DE3439368A1

DE3439368A1 - Process for scrubbing out phosphorus hydrides, in particular from acetylene

Info

Publication number: DE3439368A1
Application number: DE19843439368
Authority: DE
Inventors: Winfried Dipl.-Ing. 5860 Iserlohn Liebig; Peter Dipl.-Ing. Dr. 5804 Herdecke Meurer; Jürgen Dr. 5750 Menden Zimmermann
Original assignee: Uhde GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1984-10-27
Filing date: 1984-10-27
Publication date: 1986-06-26
Also published as: ZA856020B; ES8604427A1; ES544686A0; CN85105317A

Abstract

In a process for scrubbing out phosphorus hydrides or other alkaline contaminants, eg NH3, from gases, in particular from acetylene, by treatment with non-oxidising mineral acids, in particular phosphoric acid, the scrubbing acid being regenerated by oxidation after the scrubbing process, a solution is to be created by which the previously described disadvantages can be avoided, but by which, in particular, wet gases can be treated and the use of sulphuric acid can be dispensed with. This is achieved by using a 5-80% strength acid, in particular a 70% strength phosphoric acid as the scrubbing acid. <IMAGE>

Description

"Verfahren zur Auswaschung von Phosphor-"Process for the leaching of phosphorus

wasserstoffen, insbesondere aus Acetylen" Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Auswaschung von Phosphorwasserstoffen oder anderen alkalisch reagierenden Verunreinigungen, z. B. NH3, aus Gasen, insbesondere aus Acetylen durch Behandlung mit nicht oxidierenden Mineralsäuren, insbesondere Phosphorsäure, wobei die Waschsäure nach dem Waschvorgang durch Oxidation regeneriert wird.hydrogen, especially from acetylene "The invention is directed on a process for leaching of phosphorous hydrogen or other alkaline reactive impurities, e.g. B. NH3, from gases, especially from acetylene Treatment with non-oxidizing mineral acids, especially phosphoric acid, whereby the washing acid is regenerated by oxidation after the washing process.

Es ist bekannt, Phosphorwasserstoff durch Waschung mit konzentrierter Schwefelsäure aus Entwickleracetylen zu entfernen. Diese Vorgehensweise hat eine Reihe von erheblichen Nachteilen. So muß das Gas extrem stark getrocknet werden, da ansonsten die Feuchtigkeit den Konzentrationsgrad der Schwefelsäure schnell verringert. Nachteilig ist auch, daß die starke Wärmetönung der Verdünnungsreaktion zu einer Polymerisation des Acetylens führt. Schließlich besteht ein weiterer Nachteil darin, daß die Reduktion der Schwefelsäure zur SO2-Bildung führt, so daß eine Natronlaugewäsche notwendig wird. Gleichzeitig treten Werkstoffprobleme auf, da die Schwefelsäure einen breiten Konzentrationsbereich überdeckt, gegenüber dem viele Werkstoffe nicht resistent genug sind. Schließlich führt die Wärmetönung ebenso wie die Säurekatalyse zu einer starken Verunreinigung der Säure, so daß diese nach dem Ausschleusen aus dem Prozeß nicht wieder verwendet werden kann. Die Verunreinigungen führen zu häufigen Reinigungszyklen und damit zu großen Stillstandzeiten derartiger Anlagen.It is known to wash with concentrated hydrogen phosphide To remove sulfuric acid from developer acetylene. This approach has a Number of significant disadvantages. So the gas has to be dried extremely strongly, otherwise the moisture will quickly reduce the concentration of sulfuric acid. It is also disadvantageous that the strong exothermicity of the dilution reaction leads to a Polymerization of the acetylene leads. Finally, another disadvantage is that the reduction of the sulfuric acid leads to the formation of SO2, so that a sodium hydroxide wash becomes necessary. At the same time, material problems arise because the sulfuric acid covers a wide concentration range, compared to which many materials do not are resistant enough. Finally, the exothermicity leads just like the acid catalysis to a severe pollution the acid, so that this after Removal from the process can not be used again. The impurities lead to frequent cleaning cycles and thus to long downtimes of this kind Investments.

