro MnI Alkanolarnin enthält und in Stufe 1 bei Dorien 1 durch Leitung If eingeführt iuird.

Der Druck in Stufe 1 liegt zwischen etma atmosphärischem Druck und ettua 140 ata, normalerweise zwischen etwa 1,75-84 ata*

Die magere Lösung betritt die Stufe 1 boi einer Temperatur gewöhnlich zwischen etwa 30-43⁰C.

Das Beschickungsgas, wan dem ungefähr der halbe Schwefeimasserstoffgehalt beim Aufwärtsdurchgang durch die Kolonne von Stufe absorbiert wurde, tritt durch Leitung 9 aus und läuft in Stufe 2« Die Auslaßtempsratur des Beschickungsgaaes aus Stufe 1 liegt normalerweise zwischen etwa 30-43⁰C Es gibt, miß föGt,gestellt wird, sehr wenig Wärmeübertragung (oder Wärmeverlust) von Stufe zu Stufe.

Das aus Stufe 1 austretende Gas enthält ein Kohlendioxid/Schwefelwasserstoff-Uol.-Verhältnis von etwa 10-280 Teilen Kohlendioxid pro Teil Schwefelwasserstoff und ist gewöhnlich gesättigt, wenn das anfängliche Beschickungsgas gesättigt war.

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Nachdem die magere Lösung in Stufe 1 Säuregas absorbiert hat, wird sie als reiche Lösung bezeichnet, d,hc riio roiohu Lösung ist eine Mischung aus magerer Lösung, absorbiertem Säuregas, zusätzlichem, aus dem Beschickungsgas aufgenommenem Wasser und einigen Verunreinigungen. Die "Beladung dnr ro.ichon Lösung", die als Verhältnis der Molzahl an Säuregas zur Mol zahl an Alkariolamin in der reichen Lösung ausgedrückt wird, liegt in der ersten und jeder nachfolgenden Stufe zwif>i;hen ul.iua 0,1-0,3, oBinesson etwa am Boden jeder Stufe, ujo sich die Ausgänge 10, 1? und 14 befinden. Die reiche Lösung verläßt d.ie orsto Stufe bejm oder unterhalb des unteren Bodens (d.h. Boden 4 der Zeichnung bei einer Austrittstemperatur gewöhnlich zwiüohen etwa 30-/(5 ¹C. Darm läuft diese reiche Lösung zu einer gemeinsamen Leitung, die auch mit den reichen Lösungen aus den anderen Stufen 2 und 3 durch Leitung 12 bzw. 14 beschickt luird. Es wird bemerkt, daß die Austrittstemperaturen des Beschickungsgases und der reichen Lösung etwa gleich sind und von Stufe zu Stufe etwa konstant bleiban« Obgleich es leichte Abweichungen der Lösungstemperatur aufgrund der in jeder Stufe erfolgenden exuthermp.n Reaktion gibt, sind diese ohne Bedeutung und merden durch dan Wort "etuifi" angmJoutot,

Das Absorptionsverfahren wird in Stuf η 7 und 3 wiederholt, wobei das gegebenenfalls verhandene Werfahronsgajj mit dem restlichen Säuregas durch Leitung 9 zu jeder nachfolgenden Stufe laufen. Die Einlaßtemperatur des Beschickungsgasüs für jede Stu-fn liegt in dem für Stufe 1 angegebenen Bereich, d,hc jede aufeinander folgende Einlaßtemper atur liegt gewöhn !.ich zwischen otwa 3U-43 (Jc Der Druck in jeder Stufe ist etwa gleich; die magere Lösung betritt jede Stufe etu/a bei derselben Temperatur; d.iü Austritti>te;i;\peratur

