DE3222212A1

DE3222212A1 - Verfahren zum entfernen von co(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts) und/oder h(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)s aus gasen

Info

Publication number: DE3222212A1
Application number: DE19823222212
Authority: DE
Inventors: Karl Dr.rer.nat. 8021 Baierbrunn Baur; Ernst 8000 München Krebs
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1982-06-12
Filing date: 1982-06-12
Publication date: 1983-12-15

Description

Verfahren zum Entfernen von CO2 und/oder H2S
aus Gasen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von CO2 und/oder H2S aus solche und Harzbildner enthaltenden Gasen durch Wäsche in Anwesenheit von Benzinkohlenwasserstof en mit einem wäßrigen, chemisch wirkenden, organischen Absorptionsmittel, das nach der Beladung durch Erwärmen regeneriert und wieder verwendet wird.
Gase, die neben CO2 und/oder H2S Harzbildner, wie z.B.
Diene, höhere Acetylene, ungesättigte polycyclische oder heterocyclische Verbindu#ngen und andere polymerisations-oder kondensationsfähige, insbesondere auch schwefelhaltige Verbindungen enthalten, können beispielsweise bei der partiellen Verbrennung von Kohlenwasserstoffen oder bei deren Pyrolyse in Flammengasen oder in überhitztem Wasserdampf entstehen. In der DE-OS 19 24 052 ist ein Verfahren zum Behandeln derartiger Gase beschrieben. Dabei werden die Gase nach Abkühlung und Ausscheidung von Ruß sowie Schwer- und Leichtölbestandteilen bei gewöhnlichem oder erhöhtem Druck einer Wäsche mit in der Wärme regenerierbaren, wäßrigen, alkalischen Waschflüssigkeiten, z B. mit Lösungen von Alkanolaminen, aminosauren Salzen oder Pottasche unterworfen, um den Gehalt an CO2 und/oder H2S im Gas zu senken. Die Wäsche kann bei Bedarf auch in mehreren Stufen erfolgen.
Im Verlauf der Absorption der sauren Verunreinigungen nimmt daswäßrige Absorpfionsmittel auch einen Teil der im Gas enthaltenen Harzbildller auf. Diese gelangen mit der Waschflüssigkeit in die Rcgeneriereinrichtung und reagieren dort unter dem Einfluß d(r Wärme zu polymeren, in dem Absorptionsmittel unlöslichen Produkten, die sich in der Regeneriersäule, im vorgeschalteten Wärmetauscher und im Aufkocher absetzen und dort Verstopfungen verursachen können. Die Harzbildner können auch bereits in der Waschsäule mit dem Absorptionsmittel unter Bildung der erwähnten unlöslichen Produkte reagieren.
Um die Ausbildung dieser Ablagerungen und damit Verstopfungen zu verhindern, wird bei dem bekannten Verfahren vorgeschlagen, die von der wäßrigen Lösung aus dem Gas aufgenommenen, leicht verharzenden Bestandteile vor oder während der Reyenerierung dieser Lösung aus ihr zu entfernen, z.B. mittels Flüssig-Flussig-Extraktion.
Die Ablagerung von Polymerprodukten in den Apparateteilen des Absorptionsmittelkreislaufes kann durch Extraktion der Harzbildner jedoch nur unvollständig verhindert werden, so daß ein ununterbrochener Betrieb nicht möglich ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß auf einfache Weise eine verbesserte Abtrennung von Harzbildnern aus dem Absorptionsmittel erreicht wird und damit Ablagerungen vcrringert werden, wodurch ein störungsfreier Betrieb der Wäsche gewährleistet wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das beladene Absorptionsmittel vor seiner Erwärmung durch ein mehrschichtiges Medium geleitet wird und daß die sich dabei ausbildenden zwei Phasen getrennt werden, worauf die wäßrige Absorptionsmittelphase erwärmt und der Regenerierung zugeführt wird.
Die Erfindung beruht auf die Erkenntnis, daß die im Absorptionsmittel gelösten oder emulgierten Harzbildner beim Kontakt mit dem Einsatzgas in der Waschsäule Kohlenwasserstoffe aufnehmen und dadurch aufquellen bzw. gelöst werden. Die Harzbildner liegen dann als Lösung in flüssigen Kohlenwasserstoffen vor und bilden als winzige Tröpfchen. eine öl-im-Wasser-Emulsion.
Beim erfindungsgemäßen Durchleiten des Absorptionsmittels vor seiner Erwärmung durch ein mehrschichtiges Medium mit entsprechenden Oberflächeneigenschaften können diese aus Benzinkohlenwasserstoffen und Harzbildnern bestehende Tröpfchen zu größeren Tropfen zusammentreten (Coaleszieren). Auf diese Weise wird ihre Aufstiegsgeschwindigkeit so weit vergrößert, daß sich zwei Phasen ausbilden können und getrennt werden, wobei die wäßrige Absorptionsmittelphase erwärmt und der Regenerierung zugeführt wird.
Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Abzug der zweite Phasen nach einer Verweilzeit erfolgt. Bevorzugt wird die Verweilzeit zwischen 20 und 40 Minuten, vorzugsweise bei 30 Minuten, gehalten.
Als bevorzugte, mehrschichtige Medien können gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens Glasfasern, Kunststoffasern, Cellulose oder eine Schüttung aus Phenolharz verwendet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auf die Reinigung jeglicher Art von Spaltgasen, die Harzbildner enthalten, anwendbar.