Um einen Teil oben beschriebener Merkmale zu vermeiden, ist in der DE-PS 715 678 bei einem gattungsgemäßen Verfahren vorgeschlagen worden, eine Waschung mit nicht oxydierenden Mineralsäuren, nämlich 80- - 100-%-igen Schwefel-oder Phosphorsäuren oder deren Gemischen, vorzunehmen. Die an einer Stelle dieser Druckschrift aufgegriffene 80--100-%-ige Phosphorsäure ist aber für das dort beschriebene Verfahren gar nicht geeignet, da eine so hoch konzentrierte Säure hochviskos ist, womit u.a. Versprühungs- und Berieselungsprobleme auftreten.In order to avoid some of the features described above, the DE-PS 715 678 has been proposed in a generic method, a wash with non-oxidizing mineral acids, namely 80--100% sulfuric or phosphoric acids or their mixtures. The one taken up at one point in this publication However, 80--100% phosphoric acid is not at all suitable for the process described there suitable because such a highly concentrated acid is highly viscous, which among other things and sprinkling problems occur.

Bei der vorbekannten Verfahrensweise ist es auch nötig eine Trockenstufe vorzusehen, was dort über Silicagel mit einem Taupunkt von -20 0C geschieht. Da bei der bekannten Verfahrensweise an sich nur Schwefelsäure in Frage kommt, sind mit dieser bekannten Verfahrensweise die bereits oben beschriebenen Nachteile verbunden, nämlich z.B. daß SO2 entsteht, welches mit Natronlauge ausgewaschen werden muß.In the previously known procedure, a drying stage is also necessary to provide what happens there via silica gel with a dew point of -20 0C. There in the known procedure per se only sulfuric acid comes into question are the disadvantages already described above are associated with this known procedure, namely that e.g. SO2 is produced, which has to be washed out with caustic soda.

Bei diesem bekannten Verfahren müssen auch aus den weiter oben beschriebenen Gründen, die Füllkörperkolonnen häufig gereinigt werden.In this known method must also from those described above Reasons that packed columns are cleaned frequently.

Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens besteht darin, daß die Regeneration der Säure dadurch erfolgt, daß sie mit Preßluft in einer Mammutpumpe in einem Behälter oberhalb des Waschturmes gefördert wird, wobei gleichzeitig die Phosphorwasserstoffe oxidiert und die Schwefelsäure mit Phosphorsäure verunreinigt werden.Another disadvantage of the known method is that the acid is regenerated by using compressed air in a mammoth pump is promoted in a container above the washing tower, at the same time the Phosphorus is oxidized and the sulfuric acid is contaminated with phosphoric acid will.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mit der die vorbeschriebenen Nachteile vermieden werden können, mit der aber insbesondere feuchte Gase behandelt werden können und auf den Einsatz von Schwefelsäure verzichtet werden kann.The object of the invention is to create a solution with which the the disadvantages described above can be avoided, but with the especially moist Gases can be treated and the use of sulfuric acid can be dispensed with can.

Bei einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß als Waschsäure eine 5--80-%-ige Säure, insbesondere eine 70-%lage Phosphorsäure eingesetzt wird.In a method of the type mentioned at the outset, this task is solved according to the invention in that the washing acid is a 5-80% acid, in particular a 70% layer of phosphoric acid is used.