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des Geschickungsgases für jede Stufe liegt in dem für die Austrittstemperatur von SfUi¹R 1 genannten ßern.ich; das l/nlumenvorhä."! t· nis von Kohlendioxid zu Schwefelwasserstoff im Beschickungsgas erhöht sich mit jeder aufeinanderfolgenden Stufe, tuobei das Ausmaß der Erhöhung von der Selektivität des Verfahrens abhängt; und auch die Austrittrtemperatur der reichen lösung aus jeder Stufe liegt in dem für Stufe 1 genannten Bereich. Wie ermähnt, liegen die obigen Temperaturen dor mageren Lösung und des zu jeder Stufe geführten Desc hickungsgases suu/ie die Temperaturen der reichen Lösung und des behandelten Dcschickungsgastjs beim Austritt aus jeder Stufe gewöhnlich zwischen etwa 30-43 C, Selbstverständlich können jedoch die Stufen der Absorptionszone erfindungsgemäG auch bei niedrigeren Temperaturen, d.h< unterhalb 30⁰Cc, betrieben werden, wodurch eine weitere Erhöhung der Selektivität der Schwefelwasserstoffentfernung entsprechend den kinetischen Verhältnissen des Systems begünstigt wird. Wenn daher zusätzliche Betriebskosten aufgrund einer Kühlung des Beschickungsgases und und der in jede Stufe eingeführten mageren Lösung toleriert werden können, können die entsprechenden Temperaturen der mageren Lösung und des Beschickungsgases für jede btufe auf etwa 1O⁰C, verringert werden, wodurch die anderen, obori genannten Temperaturen, d.h. die Temperatur des behandelten BeschLckungsgases und d8r reichen Lösung beim Austritt aus jeder Stufe, entsprechend ebenso niedrig sind.

Die kombinierte reiche Lösung in der gemeinsamen Leitung, in welche die reiche Lösung aus jeder Stufe geführt wird, läuft durch einen Wärmeaustauscher und dann in ein« übliche Strippzone, tuo sie im allgemeinen beim oder in der Nähe des oberen Bodens eintritt.

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Die Einlaßtemperatur der reichen Lösunq in din ;;trippvurrichtung liegt, gewöhnlich ziwi·-el· nn nh=· !"-¹IIP¹¹I ,

Wie ermähnt, sind die Leitungen, der Wärmeaustauscher und die Abstrippvorrichtung von üblicher Art und in der Zeichnung nicht dargestellt.

Das Säuregas und etwas Wasser werdun im ütiippor durch Destillation von der reichen Lösung entfernt. Der Stripper kann durch Verwendung von niedrigerem Druck und/oder direktes Erhitzen betrieben werden. Das direkte Erhitzen bildet innerlichen Wasserdampf aus dem V/asser in der reit-hnn lösung und kann arfolcjen, indem man die magere Lösung (d_tn_c das Bodenmaterial) durch die Kocher führt und in den Stripper zurückle.i tet_c Eine Mischung aus Säuregas und Wasserdampf tritt vorn Kopf der Stripperanlage aus. Man erhält etwa 1-5 Hol Wasser pro Mol L.äurncjas im Übf rkqpfmaterial. Das Wasser kann durch Kondensation entfernt und das Säuregas in üblicher Weise gewonnen werden, Alles oder ein Teil des Wassers kann als Rückfluß zum stripper zurückgeführt worden, wobei die Rückführung von ausreichend Wasser zur Schalung der genauen Molarität für die magere I ösung bevorzugt wird, wie noch näher veranschaulicht. Es wird benierkt_s daß das Wasser im Stripper verschiedenen Ursprungs ist> cUh. aus dem Baschickungsgas, derwässrigen Alkanolaminlösung und dtjm Rückf.i ußwasser stammt*

Der Stripper kann bei einem Druck zwischen etii/s atmosphäriecliem Druck und etwa 4,55 ata, gewöhnlich zwischen etwa 1,75-2,45 ata und normalerweise bei niedrigerem Druck als die Absorptionsan.1age_} betrieben werden» Dia magere Lösung verläßt den Strippe):· mit einer Austrittstemperatur des Bodenmatorials zwischen etwa 1Π0--135°C, gewöhnlich etwa 118 C.

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Die "Beladung der mageren Lösung" ist das Mol-Verhältnis von Säuregas zu Alkanolatnin in de< mageren Lösung und ksnr, etwa 0-0,1, vorzugsweise 0 bib etum Ü,Ü5, gewöhnlich etwa 0,02, betragen.

Dann läuft die magere Lösung von der Str.ippzone durch oine gemeinsame Leitung, die durch einen Wärrrt-:&u statisch er läuft '-nd sich dann in die Leitungen 11, 13 und 15 verzweigt, die die Stufen 1, 2 bzui. 3 der Absorptionszone mit magerer Lösung versorgen. Der Wärmeaustauscher ist als "magerer-reicher" Wärmeaustauscher bekannt,, u/eil die durch ihn laufende reiche Lösung vor ihrem Eintritt in die Strippanlage erhitzt und die magere Lösung vor ihrem Eintritt in die Stufen der Absorptionsanlage gekühlt wird.