Im Ho genden sei die Erfindung anhand eines in der Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Uber eine Leitung 1 gelangt Rohgas - beispielsweise olefinhaltiges Spaltgas aus einer Athylenanlage - in den unteren Teil einer Waschsäule 2. Auf den Kopf der Waschsäule 2 wird über eine Leitung 3 regeneriertes, wäßriges, chemisch wirkendes, o#ganisches Absorptionsmittel r wie z.B. ein Alkanolamin oder die Lösung eines aminosauren Salzes, aufgegeben, das die Waschsäule 2 im Gegenstrom zu dem aufsteigenden Gas durchströmt. Dabei nimmt das Absorptionsmittel die sauren Verun reinigungen, CO2 und H2S, aus dem Rohgas auf. Das auf diese Weise gereinigte Rohgas verläßt die Waschsäule 2 am Kopf über Leitung 4.
Im Verlauf der Absorption nimmt das wäßrige Absorptionsmittel auch einen Teil der im Gas enthaltenen Harzbildner und der entweder ebenfalls bereits im Gas enthaltenen oder dem Absorptionsmittel beigemischten Benzinkohlenwasserstoffen auf.
Diese liegen in Form von kleinen Tröpfchen vor und bilden eine Öl-im-Wasser-Emulsion. Als solche gelangen die Harzbildner und Benzinkohlenwasserstoffe mit dem Absorptionsmittel in die Regeneriereinrichtungen, wo sie unter dem Einfluß von Wärme zu polymeren, in dem Absorptionsmittel unlöslichen Produkten reagieren, die sich absetzen und Verstopfungen verursachen können.
Um dies zu verhindern wird das beladene Absorptionsmittel nach Abzug vom Sumpf der Waschsäule 2 über eine Leitung 5 erfindungsgemäß einer Einrichtung 6 zugeführt. Diese Einrichtung 6 (Koaleszer) weist ein mehrschichtices Medium 7 auf. Diese Medium kann beispielsweise aus Glasfasern, Kunststoffasern, wie Rayon oder Nylon, aus Cellulose, einer Schüttung aus Phenolharz oder mehreren Sieben aus z.B Stahlblech bestehen. Die Wirkung dieses mehrcchichtigen Mediums besteht darin, daß infolge der entsprechenden Oberflächeneigenschaften dieses Mediums die winzigen Tröpfchen aus Harzbildnern und Benzinkohlenwasserstoffen zu größeren Tropfen zusammentreten. Auf diese Weise bilden sich nach dem Durchgang des Absorptionsmittels durch das mehrschichtigen Mediums zwei Phasen aus, die getrennt voneinander abgezogen werden können.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird über Leitung 8 die aus den Harzbildnern und den Benzinkohlenwasserstoffen bestehende, störende Phase abgezogen, während über Leitung 9 die wäßrige Absorptionsmittelphase aus dem Koaleszer 6 abgezogen wird. Diese letztere Phase wird anschließend in dera Wärmetauscher 10 gegen regeneriertes zu kühlendes Absorptionsmittel erwärmt und auf den Kopf einer Regeneriersäule 11 aufgegeben. Anstelle des Wärmetauschers 10 kann die Erwärmung des beladenen Absorptionsmittels auch mittels eines nicht dargestellten Aufkochers erfolgen. Infolge der Erwärmung werden dabei die Sauergase aus dem Absorptionsmittel ausgetrieben und verlassen die Regeneriersäule 11 über Kopf (Leitung 12). Das regenerierte Absorptionsmittel wird am Sumpf der Regeneriersäule 11 über Leitung 3 abgezogen, im Wärmetauscher 10 gegen beladenes, zu erwärmendes Absorptionsmittel abgekühlt und in einer Sauergaswäsche 2 wieder verwendet.
Beispiel 150.000 t/h Spaltgas werden mit 10 t/h MEA-Lösung (2 bis 10 Gew.-%ig) bei einem Druck von 10 bis 15 bar Ueberdruck gewaschen, wobei aer Schwefelwasserstoff-und CO2-Gehalt von mehreren 100 vppm auf <100 vppm reduziert wird. Die beladene MEA-Lösung enthält 1000 bis 2000 Gew.-ppm Kohlenwasserstoffe und 1 bis 1,5 g Polymere/l. Nach Durchgang durch den Koaleszer ist der Gehalt an gelösten und emulgierten Kohlenwasserstoffen auf 500 bis 1000 Gew#.-ppm gesunken. Die Polymere sind auf 0,1 bis 1 g/l reduziert. Aus 10 t/h MEA haben sich also 10 t/h (500 - 1000) kg/t = 5 - 10 kg/h Benzinkohlenwasserstoffe abgeschieden und 10 t/h ~ (0,5 - 1) kg/t = max. 5 kg/h Polymere.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zum Entfernen von CO2 und/oder H2S aus solche und Harzbildner enthaltenden Gasen durch Wäsche in nwesenheit von Benzinkohlenwasserstoffen mit einem wäßrigen, chemisch wirkenden organischen Absorptionsmittel, das nach der Beladung durch Erwärmung regeneriert und wieder verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das beladene Absorptionsmittel vor seiner Erwärmung durch ein mehrschichtiges Medium geleitet wird und daß die sich dabei ausbildenden zwei Phasen getrennt abgezogen werden, worauf die wäßrige Absorptionsmittelphase erwärmt und der Regenerierung zugeführt wird.

? ) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abzug der zwei Phasen nach einer Verweilzeit erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenneeichnet, daß die Verweilzeit zwischen 20 und 40 Minuten, vorzugsweise bei ca. 30 Minuten, gehalten wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als mehrscichiges Medium Glasfasern, Kunstoff, Cellulose oder eine Schüttung aus Phenolharz verwendet wird.