Der besondere Vorteil liegt bei der erfindungsgemäßen Verfahrensweise darin, daß es sich für mit Wasserdampf gesättigte Gase eignet, so daß schon eine Trocknung entbehrlich wird. Dadurch, daß die Waschsäure nicht zu hoch konzentriert ist, tritt praktisch keine Säurekatalyse der Polymerisation auf. Auch entfällt eine Wärmetönung durch Verdünnung und damit eine evtl. auftretende Polymerisation durch Überhitzung. Ein weiterer wesentlicher Vorteil liegt darin, daß der Wäscher wenig oder gar keine Einbauten benötigt und daher praktisch nicht mehr verschmutzt, oder durch lange Betriebsdauer entsprechender Anlagen gewährleistet ist.The particular advantage lies in the procedure according to the invention in the fact that it is suitable for gases saturated with water vapor, so that already a Drying becomes unnecessary. Because the washing acid is not too concentrated there is practically no acid catalysis of the polymerization. One is also omitted Exothermicity due to dilution and thus any polymerization that may occur Overheating. Another major advantage is that the washer little or no internals are required and therefore practically no more dirty, or guaranteed by the long service life of corresponding systems is.

Durch den Einsatz von nicht zu hoch konzentrierter Phosphorsäure, die nach der Erfindung möglich wird, entfallen auch die Korrosionsprobleme.By using phosphoric acid that is not too highly concentrated, which is possible according to the invention, the corrosion problems are also eliminated.

In Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, daß die Regeneration der Waschsäure durch den Zusatz von reinem Sauerstoff erfolgt. Hierbei wird nur wenig Sauerstoff benötigt, was eine wirtschaftliche Führung des Verfahrens möglich macht.In an embodiment, the invention provides that the regeneration of the Washing acid is done by adding pure oxygen. Little is done here Oxygen is required, which makes it possible to run the process economically.

Zweckmäßig kann es sein, wenn die regenerierte Waschsäure zu einem Teil im Kreislauf geführt ist, wie dies die Erfindung ebenfalls vorsieht, so daß insbesondere der ausgeschleuste und Ammonphosphat enthaltene Anteil der Waschsäure einer weiteren Verarbeitung zu Düngemitteln zugeführt werden kann.It can be useful if the regenerated washing acid to one Part is circulated, as the invention also provides, so that in particular the proportion of scrubbing acid that has been discharged and contains ammonium phosphate can be fed to further processing into fertilizers.

Wird Acetylen behandelt, so sieht die Erfindung auch in weiterer Ausgestaltung vor, daß durch das Oxidationsmittel zur Regeneration der Waschsäure gleichzeitig das gelöste Acetylen aus der Waschsäure entfernt und dieses einer Verbrennung zugeführt wird.If acetylene is treated, the invention is also in a further embodiment before that by the oxidizing agent to regenerate the washing acid at the same time the dissolved acetylene is removed from the scrubbing acid and this is fed to an incinerator will.

Eine weitere Besonderheit der Erfindung liegt darin, daß nicht vorgetrocknetes und vorgekühltes feuchtes Acetylen zunächst einer Kalkmilchwäsche unterworfen und anschließend dem Wäscher zur Entfernung des Phosphorwasserstoffes zugeführt wird. Mit der Kalkmilchwäsche kann gleichzeitig ein gewisser Grad an Kühlung erreicht werden, was dann nützlich ist, wenn Entwickleracetylen behandelt wird, da die Temperatur im Entwickler in der Regel so hoch ist, daß Verluste nur durch rasche Kühlung in Grenzen gehalten werden können.Another special feature of the invention is that it is not predried and pre-cooled moist acetylene first subjected to a lime milk wash and is then fed to the scrubber to remove the hydrogen phosphide. With the milk of lime wash, a certain degree of cooling can be achieved at the same time which is useful when treating developer acetylene because of the temperature in the developer is usually so high that losses can only be achieved through rapid cooling Limits can be kept.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung, die ein Prinzipschaltbild darstellt, näher erläutert, wobei die beschriebene Anlage einen Teil der Erfindung darstellt: Mit dem Pfeil 1 ist der Eintritt des Rohgases in eine Anlage bezeichnet, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist. Das Rohgas beaufschlagt eine Waschkolonne 2 und tritt aus dieser gereinigt aus und verläßt die Anlage, was mit dem Pfeil 3 angegeben ist. Die Waschkolonne 2 wird von einer 70-%-igen Phosphorsäure als Waschsäure beaufschlagt, der Waschsäurekreislauf ist mit dem Rundpfeil 4 angegeben. Nach Verlassen der Waschkolonne 2 wird die Waschsäure einer Regenerationskolonne 5 zugeführt, verläßt diese Kolonne 6, tritt in eine Pumpenvorlage 7 ein und wird dann zu einem Teilstrom von einer Pumpe 8 über einen Wärmetauscher 9 erneut der Waschkolonne 2 zugeführt.The invention is described below with reference to the drawing, which is a basic circuit diagram represents, explained in more detail, the system described being part of the invention represents: The arrow 1 indicates the entry of the raw gas into a system, with which the method according to the invention can be carried out. The raw gas is applied a wash column 2 and exits from this cleaned and leaves the plant, what is indicated by arrow 3. The scrubbing column 2 is made of a 70% phosphoric acid applied as washing acid, the washing acid cycle is indicated by the round arrow 4. After leaving the washing column 2, the washing acid becomes a regeneration column 5 supplied, leaves this column 6, enters a pump reservoir 7 and is then to a partial flow from a pump 8 over a heat exchanger 9 fed to the washing column 2 again.