Es ist zweckmäßig, die reiche Lösung nach dem Verlassen einer Absorptionsstufe zu filtrieren und an Punkten entlang der verschiedenen Leitungen Zirkulationspumpen und/oder Turbinen zur Aufrechterhaltung der gewünschten Zirkulationsgeschwindigkeit zu verwenden.

Im großtechnischen Betrieb gibt es Verluste im System aufgrund einer Aminmitführung und »verdampfung, Wassermitführung, Amin-Zersetzung und Verschütten, üxes sind übliche Probleme, die den Betrieb des Gesamtverfahrens nicht beeinträchtigen und hier nicht behandelt werden.

Die Fließ- oder Zirkulationsgeschwindigkeit der mageren Lösung wird für jede Stufe bestimmt und so eingestellt, daß (i) etwa 0,1-0,9, normalerweise etwa 0,3-0,7, VoI₁. des durch jede Stufe laufenden Schwefelwasserstoffs durch die durch diese Stufe laufende magere Lösung absorbiert werden; und (ii) die Beladung der

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reichen Lösung etwa am Boden jeder !Stufe etwa 0,1-0,3 Mol Säuregas pro Mol Alkanolaiiiin beträgt, wodurch die Gewinnung an gasförmigem Produkt als Üb·:· i-kopf material dar Strippzono ermöglicht wird, in welchem das kombinierte molar ti Verhältnis von Kohlendioxid zu Schwefelwasserstoff nicht über otwa G, vorzugsweise nichtüber etwa 3, liegt.

Allgemein werden hohe Beladungen der reichen Lösung innerhalb des obigen Bereiches erzielt durch \^; bjt in gen ι der llicßgesehwinriigkeit und niedrige Beladungen der reichen Lösung innerhalb der obigen Grenzen erreicht man durch Erhöhung der I .1 i oßcjüiiohwindigke5 t_c

Zur Bestimmung der Mengen der verschiedenen Komponenten im erfindungsgemäßen Verfahren werden die üblichen Analyseverfahren angewendet.

Selbstverständlich wird das erfindungsgemäße vorteilhafte molare Verhältnis von 6 oder weniger in jeder Stufe nicht notwendigerweise erreicht oder beinahe erreicht, sondern rs handelt sich um ein kombiniertes Verhältnis, das durch die Absorptionsznne erreicht wird, weil die reiche Lösung aus allßn Stufe, wie erwähnt, kombiniert und in toto in dar S trip pari lag» hehandclt wird. Dies ist von Bedeutung, weil man durch Anwendung dnc Verfahrens auf Gebieten mit niedrigem Schwefelwasserstoffgehalt (in ppm) im Vergleich zu anderen Verfahren ausgezeichnete Lrgebnisse erzielt, selbst wenn die molaren Verhältnisse für oirie besondere Stufe bis zu 10 betragen.

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Das "kombinierte molare Verhältnis" u/ird definiert als molares Verhältnis von Kohlendioxid zu SchmefelwasserstofΓ im Über kopf" *- material der Strippanlage am Lnde einet- vollständigen Zyklus, d.h. nach Durchführung aller Stufen des Verfahrens und Einhaltung
aller Bedingungen in allen Stufen, wobei tJita reiahe I ösmng aus jeder Stufe zur Strippanlage geführt ujirri? rs .ist kein durchschnittliches Verhältnis für jede Stufe.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung, ohne sie zu beschränken.

Beispiel 1 bis 4

Die Beispiele erfolgten nach dem Fließdiagramm der Zeichnung und den bevorzugten Stufen und Bedingungen der Beschreibung.

3ede Absorptionsstufe ujar eine Berührungvorrichtung mit Siebboden ohne Wehre und einem Bodenabstand von ü,15 m. Der Durchmesser der Absorptionsanlage betrug 9,1 cm.

Die Destillations- oder Strippzone tuar ein gefüllter, ßinem 17-bödigen Turm äquivalenter Turm. At;ßen am Hoden der Destillationsanlage befand sich ein Kocher, und außen am Kopf der Destillationsanlage befanden sich ein Kühler, Wasserabscheider und eine Pumpe.

In der gemeinsamen Lösung der reichen Lösung war ein Filter und ein "magerer-reicher" Wärmeaustauscher vorgesehen sowie eine Pumpe und derselben "magere-reiche" Wäremtaustauscher in der gemeinsamen Leitung der mageren Lösung.

Das als Absorptionsmittel veru/endete Alkanolamin war Methyldiäthanolamin

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Die Molarität der jede Stufe der Abr.orptionszonn betretenden mageren Lösung an WDEA betrug 0,. ·■ entsprechend i.'innr Ursprungliehen MDEA Lösung aus etwa 51) r.--ui, -% E-IDEA und 50 (;οΐ!/,»$ Wasser.

Die Vorrichtung bestand aus rostfreiem AISI 304 und 316 Stahl.

In Beispiel 1 bis 3 war das Beschickungspan eine Mischung aus Stickstoff, Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff und Wasserdampf j es uiar gesättigt und enthielt, praktisch kp-.ino Vßrunrnin igungeric Der Stickstoff ujurde zum Simulieren eines Ve rf ahrensgases verwendet, das gewöhnlich eine Mischung aus einem oder mehreren Kohlenwasserstoffen und/oder anderen Lasen, uiiu «ine Mischung aus CH., CO und H„ ist, die unter den Verfahrensfoedingungen .inert sind. In Beispiel 1 bis 3 betrug die Kohlenioxidkonzentration im Beschickungsgas 15 Vol.-^j, bezogen auf das Gesamtvolumen desselben ausschließlich Wasserdampf und Verunreinigungen, Das molare Verhältnis von COo zu H2S in dem in Beispiel 1 bis 3 verwendeten Beschickungsgas betrug etwa 41:1.

In Beispiel 4 war das Beschickungsgas eine Säuregasmxschung aus Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff und, im Gegensatz zu dem in Beispiel 1 bis 3 verwendeten Beschickungsgas, nicht rn.it Stickstoff verdünnt. Auch dieses Besc?äJ i;kungsgaii war gesättigt und enthielt praktisch keine Verunreinigungen« Weiter betrug in Beispiel 4 die Kohlendioxidkonzentration xm Deschickungsgas 94 VoI.-^ und die Schwefelwasserstoff konzentration 6 Vu.!,-^ ausschließlich Wasserdampf und Verunreinigungen* Das molare Verhältnis von CO^ zu H₂S im Beschickungsgas von Beispiel 4 betrug etwa 16ί1,.

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In jedem Beispiel waren die Beschickungsgaseinlaß- und -auslaßtemperaturcn sou/ie die finiuötempöratur der mageren Lösung und die Auslaßtemperatur der reichen Lösung für jede Stufe etwa 32 C,

Die Stoppvorrichtung wurde bai 2,1 ata betrieben« Die Strippereinlaßtemperatur der reichen Lcaung betrug 104 C» die StripperauslaQternperatur der mageren Löt-ung '118⁰C, die fitripperkachertemperatur betrug ebenfalls. 118 C. und die Stripperüberkopftemperatur 10G⁰C. Zur Bestimmung der Mengen der verschiedenen Komponenten wurden die üblichen Analyseverfahren angewendet.

In Beispiel 1 bis 3 hatte die Absorptionszone '!> Stufen, wobei die Anzahl der Böden in jeder Stufe in Tabelle 1 genannt wird,. In Beispiel 4 hatte die Absorptionszone 6 Stufen, die Bödenanzahl pro Stufe betrug 2.

Die weiteren Testbedingungen und Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

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Tabelle Beispiel

CO₉ Beschick.2.Absorpt.anl.j ^

H₉S Beschick.z. " " ; WcI.-$

Druck in jeder Stufe; atü

Beschickungsgasgeschuindig.; l/min* EinlaGfließgeschuj.d.mag.Lösung in Absorpt.anl.

in jede Stufe; ccm/min

H₂S Beschick. (UoI.)

Stufe 1 2 3

5 6

H„S Austritt (UoI.) '■ Stufe 1

Balad.d-reich-Lös, am Austritt;McI CG~+H₉S/Mol Stufe 1 ^ ^Δ

•j. 5 6 ,

■ ι 15 0.3650 9,8 708	2 15 0.3650 19,6 944	3 1420	4 94 0,7 651
355	700	550	800
3650ppm 1500ppm 500ppm	3650pprr» 1700ppm 650ppm	3650ppm 1600ppm 500ppm	6.0% 4.0% 2.57.
__	„_	--	0?75% 0.36%
1500r>pm 500ppm 170ppm	1700ppm 260ppm	' 1600ppm 500ppm 200ppm	*15% 0.75% 0.36% 0.10%**
0.14 0.16 0.11	C.23 0.18 0,18	0.20 0.16 0.12	0.20 0.18 0.21 0.20 0.13 0.Ί2

unter Standardbsdingungsr. von Temperatur und Druck (STP) ro cn χα?