Zur Regeneration der Waschsäure in der Regenerationskolonne 5 wird dieser reiner Sauerstoff zugeführt, was mit dem Pfeil 10 angegeben ist. Der Sauerstoff wird zunächst über eine Sicherheitsabtauchung 11 geleitet, tritt in die Regenerationskolonne ein und beaufschlagt als Abgas zunächst wiederum eine Sicherheitsabtauchung 12 und verläßt die Anlage, was mit dem Pfeil 13 bezeichnet ist.To regenerate the scrubbing acid in the regeneration column 5 is this is supplied with pure oxygen, which is indicated by the arrow 10. The oxygen is first passed through a safety immersion 11, enters the regeneration column and once again acted upon as exhaust gas a safety immersion 12 and leaves the system, which is indicated by the arrow 13.

Schließlich ist mit dem Pfeil 14 noch der Abzug der Überschußphosphorsäure dargestellt. Dieser Teilstrom kann einer weiteren Verarbeitung, z. B. einer Düngemittelherstellung, zugeführt werden.Finally, the arrow 14 shows the excess phosphoric acid being withdrawn shown. This substream can be used for further processing, e.g. B. a fertilizer production, are fed.

Natürlich ist die beschriebene Verfahrensweise noch in vielfacher Hinsicht abzuändern ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. So kann die Verfahrensweise insbesondere mehrstufig erfolgen, wenn dies notwendig sein sollte, u. dgl. mehr.Of course, the procedure described is still in multiple ways Modify respect without departing from the spirit of the invention. So can the Procedure in particular take place in several stages, if this should be necessary, and the like more.

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Claims

Claims: method for leaching of phosphorous hydrogen or other alkaline reacting impurities, e.g. B.

NH3, from gases, especially from acetylene by treatment with not oxidizing mineral acids, especially phosphoric acid, the washing acid after the washing process is regenerated by oxidation, characterized in that as Washing acid a 5-80-8-iye acid, in particular a 70% phosphoric acid, is used will.

2. The method according to claim 1, characterized in that the regeneration the scrubbing acid takes place through the addition of pure oxygen.

3. The method according to claim 2, characterized in that the regenerated Washing acid is led to a part in the circuit.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that the washing is carried out in a venturi scrubber with a downstream droplet separator he follows.

5. Process for the treatment of acetylene according to any one of the preceding Claims, characterized in that by the Ox dation agent for regeneration the washing acid at the same time removes the dissolved acetylene from the washing acid and this is fed to an incineration.

6. The method according to claim 5, characterized in that not pre-dried and pre-cooled moist acetylene first subjected to a lime milk wash and is then fed to the scrubber to remove the phosphorous hydrogen.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that the discharged and ammonium phosphate contained portion the washing acid is fed to further processing into fertilizers.