Tabelle 1 Fort s e t zu η q

-J in (η

Beispiel

Überkopfmat.d.Strippanl.; Mol C0_?/Mo1 Stufe 1 2

5 6 kombiniert

Anzahl Der Boden Stufe 1 2

Belad.d.mag.Lösung am Eintritt: Mol CO- ^ H«S/Mol MDEA ^Δ Stufe 1 2

4 5 6

* In jader der- restlichen Stufen 4, 5 und 6 von Beispiel ä bstrug die Bödsr.zahi ebenfalls 2

1.	4	2.	5	1,5	0.28	ro cn
4.	1	3.	3	3.5	0.46
10.	0	9.	4	6.5	1.8
				- _	2.2
_	_				2.5
			_	— -	4.5
3,	0	3.	5	2.6	1.1
2		S j.		2 —·"	— .._ rf
4		X		2	2
2		1		1	2*
₀	035	0.	03	0.015	0,02
0*	015	0.	04	0.02	0.02
0.	015	0.	03	0.02	0.02 0 Π?
			II		J . Ui. 0.02
	__		——	— —	0.02

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Aus den obigen Daten geht hervor, daß das erfindungsgomäße l/erfahren exie gute salEkLix/G Schiue feluMssrrfi tof rf-mtfcirnung sub koh.'l encl.ioxidhaltigen Beschickungsgasströmen einschließlich solchen, die sehr geringe Schiuefeliuasaerstoffkonzentrationen enthalten, zuläßt und daß das erhaltene, gasförmige, »ohiuefeliuanserstoffhaltige Produkt zur weiteren .indueiriallün Uc-:rfirbo.ituntj, iujß z<\i· zur Herstellung uon eletpentarem Schwefel, geeignet ist.

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Le

erseite

Claims

Patentansprüche

1.- Kontinuierliches ,'ürf'al:. on uj i^.luklivon [juhiuof'elwüftHorstoi'f-

(ΡΐΐΏΟι.ϋΓιίι !.!tun:)· [.U-:■' ;

absorption aus einem eine Sauruyusmibchung/aus Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff umfassenden Beschickungsgas, bei welchem man (i) das Beschickungsgas in aintr /',hsorptionszone im Uegenstrom mit einer mageren wässrigen Al kanolamin.l öjuinfj zur B:i.1dnp.q ßjiner reichen wässrigen Alkanolarninlösung in Berührung bringt,

(II) die reiche Lösung in oine [11 λ-.ίρμ/υηεί zur n.ildung i.riner Mischung aus Säuregas und Wasserdampf UdBr Kopf und Rinfcr inaguren Lösung als Bodenmaterial einführt, und

(III) die magere Lösung zur Abso rpt.ioriszone zurückführt, dadurch gekennzeichnet, daß mar-

(a) ein Alkanolamin mit der Formol (R)-,IM verwendet, in weicher R für einen unsubstituierten oder methy!substituierten Alkanol·- rest mit 2 oder 3 C-Atomen oder einen C,, _r Alkylrest steht, mit der Bedingung daß mindestens eine Gruppe f{ einen Alkanolrest bedeutet;

(b) eine magere Lösung mit einer Molarität von ßtiua 1_f5~75 und einer maximalen Beladung von etwa Ü_f1 Hol Säuregas pro !'-HjI Alkanolamin verwendet;

(c) eine Absorptionszone mit 2-Hi gβtrenηton Stufen verwendet_f in welcher das angenäherte Gleichqewicht zwischen dem Schwefelwasserstoff in der Gas- und flussigen Phase sich auf einem Maximum befindet und das angenäherte Gi!.iuhgew:i.c:ht -/.unGohrin Kohlendioxid in der Gas- und flüssigen Phase fsich auf ninern Minimum befindet;

(d) die Fließgeschwindigkeit der mageren I ösurtg durch jede Stufe so einstellt, daß (i) etwa 0,1-0,9 Vol. des durch jede Stufe laufenden Schwefelwasserstoffs du^Nnh die; maporR, dir;:,.". Stufe durchlaufende Lösung absorbiert werden und (ii) die Beladung der

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— 2 Γ _

reichen Lösung in jeder Stufe etwa U,1-0,3 Mol Säuregas pro Mol Alkanolamin betregt; und

(e; die magere Lösung aus der Strippzone etwa 2um Kopf jeder Stufe einführt, die reiche Lösung etwa vom Boden jeder Stufe entfernt und die reiche Lösung in die Strippzoriß einführte

2,.» Verfahren nach Anvpruc: ''■ .j :Jc; ^r-:n q>---'tjrinzoi chnat, daß da:; Beschickungsgas neben dem Säuregas ein einen Kohlenwasserstoff oder eine Kahleriwasserstoffmischung enthaltendes Uerfahrensgas enthält.

3.- Uerfahren nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß die Fließgeschwindigkeit der mageren Losung durch jede Stufe so eingestellt u/ird, daß nicht mehr als etwa Ü_f? UoI, des durch jede Stufe laufenden Schu/efeliuasserstoffs durch die durch jede Stufe laufende magere Lösung absorbiert werden_t

4.- Uerfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Alkanolamin Methyldiäthanolamin verwendet wird«

5,- Uerfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stufe der Absorptionszone 1-6, tatsächliche Böden oder i-iödenäquivalente, vorzugsa<eisr· ί-4 tatsächliche Böden, hatr

6^- Uerfahren nach AnsDruch I₅ dadurch gekennzeichnet_f daß das Überkopfmaterial der Strippzone mit einem molaren Uerhältnis von Kohlendioxid zu Schiuefeliuasserstoff von höchstens etuua 6:1, vorzugsweise etwa 3:1, gewonnen airde

7.- Kontinuierliches Uerfahren zur seiuktiven Absorption von Schwefelwasserstoff aus einem Besr-h.i ckungsgas aus der Gruppe von (A) einer Mischung aus einem Uerfahrensgas und einem Säuregas und (b) einem Säuregas _f wobei aas \/ar fan rensgas einen Kühlen-

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wasserstoff oder eine Kohlenwasserstof("mischung umfaßt und dab Bäuregap eine Mischung aus Ko!.: ^ndio >.i (J und 5>chiucif alwssi.tircj toiί ist und UiObei man im Verfahren iJj das Ueüchickungsgas in einei Absorptionszone im Gegenstrom mit einer mageren wässrigen Alkanolaminlösung zur Bildung eanor reiohcin wässrigen AJkanolaminlösung in Berührung bringt·. iJl) die reiche Lösung 7ur Bildung einer Mischung aus Säuregas und Wasserdampf über Kopf und einer mageren lösung a.ls Bodcnmat nr.ial in co η ο Strippzuiiti n.i nf'ührt und (ill) die magere Lösung zur Absorpti omszone zurückführt, dadurch gekennzeichnet, daß man

(a) ein Aikanoiamin der Formel ί ί{) ·₃1\! verwendet, in welcher jedes R gleich oder verschieden sein kann und V'ur einen unsubatituierten oder methyisubstituierten ΑΙκηιίο.'! roat m.it 2 oder 3 C-Atomen oder einen C₁ ,- Alkylrest steht, mit der Bedingung, daß mindestens ein R einen Alkanolrest bedeutet«

(b) eine magere Lösung mit einer Polarität von etwa 1,5-75 und einer maximalen Beladung von etwa O,1 Mol Säuregas pro Mol Alkanoiamin verwendet;

(c) eine Absorptionszone mit 2-1U getrennten Stufen verwendet,

in welcher sich das angenäherte Pl eicho.ew.icht ζιυί schnn dem nuhwftfn.i.-wasserstoff in der Gas- und flüssigen Phaso auf oinem Mfixjmurn befindet und sich das angenäherte- Gleichgewicht zwischen dem Kohlendioxid in der Gas- und flüp-igon Phaso auf eärifim M.i ni.iriuiri befindet;

(d) die Fließgeschwindigkeit der mageren Lösung durch jede Stufe so einstellt, daß (i) etwa 0,3-0,7 Vol. des durch die Stufe laufenden Schwefelwasserstoffs durch rtic du roh diese Stuf ο .lauf ohde magere Lösung absorbiert werden ui-tl (:ii) cLio Bf;."laduncj tier γβϊοΙιβγ. Lösung etwa am Boden jeder Stufe etwa 0,1-0,3 Mol Säuregas pro

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Mol Alkanolamin beträgt,- .ty·

(e) die magere Lo;.ung aus üui Gtripp^iJiiu etma am Iicjpf jeder Stu ί ■: einführt und etwa am üoden jeder btufe reiche Lösung entfernt und diese in die Strippzone einführt, wobei das molare l/erhaltnis von Kohlendioxid zu Schwet eltuasser.stof Γ ira Üborkopimat&riöJ der Strippzone nicht mehr als etu-a 6:1 hnträgt.

8,- !/erfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stufe 1-6 tatsächliche Üüden oder lib'dörifiijuiv/al unto, \fo χ zugsweise 1-4 tatsächliche Duden, hat«

9.~ l/erfahren nach Anspruch 7 urr. 8, n'»(Surch c}ßkt?nri/e.i nhnnt _f daC als Alkanolamin Methyldiäthanolam ί.η verniündat

10,- Kontinuierliches Verfahren zur selnktiuen iioliiueTeliuasseistoff absorption aus einem Qeschickungsga:; aus öer Gruppe von (A) einer Mischung aus einem -/erfahrRnspas und einem Säuregas und (B) einem Säuregas,

ujobei das Uerfahrensgas ein KohlenuiasserBtoff oder eine Kohlenwasserstoffmischung und das Säureyas eine Mischung aus Kohlendioxid und Schwefeliuassürstoff ist und wobei man im Vnrfahren (l) das Beschickungsgas in einer Ibsorptärmszone :i m ilbarinstromit einer mageren wässrigen A.lkanolainin.1 öoung 7ur Bildung einer ^eichen wässrigen Alkanolaminldsunρ in Uunihrung bringt, (il) die reiche Lösung zur Bildung uiimr M.i öchung aus Sönregas und Wasserdampf über Kopf und einer mageren I ösunn als Bodenmaterial in eine Strippzone einführt und (111) die magere Lösung zur Absorptionszone zurückführt,
dadurch gekennzeichnet, daß man

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(a) ein Alkanolamin der formel (K)-jN verwendet, in ujelcher R für einen Aikanolrt'st π: L t ά >.riei 3 ι J - A i." ο me t ■ oiler ο j non i·^ r Λ.Ί ky.l j Rst steht, mit der Bedingung, daß mindestens ein R einen Aikanolrest bedeutet;

(b) eine magere Lösung mit einwr Molarität von etwa ί>,5-12,!> und einer maximaler- Beladung von G bi '< otu'a 0> Cl53 Mo.'l Säurnpfss pro Mol Alkanolamin verwendet;

(c) eine Absorptionszone mil·. /11) getrennten Stufen verwendet, ir. welcher sich das angenäherte Gleic-ngewiclit zwischen dem Schwefelwasserstoff in der Gas- und flüssigen Phase auf Rinrom Maximum befindet und sich das angenäherte Gleichgewicht zwischen dem Kohlendioxid in der Gas- und flüssigen Phase auf einem Minimum befindet;

(d) die Fließgeschwindigkeit- der mageren Lösung durch jede Stufe so einstellt, daß (i) etwa 0,3-0,7 Mo'} _e des durch jede Stufe laufenden Schwefelwasserstoffs durch die magere, durch diese Stufe laufende Lösung absorbiert werden und (ii) die Beladung der reichen Lösung etwa am Boden jeder Stufe etwa 0,1-0,3 Mol Sa'urepss pro Mol Alkanolamin beträgt und

(e) dxe magere Lösung aus der ;"itrjupzunc·? etwa zum Kopf jeder wtuffführt, die reiche Lösung etwa vom 'Joden jeder Stufe entfornt und sie in die Strippzone einführt und als Überkopfmaterial aus der Strippzone ein gasförmiges Produkt, mit einem kombinierten molaren Verhältnis von Kohlendioxid zu Schwofeliwaosej^etoff nicht über etwa 6:1 gewinnt.

11·= Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß :.man als Alkanolamin Methyldiäthanolamin verwendet.

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12,- l/erfahren nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet,

daP man in jeder Stufe nicht in'in . ·.- 6 Boden odor Böiif.n

lente, vorzugsweise nicht mein- ais -+ tatsächliche Bödeu_} verujen-r

13.- Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das kombinierte ^olar^ Vorhn] tn ic- ~>/on K oh 3 nnd.i ox:i d ;:<π Schuief elujasserstof f in den als Überkop fmaterial aus der Strippzone gewonnenen, gasförmigen Produkt nicht gröfier als etwa 3:1 ist.

14.- Kontinuierliches Verfahren ^ux selektiven Schwefeüuifssserotoff· absorption aus einem eine Säureqasmischung aus Kohlendioxid und Schiuefsliuasserstoff umfassenden Beschickungsgas _t ujobei man (i) das Beschickungsgas im üegenstrorn in einer Absorptionszone mit einer mageren wässrigen Alkano laininlö.sunp, ;iur Bildung einer reichen wässrigen Alkanolaminlösung in Berührung bringt^ (il) die reiche Lösung zur Bildung einer Mischung aus Säuregas und Wasserdampf über Kopf und einer maqeren Lösung als Bodenmaterial in eine Strippzone einführt und (ITT) die magere Lösung zur Absorptionszone zurückführt,
dadurch gekennzeichnet, daß man

(a) sin Alkanolamin der Formel (R)-_Zi\l verwundet, in IUeIcher R

für einen Alkanolrest mit 2 oder 3 C-Atcnien oder einen C-j..^ Alkylrest steht, mit der Bedingung, daß mindestens eine Gruppe R für einen Alkanolrest steht;

(b) eine magere Lösung mit einer Molarifät von etwa 1,5-75 und einer maximalen Beladung von etu/a 0,1 Mol Säuregas pro Mol Alkanolamin verwendet;

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(c) eine Absorptionszone mit 2-10 einzelnen Stufen verwendet, wobei in jeder Stufe sich das angenäherte G.l eiohgeuiicht zwischen dem Schwefelwasserstoff der Gas- und flüssigen Phase auf einem Maximum befindet und sich das angenäherte Gleichgewicht zwischen dem Kohlendioxid in der Gas- und flüssigen Phase auf einem Minimum befindet;

(d) die Fließgeschiuindigkeit der mageren Lösung durch jede Stufe so einstellt, daß etwa 0,1-0,9 UoI. des durch jede Stufe laufenden Schwefelwasserstoff durch die magere, durch diese Stufe laufende Lösuno absorbiert o^arden und (ii) da D Beladung der reichen Lösung etwa am Boden jeder Stufe etwa 0,1-0,3 Mol Säuregas pro Mol Alkanolarnin beträgt;

(e) die Temperaturbedingungen -Jon Stufe zu Stufe auf einem praktisch konstanten Wert hält;

(f) die magere Lösung aus der Strippzone etwa am Kopf jeder Stufe einführt, die reiche Lösung etwa vom Boden jeder Stufe entfernt und in die Strippzone einführt; und

(g) aus der Strippzone ein gasförmiges Überkopfmaterial mit einem kombinierten molaren Verhältnis von Kohlendioxid zu Schwefelwaseerstoff nicht über etwa 6;1 abzieht.

15.- Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die magere Lösung in jede Stufe der Absorptionszone etwa bei derselben Temperatur eingeführt wird.

16,- Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Fließgeschwindigkeit der mageren Lösung durch jede? Stufe der Absorptionszone so eingestellt wird, daß nicht mehr als etwa 0,7 Vol. des durch jede Stufe laufenden Schwefelwasnerstoffs durch die durch diese Stufe laufende magere LÖyung absorbiert wird.

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17.- Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stufu der Absorptioiiszane 1-6 Latsöchlivhc. U öd en oder Böden~
äquivalente hat.

18.- Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Berührungsgebiet der Gas- und flüssigen Phase auf ein Maximum
und die Kor-laktze.it zwischen der ="dh- und f.10 br igen Phase πυ? ein Minimum gebracht wird.

19,- Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschickungsgas neben dem Säuregas ein V ei· fahr ens gas enthält, das einen Kohlenwasserstoff oder eim- Kohlenwasserstoffmischung wmffißi

bis 19
20.~ Verfahren nach Anspruch 14/ dadurch gekennzeichnet^ daß das

kombinierte molare Verhältnis von Kohlendioxid zu' Schwefelwasserstoff im gasförmigen aus der Strippzone abgezogenen Produkt nicht größer als etwa 3:1 ist.

Der Patentanwalt?

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